|
|
A Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), é uma instituição federal brasileira de ensino
superior localizada em Florianópolis, Santa Catarina, tendo sido cotada como a quinta melhor instituição de ensino superior da América Latina pelo Webometrics Ranking of World Universities.
A Universidade, cujo campus principal se localiza no bairro Trindade, oferece 83 cursos de graduação, 88 cursos de pós-graduação em sentido amplo e 81 em sentido estrito.
01-(UFSC-SC-013)
A figura mostra a vitória tranquila do atleta jamaicano Usain Bolt na final da prova dos 100 m, nas Olimpíadas de Londres, em 2012. Com uma margem de vantagem de 0,12 s para o segundo colocado, Bolt cruzou a linha de chegada superando as expectativas de alguns especialistas. Todavia, a prova dos 100 m é um movimento complexo que envolve diversas fases, desde a largada até a chegada, e nem sempre o vencedor lidera todas as etapas, como de fato ocorreu com Usain Bolt. Na tabela abaixo, são apresentadas algumas informações sobre a prova, lembrando que o tempo de reação é o tempo que se passa entre o tiro de largada e o início do movimento do atleta.
Fonte: <http://wsrunner.com.br/blog/?p=3014>. Acesso em: 7 nov. 2012.
Com base nos dados da tabela, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O módulo da velocidade média do atleta Usain Bolt durante a prova é de aproximadamente 10,38 m/s.
02. O módulo da velocidade instantânea máxima do atleta Yoham Blake é maior do que 10,25 m/s.
04. A aceleração constante que o atleta Tyson Gay deveria ter para completar a prova no tempo de 9,80 s é de aproximadamente 2,08 m/s2.
08. No final da prova, o módulo da velocidade instantânea do atleta Ryan Bailey é maior do que o módulo da sua velocidade em relação ao vento.
16. O módulo da velocidade média do atleta Justin Gatlin no período que está efetivamente correndo é de aproximadamente 10,21 m/s.
02-(UFSC-SC-013)
O ciclismo praticado em uma pista oval e coberta, mais conhecida como velódromo, é uma das modalidades de competição dos Jogos Olímpicos. Vamos considerar um velódromo com pista circular de madeira, que possua uma inclinação de 45º com a horizontal e raio de curvatura de 18,0 m na parte interna e 24,0 m na parte externa. A circunferência da pista varia de 113,1 m na parte interna e 150,8 m na parte externa. Admita que a massa do conjunto bicicleta + atleta é de 80 kg. (dados: sen45º = cos45º = 0,7; tan45º = 1,0 e g=10m/s2).
Com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A velocidade angular do ciclista que corre na parte externa da pista é sempre maior do que a do ciclista que corre na parte interna da pista.
02. Largando alinhados e no mesmo instante, o ciclista que corre na parte externa da pista deve possuir uma velocidade linear 1,33 vezes maior do que a do ciclista que corre na parte interna da pista, para não ficar para trás.
04. Caso a pista esteja escorregadia (sem atrito), a sua inclinação permitirá que o ciclista faça a curva, na parte interna, com uma velocidade de 180 m/s.
08. Supondo que um ciclista faça três voltas com velocidade linear de módulo constante, podemos afirmar que ele está sob a ação de uma força resultante com módulo diferente de zero.
16. A inclinação das curvas serve para garantir que a força centrípeta que atua sobre o ciclista seja paralela à pista, permitindo que ele faça as curvas mais rapidamente.
32. Ao final de uma prova e analisando o deslocamento do ciclista que finalizou a prova, podemos afirmar que o seu deslocamento foi zero.
03-(UFSC-SC-013)
Em Santa Catarina, existe uma das maiores torres de queda livre do mundo, com 100 m de altura. A viagem começa com uma subida de 40 s com velocidade considerada constante, em uma das quatro gôndolas de 500 kg, impulsionadas por motores de 90 kW. Após alguns instantes de suspense, os passageiros caem em queda livre, alcançando a velocidade máxima de 122,4 km/h, quando os freios magnéticos são acionados. Em um tempo de 8,4 s depois de iniciar a descida, os passageiros estão de volta na base da torre em total segurança. Considere a gôndola carregada com uma carga de 240 kg.
Disponível em: <http://www.cbmr.com.br/index.php/parques/20-pqatracoes/275-bigtower>. Acesso em: 5 set. 2012.
Com base nas informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A potência média desenvolvida pela força aplicada pelo motor durante a subida de uma gôndola carregada é de
18500 W.
02.O módulo da força média sobre a gôndola carregada durante a frenagem na descida é de 5032 N.
04. O tempo total de queda livre é de aproximadamente 4,47 s.
08. A distância percorrida pela gôndola carregada durante a queda livre é de 57,8 m.
16. A aceleração da gôndola carregada durante todo o percurso é igual a g.
32.Uma mola de constante elástica k mínima de 480,4 N/m, colocada da base da torre até a altura em que a queda livre cessa, substituiria eficazmente os freios magnéticos, permitindo que a gôndola carregada chegasse na base da torre com velocidade nula.
04-(UFSC-SC-013)
Calor é energia em trânsito, devido a uma diferença de temperatura. No momento em que não existe mais esta diferença
de temperatura, o calor deixa de existir. O calor não pode ser armazenado ou contido por um corpo. Em uma situação na qual existe uma diferença de temperatura, o calor surge e, dependendo do meio em que isto ocorre, o calor vai apresentar formas distintas de se propagar.
Em relação às formas de propagação do calor, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Na ausência de matéria, o calor se propaga por radiação, ondas eletromagnéticas em que a frequência do calor está na faixa do ultravioleta.
02. O calor também pode se propagar na faixa da radiação de microondas, a mesma usada nos fornos de micro-ondas para aquecer e cozinhar alimentos.
04. O fluxo de calor através de um sólido depende da sua geometria e do material do qual é composto.
08. O calor se propaga por três processos: na condução a energia é transferida pela interação dos átomos ou moléculas; na convecção a energia é transferida pelo transporte direto de matéria e na radiação a energia é transferida por meio de ondas eletromagnéticas.
16. A garrafa térmica, ou frasco de Dewar, pode ser considerada um recipiente de paredes adiabáticas, pois seu objetivo é evitar qualquer tipo de propagação de calor.
32. O processo de aquecimento de um fluido se dá por convecção, por isso a fonte de calor deve estar preferencialmente localizada na região superior desse fluido.
05-(UFSC-SC-013)
As máquinas a vapor foram um dos motores da revolução industrial, que se iniciou na Inglaterra no século XVIII e que produziu impactos profundos, em nível mundial, nos meios produtivos, na economia e no modo de vida da sociedade. O
estudo destas máquinas, em particular de seu rendimento, deu sustentação à formulação da Segunda Lei da Termodinâmica, enunciada por diversos cientistas, de formas praticamente equivalentes, no século XIX.
Com base na Segunda Lei da Termodinâmica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A maioria dos processos naturais é reversível.
02. A energia tende a se transformar em formas menos úteis para gerar trabalho.
04. As máquinas térmicas que operam no ciclo de Carnot podem obter rendimento de 100%.
08. A expressão “morte do calor do universo” refere-se a um suposto estado em que as reservas de carvão, de gás e de petróleo teriam se esgotado.
16. O calor não transita naturalmente dos corpos com temperatura menor para os corpos com temperatura maior.
32. O princípio de funcionamento de uma geladeira viola a Segunda Lei da Termodinâmica.
64. A entropia de um sistema isolado tende sempre a aumentar.
06-(UFSC-SC-013)
Fazendo uma análise simplificada do olho humano, pode-se compará-lo a uma câmara escura. Fazendo uma análise cuidadosa, ele é mais sofisticado que uma câmera fotográfica ou filmadora. A maneira como o olho controla a entrada de luz e trabalha para focalizar a imagem para que ela seja formada com nitidez na retina é algo espetacular. A figura abaixo apresenta, de maneira esquemática, a estrutura do olho humano e a forma pela qual a luz que parte de um objeto chega à retina para ter a sua imagem formada. Na tabela abaixo, é apresentado o índice de refração de cada uma das partes do olho.
Com base no exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A imagem do objeto formada na retina é real, invertida e menor, o que nos leva a afirmar que o cristalino é uma lente de comportamento convergente.
02. A velocidade da luz, ao passar pelas partes do olho, é maior no humor aquoso e no humor vítreo.
04. O fenômeno da refração da luz é garantido pelo desvio da trajetória da luz, sendo mantidas constantes todas as outras características da luz.
08. A refração da luz só ocorre no cristalino, cujo índice de refração é diferente do índice de refração do humor aquoso e do humor vítreo.
16. A miopia é um problema de visão caracterizado pela formação da imagem antes da retina, sendo corrigido com uma lente de comportamento divergente.
32. A presbiopia, popularmente chamada de “vista cansada”, é um problema de visão similar à hipermetropia, sendo corrigido com uma lente de comportamento convergente.
64.A hipermetropia é um problema de visão caracterizado pela formação da imagem depois da retina, sendo corrigido com uma lente de comportamento divergente
07-(UFSC-SC-013)
LED, do inglês Light Emitting Diode, ou seja, diodo emissor de luz, é um componente eletrônico, um semicondutor que ao ser percorrido por uma corrente elétrica emite luz em uma frequência que depende da dopagem. A grande vantagem
do LED é o baixo consumo de energia e as pequenas dimensões. Na figura abaixo é apresentado, de forma esquemática, o circuito de uma lanterna de LED. Esta lanterna é composta por três pilhas em série, de 1,5 V cada, e por seis LEDs idênticos. A lanterna funciona da seguinte forma: ao acioná-la pela primeira vez, a chave 1 é ligada; ao acioná-la pela segunda vez, a chave 2 é ligada; ao acioná-la pela terceira vez, as duas chaves são desligadas. Os LEDs em questão possuem uma resistência desprezível. A única limitação técnica para o funcionamento de um LED é a corrente elétrica que o percorre. Vamos admitir que, para que um LED funcione perfeitamente, a corrente elétrica que o percorre deva ser de 20,0 mA. Para garantir isso, um resistor de resistência R é associado ao LED.
Com base no exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O resistor associado em série ao LED possui uma resistência de 225,0 Ω.
02. A corrente elétrica que percorre a chave 2, quando acionada, é igual à corrente elétrica que percorre a chave 1 quando somente ela é acionada.
04. A corrente elétrica que percorre a chave 1 é igual à corrente elétrica que percorre a chave 2, quando ambas estão acionadas.
08. Os três LEDs ligados à chave 2 estão em série com os outros três LEDs.
16. Ao acionar a chave 1, a resistência do circuito é de 75,0 Ω; ao acionar a chave 2, a resistência do circuito passa a ser de 150,0 Ω.
32. A função do resistor neste circuito é limitar a corrente elétrica que percorre o LED.
08-(UFSC-SC-013)
A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em
um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está ordenada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem.
Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon.
02. Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair.
04. Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquire carga de + 5 unidades de carga, então o papel adquire carga de – 5 unidades de carga.
08. Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho.
16. Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair.
32. Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado.
09-(UFSC-SC-013)
Em alguns anos, as futuras gerações só ouvirão falar em TVs ou monitores CRT por meio dos livros, internet ou museus. CRT, do inglês catho de ray tube, significa tubo de raios catódicos. Graças ao CRT, Thomson, em sua famosa experiência de 1897, analisando a interação de campos elétricos e magnéticos com os raios catódicos, comprovou que estes raios se comportavam como partículas negativamente carregadas. As figuras abaixo mostram, de maneira esquemática, o que acontece quando uma carga de módulo de 3 μC passa por uma região do espaço que possui um campo magnético de 6π T. A carga se move com uma velocidade de 12.104 m/s, em uma direção que faz 60º com o campo magnético, o que resulta em um movimento helicoidal uniforme, em que o passo desta hélice é indicado na figura da esquerda pela letra d.
(dado: massa da carga = 3.10-12 kg)
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O período e a frequência do movimento descrito pela carga dentro do campo magnético dependem da velocidade da carga.
02. A força magnética sobre a carga elétrica surge quando ela se move na mesma direção do campo magnético.
04. De acordo com os desenhos, a carga elétrica em questão está carregada positivamente.
08. O passo da hélice gerado pelo movimento da carga no campo magnético vale 2.10-2 m.
16. No tempo de um período, a partícula tem um deslocamento igual a zero.
32. Aumentando a intensidade do vetor indução magnética, o raio da trajetória descrita pela partícula diminui na mesma proporção.
10-(UFSC-SC-013)
Em um experimento semelhante aos realizados por Hertz, esquematizado na figura abaixo, um estudante de Física obteve
o seguinte gráfico da energia cinética (E) máxima dos elétrons ejetados de uma amostra de potássio em função da frequência (f) da luz incidente.
Com base nas características do fenômeno observado e no gráfico, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O valor da constante de Planck obtida a partir do gráfico é de aproximadamente 4,43.10-15 eVs.
02. A função trabalho do potássio é maior que 2,17 eV.
04. Para frequências menores que 5,0.1014 Hz, os elétrons não são ejetados do potássio.
08. O potencial de corte para uma luz incidente de 6,0.1014 Hz é de aproximadamente 0,44 eV.
16. Materiais que possuam curvas de E (em eV) em função de f (em Hz) paralelas e à direita da apresentada no gráfico possuem função trabalho maior que a do potássio.
32. A energia cinética máxima dos elétrons emitidos na frequência de 6,5.1014 Hz pode ser aumentada, aumentando-se a intensidade da luz incidente.
Questão discursiva.
11-(UFSC-SC-013)
Em uma aula experimental de física sobre calorimetria, o professor pede para que os alunos aqueçam duas substâncias diferentes, com 400 g cada, fazendo uso de um aquecedor elétrico. Desprezando eventuais perdas de calor para o meio ambiente, o professor considera a potência efetiva do aquecedor em 400 cal/min. O professor pede que os alunos registrem os dados experimentais em uma tabela e construam um gráfico. Abaixo é apresentado um dos gráficos construídos pelos alunos.
Considere o gráfico acima e responda às perguntas abaixo.
a) O experimento realizado pelos alunos permite encontrar, através da inclinação da reta, uma grandeza física característica de cada substância. Qual é esta grandeza física?
b) Com base em princípios físicos, explicitando o raciocínio físico e matemático, qual das substâncias possui o maior valor para a grandeza física apontada no item anterior?
c) Admitindo que a substância A seja uma enzima e que ela possua temperatura inicial de 20º C, o que acontece com a enzima após 30 minutos de aquecimento pelo aquecedor elétrico mencionado? Justifique sua resposta com base nos princípios da física e da biologia. Apresente os cálculos necessários.