UFRGS - 2016 - Questão 13

Nos gráficos I e II abaixo, p representa a pressão a que certa massa de gás ideal está sujeita, T a sua temperatura e V o volume por ela ocupado.

Escolha a alternativa que identifica de forma  ma máquina térmica, representada na figura. E correta as transformações sofridas por esse gás, representadas, respectivamente, em I e II.
(A) Isobárica e isocórica.
(B) Isotérmica e isocórica.
(C) Isotérmica e isobárica.
(D) Isocórica e isobárica.
(E) Isocórica e isotérmica.

Resolução:
Pela lei geral dos gases:

Vemos que isolando tanto a pressão, quanto o volume chegaremos a uma função afim, que dá uma reta como gráfico.
Se isolarmos a pressão, teremos p em função de T, assim para que a equação seja uma função afim, então o volume deverá ser uma constante, assim o gráfico I é do tipo p versus T, significando que o volume é constante.é uma transformação isocórica.
Raciocínio análogo pode ser feito isolando o volume na equação geral e como o gráfico II é de v versus T, então trata-se de uma transformação à pressão constante.
Resposta: ítem (D)

UFRGS - 2016 - Questão 07

 Uma partícula de massa m e velocidade horizontal v_i colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade v_f, de módulo igual a v_i /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

O módulo do impulso recebido pela partícula é
(A) 1,5 m.v_i² /M.
(B) 0,5 m.v_i² .
(C) 1,5 m.v_i².
(D) 0,5 m.v_i.
(E) 1,5 m.v_i .
   Resolução:
   Impulso é a variação da quantidade de movimento.
   Para o projétil, ela foi da seguinte forma:

A velocidade é uma grandeza vetorial, assim, se na ida ela tem velocidade positiva, no retorno ela tem velocidade negativa, então vale que:

Em módulo é:

item (E)

UFRGS - 2016 - Questão 06

   Uma partícula de massa m e velocidade horizontal v_i colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade v_f, de módulo igual a v_i /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

   Considerando g o módulo da aceleração da gravidade, a altura h atingida pela barra é igual a

(A)  3mv²_i/2Mg.
(B) 3mv²_i/4Mg .
(C) 5mv²_i /8Mg .
(D) 3mv²_i /8Mg .
(E)  mv²_{i /}4Mg.

   Resolução:
   Como a colisão é elástica, significa que ela conserva a energia mecânica (energia total) do sistema.      Como o sistema também conserva momentum linear, sua quantidade de movimento, devemos usar sua conservação para resolver o problema.

   Na situação (i) a barra está em repouso e o seu centro de massa está no menor nível, isso significa que a energia potencial gravitacional da barra é nula, assim como sua energia cinética, porém o projétil está em movimento com velocidade v_i  , logo, possui energia cinética, mas não energia potencial gravitacional, pois está no menor nível. 

   Por outro lado, na situação (ii) a barra tem sem centro de massa erguido, logo possui energia potencial gravitacional, era energia foi transferida de parte da energia cinética do projétil, sabemos isso, pois na situação ii a velocidade do projétil é reduzida pela metade.

    Assim:

   Como a energia mecânica total se iguala:

Resposta: item (D)

UFRGS - 2016 - Questão 08

Considere, na figura abaixo, a representação de um automóvel, com velocidade de módulo constante, fazendo uma curva circular em uma pista horizontal.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A força resultante sobre o automóvel é ........ e, portanto, o trabalho por ela realizado é ........ .

(A) nula – nulo
(B) perpendicular ao vetor velocidade – nulo
(C) paralela ao vetor velocidade – nulo
(D) perpendicular ao vetor velocidade – positivo
(E) paralela ao vetor velocidade – positivo
   Resolução:
   Para manter um corpo em movimento circular, é necessário aplicar sobre este uma força capaz de alterar sua translação, sendo o vetor força sempre perpendicular ao vetor velocidade, o corpo entra em movimento circular.

   Como o trabalho é obtido pelo produto entre a força e deslocamento, como na equação a seguir:

e o ângulo entre o deslocamento é de 90º, o cos 90º=0, então W = 0 J.
Resposta: item (B)

UFRGS - 2016 - Questão 10

Um objeto sólido é colocado em um recipiente que contém um líquido. O objeto fica parcialmente submerso, em repouso. 

A seguir, são feitas três afirmações sobre o módulo da força de empuxo sobre o objeto. 

I - É proporcional à densidade do líquido. 

II - É proporcional ao volume total do objeto. 

III - É proporcional à densidade do objeto. 

Quais estão corretas? 

(A) Apenas I. 

(B) Apenas II. 

(C) Apenas III. 

(D) Apenas I e III. 

(E) I, II e III.

Resolução:
O empuxo é, por definição, o peso do líquido deslocado e é calculado pela equação:

E=d.V.g

sempre relativo ao líquido.
O volume de líquido deslocado é precisamente o quanto do objeto que está submerso, assim, podemos dizer que a afirmação I é correta.
A afirmação II está errada pois o corpo não está totalmente submerso para que volume deslocado seja igual ao volume total do corpo.

A afirmação III, por sua vez, está errada pois a densidade que conta no empuxo é a do líquido e não a do objeto.
Resposta: ítem (A)

UFRGS - 2016 - Questão 05

Em 23 de julho de 2015, a NASA, agência espacial americana, divulgou informações sobre a existência de um exoplaneta (planeta que orbita uma estrela que não seja o Sol) com características semelhantes às da Terra. O planeta foi denominado Kepler 452-b. Sua massa foi estimada em cerca de 5 vezes a massa da Terra e seu raio em torno de 1,6 vezes o raio da Terra.

Considerando g o módulo do campo gravitacional na superfície da Terra, o módulo do campo gravitacional na superfície do planeta Kepler 452-b deve ser aproximadamente igual a

(A) g/2.
(B) g.
(C) 2g.
(D) 3g.
(E) 5g.

O módulo do campo gravitacional é dado por:

Os dados do planeta Kepler são:

M_K = 5.M_T
R_K = 1,6.R_T

Assim:

Resposta: ítem (C)

UFRGS - 2016 - Questão 03

Na figura abaixo, um bloco de massa m é colocado sobre um plano inclinado, sem atrito, que forma um ângulo α com a direção horizontal. Considere g o módulo da aceleração da gravidade.

 O módulo da força resultante sobre o bloco é igual a
(A) mg.cosα.
(B) mg.senα.
(C) mg.tanα.
(D) mg.
(E) zero.

Resolução:
No plano inclinado, a única força que provoca o movimento é a componente paralela ao plano. Assim, vemos na figura abaixo

As componentes P_x , P_y e P formam um triângulo onde

P_{x é cateto oposto ao ângulo, assim} P_{x =} mg.senα
Assim a resposta é o item (B).