Questões de Física - UFU 2019 | Gabarito e resoluções

(UFU - 2019 - 2 FASE) Em um motor de automvel, a mistura de combustvel com ar comprimida pelo pisto antes da ignio a uma taxa de 10,0 para 1,0, ou seja, o volume final do cilindro 10 vezes menor que o volume inicial, como mostrado na figura abaixo (figura fora de escala). Considere que no haja trocas de calor entre a mistura no interior do cilindro e sua vizinhana, que as dimenses do equipamento no sofram variaes significativas com a temperatura, e que a mistura tenha comportamento semelhante ao de um gs ideal e faa o que se pede. A) Se a presso inicial e a temperatura inicial valem 1,5 atm e 127 o C respectivamente, e a presso final de 30 atm, calcule, em graus Celsius, a temperatura da mistura na situao final. B) Explique a variao de temperatura sofrida pela mistura.

(UFU - 2019 - 2 FASE) Os raios-X compreendem uma faixa do espectro de radiao eletromagntica de alta frequncia e comprimentos de onda que variam de 1 picmetro (10 -12 m) at 1 nanmetro (10 -9 m). Um esquema simplificado de um aparelho de raios-X est indicado na figura abaixo. Nele, eltrons so acelerados por meio de uma alta diferena de potencial, a partir de um catodo constitudo de um filamento metlico aquecido por corrente eltrica, em direo ao anodo, que constitudo de um slido macio. Quando os eltrons colidem com o anodo e sua velocidade se reduz drasticamente, ocorre a produo de raios-X. A) Supondo-se que a diferena de potencial entre o anodo e o catodo de 30.000 volts, desprezando as dissipaes e a velocidade inicial dos eltrons, qual a energia cintica que os eltrons iro colidir com o anodo? A carga do eltron em mdulo 1,6 x 10 -19 C. B) Os raios-X so de grande importncia para a humanidade apesar de serem classificados como radiaes ionizantes. Cite e explique um exemplo de uso de raios-X e um possvel efeito negativo de seu uso.

(UFU - 2019 - 2 FASE) A luz visvel pode apresentar diferentes comprimentos de onda ou de frequncia, conforme a figura abaixo. Disponvel em: ttp://www.if.ufrgs.br/fis02001/aulas/aularad.htm. Acesso em fev.2019. (Adaptado) O comprimento de onda da luz emitida por um astro em repouso diferente quando comparado ao valor obtido se esse mesmo astro se encontrar em movimento, distanciando-se do observador, que, nesse caso, se mostraria deslocado em direo cor vermelha do espectro, o chamado desvio para o vermelho. A partir da situao descrita, responda: A) Por que o comprimento de onda da luz emitida por um astro apresenta o desvio para o vermelho quando ele se encontra em movimento, distanciando-se do observador? B) Se esse astro est a 1.200 anos-luz de ns, em que ano a luz que vemos hoje, em 2019, na Terra, partiu dele? Justifique sua resposta.

(UFU - 2019 - 2 FASE) Em 1641, Gasparo Berti realizou uma experincia que consistia num longo tubo de chumbo (AB) colocado defronte sua casa. A parte superior do tubo ficou em frente a uma das janelas e a outra prxima ao solo, sendo que em sua base foi encaixada uma torneira de lato (R). O tubo estava dentro de um tonel (T) completamente cheio de gua pura, cuja densidade 1.000 Kg/m 3 . Em sua parte superior, foi adaptado um recipiente de vidro com formato de um frasco, que continha um orifcio (C) que foi lacrado por um parafuso de lato (D). MARTINS, R. A. Tratados Fsicos de Blaise Pascal. Cadernos de Histria e Filosofia da Cincia, srie 2, v.01, n. esp., dez/1989. (Adaptado) O aparato, depois de devidamente posicionado, foi totalmente preenchido pela gua, utilizando-se a abertura superior (C) do tubo, que depois foi totalmente fechada. Quando a torneira (R) na base foi aberta, a gua fluiu para o tonel, porm uma parcela ficou presa no tubo at a altura (L). A) Explique por que parte da gua permaneceu no tubo sem escoar totalmente para o tonel em sua base. B) Considerando-se que o referido experimento foi feito ao nvel do mar, com presso atmosfrica de 1 x 10 5 Pascal e num local com g = 10m/s 2, qual a altura da coluna de gua que permaneceno tubo? Obs.: desconsidere a parte do tubo submersa na gua do tonel.

(UFU - 2019 - 1 FASE )Um circuito, utilizando um conjunto gerador de clulas fotovoltaicas e um resistor, montado conforme mostra a Figura A. O grfico da Figura B indica as curvas de Diferena De Potencial (DDP) em funo da corrente eltrica do conjunto gerador de clulas fotovoltaicas e do resistor indicados na Figura A. Qual a potncia que o conjunto gerador de clulas fotovoltaicas fornece ao resistor nas condies do circuito da Figura A?

(UFU - 2019 - 1 FASE )Os termmetros so equipamentos construdos para realizar medidas de temperatura de forma indireta. O termmetro montado para utilizar uma propriedade fsica cujas variaes esto associadas temperatura, chamada de propriedade termomtrica. O valor da temperatura determinado e indicado em funo da situao fsica detectada, sendo que, para efeitos de calibrao, se faz necessrio o uso de referncias ou de padres. Qual das alternativas possui propriedades fsicas que podem ser utilizadas para construo de termmetros para realizar medidas de variaes de temperaturas?

(UFU - 2019 - 1 FASE )Alm de poderem ser observados em pequenos objetos e mquinas construdas pelo homem, os campos magnticos tambm esto presentes em escala astronmica. As estrelas, como o Sol, produzem intensos campos, criando ao seu redor o que se chama de magnetosfera. [....] Existem objetos estelares capazes de produzir campos magnticos absurdamente altos, como o que ocorre nos pulsares restos mortais de estrelas gigantes, constitudos apenas por nutrons. So campos magnticos na ordem de 100 milhes de Tesla! Perto deles, o campo magntico produzido pela Terra quase nada: sua intensidade est na ordem de 0,0001 Tesla, bem menor do que a do m de geladeira. Mesmo assim, o campo magntico terrestre de fundamental importncia para o desenvolvimento da vida por aqui. O fato de o planeta possuir um campo magntico impede que partculas com alta energia, vindas do espao interestelar ou do prprio Sol, atinjam a superfcie terrestre, o que poderia ser prejudicial a diversas formas de vida, inclusive a nossa. http://cienciahoje.org.br/coluna/da-geladeira-ao-espaco-sideral/. Acesso em 02.mar.2019. (Adaptado) A respeito do magnetismo terrestre, so feitas as seguintes afirmaes. I. As partculas com alta energia, vindas do espao interestelar ou do prprio Sol, citadas no texto, quando eletrizadas e sob a ao do campo magntico terrestre, so responsveis pela formao das auroras polares. II. As bssolas so pequenos ims que, quando livres, alinham-se com o campo magntico terrestre citado no texto e se posicionam aproximadamente na direo Norte-Sul do planeta. III. O campo magntico terrestre, apesar de baixa intensidade, como citado no texto, possui mdulo, direo e sentido constantes em todos os pontos da superfcie da Terra, fato esse que possibilita seu uso na orientao de viajantes em qualquer posio do planeta. Em relao s afirmaes acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

(UFU - 2019 - 1 FASE )Um estudante realiza um experimento, utilizando duas moedas, um palito de fsforo, um balo de festa e um copo plstico descartvel transparente. Primeiramente, ele coloca o palito de fsforo em equilbrio sobre uma moeda posicionada na vertical, que se equilibra sobre a segunda moeda na horizontal. Em seguida, cobre o sistema com o copo descartvel. Em um outro momento, ele infla o balo e o esfrega no prprio cabelo. Por fim, ele aproxima o balo do palito de fsforo pelo lado de fora do copo de plstico e movimenta o balo em volta do copo. Como resultado, o estudante observa que o palito de fsforo gira sobre a moeda, acompanhando o movimento do balo. A figura mostra o dispositivo montado. Qual a explicao para o fato de o palito acompanhar o movimento do balo?

(UFU - 2019 - 1 FASE )H processos que ocorrem na estrutura eletrnica dos tomos em que um eltron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o eltron passa de um nvel de energia para outro, e a diferena de energia desses dois nveis, em alguns desses processos, pode ser emitida como um fton de luz. O fton possui energia que pode ser determinada por uma relao direta com a frequncia da luz por meio da equao E = h . f, onde E a energia do fton, h a constante de Planck (h = 6,6 x J.s) e f a frequncia da luz emitida. Nessas situaes, uma unidade de energia muito utilizada o eltron-volt (eV), sendo que 1 eV = 1,6 x J. Considere dois nveis de energia eletrnicos com valores de E1= -2,93eV e de E2 = -1,28 eV, e um eltron que decai do nvel E2 para o nvel E1, emitindo um fton. Qual , aproximadamente, a frequncia da luz associada a esse fton?

(UFU - 2019 - 1 FASE ) No sculo XVI, as pessoas acreditavam que a Terra no se movia. Todavia, atualmente sabemos que ela se move, e um conceito fsico que sustenta e auxilia na justificativa dessa idia o da:

(UFU - 2019 - 1 FASE )O morcego um animal que possui um sistema de orientao por meio da emisso de ondas sonoras. Quando esse animal emite um som e recebe o eco 0,3 segundos aps, significa que o obstculo est a que distncia dele? (Considere a velocidade do som no ar de 340m/s).

(UFU - 2019 - 1 FASE )A intensidade da fora gravitacional em cada um dos planetas do Sistema Solar diferente. Comparando-se dados da Terra com os de Saturno, tem-se que a massa de nosso planeta aproximadamente cem vezes menor que a de Saturno, e o raio de Saturno cerca de nove vezes maior do que o terrestre. Se um objeto na superfcie da Terra tem peso P, quando colocado na imaginria superfcie de Saturno, ter peso, aproximadamente, de

(UFU - 2019 - 1 FASE )Trs caixas idnticas (1, 2 e 3) so colocadas sobre uma prateleira horizontal, sendo que, em cada uma delas, h a mesma quantidade de materiais, o que resulta em caixas com a mesma massa. Todavia, o contedo no est distribudo de maneira uniforme em seu interior, o que faz com que seus centros de massa (a, b, c) estejam localizados em lugares diferentes em cada caixa, conforme ilustra a situao (I). Aps algum tempo, a prateleira tomba lentamente at atingir a inclinao de 30 com a horizontal, e nenhuma caixa escorrega dela, conforme mostra a situao (II). Com base na situao descrita, so feitas as seguintes afirmaes. I. Na situao (I), a fora com que cada uma das caixas empurra a prateleira para baixo a mesma. II. Na situao (II), a caixa 3 no estar como mostrada na figura, pois ter tombada por estar na parte mais alta da prateleira. III. Na situao (II), as trs caixas no estaro como mostradas na figura, pois tero tombadas por estarem sujeitas mesma inclinao em relao horizontal e possurem todas a mesma massa. Em relao s afirmaes acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

(UFU - 2019 - 1 FASE )Uma pessoa vai at um museu de cincias e numa sala de efeitos luminosos se posiciona frente a diferentes tipos de espelhos (cncavo, convexo e plano). Qual situao a seguir representa a correta imagem (i) que possvel essa pessoa obter de si prpria?