Questões UPE 2020 Física com Gabarito

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FÍSICA

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s².

QUESTÃO 23
(UPE 2020) Uma grandeza física Y é descrita a partir da equação Y = v²m/d, onde v tem unidades de medida de velocidade, m tem unidades de medida de massa e d possui unidades de medida de distância.

Dessa forma, no Sistema Internacional de Unidades, Y possui unidades de

a) volume.
b) força.
c) tempo.
d) trabalho.
e) área.

GABARITO.

QUESTÃO 24

(UPE 2020) Suponha que três pequenos propulsores produzam impulso sobre uma sonda espacial, sendo representados pelos vetores coplanares

de mesmo módulo, conforme ilustra a figura ao lado.

Quais possíveis valores para os ângulos dos vetores com a horizontal, α, β e γ, produzem um impulso resultante nulo?

a) α = β = γ = 45°
b) α = β = γ = 60°
c) α = 0°, β = γ = 90°
d) α = β = 45°, γ = 90°
e) α = β = 30°, γ = 90°

GABARITO.

QUESTÃO 25
(UPE 2020) Incêndios florestais são comuns em áreas do Cerrado brasileiro, durante épocas de altas temperaturas e baixa umidade do ar. A velocidade de propagação do fogo em uma queimada descontrolada varia entre 0,5 e 2 m/s, a depender da velocidade do vento. Em quanto tempo aproximado, o fogo pode percorrer 864 quilômetros se a velocidade média de propagação for 1,5 m/s?

a) 16 dias
b) 10 dias
c) 7 dias
d) 5 dias
e) 3 dias

GABARITO.

QUESTÃO 26
(UPE 2020) Em um dia de muito vento, cuja velocidade pode atingir 80 km/h horizontalmente, um bombeiro tenta apagar um incêndio em determinado prédio, a uma altura de 30 m do chão.

No topo da escada do caminhão, na mesma altura do fogo, o bombeiro aciona o jato d‘água de uma mangueira com velocidade de 20 m/s e ângulo de 45° com a vertical.

A que velocidade horizontal aproximada, o vento precisa estar nesse momento, a fim de que o jato d‘água chegue ao local do fogo, se o bombeiro tiver distante 60 m do incêndio?

a) 5√2 m/s
b) 10√2 m/s
c) 3,6√2 m/s
d) 70√2 m/s
e) 35√2 m/s

GABARITO.

QUESTÃO 27 - ANULADA.

QUESTÃO 28
(UPE 2020) Em 2019, completaram-se 100 anos da comprovação da teoria da relatividade de Albert Einstein. Em 1919, experimentos comprobatórios da teoria foram realizados na cidade de Sobral, no Ceará, onde foi possível visualizar uma estrela atrás do Sol, em um eclipse solar total.

Sobre a Teoria da Gravitação Universal, é CORRETO afirmar que

a) a força gravitacional é diretamente proporcional ao tempo de interação entre os corpos.

b) a força gravitacional atua apenas entre a Terra e o Sol, estando a Lua fora dessa influência, por ser um satélite sem luz própria.

c) a aceleração da gravidade na Terra é igual à aceleração gravitacional na Lua.

d) o fenômeno de maré nos oceanos não tem relação com tal teoria.

e) a força de atração gravitacional entre dois corpos celestes depende de sua distância de separação.

GABARITO.

QUESTÃO 29
(UPE 2020) Dois blocos A e B, de massas iguais a 0,8 kg e 0,4 kg, respectivamente, podem se mover em uma superfície horizontal sem atrito.

Os blocos estão inicialmente em repouso, quando são submetidos a duas forças horizontais constantes de módulos 10,0 N e 4,0 N, conforme ilustra a figura a seguir.

Então, a aceleração do sistema é

a) 5,0 m/s² para a direita.
b) 5,0 m/s² para a esquerda.
c) 1,2 m/s² para a direita.
d) 1,2 m/s² para a esquerda.
e) 0,5 m/s² para a direita.

GABARITO.

QUESTÃO 30 - ANUALDA.

QUESTÃO 31
(UPE 2020) Um objeto está submetido a um conjunto de forças enquanto se move ao longo do sentido positivo do eixo x horizontal.

O módulo de uma dessas forças varia com a posição x, conforme ilustra o gráfico da figura ao lado.

Sabendo que a força F atuou durante 14 s no sentido do deslocamento do objeto entre x = 0 e x = 4 m, obtenha a potência média associada à força F.

a) 196 W
b) 116 W
c) 64 W
d) 32 W
e) 14 W

GABARITO.

QUESTÃO 32
(UPE 2020) Um bloco A de massa mA = 1,0 kg parte com velocidade constante e horizontal de módulo v = 2,0 m/s em t = 0.

No instante de tempo t = tc = 4,0 s, o bloco A colide com um bloco B, de massa mB = 4,0 kg que está inicialmente em repouso, conforme figura ao lado.

Após a colisão, os blocos seguem unidos no sentido positivo do eixo x. Não há atrito entre a superfície horizontal e os blocos.

Sendo E a energia cinética do sistema e Q a quantidade de movimento do sistema, assinale a alternativa que apresenta o gráfico CORRETO associado ao processo de colisão entre os blocos.

GABARITO.

FÍSICA

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s², o índice de refração do ar nar = 1 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 J/K/mol.

QUESTÃO 23
(UPE 2020) Dois espelhos planos e paralelos, E1 e E2, estão dispostos conforme ilustra a figura ao lado. Um raio de luz atinge o espelho E1 no ponto A, em sua extremidade superior.

Calcule a tangente do ângulo θ para que o feixe passe pelo ponto B, na extremidade inferior do espelho E1, refletindo apenas uma vez no espelho E2.

a) 1/8
b) 1/4
c) 1/2
d) 1
e) 2

GABARITO.

QUESTÃO 24
(UPE 2020) Um estudante de Física resolve testar seus conhecimentos de óptica geométrica, a fim de descobrir a altura de uma antena de telefonia delgada instalada na lateral do prédio.

Esse estudante observa no chão sombras tanto do prédio como da antena e dele próprio, considerando a projeção e o comprimento da sombra dos raios de luz do sol. Com uma trena, ele verifica que o edifício tem uma sombra prolongada em uma calçada horizontal com comprimento de 14 m.

O comprimento da sombra da antena de largura fina, acima da sombra do edifício, é 1,5 m a partir da sombra do prédio. A altura do estudante é de 1,8 m, e o comprimento de sua sombra na mesma calçada mede 1,4 m.

Assinale a alternativa que indica a altura aproximada da antena no ápice do edifício.

a) 1,1 m
b) 1,9 m
c) 3,0 m
d) 3,5 m
e) 10,0 m

GABARITO.

QUESTÃO 25
(UPE 2020) Um sistema óptico foi montado no ar utilizando dois vidros diferentes 1 e 2, de índices de refração n1 = 2 e n2 = 3/2, consistindo de duas partes semicirculares e concêntricas de centro O, conforme ilustra a figura a seguir.

A reta normal à superfície AB é representada por N na figura e θ é o ângulo entre o raio de luz que incide em O e a normal N. Determine o valor de θ para que o raio refrate completamente ao longo da face AB.

a) π/6
b) π/3
c) π
d) 2π/3
e) 2π/5

GABARITO.

QUESTÃO 26
(UPE 2020) Em um experimento de óptica com lentes delgadas, um objeto luminoso está posicionado a uma distância D = 40 cm de uma tela de projeção, conforme ilustra a figura. Uma lente delgada convergente de foco f = 7,5 cm pode ser colocada em diferentes posições no eixo x.

Em que posição (posições) a lente deve ser instalada no eixo x para que seja possível se formar uma imagem na tela de projeção?

a) x = 20 cm, apenas
b) x = 30 cm, apenas
c) x = 10 cm e x = 20 cm
d) x = 20 cm e x = 30 cm
e) x = 10 cm e x = 30 cm

GABARITO.

QUESTÃO 27
(UPE 2020) Um termômetro de baixa precisão marca +1° como a temperatura de congelamento da água e +99° como sua temperatura de ebulição.

Ao utilizar esse termômetro para medir a temperatura de uma dada substância, encontra-se uma leitura de +25°.

Qual a verdadeira temperatura aproximada da substância em graus celsius?

a) 23,5
b) 24,0
c) 24,5
d) 25,0
e) 25,5

GABARITO.

QUESTÃO 28
(UPE 2020) Uma pequena quantidade de um líquido desconhecido é colocada no interior de um tubo de vidro de altura H = 21 cm. O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro é igual a γvidro = 6 x 10⁻⁵ °C⁻¹.

Sabe-se que o líquido expande 18 x 10⁻⁵ litros quando submetido a um acréscimo de temperatura de 1 °C a partir de um volume inicial de 1 litro.

No experimento, observa-se que é possível colocar o líquido dentro do tubo de vidro até uma altura h na qual o volume da parte vazia do tubo não varia, independente da temperatura do sistema.

Para isso, h deve ser igual a

a) 1 cm.
b) 3 cm.
c) 5 cm.
d) 7 cm.
e) 9 cm.

GABARITO.

QUESTÃO 29
(UPE 2020) Um ferreiro usa um esmeril, equipamento produzido com um material especialmente duro, que rotaciona sobre o próprio eixo preso a um motor elétrico, em alta velocidade, para afiar ferramentas metálicas de uma oficina. Durante a execução do seu ofício, fagulhas incandescentes o atingem, mas não o queimam.

Entendem-se fagulhas como volumes de pouca massa, incandescentes e com alta temperatura. Sobre as fagulhas arremessadas pelo esmeril, analise as sentenças a seguir:

I. Têm pequena capacidade térmica.
II. Apresentam alta variação de temperatura.
III. São fragmentos de metal que não transferem energia térmica.

No que diz respeito ao motivo de as fagulhas não queimarem o ferreiro, está CORRETO o que se afirma, apenas, em

a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I e III.

GABARITO.

QUESTÃO 30
(UPE 2020) Usinas solares são estações de geração de energia elétrica, que captam a energia proveniente das ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol. O Sol produz uma grande quantidade de energia em forma de luz e calor. Uma pequena parte dessa energia pode ser utilizada para produzir energia elétrica de forma limpa e sustentável.

Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/

fisica/como-funcionam-as-usinas-solares.htm.

Acesso em: out., 2019. Adaptado.

Podemos afirmar que a energia proveniente das ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol é transferida para os painéis fotovoltaicos das usinas por meio do seguinte processo de propagação de calor:

a) condução.
b) convecção.
c) radiação.
d) advecção.
e) difusão.

GABARITO.

QUESTÃO 31
(UPE 2020) O gráfico a seguir ilustra um conjunto de processos termodinâmicos para n moles de um gás ideal monoatômico.

Os processos A-B e C-D são isobáricos. Se a energia cinética do gás no ponto E é igual a 30 J, então a pressão nesse ponto em N/m² é igual a

a) 0,25
b) 0,50
c) 0,75
d) 1,00
e) 2,00

GABARITO.

QUESTÃO 32
(UPE 2020) Uma usina termoelétrica utiliza gás combustível a partir da conversão termoquímica de biomassas residuais. A energia disponível para a utilização é igual a 640 MJ a cada segundo quando o gás está a 327 °C, trocando calor com o meio ambiente que está a 27 °C.

Qual potência máxima pode se obter por meio da utilização desse gás para o funcionamento da usina?

a) 320 MW
b) 460 MW
c) 500 MW
d) 640 MW
e) 960 MW

GABARITO.

FÍSICA

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s²; o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10⁻¹⁹C; massa do próton mp = 1,7 x 10⁻²⁷ kg; massa do elétron me = 9,1 x 10⁻³¹ kg. Utilize π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js ou 4,14 x 10⁻¹⁵ eV, e a velocidade da luz como c = 3 x 10⁸ m/s.

QUESTÃO 21
(UPE 2020) Um bloco de massa M = 1,0 kg pode deslizar ao longo de uma superfície horizontal, cujos coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a superfície são, respectivamente, 0,5 e 0,3, conforme a figura ao lado.

O bloco está conectado a uma barra delgada, de comprimento L e de densidade linear de massa uniforme é igual a 250 g/m.

Então, para que o bloco de massa M não deslize, o maior comprimento da barra delgada deve ser

a) 1,0 m
b) 1,5 m
c) 2,0 m
d) 2,5 m
e) 3,0 m

GABARITO.

QUESTÃO 22
(UPE 2020) Um grupo de pesquisadores montou uma estrutura para transportar um sensor eletrônico frágil.

A caixa contendo o sensor, com uma massa total de m = 5 kg, está instalada em um sistema com três molas idênticas, conforme ilustra a figura ao lado.

Sabendo que o equipamento não pode oscilar com uma frequência maior que f = 10 Hz, qual deve ser a constante elástica k utilizada nas molas da montagem?

a) 32 kN/m
b) 12 kN/m
c) 10 kN/m
d) 8 kN/m
e) 6 kN/m

GABARITO.

QUESTÃO 23
(UPE 2020) Dois experimentos de ondulatória são realizados. No experimento 1, um fio é tensionado com 10 N quando uma onda de comprimento de onda λ1 e frequência f1 se propaga sobre ele.

No experimento 2, um outro fio idêntico é tensionado novamente 10 N e uma onda de comprimento de onda λ2 e frequência f2 se propaga nesse fio.

Sobre esses experimentos, assinale a alternativa CORRETA.

a) Se λ2/λ1 = 2, então f1/ f2 = 1/2
b) Se λ2/λ1 = 1/3, então f1/ f2 = 3
c) Se f1/ f2 = 2/3, então λ2/λ1 = 3/2
d) Se f1 = 5f2 implica λ2 = λ1 = 5
e) Se 2f1 = f2 implica 2λ2 = λ1

GABARITO.

QUESTÃO 24
(UPE 2020) No início de 2019, o Brasil foi vítima de uma grande tragédia, o estouro da barragem de rejeitos na cidade de Brumadinho.

Nesse episódio, os bombeiros da equipe de resgate pisavam sobre duas placas quadradas, feitas de madeira e de dimensões 40 cm x 40 cm.

Os bombeiros pisavam nessas placas e conseguiam se deslocar com mais facilidade sobre a lama.

Isso foi possível pelo fato

a) de as placas serem mais leves que o bombeiro.

b) de a área das placas de madeira ser menor que a área das botas utilizadas pelos bombeiros.

c) do aumento da área de contato das botas dos bombeiros com as placas de madeira.

d) de a distribuição do peso do corpo do bombeiro sobre as placas diminuir a pressão sobre a lama.

e) de a densidade das placas de madeira ser sempre maior que a densidade da lama.

GABARITO.

QUESTÃO 25
(UPE 2020) Uma partícula de carga +4,0 mC e massa 20 g se move horizontalmente em um meio resistivo sob a influência de um campo elétrico, conforme ilustra a figura a seguir.

A partícula parte do repouso em x = 0 e o módulo do campo elétrico, que aponta no sentido do movimento, depende da posição x da carga conforme o gráfico a seguir.

Se a velocidade da partícula em x = 12 m é igual a 10 m/s, então o trabalho resistivo do meio é

a) – 1,4 J
b) – 1,0 J
c) – 0,8 J
d) – 0,6 J
e) – 0,2 J

GABARITO.

QUESTÃO 26
(UPE 2020) Dois resistores cilíndricos, 1 e 2, são feitos de um mesmo material de resistividade ρ e estão ligados em série a uma diferença de potencial V, conforme ilustra a figura.

Se as áreas das superfícies transversais dos resistores são iguais a A1 = A e A2 = A/3, então a corrente que os atravessa é

a) VA/ρL
b) VA/2ρL
c) VA/3ρL
d) VA/4ρL
e) VA/5ρL

GABARITO.

QUESTÃO 27
(UPE 2020) A capacidade de carga de uma bateria de um telefone móvel está relacionada com o tempo de uso do aparelho até sua completa descarga.

O telefone possui uma bateria de especificação de carga igual a 960 mAh, e seu carregador de força eletromotriz igual a 5 V leva 4 horas para realizar a carga completa da bateria.

Então, a potência média desse carregador é

a) 0,5 W
b) 0,8 W
c) 1,0 W
d) 1,2 W
e) 1,5 W

GABARITO.

QUESTÃO 28
(UPE 2020) Em um experimento, uma partícula 1 de massa m = 1 g e carga q = +10 mC entra por uma pequena abertura em uma região com campo magnético, emergindo pela abertura 1 após alguns instantes.

Observe a figura a seguir. Em outra realização do experimento com uma partícula 2, de mesma massa e de carga desconhecida, verifica-se que ela emerge da região com campo pela abertura 2.

Logo, sabendo que as massas de 1 e 2 são idênticas e que a velocidade de entrada na região com campo é de 20 m/s para ambas as partículas, a carga de 2 em mC é

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

GABARITO.

QUESTÃO 29
(UPE 2020) O espectro visível é a porção do espectro eletromagnético, que é visível ao olho humano.

A radiação eletromagnética nessa faixa de comprimentos de onda é chamada de luz visível ou simplesmente de luz.

Um olho humano típico responderá a comprimentos de onda de 380 a 740 nanômetros. Em termos de frequência, isso corresponde a uma banda na vizinhança de 430 a 770 THz.

Disponível em: Wikipedia. Acesso em: 04 de julho de 2019. Adaptado.

O elétron do átomo de hidrogênio emite um fóton quando decai do segundo estado excitado (n = 3) para o primeiro estado excitado (n = 2). Logo, sobre a luz emitida e sua frequência aproximada f, podemos afirmar CORRETAMENTE que

a) Visível e f = 450 THz.
b) Visível e f = 700 GHz.
c) Visível e f = 12 PHz.
d) Invisível e f = 320 THz.
e) Invisível e f = 180 GHz.

GABARITO.

QUESTÃO 30
(UPE 2020) Dois relógios, um na Terra e outro nas proximidades da Lua, estão separados por uma distância d = 390000 km, conforme ilustra a figura a seguir.

Se o relógio 1 localizado em x = 0 marca um instante de tempo t1 = 10,0 s emitindo um flash de luz, como deve ser ajustado o tempo no relógio 2, t2, localizado em x = d, para que ambos estejam sincronizados, quando o flash de luz atingir o relógio 2? Despreze os efeitos gravitacionais da Terra e da Lua.