Resolução comentada das questões de FÍSICA da UEL-PR-2017

Resolução comentada das questões de FÍSICA da

UEL-PR-2017

01- Para esse exercício precisamos apenas encontrar qual desses ciclos representa o ciclo Otto, o utilizado no caso da gasolina e do álcool nos veículos automotores. O ciclo representado no A e no E são ambos de Carnot, a diferença é que o primeiro é uma máquina térmica e o segundo um refrigerador. Em C nós temos o ciclo Diesel também utilizado em alguns veículos e em D o ciclo de Stirling. A alternativa B é a correta, nela é representada o ciclo Otto com admissão, compressão, explosão, trabalho, descompressão e exaustão, consecutivamente.

02- Como ambas as lâmpadas estão ligadas em série elas compartilham a mesma corrente, com isso a alternativa A e E estão incorretas. Agora vamos analisar a fórmula da potência:

Na imagem acima nós temos todas as informações necessárias para se resolver o problema. Analisando a fórmula 1 podemos perceber que quando se aumenta a ddp, com a corrente constante, aumenta-se a potência, logo a alternativa B está correta. Agora analisando a fórmula 3, podemos perceber que se mantermos a corrente constante e aumentarmos a resistência, a potência também aumenta, logo podemos perceber que a alternativa D está incorreta e a C também está correta, por esse motivo essa questão foi anulada.

03-

Na figura acima temos uma ilustração do efeito fotoelétrico, vamos analisar as alternativas. A energia absorvida varia para cada material analisado, sendo assim alternativa A está incorreta. O efeito fotoelétrico só ocorre se a frequência da luz incidente for maior que a frequência-limite, alternativa B incorreta e a C é a correta. A alternativa D está incorreta, pois não são os núcleos que escapam, são os elétrons que orbitam esses núcleos. Quanto maior a função trabalho mais energia é necessária para se retirar o elétron, consequentemente maior a frequência de luz necessária, alternativa E errada.

04- A condutividade térmica representa numericamente a facilidade com que um objeto transmite calor, sendo assim, para não queimar a mão, a condutividade da luva deve ser baixa e menor que a do vidro, para que o calor seja transmitido de forma mais lenta. Com isso a alternativa C é a única correta. No caso a alternativa A está incorreta pela análise ser realizada entre o vidro e a luva, pois esses dois que estão em contato e são relevantes para o exercício, mas de fato a condutividade do vidro é maior que a do líquido. O mesmo raciocínio para a alternativa E, e de fato a condutividade do amianto é menor que a do líquido.

05- Nessa tirinha Garfield brinca com os conceitos de massa e peso, vamos as alternativas. Logo na A nós temos a alternativa correta, pois peso é nada mais que uma força que varia dependendo da massa e da aceleração da gravidade, não tem como se perder peso, o que podemos fazer é diminuir a massa e consequentemente, diminuir a força peso exercida. A massa tem como unidade no SI o quilograma, o quilograma-força é uma unidade de força, alternativa B incorreta. A constante de gravitação é representada por G e não g, ela de fato é constante, mas é utilizada para se calcular a força gravitacional entre dois corpos, alternativa C incorreta. A alternativa D é incorreta pela balança medir massa e não peso aparente. A massa é constante, não depende do local ou da força exercida, alternativa E incorreta.

06- O fato de se ter um ou mais cronômetros não influencia na medida do tempo, porém o tempo próprio, que é nada mais que o tempo da pessoa que está em movimento em relação a uma outra que está parada, sempre é menor que o tempo da pessoa em repouso, observe a figura a seguir:

Sendo assim, como não há velocidade maior que a da luz, o tempo próprio só pode ser menor, alternativa A incorreta. Pelo mesmo raciocínio da A o relógio se encontra atrasado, alternativa B incorreta. As leis da física são invariantes para referencias que estão em mesmas velocidades, sendo assim a alternativa C é falsa. A alternativa D está correta, pois realmente o fato da luz ser constante e os referencias mudarem são responsáveis pela dilatação do tempo. E a alternativa E é incorreta justamente pelo fato da velocidade da luz ser constante, não dependendo de referencial.

07- Os números em vermelho não fazem parte do texto da questão, foram adicionados para facilitar a explicação. Para a letra A precisamos apenas fazer uma substituição, mas devemos montar a razão entre os dois momentos magnéticos:

Realizando a primeira substituição (usando 3 e 4):

Cortando o M:

Realizando a segunda substituição (usando 5 e 6):

Resolvendo:

(resposta a)

O resultado obtido em A será utilizado em B. Novamente um exercício de substituição, porém nesse caso precisamos arrumar melhor nossa equação:

Substituindo (usando 1 e 2):

Observe que se, de alguma forma, fizermos podemos utilizar o resultado do exercício anterior, para isso precisamos isolar o , observe:

Ao jogar o fora dos parênteses precisamos dividir por ele mesmo lá dentro, para que o resultado continue igual, simplificando a equação acima:

Observe que assim obtemos que já sabemos o resultado (-2), substituindo:

Calculando:

(resposta b)

Observe que o valor não tem unidade, justamente por ser um valor adimensional.

08- Para o A precisamos calcular a distância percorrida utilizando a área do gráfico, podemos aproximar da mesma forma que a imagem abaixo, pois no exercício diz que a velocidade pode ser considerada constante.

Sendo assim:

Antes de calcularmos precisamos passar a velocidade de Km/h para m/s, para isso basta dividir a velocidade em Km/h por 3,6. Iremos utilizar 37,5, pois é o valor mais próximo encontrado no gráfico:

A base é nada mais que Δt e a altura o ΔV:

Resolvendo:

(resposta da a)

Para resolvar o b precisamos calcular a aceleração, para isso:

Aonde:

a é a aceleração

ΔV é a variação de velocidade

Δt é a variação de tempo

Mais uma vez a velocidade está em km/h:

Dividindo por 3,6:

Substituindo:

Resolvendo:

(resultado da b)

O resultado do gabarito dá -8,2 m/s², essa diferença se dá pela aproximação utilizada, no caso deles foi aproximado -4,17 para -4,1.

09- Para resolver o A precisamos utilizar a informação que nos foi dada (soma de todos os ddp é zero), esse é um exercício apenas de substituição:

Onde:

é a ddp da fonte

R é a resistência

i é a intensidade da corrente

U_d é a ddp aplicada no LED

Isolando o R:

Substituindo:

(resposta da a)

Para resolver o B vamos analisar a figura 3:

Para calcularmos a distância focal antes precisamos encontrar a distância do objeto para a lente, nesse exercício é representado por o, para isso vamos calcular pela tangente:

Aonde:

tg é a tangente de 30 graus

co é o cateto oposto

ca é o cateto adjacente (no nosso caso é a distância do objeto a lente)

Observe que o cateto oposto é apenas a metade de 6 cm, pois vamos pegar apenas a parte que está no triângulo que estamos usando de referência.

Isolando o:

Substituindo, vamos manter em cm mesmo, pois todos os números estão nessa medida:

Agora que achamos a distância entre o objeto e a lente, podemos substituir na equação de gauss (equação dos pontos conjugados):

Aonde:

f é a distância focal

o é a distância do objeto à lente

i é a distância entre a imagem e a lente

Antes de substituir precisamos entender um conceito, no exercício é dito que a distância da imagem é infinita sendo assim, temos que:

Mas como resolver isso? Vamos realizar uma aproximação:

Sabemos que:

Como podemos perceber quanto maior o divisor, menor o resultado e mais ele se aproxima de 0, ou seja, se dividirmos por um número infinitamente grande o resultado será infinitamente pequeno e próximo de 0, sendo assim podemos considerar que: