A Universidade Estadual de Londrina (UEL) é uma instituição pública de ensino superior, localizada na cidade de Londrina, Paraná. Famosa pela sua qualidade de ensino, é uma das maiores e principais universidades estaduais do Brasil, trazendo estudantes do Brasil inteiro.
A UEL adotou um sistema oficial de cotas para estudantes negros, assim como cotas para candidatos oriundos de escolas públicas, a fim de atender às políticas de apoio social e das minorias. Ele está localizado na cidade de Londrina, a segunda maior cidade do estado e a quarta maior na região sul do país.
Admissões
Os alunos são admitidos por um exame de admissão, também conhecido como vestibular exame, composto por duas etapas: A primeira Fase é composta por 60 questões de múltipla escolha (Química, Matemática, Física, Geografia, História, Biologia, Filosofia, Sociologia, História da Arte).
A Segunda Fase é composta por até 40 questões objetivas relacionadas com a sua escolha de carreira (20 questões sobre cada tema escolhido pelo curso), 20 questões relacionadas à língua e literatura Português e brasileira, 10 questões relacionadas a uma língua estrangeira (Inglês, francês ou espanhol) e uma composição.
A Universidade Estadual de Londrina (UEL) é a terceira melhor universidade do Paraná, conforme o Ranking Universitário, realizado pela Folha de São Paulo.
01 – (UEL-PR-017)
Atualmente, os combustíveis mais utilizados para o abastecimento dos carros de passeio, no Brasil, são o etanol e a gasolina. Essa utilização somente é possível porque os motores desses automóveis funcionam em ciclos termodinâmicos, recebendo combustível e convertendo-o em trabalho útil.
Com
base nos conhecimentos sobre ciclos termodinâmicos, assinale
a alternativa que apresenta corretamente o diagrama da pressão (P)
versus volume (V) de um motor a gasolina.
02 – (UEL-PR-017)
Com base na charge e nos conhecimentos sobre eletromagnetismo, é correto afirmar que a lâmpada de 40 W tem intensidade luminosa menor que a lâmpada de 60 W, pois a
a) corrente elétrica que passa por ela é menor que a corrente que passa pela de 60 W.
b) diferença de potencial (ddp) aferida na de 40 W é menor que na de 60 W.
c) resistência à passagem de corrente elétrica é maior na de 60 W.
d) resistência à passagem de corrente elétrica é maior na de 40 W.
e) resistência e a corrente elétrica que passa por ela são menores que na de 60 W.
03 – (UEL-PR-017)
Considere que as lâmpadas descritas na charge emitem luz amarela que incide na superfície de uma placa metálica colocada próxima a elas.
Com base nos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta.
a) A quantidade de energia absorvida por um elétron que escapa da superfície metálica é denominada de fótons e tem o mesmo valor para qualquer metal.
b) Se a intensidade luminosa for alta e a frequência da luz incidente for menor que a frequência-limite, ou de corte, o efeito fotoelétrico deve ocorrer na placa metálica.
c) Se a frequência da luz incidente for menor do que a frequência-limite, ou de corte, nenhum elétron da superfície metálica será emitido.
d) Quando a luz incide sobre a superfície metálica, os núcleos atômicos próximos da superfície absorvem energia suficiente e escapam para o espaço.
e) Quanto maior for a função trabalho da superfície metálica, menor deverá ser a frequência-limite, ou de corte, necessária para a emissão de elétrons.
04 – (UEL-PR-017)
Com base na charge e nos conceitos da termodinâmica, é correto afirmar que as luvas de amianto são utilizadas porque a condutividade térmica
a) da cuia de cristal é menor que a do líquido.
b) da cuia de cristal e a do amianto são iguais.
c) do amianto é menor que a da cuia de cristal.
d) do amianto é maior que a da cuia de cristal.
e) do amianto é maior que a do líquido.
05 – (UEL-PR-017)
Com base no diálogo entre Jon e Garfield, expresso na tirinha, e nas Leis de Newton para a gravitação universal, assinale a alternativa correta.
a) Jon quis dizer que Garfield precisa perder massa e não peso, ou seja, Jon tem a mesma ideia de um comerciante que usa uma balança comum.
b) Jon sabe que, quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente sua massa com intensidade definida em quilograma-força.
c) Jon percebeu a intenção de Garfield, mas sabe que, devido à constante de gravitação universal “g”, o peso do gato será o mesmo em qualquer planeta.
d) Quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente seu peso aparente, visto que o ar funciona como um fluido hidrostático.
e) Garfield sabe que, se ele for a um planeta cuja gravidade seja menor, o peso será menor, pois nesse planeta a massa aferida será menor.
06 – (UEL-PR-017)
A questão do tempo sempre foi abordada por filósofos, como Kant. Na física, os resultados obtidos por Einstein sobre a ideia da “dilatação do tempo” explicam situações cotidianas, como, por exemplo, o uso de GPS.
Com base nos conhecimentos sobre a Teoria da Relatividade de Einstein, assinale a alternativa correta.
a) O intervalo de tempo medido em um referencial em que se empregam dois cronômetros e dois observadores é menor do que o intervalo de tempo próprio no referencial em que a medida é feita por um único observador com um único cronômetro.
b) Considerando uma nave que se movimenta próximo à velocidade da luz, o tripulante verifica que, chegando ao seu destino, o seu relógio está adiantado em relação ao relógio da estação espacial da qual ele partiu.
c) As leis da Física são diferentes para dois observadores posicionados em sistemas de referência inerciais, que se deslocam com velocidade média constante.
d) A dilatação do tempo é uma consequência direta do princípio da constância da velocidade da luz e da cinemática elementar.
e) A velocidade da luz no vácuo tem valores diferentes para observadores em referenciais privilegiados.
07 – (UEL-PR-017)
No modelo padrão da física das partículas elementares, o próton e o nêutron são partículas compostas constituídas pelas combinações de partículas menores chamadas de quarks u (up) e d (down). Nesse modelo, o próton (p) e o nêutron (n) são compostos, cada um, de três quarks, porém com diferentes combinações, sendo representados por p = (u; u; d) e n = (u; d; d). Os prótons e os nêutrons comportam-se, na presença de um campo magnético, como se fossem minúsculos ímãs, cujas intensidades são denominadas de momento magnético e medidas em magnetons nucleares (mn). Para o próton, o momento magnético é dado por:
(1)
enquanto que, para o nêutron, o momento magnético é dado por:
(2)
O momento magnético dos quarks u e d são dados por:
(3)
e
(4)
em
que:
(5)
e
(6)
A partir dessas informações, responda aos itens a seguir.
a) Determine o valor da razão entre o momento magnético dos quarks u e d.
b)
Determine o valor
adimensional da razão
.
08 – (UEL-PR-017)
Nos Jogos Olímpicos Rio 2016, o corredor dos 100 metros rasos Usain Bolt venceu a prova com o tempo de 9 segundos e 81 centésimos de segundo. Um radar foi usado para medir a velocidade de cada atleta e os valores foram registrados em curtos intervalos de tempo, gerando gráficos de velocidade em função do tempo. O gráfico do vencedor é apresentado a seguir.
Considerando o gráfico de V versus t, responda aos itens a seguir.
a) Calcule a quantidade de metros que Bolt percorreu desde o instante 2,5 s até o instante 4,5 s, trecho no qual a velocidade pode ser considerada aproximadamente constante.
b) Calcule o valor aproximado da aceleração de Usain Bolt nos instantes finais da prova, ou seja, a partir de 9 s.
09 – (UEL-PR-017)
O LED (Light Emitting Diode) é um diodo semicondutor que emite luz quando polarizado eletricamente. A curva característica de um LED está indicada na Figura 1.
Percebe-se que, na região de condução elétrica do LED, um aumento pequeno na diferença de potencial U leva a um aumento considerável na corrente elétrica i que passa pelo LED. Por isso, no circuito elétrico de polarização, é geralmente necessário conectar um resistor R em série com o LED, como esquematizado na Figura 2, de maneira a limitar a corrente elétrica que passa pelo diodo.
Pode-se observar, pelo gráfico da Figura 1, que, se a corrente elétrica no circuito for de 100 mA, a diferença de potencial Ud aplicada sobre o LED será de 2 V.
A partir dessas informações, responda aos itens a seguir.
a) Sabe-se que, ao longo de um circuito fechado, como o da Figura 2, a soma das diferenças de potencial (ddp) e das quedas de tensão sobre cada componente do circuito é zero.
Considerando que a ddp da fonte vale +12 V e que as quedas de tensão do resistor e do LED são, respectivamente, -R.i e -Ud, determine o valor de R para que a corrente elétrica no circuito seja de 100 mA.
b) Considere o LED como uma fonte puntiforme de luz, cuja emissão tem um ângulo de divergência total de 60º. Uma lente delgada convergente, de 6 cm de diâmetro, é colocada a uma distância o do LED, de maneira que a luz emitida pelo LED ilumine toda a superfície da lente, conforme esquematizado na Figura 3.
Deseja-se que os raios luminosos que emergem da lente sejam perfeitamente paralelos (ou seja, que a distância imagem seja infinita).
Nesse caso, determine a distância focal da lente.
Considere que tg (30º) = 0,6
10 – (UEL-PR-017)
Considere o diagrama pV da Figura 4 a seguir.
O ciclo fechado ao longo do percurso abcda é denominado ciclo Otto e representa o modelo idealizado dos processos termodinâmicos que ocorrem durante o funcionamento de um motor a gasolina. O calor recebido pelo motor, dado por Q1, é fornecido pela queima da gasolina no interior do motor. W representa o trabalho realizado pelo motor em cada ciclo de operação, e Q2 é o calor rejeitado pelo motor, por meio da liberação dos gases de exaustão pelo escapamento e também via sistema de arrefecimento.
Considerando um motor que recebe 2500 J de calor e que realiza 875 J de trabalho em cada ciclo de operação, responda aos itens a seguir.
a) Sabendo que o calor latente de vaporização da gasolina vale 5.104 J/g , determine a massa de gasolina utilizada em cada ciclo de operação do motor.
b) Sabendo que, em um ciclo termodinâmico fechado, a soma das quantidades de calor envolvidas no processo é igual ao trabalho realizado no ciclo, determine a quantidade de calor rejeitada durante cada ciclo de operação do motor.
No exercício A, como no ciclo nós temos a vaporização da gasolina, podemos utilizar:
Aonde:
Q é a quantidade de calor
m é a massa
L é o calor latente (de vaporização, nesse caso)
Isolando a massa:
Substituindo:
Calculando (observe que o resultado deve sair em gramas, pois o calor latente é dado em gramas):
0,05
g (reposta da a)
Para resolver a B utilizaremos a informação dada no enunciado:
Como estamos calculando o ciclo completo, Q é a quantidade de calor total:
Passando para a equação:
Isolando o Q2:
Substituindo:
(resposta
da b)
O calor nesse caso deu negativo, pois ele está saindo do sistema, ou seja, está se perdendo calor.
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:
3 2 1
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
Ud 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:
Para quem gostou dessa dedução eu recomendo que procure mais sobre limites, é a primeira parte do curso de cálculo.
Agora podemos substituir na fórmula:
(reposta
da b)
10- No exercício A, como no ciclo nós temos a vaporização da gasolina, podemos utilizar:
Aonde:
Q é a quantidade de calor
m é a massa
L é o calor latente (de vaporização, nesse caso)
Isolando a massa:
Substituindo:
Calculando (observe que o resultado deve sair em gramas, pois o calor latente é dado em gramas):
0,05
g (reposta da a)
Para resolver a B utilizaremos a informação dada no enunciado:
Como estamos calculando o ciclo completo, Q é a quantidade de calor total:
Passando para a equação:
Isolando o Q2:
Substituindo:
(resposta
da b)
O calor nesse caso deu negativo, pois ele está saindo do sistema, ou seja, está se perdendo calor.