Exercicios Resolvidos da UFSC 2015 – 2
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.
Hospital Universitário
O HU fica localizado no Centro de Ciências da Saúde (CCS) e é aberto à comunidade em geral, sendo um dos principais hospitais públicos de Florianópolis. Faz parte da formação dos alunos de Medicina, Enfermagem, Farmácia e Bioquímica, Nutrição, Odontologia e Fonoaudiologia.
01-(UFSC-SC-015)
O lançamento do dardo é um desporto relacionado ao atletismo e é praticado por homens e mulheres. É uma modalidade olímpica que consiste em arremessar o mais longe possível um dardo, no caso dos homens, com 800,0 g de massa e comprimento de 2,70 m. O recorde mundial masculino é de 98,48 m e o recorde olímpico é de 90,17 m. Em um lançamento do dardo, o atleta aplica uma técnica que resulta em um lançamento que faz entre 30º e 45º com a horizontal e uma velocidade de aproximadamente 100,0 km/h. Vamos considerar um lançamento de 30º, velocidade de 25 m/s, admitir o dardo como um ponto material, desconsiderar qualquer tipo de atrito e definir que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s2.
Com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(Dados: sen 30º=0,5; cos 30º=0,8)
01. No ponto mais alto da trajetória do dardo, toda a energia cinética de lançamento foi transformada em energia potencial gravitacional.
02. A energia cinética de lançamento é de 250 J, independentemente do ângulo de lançamento.
04. A altura máxima alcançada pelo dardo é de aproximadamente 31,25 m.
08. O alcance horizontal do dardo depende dos seguintes fatores: velocidade de lançamento, ângulo de lançamento e massa do dardo.
16. Podemos considerar a situação pós-lançamento do dardo até a chegada em solo como sistema conservativo
02-(UFSC-SC-015)
Símbolo de beleza e elegância, os sapatos de salto alto são usados e desejados por mulheres de
todas as idades. Todavia, o seu uso excessivo pode trazer sérios riscos à saúde, associados a alterações de variáveis físicas importantes para o caminhar, como lesões, lordose (curvatura acentuada da coluna para dentro) e deformidades nos pés, por exemplo. Na figura acima, são apresentados dois modelos (A e B) bastante comuns de sapatos de salto alto, ambos número 34.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O sapato A permite maior estabilidade no caminhar que o sapato B.
02. Com o uso do sapato de salto alto, o centro de gravidade do corpo é deslocado para a frente em relação a sua posição normal (sem o sapato de salto).
04. O sapato B permite uma distribuição mais homogênea do peso do corpo, nas partes da frente e de trás do pé, que o sapato A.
08. Caminhar com sapato de salto alto pode ser comparado a caminhar descendo um plano inclinado.
16. A pressão sobre o solo em uma caminhada com o sapato A é maior que com o sapato B, para uma mesma pessoa.
03-(UFSC-SC-015)
Na imagem abaixo, observa-se o novo sistema de iluminação das pontes Gov. Colombo Machado Salles e Gov. Pedro Ivo Campos, que dão acesso à Ilha de Santa Catarina. Foram investidos um milhão e seiscentos mil reais para a instalação de210 luminárias LED (Diodo Emissor de Luz), com potência unitária de 130 W, em postes decorativos em forma de arco, que substituíram o antigo sistema de lâmpadas vapor de sódio. Na tabela abaixo, alguns dados sobre o sistema de iluminação com lâmpadas LED são apresentados. (O valor de 1 kWh é R$ 0,30)
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Lâmpadas incandescentes possuem temperatura de cor menor que 4000 K.
02. Um objeto possui cor definida, independentemente da luz que incida sobre ele.
04. Uma lâmpada LED possui potência de 130 W e outra, incandescente, possui potência de 200 W. Esta informação permite afirmar que o IRC da lâmpada incandescente é maior que o da lâmpada LED.
08. As lâmpadas incandescentes tradicionais possuem alta eficiência, pois convertem cerca de 90% da energia elétrica em energia luminosa.
16. O processo de emissão de luz em uma lâmpada fluorescente é explicado pela teoria de Planck para radiação do corpo negro.
32. Considerando que a única vantagem do sistema de iluminação LED seja a redução do consumo de energia, o valor investido será recuperado em mais de 20 anos.
04-(UFSC-SC-014)
Calibrar os pneus de um carro consiste em colocar ou retirar ar atmosférico do pneu, e é uma prática que todos os motoristas devem fazer pelo menos a cada 15 dias, para garantir a segurança do veículo e de seus integrantes assim como para aumentar a vida útil do pneu. Em média, o pneu de um carro de passeio é calibrado com uma pressão que pode variar entre 28 e 30 psi (libras por polegada quadrada). Em situações de grande carga no veículo e viagens longas, orienta-se que se calibrem os pneus com duas libras a mais de pressão. (Não vamos considerar os pneus que são calibrados com nitrogênio)
Considerando o ar atmosférico como um gás ideal e com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Quando o carro está em movimento, os pneus aquecem; sendo assim, podemos considerar que o ar atmosférico dentro dos pneus sofre uma transformação isobárica.
02. Para uma correta calibragem da pressão, é necessário que ela seja feita com os pneus frios, pois a alta temperatura indicaria uma pressão maior.
04. Independentemente das medidas de um pneu, se o calibrarmos com 30,0 psi, o número de mols de ar é o mesmo.
08. A pressão de um gás confinado em um recipiente depende de alguns fatores: quantidade de gás, temperatura do gás e volume do recipiente. Estes fatores influenciam diretamente o número de colisões e a intensidade destas colisões com as paredes do recipiente.
16. Um pneu com as seguintes medidas: raio interno 14,0 cm, raio externo 19,0 cm e largura 18,0 cm, calibrado com 30,0 psi a 25 ºC, possui um volume de ar atmosférico de 45 L.
32. A dilatação do pneu quando aquecido pode ser desprezada se comparada com a expansão que o gás pode sofrer quando é submetido à mesma variação de temperatura.
05-(UFSC-SC-015)
Um estudante de Física realizou um experimento no laboratório para medir a variação da intensidade da corrente elétrica emum fio condutor retilíneo extenso em função do tempo, além de outras propriedades físicas. No gráfico abaixo, é mostrado um dos resultados do experimento.
Com base no enunciado e nas duas figuras abaixo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A carga elétrica que atravessa uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 4 s é de 4 C.
02. A figura 1 representa corretamente as linhas de campo magnético produzidas pela corrente elétrica i, no instante 4 s.
04. Os elétrons se deslocam no fio condutor com velocidade próxima à da luz.
08. O número de elétrons que atravessam uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 6 s é de 2,5 x 1019elétrons.
16. A figura 2 representa corretamente os vetores campo elétrico e campo magnético produzido pela corrente elétrica i, em um ponto próximo ao fio condutor, no instante 4 s.
32. A intensidade do vetor campo magnético a 1,0 m do fio condutor, no instante 5 s, é de 2 x 10-7 T.
64. A intensidade média da corrente elétrica no fio condutor entre os instantes 0,0 s e 6,0 s é de 0,5 A.
06-(UFSC-SC-015)
A figura 1 mostra um caminhão-tanque que pode ser utilizado no transporte de combustível das refinarias para os postos de combustível. O tanque usado para o transporte de combustível é todo metálico, com aberturas em cima para a colocação do combustível e inspeção e com saídas na parte de baixo para a transferência do combustível – figura 2 – para os postos de combustível. A transferência do combustível do caminhão para o posto segue uma norma de procedimentos que servem para garantir a segurança de todos, principalmente no sentido de evitar fagulhas que possam dar início a uma explosão. Um dos principais procedimentos é aterrar o tanque ao solo.
Considerando o exposto acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O potencial elétrico no interior do tanque eletricamente carregado pode ser analisado como um condutor metálico eletricamente carregado. Representa-se graficamente o potencial elétrico, dentro e fora do tanque, da seguinte forma:
02. Estando o tanque eletricamente neutro, ele não possui cargas elétricas.
04. Durante uma viagem, o tanque adquire uma carga elétrica de módulo 270,0 μC. O valor do campo elétrico e do potencial elétrico a 200,0 m do tanque vale, aproximadamente e respectivamente, 1,21.104 N/C e 60,75 V.
08. O aterramento do tanque visa fazer com que o caminhão-tanque fique com uma carga elétrica resultante igual a zero, porque, em função dos pneus, feitos de borracha, e do seu atrito com o ar, o caminhão pode ficar eletricamente carregado.
16. Admitindo que o caminhão-tanque esteja carregado eletricamente, o campo elétrico no interior do tanque é zero e o potencial elétrico é constante, pois as cargas elétricas se encontram em repouso na superfície externa do tanque
07-(UFSC-SC-015)
Pedro (50 kg), Tiago (53 kg) e João (60 kg), três jovens que passam férias em uma praia de Florianópolis, encontram uma prancha de surfe tamanho 6’ 7’’, com largura do meio 18’’, espessura 2 3/8’’ e densidade 0,05 g/cm3. Como não entendem muito de surfe, mas conhecem muito de Física, resolvem fazer testes em uma piscina de água doce, realizar alguns cálculos e discutir conceitualmente sobre as propriedades físicas envolvidas na prática do surfe. Os jovens modelam a prancha como um paralelepípedo de comprimento 2,0 m, largura 0,45 m e altura 6,0 cm.
As conclusões obtidas foram sintetizadas nas afirmações abaixo.
Com base no enunciado, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A altura da parte submersa da prancha quando flutua na água é de 0,3 cm.
02. O princípio de Arquimedes declara que todo corpo leve flutua na água e todo corpo pesado afunda.
04. Quando aumenta a densidade da água na qual a prancha está flutuando, diminui a altura da parte submersa.
08. A prancha suportaria apenas o peso de Pedro e Tiago, em pé sobre ela, sem afundar.
16. A força de empuxo que atua sobre a prancha em flutuação existe porque a pressão que a água exerce sobre a prancha aumenta com a profundidade.
08-(UFSC-SC-015)
A audição e a fala são extremamente importantes para os seres humanos. Graças a elas podemos detectar, emitir e interpretar ondas sonoras com diferentes propriedades físicas. Por exemplo, devido à audição podemos escutar sons com intensidade a partir de 10-12 W/m2, enquanto a fala nos permite, em um tom de conversa normal, emitir potência sonora de 10-5 W.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Os seres humanos podem ouvir sons de qualquer frequência.
02. A população de Florianópolis é de 400.000 habitantes. Todos os habitantes conversando ao
mesmo tempo, em tom normal, emitem potência 25 vezes menor que uma lâmpada de 100 W.
04. Os seres humanos podem emitir sons em todas as frequências de 20 Hz a 20.000 Hz.
08. As ondas sonoras são ondas mecânicas transversais.
16. A unidade Bel (B) exprime a altura de um som.
32. Um som emitido por você na sala (ambiente) em que se encontra terá a mesma intensidade a qualquer distância.
64. Sons com intensidade a partir de 1,0 W/m2 produzem sensação de dor no ouvido humano.
09-(UFSC-SC-015)
As ondas eletromagnéticas, como a luz e as ondas de rádio, têm um “sério problema de identidade”. Em algumas situações apresentam-se como onda, em outras, apresentam-se como partícula, como no efeito fotoelétrico, em que são chamadas de fótons. Isto é o que chamamos de dualidade onda-partícula, uma das peculiaridades que encontramos no universo da Física e que nos leva à seguinte pergunta: “Afinal, a luz é onda ou partícula?”. O mesmo acontece com um feixe de elétrons, que pode se comportar ora como onda, ora como partícula.
Com base no que foi exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Um feixe de elétrons incide sobre um obstáculo que possui duas fendas, atingindo um anteparo e formando a imagem apresentada na figura acima. A imagem indica que um feixe de elétrons possui um comportamento ondulatório, o que leva a concluir que a matéria também possui um caráter dualístico.
02. O fenômeno da difração só fica evidente quando o comprimento de onda é da ordem de grandeza da abertura da fenda.
04. O físico francês Louis de Broglie apresentou uma teoria ousada, baseada na seguinte hipótese: “se fótons apresentam características de onda e partícula […], se elétrons são partículas mas também apresentam características ondulatórias, talvez todas as formas de matéria tenham características duais de onda e partícula”.
08. Admitindo que a massa do elétron seja 9,1.10-31 kg e que viaja com uma velocidade de 3.106 m/s, o comprimento de onda de De Broglie para o elétron em questão é 2,4.10-12 m.
16. Após a onda passar pela fenda dupla, as frentes de ondas geradas em cada fenda sofrem o fenômeno de interferência, que pode ser construtiva ou destrutiva. Desta forma, fica evidente o princípio de dependência de propagação de uma onda.
32. Christian Huygens, físico holandês, foi o primeiro a discutir o caráter dualístico da luz e, para tanto, propôs o experimento de fenda dupla