Questões de Física - UFPR 2016 | Gabarito e resoluções

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Nas Paralimpadas recentemente realizadas no Brasil, uma das modalidades esportivas disputadas foi o basquetebol. Em um determinado jogo, foi observado que um jogador, para fazer a cesta, arremessou a bola quando o centro de massa dessa bola estava a uma altura de 1,4 m. O tempo transcorrido desde o instante em que a bola deixou a mo ao jogador at ter o seu centro de massa coincidindo com o centro do aro foi de 1,1 s. No momento do lanamento, o centro de massa da bola estava a uma distncia horizontal de 4,4 m do centro do aro da cesta, estando esse aro a uma altura de 3,05 m, conforme pode ser observado na figura ao lado. Considerando que a massa da bola igual a 600 g, que a resistncia do ar desprezvel e que o valor absoluto da acelerao gravidade de 10 m/s2 , determine, utilizando todas as unidades no Sistema Internacional de Unidades: a) A velocidade horizontal da bola ao atingir o centro do aro da cesta de basquete. b) A velocidade inicial vertical da bola. c) A energia cintica da bola no momento do lanamento (considerando o exato instante em que a bola deixa a mo do atleta).

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Foi feito um estudo com uma associao de resistores (de acordo com a figura ao lado), a qual foi conectada a uma fonte de tenso com fora eletromotriz de 7,5 V e resistncia interna r. Os valores dos resistores da associao esto indicados na figura ao lado. Todos os fios condutores so ideais e os resistores so hmicos. Verificou-se uma intensidade de corrente eltrica no resistor R2 de 0,5 A. Assim, determine: a) O resistor equivalente da associao. b) A tenso eltrica nos extremos da associao de resistores. c) A resistncia interna do gerador

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Um espelho cncavo, com raio de curvatura 10 cm e centro em C, foi posicionado de acordo com a figura abaixo. Um objeto O, com 2 cm de altura, est localizado a 3 cm do espelho e orientado para baixo, a partir do eixo principal. Os segmentos que podem ser observados sobre o eixo principal so equidistantes entre si. a) Na figura, assinale o foco do espelho, ressaltando-o por meio da letra F. b) Determine graficamente, na figura, a imagem formada, representando, adequadamente, no mnimo,dois raios notveis, antes e aps a ocorrncia da reflexo. c) Determine, apresentando os devidos clculos, o tamanho da imagem. sabido que a ampliao corresponde ao simtrico da razo entre a distncia da imagem ao espelho e a distncia do objeto ao espelho, ou a razo entre o tamanho da imagem e o tamanho do objeto, com as devidas orientaes.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Em 18 de junho de 2016, foi lanado o foguete Ariane 5 ECA, que transportava o satlite de comunicao EchoStar XVIII, com o objetivo de transferi-lo para uma rbita geoestacionria. As rbitas geoestacionrias so aquelas em que o perodo de revoluo do satlite de 24 h, o que corresponde a seu posicionamento sempre sobre um mesmo ponto da superfcie terrestre no plano do Equador. Considere o raio R1 da rbita desse satlite como sendo de 42.000 km. Em 15 de setembro de 2016, foi lanado o foguete Vega, transportando os satlites SkySats, denominados de 4 a 7 (satlites de uma empresa do Google), para mapeamento com alta preciso da Terra inteira. A altitude da rbita desses satlites, em relao superfcie terrestre, de 500 km. Considerando o raio da terra como sendo de aproximadamente 6500 km e que a velocidade de um satlite, tangencial rbita, pode ser calculada pela raiz quadrada do produto da constante gravitacional G pela massa M da terra dividida pelo raio da rbita do satlite, determine: (Obs.: No necessrio o conhecimento dos valores de G e M e todos os clculos devem ser claramente apresentados. Alguns dos valores esto com aproximaes por convenincia de clculo. No necessrio determinar os valores das razes quadradas, basta deixar os valores numricos, aps os devidos clculos, indicados no radical.) a) O valor numrico da velocidade V2 do satlite EchoStar XVIII, em relao velocidade V1 de um dos satlites SkySats. b) O valor do perodo T2 dos satlites SkySats, em horas, por aplicao da terceira Lei de Kepler.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Num estudo sobre ondas estacionrias, foi feita uma montagem na qual uma fina corda teve uma das suas extremidades presa numa parede e a outra num alto-falante. Verificou-se que o comprimento da corda, desde a parede at o alto-falante, era de 1,20 m. O alto-falante foi conectado a um gerador de sinais, de maneira que havia a formao de uma onda estacionria quando o gerador emitia uma onda com frequncia de 6 Hz, conforme mostrado na figura a seguir. Com base nessa figura, determine, apresentando os respectivos clculos: a) O comprimento de onda da onda estacionria. b) A velocidade de propagao da onda na corda.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Uma mquina trmica terica ideal teve um dimensionamento tal que, a cada ciclo, ela realizaria trabalho de 50 cal e cederia 150 cal para a fonte fria. A temperatura prevista para a fonte quente seria de 127 oC. Determine: a) O rendimento dessa mquina trmica. b) A temperatura prevista para a fonte fria, em graus Celsius.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) O raio da roda de uma bicicleta de 35 cm. No centro da roda h uma engrenagem cujo raio de 4 cm. Essa engrenagem, por meio de uma corrente, acionada por outra engrenagem com raio de 8 cm, movimentada pelo pedal da bicicleta. Um ciclista deslocase fazendo uso dessa bicicleta, sendo gastos 2 s a cada trs voltas do pedal. Assim, determine: (Obs.: represente a constante pi apenas por . No necessrio substituir o seu valor numrico nos clculos.) a) A velocidade angular da engrenagem do pedal, em radianos por segundo. b) O valor absoluto da velocidade linear de um dos elos da corrente que liga a engrenagem do pedal engrenagem do centro da roda. c) A distncia percorrida pela bicicleta se o ciclista mantiver a velocidade constante, nas condies citadas no enunc iado do problema, durante 5 minutos.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Em uma cmara com vcuo, um acelerador de eltrons emite partculas que saem dele em movimento retilneo uniforme com trajetria horizontal. Um dispositivo composto por um ncleo de ferro, um solenoide e uma bateria, conforme mostrado na figura ao lado, produz um campo magntico uniforme de 0,03 T no entreferro do ncleo de ferro. O sistema tem dimensionamento tal que o campo magntico significativo apenas no entreferro. a) Represente, no entreferro do ncleo de ferro da figura, as linhas de campo magntico. Justifique a sua resposta. b) Qual , por ao do campo magntico, o comportamento da trajetria a ser descrita pelos eltrons no ncleo de ferro no incio do movimento no entreferro? Indicar tambm o sentido do movimento a ser executado. Justifique a sua resposta. c) Considerando os valores aproximados, por convenincia de clculo, para algumas das grandezas fsicas mostradas abaixo, determine a acelerao de cada eltron que penetra no entreferro do ncleo de ferro se a velocidade deles , ao iniciarem o movimento no entreferro, for de 400 m/s. meltron = 9.10-31 kg qeltron = 1,5.10-19 C F = q. v . B . sen

(UFPR - 2016 - 2 FASE) Um corpo com peso P1 flutua em um lquido de maneira que o volume submerso de 1,1 m3 . Sobre ele colocado um outro corpo com peso P2 = 1050 N. Com esse procedimento, verificou-se que o conjunto dos dois corpos afunda mais um pouco, de maneira que o volume submerso passa a ser de 1,2 m3 , conforme mostrado na figura ao lado. Considere o valor da acelerao gravitacional como 10 m/s2 . Sabendo que o empuxo corresponde ao peso do lquido deslocado, determine o valor da massa especfica (densidade) do lquido, no Sistema Internacional de Unidades.

(UFPR - 2016 - 2 FASE) O sistema representado na figura ao lado corresponde a uma prensa hidrulica com acionamento por meio de uma alavanca. O sistema est dimensionado de tal maneira que a alavanca aciona o mbolo do cilindro menor da prensa no seu ponto central e o raio do mbolo do cilindro maior o triplo do raio do mbolo do cilindro menor. Demonstre qual seria a fora F2 disponvel no cilindro maior em relao fora F1, vertical, aplicada no cilindro menor.

(UFPR - 2016 - 1aFASE) Uma mola de massa desprezvel foi presa a uma estrutura por meio da corda b. Um corpo de massa m igual a 2.000 gest suspenso por meio das cordas a,c e dde acordo com a figura abaixo, a qual representa a configurao do sistema aps ser atingido o equilbrio. Considerando que a constante elstica da mola 20 N/cme a acelerao gravitacional 10 m/s2, assinale a alternativa que apresenta a deformao que a mola sofreu por ao das foras que sobre ela atuaram, em relao situao em que nenhuma fora estivesse atuando sobre ela. Considere ainda que as massas de todas as cordas e da mola so irrelevantes.

(UFPR - 2016 - 1aFASE) A utilizao de receptores GPS cada vez mais frequente em veculos. O princpio de funcionamento desse instrumento baseado no intervalo de tempo de propagao de sinais, por meio de ondas eletromagnticas, desde os satlites at os receptores GPS. Considerando a velocidade de propagao da onda eletromagntica como sendo de 300.000 km/s e que, em determinado instante, um dos satlites encontra-se a 30.000 km de distncia do receptor, qual o tempo de propagao da onda eletromagntica emitida por esse satlite GPS at o receptor?

(UFPR - 2016 - 1aFASE) Quatro resistores, cada um deles com valor R, esto conectados por meio de fios condutores ideais, segundo o circuito representado na figura abaixo. O circuito alimentado por um gerador ideal que fornece uma tenso eltrica constante. Inicialmente, o circuito foi analisado segundo a situao 1 e, posteriormente, os pontos A e B foram interligados por meio de um fio condutor, de acordo com a situao 2. Com base nessas informaes, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) A intensidade de corrente eltrica no gerador a mesma para as duas situaes representadas. ( ) Ao se conectar o fio condutor entre os pontos A e B, a resistncia eltrica do circuito diminui. ( ) Na situao 2, a intensidade de corrente eltrica no gerador aumentar, em relao situao 1. ( ) A diferena de potencial eltrico entre os pontos A e B, na situao 1, maior que zero. Assinale a alternativa que apresenta a sequncia correta, de cima para baixo.

(UFPR - 2016 - 1aFASE) Uma minscula bolha de ar sobe at a superfcie de um lago. O volume dessa bolha, ao atingir a superfcie do lago, corresponde a uma variao de 50%do seu volume em relao ao volume que tinha quando do incio do movimento de subida. Considerando a presso atmosfrica como sendo de 105Pa,a acelerao gravitacional de 10 m/s2 e a densidade da gua de 1 g/cm3,assinale a alternativa que apresenta a distncia percorrida pela bolha durante esse movimento se no houve variao de temperatura significativa durante a subida da bolha.

(UFPR - 2016 - 1aFASE) O ndice de refrao absoluto de um meio gasoso homogneo 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfcie de separao entre o meio gasoso e o meio lquido, tambm homogneo, cujo ndice de refrao absoluto 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distncia focal positiva, construda com material cujo ndice de refrao absoluto 1,54, colocada, completamente imersa, no meio lquido. Com base nessas informaes, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela ser denominada convergente. ( ) Quando a lente foi colocada no meio lquido, a sua distncia focal passou a ser negativa. ( ) Em qualquer um dos meios, a distncia focal da lente no se altera. ( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio lquido, afasta-se da normal. Assinale a alternativa que apresenta a sequncia correta, de cima para baixo.