UFPA 2005 - Processo Seletivo Seriado - PSS 2
Autor: Prof. André S. F. | Publicado: 2013-04-21T08:20:00-07:00






Física - UFPA 2005





Leia atentamente o texto a seguir.



João Batista, nascido e criado às margens do rio Tuandeua, viveu uma infância típica de ribeirinho amazônida. A simplicidade da vida não embotou sua curiosidade pelos fenômenos naturais. Ao contrário, com a ajuda de pessoas como Seu Genésio, mestre construtor de embarcações, João deu asas às suas inquietações, avançou nos estudos e, mais tarde, formou-se professor de Ciências.



As questões a seguir apresentam situações em que a Física se faz necessária para explicar alguns fenômenos vivenciados por João Batista.





25. Na escola ribeirinha em que João estudou, uma das tarefas mais difíceis para a professora era manter os alunos na sala, quando uma grande embarcação se aproximava. Os pequenos estudantes precipitavam-se em suas canoas para “pegar” o banzeiro - onda que se propaga na superfície da água, devido a perturbações produzidas pela embarcação em movimento. No ritmo do banzeiro, as canoas subiam e desciam enquanto a onda se propagava.



A respeito do banzeiro, é correto afirmar que



(A) &nbsp;se propaga por vibrações de partículas que se movimenta na mesma direção de propagação da onda.

(B) &nbsp;uma diferença entre os banzeiros produzidos por grandes e por pequenas embarcações é a amplitude da onda.

(C) &nbsp;em pontos próximos à embarcação, a energia do banzeiro é menor do que em pontos mais distantes.

(D) &nbsp;suas velocidades não dependem das propriedades físicas do meio no qual se propagam.

(E) &nbsp;para um banzeiro com determinada velocidade, quanto maior a freqüência da onda, maior o comprimento de onda.



Resposta: Alternativa B. A amplitude da onda (banzeiro) está relacionada com a altura da onda que depende da parte submersa do a embarcação (calado).









26. Seu Genésio sempre dizia que a madeira boa para fabricar barcos é aquela que afunda na água. Essa afirmação deixava João Batista intrigado: - Se a madeira afundasse, como o barco poderia flutuar? Buscando explicações, João encontrou as seguintes afirmações, todas corretas:



I - A madeira flutuará se sua densidade for menor que a da água.

II - A densidade da madeira varia com a temperatura.

III - A diferença de pressão entre o topo e a base do barco provoca o empuxo que o faz flutuar.

IV - A densidade da água aumenta, depois diminui, ao ser aquecida de 0 ºC a 20 ºC.

V - Na condição de flutuação, o peso do barco e o empuxo que ele recebe da água têm a mesma intensidade.



Assinale a alternativa que contém apenas as afirmações que explicam a flutuação do barco.

(A) &nbsp;I e II.

(B) &nbsp;II e III.

(C) &nbsp;I e III.

(D) &nbsp;II e IV.

(E) &nbsp;III e V.





Resposta: Alternativa E

(I) Não. A madeira flutuará se a sua densidade for menor que a densidade da água mas essa não é a explicação para a afirmação de seu Genésio. Para que o barco flutue precisa deslocar uma quantidade de liquido (principio de Arquimedes). Quanto maior o volume deslocado de liquido pela embarcação maior o empuxo, a força que o empurra para cima. Dessa forma é fácil entender o fato de um barco de toneladas de metal poder flutuar.



(II) Não. O fato da densidade da madeira variar com a temperatura não está relacionada a flutuação do barco.



(III) Explica. O empuxo é uma foça que empurra o barco para cima equilibrando-se ao peso do barco (E = P)



(IV) Não. A dilatação anômala da água explica o fato da dilatação irregular da entre as temperatura 0ºC e 4 ºC, mas não explica a flutuação do barco.



(V) Explica. Esta é a condição de equilíbrio.







27. Não era novidade para ninguém que a velocidade de escoamento do rio mudava ao longo de seu curso. Para projetar uma ponte sobre determinado trecho do rio Tuandeua, uma equipe de técnicos fez algumas medidas e João ficou sabendo que a área transversal ao rio, naquele trecho, media 500 m² e a velocidade média da água na vazante era de 1 m/s. Como já sabia que em frente a sua casa a velocidade média na vazante era 2 m/s, fazendo aproximações para uma situação ideal, conclui-se que a área transversal do rio, em frente à casa de João, é igual a



(A) &nbsp;250 m².

(B) &nbsp;300 m².

(C) &nbsp;500 m².

(D) &nbsp;750 m².

(E) &nbsp;1000 m².





Resposta: Alternativa A. A quantidade de água do rio que flui em um trecho é a mesma &nbsp;em qualquer outro, inclusive no trecho seguinte. A quantidade se conserva, portanto a vazão é a mesma, como a vazão é dada por





φ = A x V,

então:

A1 = 500 m² (trecho mais largo) e V1 =  m/s

A2 = ? e V2 = 2 m/s (maior velocidade,a área diminui)



φ2 = φ1,

A2 x V2 = A1 x V1,

A2 x 2 = 500,

A2 = 250 m².&nbsp;





Apesar da vida ribeirinha, João não ficou alheio aos avanços tecnológicos, nem às informações atualizadas que hoje chegam a qualquer lugar, via satélite, por meio de parabólicas. As questões de 28 a 30 referem-se a esse contexto.



28. Em um forno microondas João colocou um vasilhame com 1,5 kg de água a 20 ºC. Mantendo o forno ligado por 10 minutos, a temperatura da água aumentou para 80 ºC. A representação gráfica do desempenho do forno indicada pelo calor fornecido (calorias) em função do tempo (segundos) é mais bem representado pela linha:





(Considere que toda a energia produzida pelo forno foi absorvida pela água na forma de calor e que o calor &nbsp;específico da água = 1 cal/g.ºC)

&nbsp; &nbsp;&nbsp;













(A) &nbsp;A



(B) &nbsp;B &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;

(C) &nbsp;C &nbsp; &nbsp; &nbsp;

(D) &nbsp;D

(E) &nbsp;E



Resposta: Alternativa D



m = 1,5 kg = 1500 g,

c =  cal/gºC,

∆T = 80 - 20 = 60 ºC.

Q = m x c x ∆t ,

Q = 1500 x 1 x 60

Q = 90.000 cal



Esta quantidade de calor é absorvida pela água em 10 min (isto é, 600 s). Por meio do gráfico verificaremos que em 10 s teremos



90000 cal -----------------------------600 s

x --------------------------------- 10 s

x = (90000 x 10)/600&nbsp;

x = 1500 cal



29. Em um documentário de TV, João tomou conhecimento que a pressão atmosférica diminui com a altitude. Por essa razão o interior das aeronaves é mantido em certo nível de pressurização para conforto dos passageiros. O gráfico abaixo mostra a variação da pressão do ar externo com a altura acima do nível do mar. Sabendo que, durante um vôo, é mantida uma diferença de 0,4 atmosfera entre as pressões interna e externa à aeronave, pela análise do gráfico, conclui-se que a pressão interna a 8.000 metros de altitude, em atmosfera, é igual a














(A) &nbsp;0,2

(B) &nbsp;0,4

(C) &nbsp;0,6

(D) &nbsp;0,8

(E) &nbsp;1,0



Resposta: Alternativa D.



Analisando o gráfico, concluímos que para uma altitude de 8.000 m a pressão é p = 0,4 atm, como ∆p = 0,4 atm (segundo o texto) temos:



H = 8000 m

P(externa) = 0,4 atm

∆p = 0,4atm

∆p = P(interna) - P(externa)&nbsp;

0,4 = P(interna) - 0,4

P(interna) = 0,8atm&nbsp;





30. Em seus livros de Física, João descobriu que o trabalho realizado por uma máquina térmica industrial está relacionado com a pressão, volume e temperatura do gás utilizado pela máquina. A figura abaixo representa um ciclo de trabalho de um gás ideal.













A partir da análise do gráfico, julgue as seguintes afirmações:



I - &nbsp;A temperatura do gás no ponto C é 3 vezes a sua temperatura no ponto A.

II - O trabalho realizado pelo gás ao longo de um ciclo foi de 105 Joule.

III - Ao longo do ciclo ABCDA, a variação da energia interna do gás foi positiva.

IV - A temperatura do gás permaneceu constante durante todo o ciclo ABCDA.

V - O ciclo ABCDA é constituído por duas transformações isobáricas e duas &nbsp;adiabáticas.



Assinale a alternativa que contém apenas afirmações corretas



(A) &nbsp;I e III.

(B) &nbsp;II e IV.

(C) &nbsp;I e II.

(D) &nbsp;II e V.

(E) &nbsp;III e IV.



Resposta: Alternativa C

(I) - VERDADEIRA - Precisamos analisar apenas o produto p.v, pois para uma transformação gasosa esse produto é diretamente proporcional à temperatura.



No ponto C:

Pc = 3 x 10^5 N/m²

Vc = 2 m³



O produto Pc.Vc = 3 x 10^5 x 2.&nbsp;

Pc.Vc = 6 x 10^5



No ponto A:

Pa = 2 x 10^5 N/m²

Va = 1 m³



Pa.Va = 2 x 10^5 x 1



Pa.Va = 2 x 10^5



O produto Pc.Vc é 3 vezes maior que Pa.Va, então a temperatura também.



(II) - VERDADEIRA - O trabalho é igual a área interna do gráfico:



T = A = b x h = (2 - 1) x (3 x 10^5 - 2 x 10^5) = &nbsp;1. 10^5 J



(III) - FALSA - Na transformação o gás volta ao mesmo ponto. A variação da energia interna depende do estado final e inicial. Como os estados final e inicial coincidem, então a variação da energia interna é igual a zero.



(IV) - FALSA, pois a temperatura é proporcional ao produto p.v e este produto não se mantém constante durante todo processo, a temperatura também varia.



(V) - FALSA, pois AB e CD são isovolumétricas e BC e DA são isobáricas.