Questões de Física - UFU | Gabarito e resoluções

(UFU - 2018 - 1aFASE) As radiaes eletromagnticas possuem diversas aplicabilidades na vida cotidiana, e o espectro das mais utilizadas pela humanidade formado por radiaes que possuem comprimentos de onda que vo desde dimenses atmicas (raios X e radiao gama) at centenas de metros (ondas de rdio). Conforme a cincia atual postula, a radiao eletromagntica possui carter dual: pode ser considerada partcula ou onda, dependendo da situao em estudo. Pode-se associar a cada feixe de radiao eletromagntica um feixe de partculas chamadas de ftons, e a energia de cada fton depende de uma constante, chamada de constante de Planck (h = 6,64 x 10-34 J.s), e diretamente proporcional frequncia da radiao. Sobre as radiaes eletromagnticas so feitas as seguintes afirmaes: I. Quanto menor o comprimento de onda da radiao eletromagntica maior a energia do fton a ela associado. II. Quanto menor a energia de um dado fton associado a uma dada radiao eletromagntica menor a sua velocidade de propagao. III. A energia de um feixe eletromagntico constitudo de radiao de frequncia constante discreta, ou seja, s pode assumir valores mltiplos inteiros de um valor mnimo. Em relao s afirmaes acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

(UFU - 2018 - 1aFASE) Uma forma de separar diferentes partculas carregadas aceler-las, utilizando placas que possuem diferena de potencial eltrico (V), de modo que adquiram movimento retilneo para, em seguida, lan-las em uma regio onde atua campo magntico uniforme (B). Se o campo magntico atuar em direo perpendicular velocidade (v) das partculas, elas passam a descrever trajetrias circulares e, dependendo de suas caractersticas, com raios de curvaturas diferentes. A figura ilustra o esquema de um possvel equipamento que possui funcionamento similar ao descrito. Nesse esquema, dois tipos diferentes de partculas so aceleradas a partir do repouso do ponto A, descrevem inicialmente uma trajetria retilnea comum e, em seguida, na regio do campo magntico, trajetrias circulares distintas. Considerando-se a situao descrita e representada na figura, correto afirmar que

(UFU - 2018 - 1aFASE) Uma das formas de transformar calor em trabalho por meio de mquinas trmicas. Um recipiente completamente fechado contendo um gs ideal, em que uma de suas faces, em forma de um mbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direo um sistema termodinmico simples que pode servir para exemplificar uma mquina trmica. Nesse exemplo, quando uma fonte de calor fornece energia ao gs, dependendo das condies, as transformaes podem fazer com que o mbolo se mova, realizando um trabalho. Na figura (A), est indicada a situao inicial de um gs ideal em condies de temperatura (T0), volume (V0) e presso (P0), com o mbolo recebendo uma resistncia externa (R0) e, na figura (B), esto indicadas as condies finais aps o gs receber calor, sofrer um aquecimento e uma expanso, com temperatura (TF), volume (VF), presso (PF) e recebendo uma resistncia externa (RF). Considerando-se que, no caso da figura, as foras de resistncias inicial (R0) e final (RF) so diferentes, correto afirmar que

(UFU - 2018 - 1aFASE) Considere duas situaes em que dois pndulos (A e B) de mesmo comprimento oscilam livremente em um cenrio isento de resistncia do ar. A esfera A tem o mesmo volume que a B, todavia, por serem de materiais diferentes, a densidade de A um tero da de B. Ambas so soltas da mesma altura e do repouso para iniciarem a oscilao. Com base na situao descrita, so feitas algumas afirmaes. I) O perodo de oscilao de A igual ao de B. II) A velocidade com que B passa pelo ponto mais baixo da trajetria trs vezes maior do que a velocidade com que A passa pelo mesmo ponto. III) A acelerao com que B passa pelo ponto mais baixo da trajetria maior do que a de A nesse mesmo ponto. Em relao s afirmaes acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

(UFU - 2018 - 1aFASE) Em 2014, um importante trabalho publicado revelou novos dados sobre a estrutura em larga escala do universo, indicando que nossa galxia faz parte de um superaglomerado chamado Laniakea, com massa de cerca de 1017 estrelas como o sol, que tem 2 x 1030Kg de massa, aproximadamente. Em 2015, o Prmio Nobel de Fsica foi concedido a cientistas que descobriram uma das menores massas, 4 x 10-33g, a de um neutrino, um tipo de partcula elementar. Em cincia, uma maneira de se trabalhar com valores muito grandes ou muito pequenos a ordem de grandeza. Com base nas duas descobertas apontadas, quantas vezes a ordem de grandeza da massa de Laniakea maior do que a de um neutrino?

(UFU - 2018 - 1aFASE) Muitas estrelas, em sua fase final de existncia, comeam a colapsar e a diminurem seu dimetro, ainda que preservem sua massa. Imagine que fosse possvel voc viajar at uma estrela em sua fase final de existncia, usando uma espaonave preparada para isso. Se na superfcie de uma estrela nessas condies seu peso fosse P, o que ocorreria com ele medida que ela colapsa?

(UFU - 2018 - 1aFASE) Eclipses so fenmenos naturais, nos quais um corpo extenso como a Lua ou a Terra bloqueia a passagem dos raios solares quando Sol, Terra e Lua se encontram alinhados espacialmente. No exato momento de um eclipse total da Lua, uma pessoa que estivesse em nosso satlite natural, justamente na face voltada para nosso planeta, presenciaria de l, o que, na Terra, seria

(UFU - 2018 - 1aFASE) Filmes de fico cientfica, que se passam no espao sideral, costumam mostrar hbitats giratrios que fornecem uma gravidade artificial, de modo que as pessoas se sintam como se estivessem na Terra. Imagine um desses hbitats em um local livre da influncia significativa de outros campos gravitacionais, com raio de 1Km e com pessoas habitando a borda interna do cilindro. Esse cenrio, nessas condies, reproduz algo muito prximo acelerao da gravidade de 10m/s2 desde que a frequncia com que o hbitat rotaciona seja, aproximadamente, de

(UFU - 2017 - 1 FASE) Ainda que tenhamos a sensao de que estamos estticos sobre a Terra, na verdade, se tomarmos como referncia um observador parado em relao s estrelas fixas e externo ao nosso planeta, ele ter mais clareza de que estamos em movimento, por exemplo, rotacionando junto com a Terra em torno de seu eixo imaginrio. Se consideramos duas pessoas (A e B), uma deles localizada em Ottawa (A), Canad, (latitude 45 Norte) e a outra em Caracas (B), Venezuela, (latitude 10 Norte), qual a relao entre a velocidade angular mdia () e velocidade escalar mdia (v) dessas duas pessoas, quando analisadas sob a perspectiva do referido observador?

(UFU - 2017 - 1 FASE) Ao se projetar uma rodovia e seu sistema de sinalizao, preciso considerar variveis que podem interferir na distncia mnima necessria para um veculo parar, por exemplo. Considere uma situao em que um carro trafega a uma velocidade constante por uma via plana e horizontal, com determinado coeficiente de atrito esttico e dinmico e que, a partir de um determinado ponto, aciona os freios, desacelerando uniformemente at parar, sem que, para isso, tenha havido deslizamento dos pneus do veculo. Desconsidere as perdas pelas resistncia do ar e o atrito entre os componentes mecnicos do veculo. A respeito da distncia mnima de frenagem, nas situaes descritas, so feitas as seguintes afirmaes: I. Ela aumenta proporcionalmente massa do carro. II. Ela inversamente proporcional ao coeficiente de atrito esttico. III. Ela no se relaciona com a acelerao da gravidade local. IV. Ela diretamente proporcional ao quadrado da velocidade inicial do carro. Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas.

(UFU - 2017 - 1 FASE) Joo, representado pela letra J, entra em uma sala retangular, onde duas paredes so revestidas por espelhos planos. Ele se posiciona na bissetriz do ngulo reto formato entre os dois espelhos. Como se configuram o conjunto das imagens de Joo em relao aos espelhos e sua posio na sala?

(UFU - 2017 - 1 FASE) A natureza da luz um assunto que tem estado presente nas discusses de cientistas e filsofos h sculos, principalmente a partir da possibilidade de aplicao de fenmenos luminosos por comportamentos tanto ondulatrios quanto corpusculares. Segundo o princpio da complementaridade, proposto por Niels Bohr em 1928, a descrio ondulatria da luz complementar descrio corpuscular, mas no se usam as duas descries simultaneamente para descrever um determinado fenmeno luminoso. Desse modo, fenmenos luminosos envolvendo a propagao, a emisso e a absoro da luz so explicados ora considerando a natureza ondulatria, ora considerando a natureza corpuscular. Assinale a alternativa que apresenta um fenmeno luminoso mais bem explicado, considerando-se a natureza corpuscular da luz.

(UFU - 2017 - 1 FASE) Um estudante monta um dispositivo termomtrico utilizando uma cmara, contendo um gs, e um tubo capilar, em formato de U, cheio de mercrio, conforme mostra a figura. O tubo aberto em uma das suas extremidades, que est em contato com a atmosfera. Inicialmente a cmara imersa em um recipiente contendo gua e gelo em fuso, sendo a medida da altura h da coluna de mercrio (figura) de 2cm. Em um segundo momento, a cmara imersa em gua em ebulio e a medida da altura h da coluna de mercrio passa a ser de 27cm. O estudante, a partir dos dados obtidos, monta uma equao que permite determinar a temperatura do gs no interior da cmara (), em graus Celsius, a partir da altura h em centmetros. (Considere a temperatura de fuso do gelo 0C e a de ebulio da gua 100C). Assinale a alternativa que apresenta a equao criada pelo estudante.

(UFU - 2017 - 1 FASE) O anel saltante ou anel de Thomson uma interessante demonstrao dos efeitos eletromagnticos. Ele consiste em uma bobina, um anel metlico, normalmente de alumnio, e um ncleo metlico que atravessa a bobina e o anel. Quando a bobina ligada a uma tomada de corrente alternada, o anel de alumnio salta e fica levitando em uma altura que pode ser considerada constante. A figura mostra o dispositivo. Um dos fatos que contribuem para a levitao do anel metlico, apesar de no ser o nico, a fonte de corrente eltrica ser alternada, pois o anel no levitaria se ela fosse contnua. A fora sobre o anel metlico e sua consequente levitao devem-se ao fato de a bobina percorrida por corrente eltrica alternada gerar

(UFU - 2017 - 1 FASE) As ondas eletromagnticas conhecidas como micro-ondas so transversais, esto em uma faixa de frequncia que vai de aproximadamente 0,3 GHz at cerca de 300 GHz, e so utilizadas em diversos aparelhos de uso cotidiano. Assinale a alternativa que apresenta o aparelho que funciona utilizando micro-ondas.