Questões de Física - UFU | Gabarito e resoluções

(UFU - 2017 - 2 FASE) Um guindaste arrasta por 100 metros, com velocidade constante, um caixote de 200 Kg, por meio de um cabo inextensvel e de massa desprezvel, conforme esquema a seguir. Nessa situao, o ngulo formado entre o cabo e o solo de 37 e o coeficiente de atrito cintico entre o caixote e o solo 0,1. A partir de tal situao, faa o que se pede. A) Represente o diagrama de foras que agem sobre o caixote quando ele est sendo arrastado. B) Calcule o valor do trabalho da fora que o guindeste faz sobre o caixote quando ele arrastado por 100 metros. Dados: sen 37 = 0,6; cos 37 = 0,8 e g = 10m/

(UFU - 2017 - 2 FASE) A gua, substncia comum e indispensvel a nossa sobrevivncia, em condies cotidianas normais, pode se apresentar em trs estados fsicos diferentes: slido, lquido e vapor. A figura representa de forma simplificada, e fora de escala, o diagrama de fases da gua, com os eixos representando temperatura e presso. As linhas do diagrama representam a presso de mudana de fase em funo da temperatura. A) Com base no diagrama de fases explique, do ponto de vista da Fsica, como a panela de presso consegue cozinhar alimentos mais rapidamente quando comparada a uma panela comum. B) Os patins de gelo possuem uma lmina em sua parte inferior que, em contato com o gelo, faz com que ele derreta, criando um sulco onde ocorre o deslizamento. Aps os patins passarem pelo sulco, dependendo da temperatura local, a gua do sulco pode se solidificar novamente. Com base no diagrama de fases, explique o fenmeno descrito.

(UFU - 2017 - 2 FASE) Uma luneta astronmica um equipamento que emprega duas lentes dispostas num mesmo eixo de simetria, sendo uma objetiva e a outra ocular. A luz de um astro distante, quando atravessa a lente objetiva, produz uma imagem real (i1), que se comporta como objeto para a lente ocular, que produzir uma imagem final virtual (i2), maior e invertida em relao ao objeto, conforme esquema a seguir. A) Conforme caractersticas apontadas no esquema, qual o tipo de lente esfrica usada como objetiva e como ocular, de acordo com seu comportamento ptico? Justifique sua resposta. B) Considere uma luneta, cuja distncia focal da objetiva de 120 cm. Sabendo-se que a amplificao da referida luneta dada pela razo entre a distncia focal da objetiva e a distncia focal da ocular, calcule a amplificao conseguida por um equipamento com as caractersticas das lentes descritas no esquema.

(UFU - 2017 - 2 fase) Um chuveiro pode ser regulado para funcionar liberando gua em trs temperaturas distintas: fria, morna e quente. Quando o chuveiro ligado na opo fria, a gua passa pelo aparelho e no sofre nenhum aquecimento; na opo morna, sofre aquecimento leve; e na opo quente, um aquecimento maior. Este chuveiro possui uma resistncia eltrica constituda por um fio fino enrolado e quatro pontos de contato (A, B, C e D). Uma fonte de tenso, de voltagem constante, ligada com um de seus polos no ponto D, enquanto que o outro polo ligado a uma chave que pode assumir as posies A, B ou C, conforme mostrado no esquema. A) Identifique em qual posio (A, B ou C) a chave estar ligada para cada temperatura de funcionamento do chuveiro. Justifique sua resposta. B) A fonte de tenso de 220V e a potncia do chuveiro de 4400W quando ligado na opo quente. Qual o valor da resistncia eltrica nesta situao de funcionamento?

(UFU - 2016 - 2 FASE) Em 2009, foi realizada uma misso de reparos no Telescpio Espacial Hubble, que se encontra em rbita em torno da Terra a, aproximadamente, 600 Km de altitude. Isso foi feito para que o equipamento pudesse ainda operar por mais alguns anos. Na ocasio, os astronautas foram vistos em uma condio em que pareciam flutuar do lado do fora do instrumento, levando ideia equivocada de que estavam sem ao da fora gravitacional terrestre. A) Assumindo que o raio da Terra aproximadamente igual a 6.400 Km, a massa de nosso planeta de 6 x 1024 Kg e a massa do Telescpio Hubble de 11 x 103 Kg, qual o valor da acelerao da gravidade terrestre a que os astronautas estavam sujeitos durante a misso de reparos? Considere G = 6,7 x 10-11 N.m2/Kg2 B) Supondo que no universo somente existisse o planeta Terra, a que distncia em relao a ele os astronautas deveriam ser colocados para que a acelerao gravitacional terrestre fosse nula?

(UFU - 2016 - 2 FASE)Uma montagem experimental foi construda a fim de se determinar a frequncia do som emitido por um alto-falante. Para isso, tomou-se um recipiente cilndrico, dentro do qual foi espalhado talco, e colocou-se, em uma de suas extremidades, o alto-falante, o qual emitia um som de frequncia constante. No interior do recipiente formaram-se regies onde o talco se acumulou, segundo o padro representado pelo esquema a seguir. A partir da situao experimental descrita, responda: A) Do ponto de vista fsico, explique por que h a formao de regies onde o talco se acumula. B) Considerando que a velocidade do som no ar de 340 m/s, qual o valor da frequncia do som emitido pelo alto-falante?

(UFU - 2016 - 2 FASE)O esquema a seguir representa, ainda que resumidamente, o funcionamento do disco rgido de um computador, utilizado para armazenamento de dados. O conjunto constitudo por um brao giratrio, sendo que, em uma de suas extremidades, h um cabeote de leitura e gravao, que fica sobre o disco de armazenamento de dados. Na outra extremidade desse brao, h fios enrolados em formato de espira, que se encontram sobre um m. Dependendo da direo que a corrente assume na espira, esse brao pode girar em torno de um eixo em sentido horrio ou anti-horrio, posicionando o cabeote sobre o disco de armazenamento de dados no local desejado. Com base nas informaes, responda: A) Se a corrente que percorre a espira tiver a direo indicada no esquema, o brao giratrio se mover em sentido horrio ou anti-horrio? Justifique sua resposta. B) Sem alterar os componentes e a estrutura do disco rgido indicados na figura, qual medida pode ser tomada para que o brao giratrio gire mais rapidamente em torno de seu eixo?

(UFU - 2016 - 2 FASE)Assim como uma lmpada, o Sol tambm tem associado a ele um valor de potncia. Um mtodo usado para determinar a potncia do Sol calcular quanta energia a Terra recebe dele por unidade de tempo. Para tal, pode-se usar uma lata cilndrica de alumnio, pintada na cor preta, que funcionar como um corpo negro. Em uma situao experimental, foi usada uma lata cuja face que recebe diretamente os raios solares possui as dimenses da sombra projetada sobre o suporte, conforme esquema a seguir. O recipiente foi totalmente preenchido com 500 ml de gua pura temperatura de 25C e exposto ao Sol durante 5 minutos. Aps esse tempo, a gua atingiu 26C. Com base nas informaes, faa o que se pede. A) Considerando que a massa de alumnio da lata muito menor do que a da gua nela contida, despreze o calor recebido pelo recipiente e considere que a elevao de temperatura do lquido se deu unicamente pelo calor recebido do Sol. A partir dos dados indicados, calcule quantos joules de energia a gua recebeu por segundo. Considere o calor especfico da gua: 1 cal/g.C e que 1 cal = 4,2J B) Considerando a rea da lateral da lata que os raios solares atingiram diretamente, calcule quantos joules de energia cada centmetro dessa rea recebeu a cada segundo. C) A Terra pode ser considerada envolta em uma esfera imaginria, cujo raio a distncia entre nosso planeta e o Sol, ou seja, 150.000.000 Km. Cada centmetro quadrado dessa esfera imaginria recebe a mesma quantidade de joules de energia por segundo recebida por cada centmetro quadrado da lateral da lata. A partir de tais informaes, calcule quantos joules de energia por segundo o Sol emite. Considere .

(UFU - 2016 - 1 FASE) Quando ocorrem terremotos, dois tipos de onda se propagam pela Terra: as primrias e as secundrias. Devido a suas caractersticas fsicas e do meio onde se propagam, elas possuem velocidades diferentes, o que permite, por exemplo, obter o local de onde foi desencadeado o tremor, chamado de epicentro. Considere uma situao em que ocorreu um terremoto e um aparelho detecta a passagem de uma onda primria s 18h42min20s e de uma secundria s 18h44min00s. A onda primria se propaga com velocidade constante de 8,0 Km/s, ao passo que a secundria se desloca com velocidade constante de 4,5 Km/s. Com base em tais dados, estima-se que a distncia do local onde estava o aparelho at o epicentro desse tremor , aproximadamente, de:

(UFU - 2016 - 1 FASE) Atualmente, tem-se discutido sobre o aquecimento global, sendo uma de suas consequncias, a mdio prazo, a elevao do nvel dos oceanos e a inundao de reas costeiras. Para que ocorra a efetiva elevao do nvel dos oceanos, necessrio que

(UFU - 2016 - 1 FASE) Um dos avanos na compreenso de como a Terra constituda deu-se com a obteno do valor de sua densidade, sendo o primeiro valor obtido por Henry Cavendish, no sculo XIV. Considerando a Terra como uma esfera de raio mdio 6.300 Km, qual o valor aproximado da densidade de nosso planeta? Dados: g = 10 m/s2, G = 6,6 x 10-11 Nm2/Kg2 e =3

(UFU - 2016 - 1 FASE) Dispondo de algumas pilhas idnticas, de resistncia interna desprezvel, fios e pequenas lmpadas de mesma potncia, um estudante monta alguns tipos diferentes de circuitos eltricos, conforme a figura a seguir. Em relao aos fios ideais, considere as afirmativas sobre a corrente que circula pelos circuitos. I. A corrente que circula pelo circuito 2 menor que a do circuito 4. II. A corrente que circula pelo circuito 1 menor que a do circuito 3. III. A corrente que circula pelo circuito 1 menor que a do circuito 4. IV. No circuito 2, quando a corrente passa pelo ponto A, ela maior do que quando passa pelo ponto B. Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas.

(UFU - 2016 - 1 FASE) Em um refrigerador, o fluido refrigerante passa por processos termodinmicos que permitem que o calor seja removido de um ambiente baixa temperatura e levado para outro de temperatura maior. Nesse processo, ora o trabalho realizado sobre o fluido refrigerante, ora ele que realiza trabalho sobre o meio. Esquematicamente, as etapas de tais processos so representadas a seguir. Nesse ciclo, ocorrem uma expanso adiabtica e uma compresso adiabtica, respectivamente, entre:

(UFU - 2016 - 1 FASE) Em 2015, somente o setor industrial brasileiro utilizou cerca de 170.000 GWh de energia para realizao de suas atividades produtivas, via de regra, gerada por meio de usinas hidreltricas e termoeltricas. Se fosse possvel converter diretamente massa em energia, conforme proposto por Albert Einstein, quantos quilogramas de matria, aproximadamente, seriam necessrios para suprir todo o setor industrial brasileiro de 2015? (Dado: 1GWh = 109 Wh)

(UFU - 2016 - 1 FASE) Em Los Angeles, Estados Unidos, fumaa e outros poluentes atmosfricos constituem o smog, que fica aprisionado sobre a cidade, devido a um fenmeno chamado Inverso de temperatura. Isso ocorre quando o ar frio e de baixa altitude, vindo do oceano, retido sob o ar quente que se move por cima das montanhas, vindo do deserto de Mojave. O fenmeno representado no esquema a seguir: A principal propriedade fsica do smog, que dificulta sua disperso,