Questões de Física - UFU 2020 | Gabarito e resoluções

(UFU - 2020) Um estudante pretende analisar a eficincia de forno de micro-ondas e para isso, inicialmente, verificase que o aparelho, quando em potncia mxima, fica ligado em uma fonte de energia eltrica que fornece uma diferena de potencial contnua de 200 V e uma corrente eltrica de 7 A. Em um segundo momento, o estudante liga o forno, em potncia mxima, durante 1 minuto, e o utiliza para aquecer 100 mL de gua (calor especfico de 4,2 J/goC e massa especfica de 1 g/mL) em um copo de vidro que possui capacidade trmica de 70 J/oC a partir de uma temperatura inicial de 20oC at a temperatura de 90oC. A) Qual a energia fornecida pela fonte de energia eltrica no processo? Demonstre com clculos. B) Qual a energia necessria para aquecer a gua e o copo a partir de uma temperatura inicial de 20oC at a temperatura de 90oC? Demonstre com clculos. C) Apresente e explique dois motivos pelos quais h diferena entre o valor obtido para a energia no item A quando comparado ao item B.

(UFU - 2020) Um dos procedimentos utilizados na indstria automobilstica para verificar a segurana dos automveis o teste de impacto. Ele realizado, produzindo coliso de um automvel contra uma barreira rgida. Em um dado teste de impacto, utilizam-se dois diferentes materiais e configuraes, designados de sistema A e de sistema B, que so montados na regio sujeita ao contato na coliso, em um mesmo automvel, que possui massa total de 1000 kg. Durante o teste, este automvel colide com uma barreira fixa e indeformvel a 54 km/h (15 m/s), atingindo o repouso sem haver mudanas na direo do movimento inicial. Utilizando-se o sistema A, a coliso dura 0,1 s e o deslocamento do centro de massa do automvel de 75cm; j utilizando-se o sistema B, o tempo de coliso reduz para 0,075 s. A) Qual o mdulo da fora mdia, considerada constante durante toda a coliso, exercida pela barreira sobre o automvel, utilizando-se o sistema A e o sistema B? Demonstre com clculos. B) Qual o deslocamento do centro de massa do automvel durante sua coliso, utilizando-se o sistema B? Demonstre com clculos. C) Qual o sistema que oferece maior segurana ao automvel? Justifique sua resposta.

(UFU - 2020 - 1 FASE) Um episdio impressionante passou despercebido durante o treino oficial do GP da Austrlia de Frmula 1. Durante a volta rpida que lhe rendeu a pole position, Lewis Hamilton foi submetido a uma fora g de surreais 6,5 g na curva 11 do circuito de rua de Melbourne. O grfico comparativo da transmisso indicou um aumento de 1,2 g em relao ao pico registrado na mesma prova da temporada anterior, conforme indicado no canto inferior esquerdo da figura. Considerando-se o trecho da pista plano e horizontal e um observador em repouso no solo e na lateral da pista, correto afirmar que a fora de 6,5 g possui

(UFU - 2020 - 1 FASE)Um veculo de 1000 kg submetido a um teste para estimar o percentual de energia do combustvel que ele converte em energia de movimento. O veculo acelerado a partir do repouso, em uma pista plana e horizontal, at atingir a velocidade de 30 m/s, enquanto se monitora o consumo de combustvel, no caso lcool hidratado, cujo poder calorfero de 20 MJ/L (1MJ = 1.000.000 J). Considerando-se apenas a converso de energia citada e sabendo-se que o consumo de combustvel no teste foi de 50 mL, qual foi o rendimento do motor no referido teste?

(UFU - 2020 - 1 FASE)Um satlite geoestacionrio corresponde aquele que fica permanentemente sobre uma dada regio do planeta Terra, e por isso muito utilizado para suprir servios especficos para aquela regio como, por exemplo, monitoramento e comunicaes. A respeito dos satlites geoestacionrios, correto afirmar que possuem

(UFU - 2020 - 1 FASE)Os primeiros elementos produzidos aps o Big-Bang pela expanso do Universo foram hidrognio e hlio. As estrelas se formaram desse material primordial e usaram esses dois elementos como combustvel para gerar energia atravs de reaes nucleares. Durante essa etapa, as estrelas brilham e produzem os elementos qumicos de maior nmero atmico, principalmente carbono, oxignio, clcio e ferro, que so os principais elementos que nos formam e formam tambm o mundo ao nosso redor. Esses elementos so levados para a superfcie das estrelas por conveco ou difuso radiativa, a partir da qual so dispersados por vento estelar ou ejetados para o meio interestelar quando uma estrela massiva explode. Esse material , ento, usado na formao de novas estrelas e de seus planetas. Disponvel em http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/node14.htm. Acesso em: 14 fev. 2020. (Adaptado) Considerando-se as teorias de evoluo das estrelas e do universo e o texto acima, correto afirmar que

(UFU - 2020 - 1 FASE)Um efeito que, s vezes, se observa em dias de chuva a emisso de luz caracterstica de relmpagos seguido da audio do respectivo barulho do trovo aps decorrido um intervalo de tempo. Qual o motivo, nesse caso citado, de haver essa diferena de tempo entre a observao da luz e a audio do som do trovo?

(UFU - 2020 - 1 FASE) O circuito mostrado na figura A montado, utilizando uma fonte de tenso com diferena de potencial varivel ao longo do tempo, um resistor R, um voltmetro V e um diodo D. O grfico da figura B indica a diferena de potencial da fonte de tenso em funo do tempo. Considere todos os equipamentos ideais. Qual grfico representa a leitura do voltmetro ao longo do tempo?

(UFU - 2020 - 1 FASE) O microscpio tico composto (Figura A) um aparelho que auxilia a observao de objetos e de detalhes de pequenas dimenses, e que no poderiam ser vistos pelo homem a olho nu. Ele possui duas lentes, chamadas objetiva e ocular, e o esquema tico de seu funcionamento, utilizando a representao de raios luminosos, que produz a imagem observvel, indicado na Figura B. A respeito do funcionamento do microscpio tico composto e considerando-se as figuras, correto afirmar que

(UFU - 2020 - 1 FASE)Uma prtica muito comum nas escolas a montagem de um motor eltrico rudimentar simples conforme o indicado na Figura A. Ele constitudo de uma pilha comum, suporte de arames que podem ser de clips de papel, um fio condutor enrolado em formato de uma bobina e um im permanente. Quando ligado, aps um pequeno empurro inicial e dependendo das condies de montagem, ele gira transformando energia eltrica em energia mecnica (Figura B). Qual a explicao fsica para a gerao do movimento de rotao do motor eltrico?