Física Pai d'égua
UCS 2014

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20 questões





1. (UCS 2014) Suponha que em certo país um praticante de artes marciais foi condenado à morte por ter cortejado a Rainha em via pública. O Rei, sabendo da habilidade desse homem como guerreiro, faz-lhe uma proposta, para não cair em descrédito perante seus súditos. Será dada ao homem a chance de permanecer vivo e lutar por seu país se ele conseguir, em uma demonstração em praça pública, segurar, no ar, uma flecha lançada contra seu rosto por um arqueiro a uma certa distância. Porém, as mãos do homem deverão ser antes mergulhadas em graxa. Se a graxa conferir ao contato da mão do homem com a haste da flecha um coeficiente de atrito cinético de 0,6, se a força da mão do homem que atua perpendicularmente sobre ela for de 200 N, e se a velocidade da flecha de 0,1 kg quando o homem a pegar for de 30 m/s, a partir de que distância mínima do rosto o homem deve segurar a flecha para que ela não lhe toque? Considere que ele inicialmente deve pegar a flecha exatamente atrás da ponta de metal, que possui 5 cm.

a) 17,6 cm
b) 21,4 cm
c) 27,8 cm
d) 33,0 cm
e) 42,5 cm


2. (UCS 2014) Um casal de namorados resolve fazer uma competição para verificar quem consegue olhar fixamente para o outro sem piscar por mais tempo. Na hipótese de que, em algum momento, um ou os dois não aguentarão mais e piscarão, o que é um exemplo de movimento, e supondo a existência de alguma forma de energia armazenada que será convertida em energia desse movimento, pode-se, por analogia, dizer que, enquanto ambos estiverem parados competindo, seus olhos formarão um sistema que

a) possui metade de sua energia na forma cinética e metade na forma potencial.
b) possui somente energia cinética.
c) possui somente energia potencial.
d) executa trabalho.
e) recebe trabalho.


3. (UCS 2014) Na rua, em um dia de chuva e vento, é comum ao abrir um guarda-chuva que o vento dobre as varetas fazendo com que o guarda-chuva, com relação à pessoa que o segura, passe de uma forma côncava para uma convexa. Uma maneira de fazer o guarda-chuva voltar ao formato normal é empurrá-lo para a frente, contra o ar. Supondo que o trabalho realizado pelo vento para deformar o guarda-chuva de côncavo para convexo seja equivalente ao trabalho de uma pressão de 60 Pa sobre um sistema, produzindo uma variação de volume de 0,05 m³, com que força uma pessoa deve empurrar 15 cm para frente o guarda-chuva para fazê-lo voltar ao formato normal? Considere o trabalho realizado pelo vento igual ao trabalho realizado pela pessoa.

a) 15 N
b) 20 N
c) 60 N
d) 200 N
e) 300 N


4. (UCS 2014) Um dos sistemas de proteção residencial mais usados hoje são as cercas de alta tensão. O modelo urbano comum é constituído basicamente de fios condutores paralelos e sem contato condutor entre si, dispostos ao longo da parte superior de um muro. Suponha, por simplicidade, um sistema com 3 fios equipotenciais. O fio inferior representa uma linha equipotencial de 0 V, o fio do meio uma linha equipontencial de 110 V, e o fio de cima uma linha equipotencial de 2.000 V. Nessas condições, uma pessoa que, graças à sua vestimenta e procedimentos, está em isolamento perfeito com a terra, ao tentar atravessar o muro tomará choque quando encostar

a) somente uma das mãos no fio de 0 V.
b) somente uma das mãos no fio de 2.000 V.
c) as duas mãos no fio de 110 V.
d) as duas mãos no fio de 2.000 V.
e) simultaneamente em quaisquer de dois fios.


5. (UCS 2014) Se um pouco de café quente é derramado, na mesma quantidade, sobre a camisa e a calça de uma pessoa e ela quase que imediatamente sente aumentar a temperatura na região da camisa onde caiu o café, mas praticamente não sente aumento de temperatura na região da calça onde caiu o café, pode-se dizer que o tecido da

a) calça tem maior capacidade térmica do que o tecido da camisa.
b) calça tem maior calor latente do que o tecido da camisa.
c) camisa tem maior índice adiabático do que o tecido da calça.
d) calça tem menor capacidade térmica do que o tecido da camisa.
e) camisa tem maior calor latente do que o tecido da calça.


6. (UCS 2014) Um ambicioso projeto de transportes foi anunciado no ano de 2013 pelo empresário Elon Musk. O projeto se chama Hyperloop e consiste na construção de tubos que conectam lugares distantes e cujo diâmetro permite comportar um módulo com uma pessoa deitada, no caso o passageiro. Por um método de propulsão adequado, que não vem ao caso, o inventor estima que uma pessoa viajando pela tubulação pode atingir até 1.200 km/h. Supondo que o sistema faça o passageiro atingir essa velocidade, partindo do repouso, em 20 segundos no modo MRUV, a qual aceleração foi submetido o passageiro?

a) 10,0 m/s²
b) 16,7 m/s²
c) 23,6 m/s²
d) 30,5 m/s²
e) 55,2 m/s²


7. (UCS 2014) As bolhas de sabão possuem uma película que separa o ar interno do ar externo da bolha. É muito comum ao olhar para a superfície de uma bolha ver um conjunto de cores, como se ali houvesse um arco-íris. Esse efeito está associado ao fato de a película possuir uma espessura, logo uma superfície interna e uma externa. A luz branca que incide na superfície da bolha pode produzir esse efeito de arco-íris graças

a) às propriedades das ondas eletromagnéticas de reflexão, refração e transmissão.
b) às propriedades das ondas mecânicas de reflexão, refração e transmissão.
c) à propriedade das ondas mecânicas de polarização.
d) à propriedade das ondas eletromagnéticas de polarização.
e) à condição de haver vácuo dentro da bolha de sabão.


8. (UCS 2014) Uma técnica em geofísica é o paleomagnetismo, que basicamente analisa a presença de propriedades magnéticas em uma determinada rocha, uma vez que elas podem trazer informações importantes sobre os processos e o cenário envolvidos em sua formação. A expressão “presença de propriedades magnéticas” em uma determinada rocha se refere

a) às cargas elétricas da rocha possuírem todas o mesmo módulo, direção e sentido.
b) à rocha apresentar mais polos norte do que polos sul magnéticos.
c) à rocha apresentar mais polos sul do que polos norte magnéticos.
d) à rocha apresentar a mesma quantidade de cargas elétricas positivas e negativas.
e) aos ímãs elementares da rocha estarem alinhados de maneira organizada.


9. (UCS 2014) Uma sala de uma residência alimentada por uma rede elétrica de 220 V possui sistema de aquecimento no piso onde uma serpentina é aquecida por uma corrente elétrica. O ambiente é aquecido por convecção, mas há fuga de energia pelas janelas e frestas das portas. Assumindo que 500 J/s são necessários para manter a temperatura da sala em certa temperatura escolhida, mas que ocorre uma fuga de calor na taxa de 50 J/s, qual a corrente elétrica que deve circular pela serpentina?

a) 0,2 A
b) 1,3 A
c) 2,5 A
d) 3,3 A
e) 5,4 A


10. (UCS 2014) Profissionais que trabalham em regiões geladas normalmente utilizam sapatos com pregos para evitar escorregar ao caminharem sobre o gelo. Porém, há a necessidade, ao caminhar em superfícies congeladas como a de lagos, de se respeitar o limite de pressão que a camada de gelo aguenta. Supondo que uma certa camada de gelo aguente até uma pressão de 2.500 N/m², e que superando este valor ela comece a rachar, qual a quantidade mínima de pregos (cada prego possui na ponta uma área de 0,01 m²) uma pessoa de 90 kg deve usar na soma dos dois calçados para permanecer imóvel sobre o gelo sem que ele rache? Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s².

a) 9
b) 18
c) 25
d) 36
e) 45


11. (UCS 2014) Quando um motorista vai ao posto de gasolina para colocar ar nos pneus do carro, é comum encontrar o valor de pressão fornecido pela bomba de ar expresso na unidade Psi (pound per square inch), que não é uma unidade do Sistema Internacional de Unidades. Se, por exemplo, o manual do usuário do veículo determinar o valor para calibração dos pneus em 30 Psi, sendo que 1 Psi = 6,895 x 10³ Pa, significa que o motorista deve aplicar

a) 30 N de força do ar em toda a área interna do pneu.
b) 2,07 x 105 N de força, aproximadamente, em cada m² da área interna do pneu.
c) 4,35 x 10-3 N de força, aproximadamente, em cada m² da área interna do pneu.
d) 30 quilogramas de massa de ar em cada m³ da área interna do pneu.
e) uma quantidade de ar à temperatura de 30 °C.


12. (UCS 2014) Tendo chegado atrasado ao casamento, um convidado conseguiu pegar uma última fatia de bolo e concluiu que experimentara o melhor glacê de toda a sua vida. Ouvindo falar que na cozinha havia mais um bolo, mas que seria cortado apenas em outra festa, ele foi até lá. Viu o bolo em cima de uma mesa perto da porta. Porém, percebeu que havia também uma cozinheira de costas para o bolo e para ele. Querendo passar o dedo no bolo sem ser pego pela cozinheira e conseguir pegar a maior quantidade de glacê possível, o convidado deduziu que, se passasse muito rápido, o dedo pegaria pouco glacê; mas, se passasse muito lentamente, corria o risco de ser descoberto. Supondo, então, que ele tenha 3 segundos para roubar o glacê sem ser notado e que a melhor técnica para conseguir a maior quantidade seja passar o dedo por 40,5 cm de bolo em MRUV, partindo do repouso, qual aceleração teria o dedo no intervalo de tempo do roubo do glacê?

a) 0,03 m/s²
b) 0,04 m/s²
c) 0,09 m/s²
d) 1,05 m/s²
e) 2 m/s²


13. (UCS 2014) O centro de massa (ponto que se comporta como se toda a massa de um corpo estivesse concentrada nele) de uma pessoa de 80 kg se encontra exatamente na altura do umbigo quando ela está em pé sobre o chão, com a postura ereta. Suponha que a pessoa, para comemorar a aprovação no vestibular, usou a energia que adquiriu no almoço para executar um pulo na vertical, utilizando como impulso apenas as pernas. Nesse pulo, durante a subida, seu umbigo, a partir da posição inicial mencionada, variou sua posição para cima em 40 cm. Se em cada 100 g do almoço ela recebe 100 calorias, quantos gramas de almoço, no mínimo, ela ingeriu para ter energia para dar esse pulo? Considere, para fins de simplificação, 1 cal = 4,2 J, a aceleração da gravidade como g = 10 m/s², que a massa adquirida no almoço já está incluída nos 80 kg e que a energia do almoço é toda convertida em energia potencial gravitacional.

a) 40,3 g
b) 55,5 g
c) 76,2 g
d) 100 g
e) 200 g


14. (UCS 2014) Tentando inovar no show de inauguração de um santuário de animais, um biólogo resolveu apagar as luzes do palco e substituí-las por vaga-lumes libertados de uma caixa. Supondo que um vaga-lume consiga gerar luz a 0,5 Joules por segundo, se a iluminação artificial liberava energia luminosa na taxa de 300 W, quantos vaga-lumes precisarão ser soltos para gerar esse mesmo efeito luminoso? Para fins de simplificação, desconsidere quaisquer outras características que venham a diferenciar a luz dos vaga-lumes da luz de iluminação artificial.

a) 200
b) 300
c) 500
d) 600
e) 800


15. (UCS 2014) Projeta-se um futuro em que as roupas virão com circuitos eletrônicos embutidos para desempenhar funções como regulação de temperatura, celulares, sensores de presença, entre outros. Mas, como qualquer equipamento elétrico, uma necessidade fundamental é a alimentação de energia. Suponha um cientista que criou uma roupa elétrica para praticantes de luta. A bateria dessa roupa é ligada a um tecido repleto de transdutores piezoelétricos, que são dispositivos que, basicamente, convertem energia mecânica em energia elétrica. Supondo que a pancada aplica na roupa um trabalho de 0,5 Joules, em 0,5 segundos, totalmente convertido em energia elétrica, e que a bateria é carregada com uma corrente elétrica de 4 mA, qual é a tensão elétrica gerada pela pancada no circuito formado pela roupa e pela bateria?

a) 0,01 V
b) 0,5 V
c) 5,0 V
d) 250 V
e) 1000 V


16. (UCS 2014) Dois rinocerontes machos, na disputa por uma fêmea, colidiram de frente um com o outro. O maior tinha 1200 kg e estava a uma velocidade de 36 km/h. O outro, com 1000 kg, estava a uma velocidade de 20 m/s. Qual a energia cinética total envolvida na colisão?

a) 53 x 10³ J
b) 17,8 x 10³ J
c) 154 x 10³ J
d) 260 x 10³ J
e) 827 x 10³ J


17. (UCS 2014) Uma ferramenta de corte a raio laser consegue cortar vários materiais, como aço carbono, aço inoxidável, alumínio, titânio, plásticos, etc. Supondo, numa situação idealizada para fins de simplificação, que o material sólido a ser cortado estava exatamente na sua temperatura de transição do estado sólido para o líquido; além disso, que o laser foi aplicado e liquefez o material nos trechos em que esteve em contato com ele, porém, sem aumentar a temperatura do material nesses trechos. Pode-se dizer que o laser transferiu para o material uma quantidade de energia associada diretamente

a) ao calor específico do material.
b) ao calor latente de fusão do material.
c) à capacidade térmica do material.
d) ao módulo de compressibilidade do material.
e) ao número de moles do material.


18. (UCS 2014) Alfredo Moser, um mecânico mineiro, desenvolveu um sistema de iluminação baseado em garrafas pet de dois litros preenchidas com uma solução de água e cloro. Capaz de iluminar ambientes fechados durante o dia, a lâmpada de Moser já é usada em diversos países. Sua instalação exige que ela seja adaptada no teto de forma que metade do seu corpo fique para fora da casa e metade para dentro. A intenção é que a luz do sol incida na parte da garrafa que fica acima do telhado e seja desviada pelo líquido dentro da garrafa para o interior da residência. Uma ideia simples e eficiente que está baseada na propriedade da luz conhecida como

a) indução.
b) reverberação.
c) interferência.
d) condução elétrica.
e) refração.


19. (UCS 2014) Assumindo que o calor específico da água vale 1 cal/g °C, considere que 100 g de água a 60 °C foram depositadas em uma cuia de chimarrão que já possuía erva-mate e bomba. Suponha que após um rápido intervalo de tempo a água transmitiu 100 calorias para a bomba, 100 calorias para a erva e 30 calorias para a cuia. Qual a temperatura da água no instante exato após terem ocorrido essas transmissões de calor? Para fins de simplificação, ignore qualquer outro evento de perda de energia interna da água que não esteja entre os citados acima.

a) 57,7 °C
b) 52,3 °C
c) 45,0 °C
d) 28,2 °C
e) 23 °C


20. (UCS 2014) Um importante componente para um filme é sua trilha sonora. Alguns sons, inclusive, já estão associados a certas emoções que se desejam passar ao espectador em uma cena. Por exemplo, em filmes de terror e mistério, é comum o som de fundo da cena ser mais grave (embora haja exceções). Imagine-se uma pessoa cuja percepção sonora a permite distinguir os sons graves e agudos emitidos por um instrumento musical. Se ela receber do mesmo aparelho de som em sequência, e sem que ocorra nenhuma mudança no meio de propagação da onda, primeiro uma onda sonora que ela classifica como de som grave, e depois uma onda sonora que ela classifica como de som agudo, significa que ela recebeu, respectivamente,

a) duas ondas mecânicas, sendo a primeira com frequência menor do que a segunda.
b) uma onda eletromagnética de pequeno comprimento de onda e uma onda mecânica de grande comprimento de onda.
c) duas ondas eletromagnéticas com iguais frequências e diferentes comprimentos de onda.
d) duas ondas mecânicas com iguais comprimentos de onda e diferentes frequências.
e) duas ondas mecânicas com iguais frequências, iguais comprimentos de onda, mas diferentes amplitudes.


Respostas 1. e    2. c    3. b    4. e    5. a    6. b    7. a    8. e    9. c    10. d    11. b    12. c    13. c    14. d    15. d    16. d    17. b    18. e    19. a    20. a   

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