Resolução Simulado - FÍSICA S1F1191

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FÍSICA S1F1191 
Comissão de Processos Seletivos 
QUESTÃO 1 – Eletrodinâmica – Circuitos e ddp. 
Dispondo de quatro pilhas idênticas de 1,5 V, supostas ideias, fios e uma lâmpada, um estudante 
monta quatro diferentes circuitos, associando as pilhas de diferentes maneiras, representados na 
figura a seguir. 
 
 
 
1 2 3 4 
 
Em relação aos circuitos, considere as afirmativas sobre a ddp entre os terminais da lâmpada em 
cada ligação: 
I. A ddp no circuito 1 é menor que no circuito 3. 
II. A ddp no circuito 2 é maior que no circuito 1 
III. A ddp no circuito 1 é maior que no circuito 4. 
IV. A ddp no circuito 2 é menor que no circuito 3 
Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas. 
A) I e II. 
B) II e III. 
C) I e IV. 
D) III e IV. 
Resolução: 
Jeito rápido: faça r = 0 em U ri= − porque as pilhas são ideais. Pela associação, 1U = , 2 0U = , 
3 2U = e 4 4U = . Daí 4 3 1 2U U U U   . 
Jeito explicativo: 
2 0U = porque a associação das pilhas é tal que polos negativos se coincidem. Como essa 
grandeza não assume valores negativos, é a menor de todas. Assim, II está errada e IV certa. 
Quanto a 1
4
ri
U = − e 3 2U ri= − , claramente 3 1U U . I está correta. 
IV está errada. Fazendo 4 3U U− chegamos em 4 3 3 2 0U U U ri− = −  , o que consequentemente 
nos leva 4 3 4 1U U U U   
 
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QUESTÃO 2 – Eletrostática – Condutores e cargas elétricas: 
Descrito como “o melhor experimentalista na história da ciência”, Michael Faraday (1791 – 18670 
foi um físico e químico britânico cujas contribuições o tornaram um dos cientistas mais influentes 
de todos os tempos. Seus trabalhos mais conhecidos tratam dos fenômenos de eletricidade, 
magnetismo e eletroquímica. Mesmo não conhecendo matemática avançada, as descobertas de 
Faraday tiveram grande impacto sobre o entendimento do mundo natural e renderam princípios 
de motores, geradores e transformadores elétricos e sistemas de refrigeração. 
O mais famoso produto da mente de Faraday é a chamada “Gaiola de Faraday”, cuja finalidade é 
impedir a entrada de campo elétrico e magnético no interior de superfícies e estruturas 
condutoras. 
O sucesso da Gaiola de Faraday deve-se 
A) ao surgimento de cargas opostas no interior do condutor, impedindo, assim, a entrada de 
campo elétrico. 
B) ao fato de condutores anularem seu campo elétrico em qualquer ponto de seu interior; 
C) à impossibilidade de ondas eletromagnéticas permearem materiais condutores, funcionando 
como uma barreira eletrostática. 
D) ao surgimento de cargas opostas na superfície do condutor, impedindo, assim, a entrada de 
campo elétrico. 
Resolução 
A) Errada. Cargas não impedem entrada/saída de campos elétricos. O princípio de superposição 
garante a existência de campos elétricos gerados por diferentes fontes num mesmo ponto. Além 
disso, o emprego da palavra SURGIMENTO está equivocado. Imerso num campo elétrico, o 
condutor separa as cargas em sua superfície de acordo com sua natureza. 
B) Correta. Os condutores permitem movimentação de cargas em sua superfície, e sob ação de 
um campo elétrico tais cargas se repelem. Mesmo que haja maior quantidade de cargas de uma 
mesma natureza em determina região do condutor, o campo elétrico se anula devido a cargas 
opostas em pontos opostos do condutor. 
C) Nada a ver com nada. Ondas eletromagnéticas têm poder de penetração quase que universal. 
Raios gama são exemplo. Mesmo em casos que haja um impedimento, não será devido a um 
condutor. 
D) mesma justificativa que no item A. Alternativa criada para induzir ao erro. 
 
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QUESTÃO 3 – Optica geométrica – instrumentos opticos 
Uma luneta é constituída de uma objetiva e uma ocular, associadas coaxialmente e acopladas a 
um tubo cujo interior é escuro e fosco. Com o uso do referido instrumento, focaliza-se um corpo 
celeste, e a imagem final visada pelo observador forma-se a 60 cm da ocular. 
Sabendo que a objetiva e a ocular têm distâncias focais de 80cm e 20 cm, respectivamente, o 
comprimento da luneta (distância entre a objetiva e a ocular) mede, aproximadamente, em cm, 
A) 15 
B) 20 
C) 80 
D) 95 
Resolução 
O comprimento L da luneta é tal que 
'
ob ocL p p= + . 
Como o corpo celeste está muito afastado da luneta, sua imagem é projetada sobre o foco. Assim, 
podemos escrever 
' 80ob obp f cm = 
A imagem produzida pela objetiva faz o papel de objeto para a ocular, que dá a imagem final virtual 
vista pelo observador. Em relação à ocular, tem-se 
'
1 1 1 1 1 1
15
20 60
oc
oc oc oc oc
p cm
f p p p
= +  = −  = 
Daí, 80 15 95L = + = cm 
 
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QUESTÃO 4 – Física Moderna – efeito fotoelétrico 
“Quando uma radiação eletromagnética adequada incide na placa metálica, é registrada a 
passagem de uma corrente elétrica. Portanto, a energia que os elétrons da placa absorvem da 
radiação é destinada em parte, para extraí-los da placa e, em parte, para que tenham energia 
cinética suficiente para chegarem até a outra placa metálica.” 
Física, 3. J. B. Gualter, N. V. Bôas, R. H. Doca. 1 ed. São Paulo. Saraiva 2010. 
O texto a cima trada-se 
A) do efeito fotoelétrico, explicado por Einstein no século XX, o qual só ocorre se a frequência da 
radiação incidente estiver acima de certo valor mínimo, a depender do material utilizado. 
B) do caráter corpuscular da luz, explicado por Louis de Broglie no século XX, ao justificar a 
passagem de corrente elétrica de uma placa à outra a partir de radiação eletromagnética. 
C) da relatividade especial, explicada por Einstein no século XX, a qual afirma que no referencial 
da placa o tempo é contraído se os elétrons que emergem da placa descreverem velocidades 
próximas à da luz. 
D) da quantização da energia do fóton, formulada por Max Planck no século XX, dada por E = hf, 
em que h é a constante de Planck e f é a frequência da radiação. 
 
Resolução 
A) Correta. A justificativa é uma das condições para ocorrência do efeito fotoelétrico. 
B) Errada. O texto não trata de dualidade, nem tampouco pode ser usada para justificar a 
passagem de corrente elétrica. 
C) Errada. O texto não trata de relatividade, e no referencial da placa o tempo não é alterado pois 
é contado em seu referencial de repouso. 
D) Item livre de contradições. Há relação entre o efeito fotoelétrico e a quantização da energia do 
fóton, mas não é o assunto tratado no texto. 
 
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QUESTÃO 5 – Cinemática – movimento circular 
A figura abaixo esquematiza a geometria de um ponto P localizado a uma latitude L qualquer no 
globo terrestre. 
 
Em virtude apenas do movimento de rotação do planeta, suposto esférico, considere as seguintes 
afirmações: 
I. a velocidade angular de um ponto é diretamente proporcional à sua latitude L. 
II. a velocidade linear de um ponto é diretamente proporcional à sua latitude L. 
III. a velocidade linear de um ponto é diretamente proporcional a cosL . 
IV. se o dia no planeta passasse a ser de 20 horas, a velocidade linear de um ponto P na 
superfície do globo aumentaria. 
É correto o que se afirma em: 
A) I e II. 
B) II e III. 
C) I e IV. 
D) III e IV. 
Resolução. 
I. Errada. A velocidade angular depende apenas o período de rotação. 
II. Errada. A velocidade linear de um ponto é inversamente proporcional à latitude, uma vez que 
maiores latitudes implicam em menores raios de trajetória. 
III. Correta. L é inversamente proporcional ao seu cosseno para um intervalo de 0° a 90°. Maior L 
> menor cos L > menor r > menor v. 
IV. Correta. Uma vez que a velocidade ângulo depende do inverso do período, menor período 
resulta em maior frequência. 
 
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QUESTÃO 6 – Dinâmica – colisões 
Um jogo tradicional é a Sinuca, cujo objetivo é encaçapar em algum dos 6 buracosde uma mesa 
plana bolas coloridas (idênticas e não-brancas) através de uma colisão com uma bola branca, de 
diâmetro maior. Uma importante regra é que cada jogada só pode ocorrer depois que todas as 
bolas permanecem em repouso em relação à mesa. 
Um experimento foi capaz de terminar a razão da massa da bola branca pela massa da bola 
colorida usando informações de velocidade antes e depois do choque. A figura abaixo esquematiza 
duas situações: antes e depois da colisão com seus respectivos vetores de velocidades da bola 
branca, VB, e bola colorida, VC. 
 
Pelos dados do experimento, a razão entre a massa da bola branca e massa da bola colorida é 
A) 
4
5
 
B) 
6
5
 
C) 
5
6
 
D) 
5
4
 
Resolução 
Só conservação de momento. 
0
5
( ) 4
i f B iB C iC B fB C fC
B fB
C iB fC
P P m V m V m V m V
m V
m V V
=  + = +
= =
−
 
 
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QUESTAO 7 – Temperatura – dilatação e ordem de grandeza 
Dois engenheiros pretendem montar um termômetro de mercúrio (coeficiente de dilatação 
volumétrica de 4 11,8 10 °C− − ) e debatem a respeito de qual seria o material mais indicado para a 
composição do vidro. A tabela a seguir apresenta o coeficiente de dilatação volumétrica de algumas 
substâncias que serão usadas na composição do vidro: 
Substância 
Coeficiente de Dilatação 
volumétrica ( 1C− ) 
I 69 10− 
II 624 10− 
III 619 10− 
IV 622 10− 
 
O material mais indicado para a composição do vidro para a montagem do termômetro é aquele 
que contém a substância 
A) I 
B) II 
C) III 
D) IV 
Resolução. 
Bem, considerando que tanto o mercúrio quanto o material do termômetro se dilatam ao sofrerem 
variações de temperatura, o ideal é que o material expanda o mínimo possível em relação ao 
mercúrio. Noutras palavras, a diferença entre os coeficientes de dilatação entre os dois materiais 
deve ser a maior possível. A substância I é a que possui menor coeficiente ( 4 10,09 10 C− −  ) sendo, 
portanto, a mais indicada. 
 
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QUESTÃO 8 – Termodinâmica 
Na aula de Termodinâmica, foram expostas as seguintes afirmações: 
1 – Um gás somente pode ser aquecido se receber calor. 
2 – Pode-se aquecer um gás realizando trabalho sobre ele. 
3 – Para esfriar um gás, devemos necessariamente retirar calor dele. 
4 – Um gás pode receber calor do meio externo es sua temperatura permanecer constante. 
5 – Em uma transformação adiabática de um gás, sua temperatura pode diminuir. 
É INCORRETO o que se afirma em: 
A) 1, apenas. 
B) 1 e 3 
C) 2, 3 e 5 
D) 2, 4 e 5 
Resolução: 
1 – Incorreta. Um gás pode ser aquecido recebendo energia em forma de calor ou em forma de 
trabalho. 
2 – Correta. Quando realizamos um trabalho sobre o gás, estamos transferindo energia mecânica 
para o sistema. 
3 – Incorreta. Se um gás se expande, ele realiza trabalho e transfere parte da sua energia interna 
ara o meio externo. Dessa forma sua energia interna diminuirá sem perder calor. 
4 – Correta. Se um gás realizar um trabalho equivalente à energia térmica recebida, sua energia 
interna permanecerá constante e sua temperatura também. 
5 – Correta. Em uma transformação adiabática, o sistema gasoso não troca calor com o meio 
externo, mas pode trocar energia em forma de trabalho. Assim, na expansão adiabática o gás 
realiza trabalho, não troca calor e, perdendo energia em forma de trabalho, sua temperatura 
diminui. 
 
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QUESTÃO 9 – Eletromagnetismo – indução 
A figura representa uma das experiências de Faraday que ilustram a indução eletromagnética, em 
que ε é uma bateria de tensão constante, K é uma chave, B1 e B2 são duas bobinas enroladas num 
núcleo de ferro doce e G é um galvanômetro ligado aos terminais de B2 que, com o ponteiro na 
posição central, indica corrente elétrica de intensidade nula. 
 
Quando a chave K é ligada, o ponteiro do galvanômetro se desloca para a direita e: 
A) assim se mantém até a chave ser desligada, quando o ponteiro se desloca para a esquerda por 
alguns instantes e volta a posição central. 
B) logo em seguida volta à posição central e assim se mantém até a chave ser desligada, quando 
o ponteiro se desloca para a esquerda por alguns instantes e volta a posição central. 
C) logo em seguida volta à posição central e assim se mantém até a chave ser desligada, quando 
o ponteiro se desloca para a direita por alguns instantes e volta a posição central. 
D) para a esquerda com uma oscilação de frequência e amplitude constantes e assim se mantém 
até a chave ser desligada, quando o ponteiro volta a posição central. 
Resolução 
A corrente induzida no galvanômetro se deve a variação da corrente em B1, desaparecendo após 
a manobra de abertura ou fechamento da chave. A Lei de Lenz garante que os sentidos das 
correntes induzidas, na abertura e no fechamento da chave, são opostos 
 
B2 B1 
K 
ε G 
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QUESTÃO 10 – Gravitação 
Considere um planeta hipotético gravitando em órbita circular em torno do Sol. Admita que o raio 
da órbita desse planeta seja o quadruplo do raio da órbita da Terra. Nessas condições, o ano nesse 
planeta é, em relação a anos terrestres, 
A) 4 vezes maior 
B) 8 vezes maior 
C) 4 vezes menor 
D) 16 vezes maior 
Resolução 
Pela terceira lei de Kepler 
33 3 3
2 2 2 2Planeta Terra Planeta
Planeta Terra Planeta Terra2 2 3
Planeta Terra Terra
3
Planeta Terra Terra
4
4 8
R r R r
T T T T
T T r r
T T T
 
=  =  =  
 
=  =