Questões de Física - UFPR 2017 | Gabarito e resoluções

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Uma pista de lanamento foi montada contendo uma parte circular, de raio R, conforme mostra a figura abaixo. A pista est apoiada sobre a superfcie da Terra, considerada como sendo um referencial inercial. A acelerao gravitacional no local assumida como constante e tem mdulo g. O ponto A est na parte mais baixa do trajeto circular, junto ao cho, e o ponto B est na parte mais alta do trajeto circular, numa altura 2R em relao ao cho. Um objeto de massa m est colocado no incio da pista, num ponto que fica a uma altura 3R do cho, e est inicialmente em repouso. Para esse problema, todos os efeitos dissipativos devem ser desconsiderados. O objeto inicia o movimento a partir do repouso, desce a rampa, passa pelo ponto A, executa loop no sentido anti-horrio passando pelo ponto B, volta ao ponto A e sai pela extremidade direita da pista. Com base nesses dados, obtenha uma expresso algbrica para o mdulo da velocidade vB do objeto quando ele passa pelo ponto B aps ser liberado a partir do repouso. Na expresso, somente devem aparecer dados fornecidos no problema.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Numa experincia para demonstrar princpios de calorimetria, um estudante fez o seguinte procedimento: colocou 100 g de gua, na forma de gelo, a 0 C, num recipiente vazio, e o aqueceu at obter gua a 10 C. Na sequncia, ele removeu aquela quantidade de gua do recipiente e colocou novamente 100 g de gua, s que agora lquida, a 0 C, no recipiente vazio, e forneceu a mesma quantidade de calor utilizada na etapa anterior. Sabe-se que, no local, gua congela a 0 C, o calor latente de fuso da gua vale L = 80 cal/g, e o calor especfico da gua (tomado como constante em toda a faixa de temperatura da experincia) vale c = 1 cal/g C. Alm disso, desprezam-se todas as perdas de calor para o ambiente, e a capacidade trmica do recipiente tambm deve ser desprezada. Considerando esses dados, determine a temperatura final da massa de gua aps a segunda etapa.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Um feixe de luz incide num espelho plano fazendo um ngulo = 60 com a normal ao espelho, propagandose pelo ar (meio 1). O feixe refletido propaga-se no meio 1 e incide na interface entre o meio 1 e o meio 2, onde sofre refrao. O feixe refratado sai com ngulo com relao normal interface, conforme mostra a figura ao lado. As duas normais so perpendiculares entre si. Sabe-se que o ndice de refrao do ar vale n1 = 1, que , que e que . Alm disso, a velocidade da luz no meio 1 . Levando em considerao os dados apresentados, determine o valor da velocidade da luz no meio 2

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Numa experincia feita para investigar relaes entre grandezas eletrostticas, duas placas condutoras paralelas A e B, separadas por uma distncia d = 5 cm, foram submetidas a uma diferena de potencial U = 100 V, sendo que a placa que tem o potencial eltrico mais alto a B. Por hiptese, como as dimenses das placas so muito maiores que a distncia que as separa, o campo eltrico que se estabeleceu entre elas pode ser considerado, para todos os efeitos, como sendo uniforme. a) Determine o mdulo do campo eltrico existente na regio entre as placas. b) Uma partcula com carga sai da placa B e chega placa A. Qual o trabalho realizado pela fora eltrica sobre essa partcula durante esse movimento?

(UFPR - 2017 - 2 FASE) No desenvolvimento de uma certa mquina trmica, o ciclo termodinmico executado por um gs ideal comporta-se como o apresentado no diagrama P x V (presso x volume) ao lado. a) Qual o trabalho realizado pelo gs durante o processo AB? b) Sabendo que a temperatura do gs no ponto B vale TB = 300 K, determine a temperatura do gs no ponto C. c) O processo DA isotrmico. Qual a variao de energia interna do gs nesse processo?

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Numa prensa hidrulica, um fluido incompressvel utilizado como meio de transferncia de fora de um mbolo para outro. Numa dessas prensas, uma fora foi aplicada ao mbolo B durante um intervalo de tempo , conforme mostra a figura ao lado. Os mbolos A e B estavam inicialmente em repouso, tm massas desprezveis e todas as perdas por atrito podem ser desprezadas. As observaes foram todas feitas por um referencial inercial, e as reas dos mbolos so AA = 30 cm2 e AB = 10 cm2 . A fora aplicada ao mbolo B tem intensidade FB= 200 N e o fluido da prensa incompressvel. a) Durante o tempo de aplicao da fora , o mbolo B desceu por uma distncia dB = 6 cm. Qual a potncia mdia do agente causador da fora ? b) Qual a intensidade da fora produzida sobre o mbolo A?

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Numa competio envolvendo carrinhos de controle remoto, a velocidade de dois desses carrinhos foi medida em funo do tempo por um observador situado num referencial inercial, sendo feito um grfico da velocidade v em funo do tempo t para ambos os carrinhos. Sabe-se que eles se moveram sobre a mesma linha reta, partiram ao mesmo tempo da mesma posio inicial, so iguais e tm massa constante de valor m = 2 kg. O grfico obtido para os carrinhos A (linha cheia) e B (linha tracejada) mostrado ao lado. Com base nos dados apresentados, responda: a) Aps 40 s de movimento, qual a distncia entre os dois carrinhos? b) Quanto vale o trabalho total realizado sobre o carrinho A entre os instantes t = 0 s e t = 10 s? c) Qual o mdulo da fora resultante sobre o carrinho B entre os instantes t = 20 s e t = 40 s?

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Na rea de Eletrodinmica, em circuitos eltricos, so comuns associaes entre capacitores e entre resistores. A respeito do assunto, considere as seguintes afirmativas: 1. Numa associao de resistores em srie, o resistor equivalente sempre tem resistncia maior que qualquer uma das resistncias dos resistores que formam a associao. 2. Numa associao de capacitores em paralelo, a tenso aplicada ao capacitor equivalente dada pela soma das tenses em cada capacitor que forma a associao. 3. Numa associao de capacitores em srie, a carga em cada capacitor a mesma, e o capacitor equivalente tem uma carga igual de cada capacitor da associao. Assinale a alternativa correta.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Um pesquisador, investigando propriedades ligadas dilatao de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabese que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X lquido e o Y slido. O pesquisador construiu, ento, o grfico ao lado, no qual so apresentadas as curvas de volume (V) em funo da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada). Com relao ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Os dois materiais tm mesma densidade em T = 0 C. ( ) medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai at T = 10 C, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se. ( ) Em T = 5 C, um objeto macio feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a foras gravitacionais e a foras exercidas pelo material X. Assinale a alternativa que apresenta a sequncia correta, de cima para baixo.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Existem grandezas caractersticas de cada rea da Fsica, e suas respectivas unidades so usadas de forma bastante comum. Considerando essas unidades, em Eletromagnetismo, ____________ aparece como unidade comum. Em Termodinmica, temos __________. Em Mecnica, temos ___________, e em Ondulatria, ___________. Assinale a alternativa que apresenta as unidades que preenchem corretamente as lacunas acima, na ordem em que aparecem no texto.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Em Termodinmica, estudamos processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados em mquinas trmicas, alguns dos quais de grande relevncia tecnolgica, alm de cientfica. Com relao ao que ocorre com um gs ideal, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Em todo processo isovolumtrico, tambm chamado de isocrico, o trabalho realizado pelo gs nulo. ( ) Em todo processo adiabtico, a energia interna do gs constante. ( ) Em todo processo isobrico, no h trocas de calor entre o gs e o meio externo. ( ) Em todo processo isotrmico, a temperatura do gs aumenta quando h realizao de trabalho sobre ele. Assinale a alternativa que apresenta a sequncia correta, de cima para baixo.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Numa experincia realizada em laboratrio, a posio x de um objeto, cuja massa constante, foi medida em funo do tempo t. Com isso, construiu-se o grfico ao lado. Sabe-se que o referencial adotado para realizar as medidas inercial e que o objeto move-se ao longo de uma linha reta. Com base no grfico, considere as seguintes afirmativas: 1. A energia cintica do objeto constante entre os instantes t = 20 e t = 30 s. 2. A fora resultante sobre o objeto em t = 15 s nula. 3. O deslocamento total do objeto desde t = 0 at t = 40 s nulo. Assinale a alternativa correta.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) O consumo eltrico de uma unidade residencial foi medido pelo seu proprietrio, e o resultado obtido foi expresso pelo grfico ao lado, que descreve o consumo de corrente eltrica (i) da residncia ao longo das 24 horas do dia (t). A unidade residencial alimentada por uma tenso de 110 V. Considerando os dados expressos no grfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da maior potncia eltrica consumida ao longo do dia.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Uma orquestra formada por instrumentos musicais de vrias categorias. Entre os instrumentos de sopro, temos a flauta, que , essencialmente, um tubo sonoro aberto nas duas extremidades. Uma dessas flautas tem comprimento L = 34 cm. Considere que a velocidade do som no local vale vsom = 340 m/s. Levando em considerao os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da menor frequncia (chamada de frequncia fundamental) que essa flauta pode produzir.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Um trem se desloca em movimento retilneo uniforme numa dada seo reta de trilhos. Sabe-se que, nesse movimento, analisado num referencial inercial, a energia cintica do trem vale K = 10 MJ e a quantidade de movimento (ou momento linear) vale (em mdulo) p = 1 x 106 kg ∙ m/s. Com base nesses dados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do deslocamento realizado pelo trem num intervalo de 10 minutos executando esse movimento.