domingo, 12 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 17

   No esquema da figura abaixo, o fio F, horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte P, passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa sobre uma balança B, que registra seu peso.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, ........, e o registro na balança ........ .


(A) para baixo – não se altera.
(B) para baixo – aumenta.
(C) para baixo – diminui.
(D) para cima – aumenta.
(E) para cima – diminui.

   Resolução:
   Inicialmente devemos lembrar que o sentido da corrente que passa pelo circuito que deve ser usada é o convencional, logo, do positivo da bateria para o negativo.
   Como há corrente elétrica, ou seja, transporte de carga, em uma região onde há campo magnético externo à carga, haverá também uma força agindo sobre esta. Podemos determinar a direção e o sentido desta força através da regra da mão espalmada (regra do tapa) como segue a figura a seguir:
   Lembrando que as linhas que representam o campo magnético saem do pólo norte e entram no pólo sul de um imã, então o campo magnético está apontando para dentro da página.
   A corrente  está dirigida para direita no ponto onde o campo é aplicado sobre o fio. Assim, como a mão a cima demonstra, a força magnética que age sobre o fio está direcionada para cima e por princípio de ação e reação há uma força gerada pela corrente sobre o imã na mesma direção e sentido oposto.
   Assim as forças que agem sobre a balança são o próprio peso do imã e a reação a força eletromagnética aumentando a leitura da balança.
Resposta:
Item (D)
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sábado, 11 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 15

Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função da distância r < R até o centro da esfera.












   Resolução:
   O potencial é a energia por unidade de carga criada pela carga em cada ponto do espaço. O potencial no interior da esfera é contribuído por cada elemento de carga da superfície da esfera, assim no interior o que é reduzido por estar distante de um dos lados da esfera é adicionado pelo do lado diretamente oposto, por tanto o potencial no interior da esfera passa a ser constante em qualquer ponto para r<R.
Assim o gráfico para o interior da esfera é uma linha horizontal apresentada no gráfico do item (A).
Resposta: item (A).

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quinta-feira, 2 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 16

O gráfico abaixo apresenta a curva corrente elétrica i versus diferença de potencial V para uma lâmpada de filamento. Sobre essa lâmpada, considere as seguintes afirmações.

 I - O filamento da lâmpada é ôhmico.
II - A resistência elétrica do filamento, quando ligado em 6 V, é 6 Ω.
III- A potência dissipada pelo filamento, quando ligado em 8 V, é 0,15 W.

Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.

Resolução:

Afirmação I:

O gráfico é não linear, visto que não representa uma reta, por este motivo pode-se concluir que este filamento é não-ôhmico. Isto significa que a resistência se modifica com a aplicação e aumento de tensão.
Afirmação incorreta.

Afirmação II:

Ao aplicar a tensão de 6 V à lâmpada a corrente que a percorre é de 1,0 A















Assim








Afirmação correta.

Afirmação III:
Ao aplicar a tensão de 8 V a corrente que percorre o filamento é de 1,2 V como se vê no gráfico.














Assim a potencia dissipada por este filamento é





Afirmação incorreta.

Assim, a única informação correta é a afirmação II.
Resposta: (B)
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domingo, 1 de outubro de 2017

UFRGS - 2016 -Questão 12

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 

Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ . 

(A) elásticas – aumenta 
(B) elásticas – permanece constante 
(C) elásticas – diminui 
(D) inelásticas – aumenta,
(E) inelásticas – diminui 

Resolução:
 Para que os gases mantenham sua temperatura até que haja uma transformação devem manter sua energia de movimento (energia cinética) constante e isso só possível se não houver perda nem adição de energia às partículas dos gases durante as colisões, o que faz com que sejam colisões elásticas.
Resposta item (B).

quinta-feira, 28 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 14

Uma máquina térmica, representada na figura abaixo, opera na sua máxima eficiência, extraindo calor de um reservatório em temperatura Tq = 527 °C, e liberando calor para um reservatório em temperatura Tf = 327 °C


Para realizar um trabalho (W) de  600 J, o calor absorvido deve ser de

(A) 2400 J. 
(B) 1800 J. 
(C) 1581 J. 
(D) 967 J. 
(E) 800 J.


A eficiência termodinâmica em termos das temperaturas da fonte quente e da fonte fria é dada por:


e em termos do trabalho realizado pela máquina térmica e o calor absorvido da fonte quente,
As temperaturas devem estar na escala Kelvin, assim:
Tq = 527 °C + 273 = 800 K
Tf = 327 °C + 273 = 600 K
Por outro lado, a eficiência em termos do trabalho e do calor da fonte quente:
Resposta, item (A).

terça-feira, 26 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 11

Considere dois motores, um refrigerado com água e outro com ar. No processo de resfriamento desses motores, os calores trocados com as respectivas substâncias refrigeradoras, Qag e Qar, são iguais. Considere ainda que os dois motores sofrem a mesma variação de temperatura no processo de resfriamento, e que o quociente entre os calores específicos da água, cag, e do ar, car, são tais que cag/car = 4. Qual é o valor do quociente mar/mag entre as massas de ar, mar, e de água, mag, utilizadas no processo?
(A) ¼.
(B) ½.
(C) 1.
(D) 2.
(E) 4.
Resolução:
Como há variação de temperatura, o calor trocado se trata de calor sensível. Assim:
Para o caso específico em que os calores trocados são apenas entre as substâncias refrigeradoras, então
Como a variação de temperatura é a mesma para as duas substâncias
Resposta: ítem (E).

domingo, 17 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 09

   Na figura abaixo, está representada a trajetória de um projétil lançado no campo gravitacional terrestre, com inclinação φ em relação ao solo. A velocidade de lançamento é v0 = v0x + v0y, onde v0x e v0y são, respectivamente, as componentes horizontal e vertical da velocidade v0.

   Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
   Considerando a energia potencial gravitacional igual a zero no solo e desprezando a resistência do ar, as energias cinética e potencial do projétil, no ponto mais alto da trajetória, valem, respectivamente, ........ e ........ .
(A) zero – mv0 2 /2
(B) zero – mv0x 2 /2
(C) mv0 2 /2 – mv0y 2 /2
(D) mv0x 2 /2 – mv0y 2 /2
(E) mv0y 2 /2 – mv0x 2 /2

   Resolução:
   No ponto mais alto a componente vertical da velocidade se anula, pois é quando o movimento vertical pára de subir para cair, assim, o projétil só apresenta componente horizontal da velocidade, logo a energia cinética no ponto mais alto é
   Também no ponto mais alto temos a energia potencial gravitacional máxima e como a energia é conservada a energia mecânica total  no ponto mais alto é igual a energia mecânica total no início do movimento, assim


Resposta: item (D).

terça-feira, 5 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 13

Nos gráficos I e II abaixo, p representa a pressão a que certa massa de gás ideal está sujeita, T a sua temperatura e V o volume por ela ocupado.
Escolha a alternativa que identifica de forma  ma máquina térmica, representada na figura. E correta as transformações sofridas por esse gás, representadas, respectivamente, em I e II.
(A) Isobárica e isocórica.
(B) Isotérmica e isocórica.
(C) Isotérmica e isobárica.
(D) Isocórica e isobárica.
(E) Isocórica e isotérmica.

Resolução:
Pela lei geral dos gases:
Vemos que isolando tanto a pressão, quanto o volume chegaremos a uma função afim, que dá uma reta como gráfico.
Se isolarmos a pressão, teremos p em função de T, assim para que a equação seja uma função afim, então o volume deverá ser uma constante, assim o gráfico I é do tipo p versus T, significando que o volume é constante.é uma transformação isocórica.
Raciocínio análogo pode ser feito isolando o volume na equação geral e como o gráfico II é de v versus T, então trata-se de uma transformação à pressão constante.
Resposta: ítem (D)

segunda-feira, 4 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 07

07.  Uma partícula de massa m e velocidade horizontal vi colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade vf, de módulo igual a vi /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

O módulo do impulso recebido pela partícula é
(A) 1,5 m.vi² /M.
(B) 0,5 m.vi² .
(C) 1,5 m.vi².
(D) 0,5 m.vi.
(E) 1,5 m.vi .
   Resolução:
   Impulso é a variação da quantidade de movimento.
   Para o projétil, ela foi da seguinte forma:
A velocidade é uma grandeza vetorial, assim, se na ida ela tem velocidade positiva, no retorno ela tem velocidade negativa, então vale que:
Em módulo é:
item (E)

terça-feira, 22 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 06

   Uma partícula de massa m e velocidade horizontal vi colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade vf, de módulo igual a vi /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

   Considerando g o módulo da aceleração da gravidade, a altura h atingida pela barra é igual a

(A)  3mv2i/2Mg.
(B) 3mv2i/4Mg .
(C) 5mv2i /8Mg .
(D) 3mv2i /8Mg .
(E)  mv2i /4Mg.

   Resolução:
   Como a colisão é elástica, significa que ela conserva a energia mecânica (energia total) do sistema.      Como o sistema também conserva momentum linear, sua quantidade de movimento, devemos usar sua conservação para resolver o problema.
   Na situação (i) a barra está em repouso e o seu centro de massa está no menor nível, isso significa que a energia potencial gravitacional da barra é nula, assim como sua energia cinética, porém o projétil está em movimento com velocidade v , logo, possui energia cinética, mas não energia potencial gravitacional, pois está no menor nível. 
   Por outro lado, na situação (ii) a barra tem sem centro de massa erguido, logo possui energia potencial gravitacional, era energia foi transferida de parte da energia cinética do projétil, sabemos isso, pois na situação ii a velocidade do projétil é reduzida pela metade.
    Assim:

   Como a energia mecânica total se iguala:
Resposta: item (D)

sábado, 19 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 08

Considere, na figura abaixo, a representação de um automóvel, com velocidade de módulo constante, fazendo uma curva circular em uma pista horizontal.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A força resultante sobre o automóvel é ........ e, portanto, o trabalho por ela realizado é ........ .

(A) nula – nulo
(B) perpendicular ao vetor velocidade – nulo
(C) paralela ao vetor velocidade – nulo
(D) perpendicular ao vetor velocidade – positivo
(E) paralela ao vetor velocidade – positivo
   Resolução:
   Para manter um corpo em movimento circular, é necessário aplicar sobre este uma força capaz de alterar sua translação, sendo o vetor força sempre perpendicular ao vetor velocidade, o corpo entra em movimento circular.

   Como o trabalho é obtido pelo produto entre a força e deslocamento, como na equação a seguir:
e o ângulo entre o deslocamento é de 90º, o cos 90º=0, então W = 0 J.
Resposta: item (B)

quinta-feira, 17 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 10

Um objeto sólido é colocado em um recipiente que contém um líquido. O objeto fica parcialmente submerso, em repouso. 
A seguir, são feitas três afirmações sobre o módulo da força de empuxo sobre o objeto. 

I - É proporcional à densidade do líquido. 
II - É proporcional ao volume total do objeto. 
III - É proporcional à densidade do objeto. 

Quais estão corretas? 

(A) Apenas I. 
(B) Apenas II. 
(C) Apenas III. 
(D) Apenas I e III. 
(E) I, II e III.

Resolução:
O empuxo é, por definição, o peso do líquido deslocado e é calculado pela equação:

E=d.V.g
sempre relativo ao líquido.
O volume de líquido deslocado é precisamente o quanto do objeto que está submerso, assim, podemos dizer que a afirmação I é correta.
A afirmação II está errada pois o corpo não está totalmente submerso para que volume deslocado seja igual ao volume total do corpo.
A afirmação III, por sua vez, está errada pois a densidade que conta no empuxo é a do líquido e não a do objeto.
Resposta: ítem (A)

terça-feira, 15 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 05

Em 23 de julho de 2015, a NASA, agência espacial americana, divulgou informações sobre a existência de um exoplaneta (planeta que orbita uma estrela que não seja o Sol) com características semelhantes às da Terra. O planeta foi denominado Kepler 452-b. Sua massa foi estimada em cerca de 5 vezes a massa da Terra e seu raio em torno de 1,6 vezes o raio da Terra.

Considerando g o módulo do campo gravitacional na superfície da Terra, o módulo do campo gravitacional na superfície do planeta Kepler 452-b deve ser aproximadamente igual a

(A) g/2.
(B) g.
(C) 2g.
(D) 3g.
(E) 5g.

O módulo do campo gravitacional é dado por:
Os dados do planeta Kepler são:
MK = 5.MT
RK = 1,6.RT

Assim:

Resposta: ítem (C)

domingo, 13 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 03

Na figura abaixo, um bloco de massa m é colocado sobre um plano inclinado, sem atrito, que forma um ângulo α com a direção horizontal. Considere g o módulo da aceleração da gravidade.

 O módulo da força resultante sobre o bloco é igual a
(A) mg.cosα.
(B) mg.senα.
(C) mg.tanα.
(D) mg.
(E) zero.

Resolução:
No plano inclinado, a única força que provoca o movimento é a componente paralela ao plano. Assim, vemos na figura abaixo
As componentes Px , Py e P formam um triângulo onde
Px é cateto oposto ao ângulo, assim Px = mg.senα
Assim a resposta é o item (B).

quinta-feira, 10 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 04

A figura abaixo representa um móvel m que descreve um movimento circular uniforme de raio R, no sentido horário, com velocidade de módulo V. Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, os vetores velocidade V e aceleração a do móvel quando passa pelo ponto I, assinalado na figura.



Resolução:
O movimento circular guarda algumas características específicas.
Em primeiro lugar o que mantém o corpo em uma trajetória curva é algo que deve modificar a sua velocidade, a grandeza física responsável por esta mudança é chamada de aceleração, para alterar a direção da velocidade, ela necessita estar na direção da alteração assim sendo aponta para o centro da trajetória (centro da curva).
No ponto I ela apontará para baixo.
Por outro lado temos uma velocidade chamada de tangencial à curva, sempre na direção que o movimento tomaria caso não fosse alterado pela aceleração centrípeta. Assim, sendo se o sentido é horário, então no ponto I a velocidade tangencial à curva apontará para a direita do plano da página.
Resposta: Item (C)

UFRGS 2016 - Questão 02

Na figura abaixo, um bloco de massa m é colocado sobre um plano inclinado, sem atrito, que forma um ângulo α com a direção horizontal. Considere g o módulo da aceleração da gravidade.

Nessa situação, os módulos da força peso do bloco e da força normal sobre o bloco valem, respectivamente,
(A) mg e mg.
(B) mg e mg.senα.
(C) mg e mg.cosα.
(D) mg.senα e mg.
(E) mg.cosα e mg.senα.

Resolução:
Observando o desenho que segue:
A força peso está na vertical então seu módulo é obtido por P = m.g.
Já força normal é perpendicular ao plano de deslisamento e como ela está ao adjacente ao ângulo então seu módulo será obtido por:
Resposta: item (C)

sábado, 5 de agosto de 2017

ITA - 2017 - Questão 19

Uma onda harmônica propaga-se para a direita com velocidade constante em uma corda de densidade linear μ= 0,4 g/cm. A figura mostra duas fotos da corda, uma num instante t= 0 s e a outra no instante t = 0,5 s. Considere as seguintes afirmativas:

I.A velocidade mínima do ponto P da corda é de 3 m/s.

II. O ponto P realiza um movimento oscilatório com período de 0,4 s.

III. A corda está submetida a uma tensão de 0,36 N.

Assinale a(s) afirmativa(s) possível(possíveis) para o movimento da onda na corda
A ( ) I.
B ( ) II.
C ( ) III.
D ( ) I e II.
E ( ) II e III.

Resolução:
Vemos pela figura que
I - O ponto P está oscilando na direção vertical, o que significa que ela sobe, para e desce. Assim sua velocidade mínima é zero pois para mudar o sentido (descer e subir) ela pára brevemente.
Item errado.A velocidade de uma onda é dada por
Item incorreto.

II -   Na figura abaixo vemos que no intervalo de tempo de 0,5 s o ponto viajou um quarto do comprimento de onda, assim um quarto do período.
 
Assim podemos entender que o movimento se repetirá
onde n é um número inteiro que podemos aferir 1, assim sendo:
Item correto.
III - A tenção na corda pode ser obtida a partir da velocidade na corda:
                                                  
onda T é a tensão e M é a densidade  linear da corda.
Assim
                                          
Mas antes é necessário colocar a densidade linear em unidades do SI:
A tensão vale, então:
Item correto.
Resposta: (E)