OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 12

Durante as décadas de oitenta e noventa, várias pesquisas a nível acadêmico, nos conduziram a levar em consideração os erros conceituais alternativos ou intuitivos que as pessoas cometiam a respeito de determinados conceitos científicos. Dentre estes, é comum termos ideias intuitivas ou aristotélicas de que o movimento está relacionado com os atos de empurrar, levantar ou puxar. Assim sendo, podemos entender que uma carroça puxada por quatro cavalos andará mais rápido do que a mesma carroça sendo puxada por apenas dois cavalos. Portanto, nossa intuição nos diz que a força aplicada é função da (do): 

a) tempo;
b) velocidade;
c) aceleração;
d) variação do tempo;
e) massa.

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Resolução:
Ao aplicarmos uma força sobre um corpo, vemos que este ganha velocidade, se aumentarmos a força ele fica ainda mais rápido, assim, é comum pensar que a velocidade é consequência da força, embora observando com mais cuidado vemos que a força está relacionado com a variação da velocidade no tempo, ou seja a aceleração. A observação do dia-a-dia nos leva a pensar que a força está ligada à velocidade.

Resposta:
Item (B)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 11

Você empurra com velocidade constante um bloco retangular de madeira sobre um determinado piso, aplicando-lhe uma força F₁. Você decide virar o bloco de tal forma que ele fique agora com a face de menor área (duas vezes menor) sobre o piso. Nessa nova posição, para manter a mesma velocidade anterior, você deve aplicar uma força F₂ que é aproximadamente: 

a) Quatro vezes maior que F₁;
b) Quatro vezes menor que F₁;
c) Igual a F₁;
d) A metade de F₁;
e) O dobro de F₁.

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Resolução: 

Na primeira situação é necessária um força para manter o corpo com velocidade constante por conta da força de atrito entre o bloco e o solo. A força de atrito é o resultado da relação entre as forças de contato que neste caso é igual ao peso do corpo e a superfície. 

Na segunda situação o bloco não muda, então o peso do mesmo também não é modificado e por consequência a força de atrito entre a superfície e o bloco segue sendo a mesma. 

Para manter o bloco com a mesma velocidade a força deve ser mantida igual. 

Resposta:

Item (C)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 10

Um ponto material executa um movimento circular uniforme num dado referencial plano. Do ponto de vista de um observador que percebe este movimento, é correto afirmar que:

a) A aceleração vetorial da partícula possui módulo constante;
b) A aceleração vetorial da partícula é nula;
c) A componente normal da aceleração é nula;
d) A força que age sobre a partícula é nula;
e) O módulo da velocidade da partícula é variável;

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Resolução:

No movimento circular uniforme a partícula permanece em trajetória curvilínea com aceleração centrípeta, apenas. Sendo o movimento uniforme, significa que o módulo da velocidade é constante, assim como o módulo de sua velocidade angular, não havendo assim aceleração tangencial. 

Sua aceleração vetorial é então composta apenas pela aceleração centrípeta.

Resposta:

Item (A)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 09

No laboratório de física da escola existe um dispositivo legal, com o qual os alunos costumam se divertir, enquanto aprendem sobre momento linear, energias e suas conservações. Esse dispositivo é constituído por várias bolas de um mesmo metal e de volumes iguais, penduradas uma junto à outra em fios ideais e de iguais comprimentos, e de tal modo que a distância entre elas é muito pequena, conforme a figura. Imaginemos que um aluno afaste a bola (01) e a solte. 

De que modo comportar-se-ão as outras bolas, após o choque?
Para essa situação despreze todos os atritos e dissipações de energias.
a) As bolas (06 e 05) se afastam, enquanto as outras ficam paradas;
b) Nada acontece, ou seja, todas as bolas ficam paradas;
c) Somente a bola (06) se afasta, enquanto as outras ficam paradas;
d) Todas as bolas afastam-se, apenas a (01) fica parada;
e) As bolas (06) e (01) afastam-se.

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Resolução:

Neste evento é levado em conta a conservação do momentum linear, em que a quantidade de movimento entregue pela bolinha de número 1 é transferida bola a bola até que chegando a bola de número seis não tem outra para entregar alterando seu estado de repouso para movimento.

Assim, as bolas de  2 à 5 ficam em repouso, enquanto a bola seis entra em movimento.

Resposta: 

Item (C)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 08

Duas experiências foram realizadas em sala de aula pelo Professor Physicson. Na primeira, ele colocou um pedaço de madeira em um recipiente transparente contendo água, na posição vertical, alertando seus alunos para o equilíbrio e, em especial, o nível da água no recipiente. Antes de realizar a segunda tarefa, o Professor pergunta a turma: • Como deverá variar o nível de água no recipiente se colocarmos o mesmo pedaço de madeira na posição horizontal? Considere as dimensões do pedaço de madeira menores que as do recipiente, no sentido de que se possa coloca-lo livremente na posição horizontal ou vertical. Além disso, o nível da água antes dos experimentos ocupa metade do recipiente. Acertadamente os alunos responderam:
a) O nível da água no recipiente aumentará, pois na nova posição o peso do pedaço de madeira deverá aumentar;
b) O nível da água no recipiente será o mesmo, uma vez que o peso do pedaço de madeira não mudou;
c) O nível da água no recipiente diminuirá, pois na nova posição o peso do pedaço de madeira deverá diminuir;
d) O nível da água no recipiente aumentará, pois nesta nova posição a pressão exercida pelo pedaço de madeira sobre a água deverá aumentar;
e) O nível da água no recipiente aumentará, uma vez que a densidade do pedaço de madeira, nesta nova posição, aumentou.

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Resolução:

Ao mergulhar um corpo em um um fluido, este corpo faz que o fluido se mova com o volume do fluido igual ao volume do corpo mergulhado.
Quando mergulhamos totalmente o corpo de formas diferentes, o volume que desloca o fluido é o mesmo, fazendo que a variação no volume deslocado seja a mesma para as duas experiências do professor Physicson.

Resposta:
Item (B)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 07

Em épocas de inverno rigoroso é comum nos depararmos com fortes trovões e relâmpagos, que terminam por assustar as pessoas. O fato de enxergarmos o relâmpago antes de ouvirmos o trovão por ele produzido pode ser explicado: 

a) Pela produção do trovão alguns segundos após a ocorrência do relâmpago;
b) Pela difração das ondas sonoras nas nuvens;
c) Pelo fenômeno da polarização, que ocorre com as ondas sonoras;
d) Pelo fenômeno da dispersão da luz.
e) Pela diferença entre as velocidades de propagação da luz e do som no ar.

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Resolução:

A velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s, enquanto a da luz é de 300.000 km/s. Ambos são produzidos ao mesmo tempo, o que faz que vejamos primeiro a luz e esta diferença nas velocidades da luz e do som.

Resposta:
Item (E)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 06

Na bancada do laboratório de Física, o Professor Physicson desenvolveu juntos aos alunos uma experiência que consistia em medir a posição e o tempo de um móvel que se movia ao longo de uma régua com aceleração constante. No momento em que o cronômetro mostrava t₁ = 7,0 s, o móvel encontrava-se na posição x₁ = 70,0 cm; no momento t₂ = 9,0 s na posição x₂ = 80,0 cm e no momento t₃ = 15,0 s, na posição x₃ = 230,0 cm. Para esta situação os alunos concluíram que a intensidade da aceleração do móvel vale:

a) 5,0 cm/s²

b) 2,5 cm/s²
c) 7,5 cm/s²
d) 10,0 cm/s²
e) 8,5 cm/s²

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Resolução:
A figura representa a situação descrita:

Para calcular a aceleração é necessário a variação de velocidade em um intervalo de tempo.
Obtemos através de

utilizaremos velocidade em dois instantes, escolherei aqui o primeiro e o segundo instante

Quando o movimento possui aceleração constante a média das velocidades é numericamente igual à velocidade média.

Podemos, então, calcular a velocidade média para cada intervalo representado abaixo

Para calcular a velocidade média utilizamos:

Calculando para cada intervalo de tempo:

Como a velocidade média é a média das velocidades de cada intervalo:

Assim para calcular a aceleração

Resposta:
Item (A)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 05

Em outra experiência, realizada em nível do mar, o Professor Physicson solicitou de um grupo de alunos que colocassem um litro de água num recipiente pequeno e outro litro de água numa bacia grande, ambos abertos conforme as figuras abaixo, deixando-os exposto ao sol entre os horários de 10 h às 14 h. Ao final da experiência, os alunos recolheram a água dos recipientes, mediram os seus volumes e constataram acertadamente que:

I. Havia mais água no recipiente menor do que na bacia, pois quanto maior a área de exposição, maior será o processo de evaporação;
II. Havia mais água no recipiente menor do que na bacia, pois quanto maior a área de exposição, menor será o processo de evaporação;
III. Havia mais água no recipiente menor, pois quanto menor a área de exposição, maior será a intensidade da radiação solar;
a) I e II estão corretas;
b) II e III estão corretas;
c) I e III estão corretas;
d) Somente I está correta;
e) Todas corretas

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Resolução:

I - Afirmação correta, pois quanto maior a área de exposição, haverá maior quantidade de moléculas atingidas diretamente pelos raios de luz para que o líquido evapore. Correta.

II - Menor área significa menor interação entre a luz e as moléculas da água que poderão evaporar. Incorreta.

III - A Intensidade da radiação solar é devida a fonte de luz e não ao corpo por ela atingido. Incorreta.

Resposta:
Item (D)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 04

No laboratório de química, uma aluna fez uma experiência em que colocava um bloco de gelo (-5,0⁰C) dentro de um Becker. Em seguida ela forneceu calor ao sistema (Becker + gelo), utilizando-se da chama de um bico de Bunsen com potência térmica constante. Ao longo da experiência, ela notou que o gelo começou a derreter. Tomando o termômetro ela aferiu novamente a temperatura do gelo, constatando que o gelo enquanto funde:

a) Recebe calor, mas sua temperatura aumenta;
b) Recebe calor, mas sua temperatura permanece constante;
c) Cede calor e sua temperatura aumenta;
d) Cede calor e sua temperatura diminui;
e) Cede calor e sua temperatura permanece constante.

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Resolução:

Ao receber calor, pode haver a mudança de temperatura de um corpo ou a mudança de estado físico. Ao modificar sua temperatura não muda de estado físico e o contrário também é valido.
Como a temperatura do gelo é menor que a temperatura do ambiente, ele recebe energia.  Quando chega no ponto de fusão sua temperatura pára de aumentar e utiliza a energia para alterar o estado de agregação de suas moléculas, ou seja, muda o estado físico.

Resposta: 
Item (B)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 03

A coordenada de um ponto material que se move em linha reta na direção do eixo x, varia com o tempo segundo a expressão x = 11 + 35t + 41t² (x é dado em cm e t, em segundos). Para essa situação, podemos concluir que sua velocidade ao fim de 10,0 s, vale:
a) 8,55 m/s
b) 85,5 m/s
c) 4,45 m/s
d) 44,5 m/s
e) 0,445 m/s,

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Resolução:

Para calcular a velocidade do corpo, é necessário utilizarmos a função horária da velocidade que é:

onde v é a velocidade, v₀ é a velocidade inicial, a é a aceleração e t é o tempo.

Para calcular a velocidade precisa-se determinar a velocidade inicial e a aceleração do ponto material.

Para tanto compare a função horária da posição com a equação fornecida pelo problema:

Resposta:

Item (A)

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 02

Apesar das questões ambientais serem fortemente denunciadas na mídia, o homem continua utilizando a madeira para a produção de energia. Tomemos por exemplo a pequena padaria do pai do Professor Physicson. Desejando-se obter uma energia de 8,0 x 10⁹J para a produção de pães, será necessária, no mínimo, a queima de um volume de lenha igual a.............m³. Esse tipo de lenha possui massa específica igual a 0,5 g/cm³ e seu calor de combustão é da ordem de 1,6 x 10⁴ J/g.
a) 0,02
b) 0,1
 c) 1,0
 d) 0,2
 e) 2,0

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Resolução
Esta questão requer apenas a plicação da chamada regra de três.
Sabe-se pela massa específica que a cada meio grama de madeira há o volume de 1 cm³ do material.
Assim, precisamos saber a massa de madeira que será queimada para obter a energia desejada.
Para isso, temos o calor de combustão que diz que cada 1 g da lenha se obtém 1,6 x 10⁴ J, assim

Para se obter 8,0 x 10⁹ J  de energia, é necessário 5x10⁵ g de lenha.
Aplicando novamente a regra de três para a obtenção do volume

Trabalhando as unidades de medida

OBF - 2017 - 1ª Fase - Questão 01

Suponha que uma molécula possua a forma de um cubo com aresta de 1,0 x 10^-6 mm. Quantas dessas moléculas cabem num volume de 1,0 mm³?
a) 1,0 x 10⁶
b) 1,0 x 10¹²
c) 1,0 x 10²⁴
 d) 1,0 x 10¹⁸
 e) 1,0 x 10³⁶
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^{Resolução:
Para resolução desta questão é necessário primeiramente determinar o volume ocupado por uma molécula. A molécula ocupa o volume de um cubo, assim o volume de cada molécula é dado por}

^{V = a³}

^{V = (}1,0 x 10^-6)^{³
V =} 1,0 x 10^-18 mm³

Este é o volume ocupado por cada molécula.

Assim para saber o número de moléculas é possível utilizar uma regra de três simples:

Resposta:
Item (D)

UFRGS - 2018 - Questão 20

Muitas pessoas não enxergam nitidamente objetos em decorrência de deformação no globo ocular ou de acomodação defeituosa do cristalino. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados a seguir, na ordem em que aparecem. Para algumas pessoas a imagem de um objeto forma-se à frente da retina, conforme ilustrado na figura I abaixo. Esse defeito de visão é chamado de ........ , e sua correção é feita com lentes ........ .

 Em outras pessoas, os raios luminosos são interceptados pela retina antes de se formar a imagem, conforme representado na figura II abaixo. Esse defeito de visão é chamado de ........ , e sua correção é feita com lentes ........ .

(A) presbiopia − divergentes − hipermetropia − convergentes
(B) presbiopia − divergentes − miopia − convergentes
(C) hipermetropia − convergentes − presbiopia − divergentes
(D) miopia − convergentes − hipermetropia − divergentes*
(E) miopia − divergentes − hipermetropia − convergentes

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Resolução:

O olho do míope faz a imagem se formar antes da retina, sendo a figura I, nesta situação é necessário que os raios de luz entrem mais afastados o que significa que necessitam ser divergidos, assim a lente necessária para o olho míope é uma lente divergente.
Por outro lado a figura II representa um olho hipermetrope, situação em que os raios se prolongam até a retina sem se encontrarem para formar a imagem. Para corrigir este erro é necessário que a lente antecipe o encontro dos raios sobre a retina para que haja a correção. A lente que faz isso é a lente convergente.

Resposta:
Item (E)

UFRGS - 2018 - Questão 18

   A figura abaixo representa um experimento em que um ímã está sendo aproximado com velocidade V de uma bobina em repouso, ligada em série com um galvanômetro G.

A seguir, três variantes do mesmo experimento estão representadas nas figuras I, II e III.

   Assinale a alternativa que indica corretamente as variantes que possuem corrente elétrica induzida igual àquela produzida no experimento original.
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.
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Resolução:

   Ao movimentar um imã próximo a uma bobina, o campo magnético em movimento induz uma corrente elétrica criando também um campo magnético induzido que tende a opor a variação do fluxo magnético relativo ao movimento do imã.
   Ao aproximar o imã da bobina, aumenta o número de linha que a atravessam, assim aumenta o fluxo magnético que através da bobina. Ao afastar o imã da bobina, o número de linhas que a atravessa diminui, diminuindo assim o fluxo magnético que atravessa a bobina.

   No experimento o imã aproxima-se da bobina com seu polo sul dirigido para a bobina. Induz-se um campo que tenta opor o aumento do fluxo magnético, bobina cria um campo que tende a afastar o imã para diminuir o fluxo que a atravessa. Para afastar o imã o polo induzido pela corrente cria um polo sul à esquerda da bobina e norte à direita. O sentido da corrente é horário para quem lha pela direita.

   Na situação I o pólo norte do imã se aproxima da bobina, aumentando o fluxo, sendo que ocorrerá uma tentativa de afastar  a bobina, criando um polo norte à esquerda da bobina e sul à direita, logo, é análogo ao caso do exemplo, assim, observando a bobina pelo seu lado direito percebe uma corrente induzida no sentido horário, análogo ao primeiro exemplo.

    Na situação II, o imã se afasta da bobina com seu polo norte dirigido para ela, será induzido um campo que tenderá atrair o pólo norte do imã, assim criará um polo sul na bobina  com corrente induzida no sentido horário.

   Na situação III e a mesma situação do exemplo, a diferença é que quem está em movimento é bobina e não o imã, mas também ocorre aumento de fluxo magnético através da bobina, uma interação de repulsão gerada pelo campo induzido que será sul à esquerda da bobina  e norte à direita. Ao observar o pólo norte induzido à direita percebe-se uma corrente no sentido anti-horário, contrário ao do exemplo.

Resposta:
Item (D)

UFRGS - 2018 - Questã0 10

A figura I representa um corpo metálico maciço, suspenso no ar por um dinamômetro, que registra o valor 16 N. A figura II representa o mesmo corpo totalmente submerso na água, e o dinamômetro registra 14 N.

Desprezando o empuxo do ar e considerando a densidade da água ρ_a = 1,0x10³ kg/m³ e a aceleração da gravidade g=10 m/s², o volume e a densidade do corpo são, respectivamente,

(A) 2,0 x 10^-4 m³ e 10,0 x 10³ kg/m³.
(B) 2,0 x 10^-4 m³ e 8,0 x 10³ kg/m³.
(C) 2,0 x 10^-4 m³ e 7,0 x 10³ kg/m³.
(D) 1,5 x 10^-3 m³ e 8,0 x 10³ kg/m³.
(E) 1,5 x 10^-3 m³ e 7,0 x 10³ kg/m³.

Resolução:

Partimos da determinação do empuxo: Como o peso real do corpo é 16 N e ao ser submerso o peso parece diminuir para 14 N significa que aparece aí uma força de sustentação contrária ao peso de 2 N, este é o valor do empuxo.
O empuxo é calculado pela equação:

Como a densidade do corpo é a razão entre sua massa e seu volume, obtemos a massa a partir do peso real,

Resposta:
Item (B)
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UFRGS- 2018 - Questão 11

Uma barra metálica de 1 m de comprimento é submetida a um processo de aquecimento e sofre uma variação de temperatura. O gráfico abaixo representa a variação Δl, em mm, no comprimento da barra, em função da variação de temperatura ΔT, em ^oC.

Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades 10^-6 /^oC?
(A) 0,2.
(B) 2,0.
(C) 5,0.
(D) 20.
(E) 50.

Resolução:

O gráfico fornece a dilatação (variação no comprimento) e e a variação da temperatura.

Assim, podemos utilizar diretamente a equação da dilatação:

Que para ficar em unidades de 10^-6, é necessário acrescentar um zero à direita do 2, ficando 20.

Resposta: 
Item (D)
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UFRGS - 2018 - Questão 12

Uma quantidade de calor Q = 56.100,0 J é fornecida a 100 g de gelo que se encontra inicialmente a -10 ^oC. Sendo o calor específico do gelo c_g = 2,1 J/(g^oC), o calor específico da água c_a = 4,2 J/(g ^oC) e o calor latente de fusão C_L = 330,0 J/g, a temperatura final da água em ^oC é, aproximadamente,
(A) 83,8.
(B) 60,0.
(C) 54,8.
(D) 50,0.
(E) 37,7.

Resolução:

Ao receber energia pelo processo calor o gelo passa pelas seguintes transformações.

Assim a energia no primeiro processo é causa o aumento de temperatura de dez graus Celsius negativos para o ponto de fusão zero graus Celsius.
Para saber a quantidade de energia do total é utilizado o calor sensível, como mostra a figura.

No segundo processo a energia age provocando mudança de fase, assim a quantidade de energia é dada pela equação do calor latente:

Assim nos dois primeiros processos são utilizados 35100 joules de energia, sobrando apenas 21000 joules para ser utilizado no terceiro processo.
No terceiro processo há aumento de temperatura, assim a energia envolvida é o processo do calor sensível.

A variação de temperatura causada é de 50 ºC, assim como o líquido parte da temperatura de zero graus Celsius, a temperatura que este chega é de 50 graus Celsius.

Resposta:

Item (D)
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UFRGS - 2018 - Questão 22

A figura I, abaixo, representa esquematicamente o experimento de Young. A luz emitida pela fonte F, ao passar por dois orifícios, dá origem a duas fontes de luz F1 e F2, idênticas, produzindo um padrão de interferência no anteparo A.
São franjas de interferência, compostas de faixas claras e escuras, decorrentes da superposição de ondas que chegam no anteparo. A figura II, abaixo, representa dois raios de luz que atingem o anteparo no ponto P. A onda oriunda do orifício F1 percorre uma distância maior que a onda proveniente do orifício F2. A diferença entre as duas distâncias é ΔL.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Se, no ponto P, há uma franja escura, a diferença ΔL deve ser igual a um número ........ de comprimentos de onda. No ponto central O, forma-se uma franja ........ decorrente da interferência ........ das ondas.
(A) inteiro − escura − destrutiva
(B) inteiro − escura − construtiva
(C) inteiro − clara − construtiva
(D) semi-inteiro − escura − destrutiva
(E) semi-inteiro − clara − construtiva

Resolução:

Ao correr uma franja escura no ponto P, significa que houve ali uma interferência destrutiva que naquele ponto os máximos de intensidade estão com fases opostas e para que isso ocorra deve haver um número semi-inteiro de comprimentos de onda na diferença de caminhos.
No ponto O o que ocorre é um encontro de cristas ou vales exatamente em fase o que significa que aí haverá uma interferência construtiva formando uma franja clara, logo,

Se, no ponto P, há uma franja escura, a diferença ΔL deve ser igual a um número SEMI-INTEIRO de comprimentos de onda. No ponto central O, forma-se uma franja CLARA decorrente da interferência CONSTRUTIVA das ondas.

Resposta:
 Item (E)

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UFRGS - 2018 - Questão 13

A velocidade máxima do vento no furacão Irma em setembro/2017 chegou a 346 km/h, o que o classifica como um furacão de categoria 5. Segundo um modelo teórico desenvolvido no MIT (Massachuttes Institute of Thecnology), um furacão pode ser tratado como uma máquina de calor de Carnot. A tempestade extrai calor do oceano tropical quente (água como fonte de calor) e converte parte do calor em energia cinética (vento). Nesse modelo, a velocidade máxima V_máx pode ser obtida da equação

Nessa equação, T_oce e T_atm são, respectivamente, a temperatura da superfície do oceano e a temperatura no nível do topo da nuvem a cerca de 12 a 18 km, ambas em K, e E corresponde à taxa de transferência de calor do oceano para a atmosfera. Considere, no modelo, os seguintes processos.

I - Diminuição da temperatura na superfície do oceano.

II - Aumento na diferença de temperatura entre a superfície do oceano e o topo da nuvem na atmosfera.

III- Diminuição na taxa de transferência de calor.

Quais processos contribuem para o aumento da velocidade máxima do vento em um furacão?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:

I - Na queda de temperatura do oceano, a variação de temperatura cai também, assim o valor dentro da raiz diminui e por consequência a velocidade. Não contribui.

II - Aumentando a diferença de temperatura o número dentro da raiz aumenta, assim o resultado da velocidade máxima é aumentada também. Contribui.

III - A diminuição na taxa de transferência de energia também faz diminuir a velocidade máxima do vento. Não contribui.

Resposta:
Apenas II. Item (B)
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UFRGS - 2018 - Questão 08

O uso de arco e flecha remonta a tempos anteriores à história escrita. Em um arco, a força da corda sobre a flecha é proporcional ao deslocamento x, ilustrado na figura abaixo, a qual representa o arco nas suas formas relaxada I e distendida II.

Uma força horizontal de 200 N, aplicada na corda com uma flecha de massa m = 40 g, provoca um deslocamento x = 0,5 m. Supondo que toda a energia armazenada no arco seja transferida para a flecha, qual a velocidade que a flecha atingiria, em m/s, ao abandonar a corda?
(A) 5 x 10³.
(B) 100.
(C) 50.
(D) 5.
(E) 10^1/2.

Resolução:

A pergunta é a velocidade.
Para tanto devemos considerar a conservação da energia, temos energia elástica do arco que, dentro do nosso modelo, é convertida totalmente em energia cinética.

a massa e a deformação são dadas, falta a constante elástica.
 Considerando somente a deformação causada na horizontal pela força horizontal aplicada ao arco, podemos calcular a constante elástica pela lei de hooke

Substituindo os valores

Lembrando que a massa deve estar em quilograma e substituindo na equação da energia os valores vemos que segue

Resposta: 
Item C.

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UFRGS - 2018 - Questão 09

Considere as três afirmações abaixo.

I - Em qualquer processo de colisão entre dois objetos, a energia cinética total e a quantidade de movimento linear total do sistema são quantidades conservadas.
II - Se um objeto tem quantidade de movimento linear, então terá energia mecânica.
III- Entre dois objetos de massas diferentes, o de menor massa jamais terá quantidade de movimento linear maior do que o outro.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:

A colisão ocorre quando há o encontro de dois objetos.
I - Neste encontro há troca de energia e quantidade de movimento linear, também chamado de momentum linear. Quando dois corpos se encontram ocorre que a quantidade de movimento é sempre conservada por princípio.
Por outro lado as colisões podem ser chamados de elásticos e inelásticos. Os choques elásticos ocorrem toda vez que a energia cinética das partículas é cancelada, quando após a colisão cada uma segue para o lado oposto ao que estava indo, por exemplo (nem sempre que isso ocorrer a colisão é elástica, mas pode vir a ser).
Os choques inelásticos são aqueles que em que a energia não é conservada havendo perda, como em uma colisão em que os dois corpos seguem juntos após a colisão. Neste caso sempre há energia perdida pelo sistema.
Afirmativa incorreta.

II - A energia mecânica é o resultado da existência de energia cinética e energia potencial, assim, se o corpo possui quantidade de movimento, possui energia cinética e por consequência energia mecânica.
Afirmativa correta.

III - A quantidade de movimento é obtida matematicamente pelo produto da massa  pelo valor de sua velocidade, assim se houver maior velocidade em um corpo com menor massa é possível que sua quantidade de movimento seja maior que a de um corpo com maior massa mas baixíssima velocidade.
Afirmativa incorreta.

Afirmativa correta: apenas II.
Resposta:
Item (B)

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UFRGS - 2018 - Questão 17

Na figura abaixo, está representada a trajetória de uma partícula de carga negativa que atravessa três regiões onde existem campos magnéticos uniformes e perpendiculares à trajetória da partícula.

Nas regiões I e III, as trajetórias são quartos de circunferências e, na região II, a trajetória é uma semicircunferência. A partir da trajetória representada, pode-se afirmar corretamente que os campos magnéticos nas regiões I, II e III, em relação à página, estão, respectivamente,

(A) entrando, saindo e entrando.
(B) entrando, saindo e saindo.
(C) saindo, saindo e entrando.
(D) entrando, entrando e entrando.
(E) saindo, entrando e saindo.

Resolução:

Para resolver esta questão é necessário lembrar a regra da mão espalmada (regra do tapa). onde partes das mão representa os vetores velocidade da partícula (representado pelo polegar), campo de indução magnética (representado pelas pontas dos dedos) e força magnética (representada pela palma da mão se carga é positiva e pelo dorso da mão se carga é negativa).

A trajetória inicial da partícula indica a direção do seu vetor velocidade. Para alterar o vetor velocidade é necessário a aplicação de uma força assim sendo o lado para onde a trajetória alterada é a direção em que a força foi aplicada.

Em I:
A  força é aplicada para baixo do plano da página e a velocidade está dirigida para a direita, como a carga em questão é negativa, posicionando o dorso da mão para baixo do plano da página  e o polegar para direita os dedos ficam apontando na direção da página, logo o campo está entrando na página.

Em II:
A partícula entra na região em questão com a velocidade apontando para baixo do plano da página (o polegar deve apontar nessa direção) e a força aponta para a direita ( o dorso da mão deve apontar nessa direção) assim os dedos apontarão saindo da página.

Em III:
A partícula penetra na região para cima do plano da página e a força está agindo para a direita., neste caso os dedos apontarão para dentro do plano da página.

Assim, o campo está entrando, saindo e entrando.

Resposta:

Item (A).
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UFRGS - 2018 - Questão 23

As forças que se observam na natureza podem ser explicadas em termos de quatro interações fundamentais. Na primeira coluna do quadro abaixo, estão listadas as quatro interações fundamentais; na segunda, exemplos de fenômenos que se observam na natureza.

Assinale a alternativa que associa corretamente as interações fundamentais, mencionadas na primeira coluna, aos respectivos exemplos, listados na segunda.
(A) 1(c) − 2(b) − 3(a) − 4(d)
(B) 1(c) − 2(d) − 3(a) − 4(b)
(C) 1(c) − 2(d) − 3(b) − 4(a)
(D) 1(a) − 2(b) − 3(c) − 4(d)
(E) 1(a) − 2(d) − 3(b) − 4(c)

Resolução:
A interação gravitacional é provocada pelo arranjo de corpos que atraem-se mutuamente por conta de suas massas. As forças de maré são assim causadas pela atração que a lua e o sol provocam sobre tudo que há na Terra, por sua fluidez a água existente no planeta se desloca causando as marés.
1 - (C)
A Força eletromagnética por sua vez, é causada pela existência de carga elétrica, sendo atrativa ou repulsiva conforme a interação das cargas de mesma natureza (mesmo sinal) ou natureza diferentes diferentes (sinais contrários), respectivamente. O átomo possui um núcleo positivo e uma eletrosfera negativa, esta relação entre as cargas causa uma atração que, em uma perspectiva clássica, impede que o elétron escape do átomo.
2 - (D)
A interação nuclear forte age diretamente sobre as partículas nucleares capaz impedir que o núcleo se "desmonte", permitindo sua coesão. A força forte tem alcance de 10^-15m.
3-(B)
Por fim, a interação nuclear fraca é responsável pela emissão de partículas nucleares como a partícula beta, causando as radiações. Sua região de interação é da ordem 10^-18m.
4-(A)

Resposta: 
Item (C)

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UFRGS - 2018 - Questão 06

06. A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a m, presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento L e de massa desprezível. O sistema formado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto P.

Em relação ao eixo de rotação em P, o centro de massa do sistema descreve uma trajetória circunferencial de raio 

(A) L/2. 

(B) L/3. 

(C) L/4. 

(D) L/6. 

(E) L/9.

Resolução:

Como as massas são iguais em cada esfera, a distribuição se dá de forma que o centro de massa encontra-se no centro da barra. Logo, a distância entre a esfera e o centro de massa é L/2.

Pela figura é possível notar que o raio de giro é dado por

R=L/2-L/3

R=L/6

Resposta:

Item (D).

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