UFPR_2008 a 2014_gabarito

Transcrição

Questões da
de 2008 a 2014
Objetivas (Marca x \0/) e
Discursivas ! (Na Raça )
By. Willian Rederde........................................
Índice
* Mecânica
Cinemática...........................................................................10,25,37!,44,52!,61,68!,88!,97,107!,109!,119,129!
Movimento circular ...............................................................................................4,20,29!,40,70!,81,127!,130!
Analise dimensional............................................................................................................................................1,78
Leis de Newton..........................................................................................................................2,11!,62,77!,79,118
Gravitação........................................................................................................................................6,33!,43,98,110!
Equilíbrio/Torque ....................................................................................................................12!,54!,56!,87!,126!
Quantidade de movimento/colisões..............................................................................................26,50!,89!,120
Empuxo........................................................................................................................................................30!,51!,80
Pressão.............................................................................................................................................................60,124
* Termologia
Termodinâmica............................................................................................................5,13!,24,69!,83,99,112!,123
Dilatação.................................................................................................................................................................14!
Calorimetria.....................................................................................................................34!,55!,71!,100,111!,135!
* Ondulatória
Espelhos esféricos e Câmara escura..........................................................................................................8,116!
Efeito foto elétrico....................................................................................................................................... 9, 46
Refração ......................................................................................................................19!,22,47,67,72!,105,131!
Ondas / Acústica............................................................................15!,23,36!,39,57!,63,82,92!,113!,122,132!
Radiação do corpo negro................................................................................................................................21,59
Lentes.............................................................................................................................31!,49!,74!,86,96!,104,125
* Eletricidade
Energia e potencia.........................................................................3,27,35!,48!,90!,91!,102,108!,115!,133!,134!
Campo elétrico.............................................................................................................................................7,84,114!
Eletrostática...............................................................................................................................16!,32!, 65,94!,101
Eletrodinâmica.................................................................................................................17!,42,64,75!,85,103,117
Eletromagnetismo ............................................................18!,28,38!,41,53!, 66,73!,76!,93!,95!,106,121,128!
Considerações
Olá alunos e colegas professores...
Esse material foi uma união de questões que vão de 2008
até 2014 da UFPR. Provavelmente o vestibular da UFPR
seja substituído pelo ENEM daqui algum tempo, não sei
quanto, mas vai :
Abaixo segue o link para você conferir o link no qual eu
retirei todas essas questões e as respectivas soluções.
www.nc.ufpr.br
Alguns significados
Lá no índice eu separei as questões por conteúdo, para
facilitar, tanto para aluno e professor que for utilizar esse
material. As questão que aparecem com ! (ponto de
exclamação) são questões discursivas, ou seja de segunda
fase.
1 - (UFPR- 2008) No Sistema Internacional (SI),
existem sete unidades consideradas como unidades
de base ou fundamentais. As unidades para as
demais grandezas físicas podem ser obtidas pela
combinação adequada dessas unidades de base.
Algumas das unidades obtidas dessa maneira
recebem nomes geralmente homenageando algum
cientista. Na coluna da direita estão as unidades
para algumas grandezas físicas, escritas
utilizando-se unidades de base. Na coluna da
esquerda estão alguns nomes adotados no SI.
Numere as unidades da coluna da direita com o seu
nome correspondente na coluna da esquerda.
Assinale a alternativa que apresenta a numeração
correta da coluna da direita, de cima para baixo.
a) 2 – 5 – 1 – 4 – 3.
b) 3 – 4 – 1 – 5 – 2.
c) 5 – 2 – 4 – 1 – 3.
d) 2 – 1 – 5 – 3 – 4.
e) 4 – 3 – 1 – 5 – 2.
2 - (UFPR- 2008) O empregado de uma
transportadora precisa descarregar de dentro do
seu caminhão um balcão de 200 kg. Para facilitar
a tarefa do empregado, esse tipo de caminhão é
dotado de uma rampa, pela qual podem-se deslizar
os objetos de dentro do caminhão até o solo sem
muito esforço. Considere que o balcão está
completamente sobre a rampa e deslizando para
baixo. O empregado aplica nele uma força paralela
à superfície da rampa, segurando-o, de modo que
o balcão desça até o solo com velocidade
constante. Desprezando a força de atrito entre o
balcão e a rampa, e supondo que esta forme um
ângulo de 30º com o solo, o módulo da força
paralela ao plano inclinado exercida pelo
empregado é:
a) 2000 N
b) 1000sqrt(3) N
c) 2000sqrt(3) N
d) 1000 N
e) 200 N
3 - (UFPR- 2008) Um reservatório com capacidade
para armazenar 3000 l de água encontra-se a 6 m
acima do solo. Um certo aparelho de GPS, ao
funcionar, consome uma corrente de 200 mA
quando alimentado com uma tensão de 9 V.
Supondo que toda energia potencial da água
pudesse ser transformada em energia elétrica
para alimentar o aparelho de GPS, o tempo máximo
durante o qual ele poderia funcionar é:
a) 1 hora.
b) 20 minutos.
c) 12 horas.
d) mais de 24 horas.
e) 5000 segundos.
4 - (UFPR- 2008) Em relação aos conceitos de
movimento, considere as seguintes afirmativas:
1. O movimento circular uniforme se dá com
velocidade de módulo constante.
2. No movimento retilíneo uniformemente variado,
a aceleração é variável.
3. Movimento retilíneo uniformemente variado e
movimento circular uniforme são dois exemplos de
movimentos nos quais um objeto em movimento
está acelerado.
4. Movimento retilíneo uniforme ocorre com
velocidade constante e aceleração nula.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
5 - (UFPR- 2008) Os estudos científicos
desenvolvidos pelo engenheiro francês Nicolas
Sadi Carnot (1796–1832) na tentativa de melhorar
o rendimento de máquinas térmicas serviram de
base para a formulação da segunda lei da
termodinâmica.
Acerca do tema, considere as seguintes
afirmativas:
1. O rendimento de uma máquina térmica é a razão
entre o trabalho realizado pela máquina num ciclo
e o calor retirado do reservatório quente nesse
ciclo.
2. Os refrigeradores são máquinas térmicas que
transferem calor de um sistema de menor
temperatura para outro a uma temperatura mais
elevada.
3. É possível construir uma máquina, que opera em
ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma
fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
contidas no ar são eletrizadas ao passar pela placa
1. Na região entre as duas placas existe um campo
elétrico E, paralelo ao eixo x, de modo que, quando
as partículas carregadas passam por essa região,
ficam sujeitas a uma força elétrica, que desvia seu
movimento e faz com se depositem na superfície da
placa 2. Investigando o campo elétrico produzido
no interior de um desses filtros, obteve-se o
gráfico mostrado abaixo (à direita), no qual está
representado o módulo do campo E em função da
distância x entre um ponto P e a placa 1.
a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
6 - (UFPR- 2008) A descoberta de planetas
extra-solares tem sido anunciada, com certa
freqüência, pelos meios de comunicação. Numa
dessas descobertas, o planeta em questão foi
estimado como tendo o triplo da massa e o dobro
do diâmetro da Terra. Considerando a aceleração
da gravidade na superfície da Terra como g,
assinale a alternativa correta para a aceleração na
superfície do planeta em termos da g da Terra.
a) 3/4 g.
b) 2 g.
c) 3 g.
d) 4/3 g.
e) 1/2 g.
7 - (UFPR- 2008) Atualmente, podem-se
encontrar no mercado filtros de ar baseados nas
interações eletrostáticas entre cargas. Um
possível esquema para um desses filtros é
apresentado na figura abaixo (à esquerda), na qual
a placa circular 1 mantém-se carregada
negativamente e a placa 2 positivamente. O ar
contendo os poluentes é forçado a passar
através dos furos nos centros das placas, no
sentido indicado na figura. No funcionamento
desses filtros, as partículas de poeira ou gordura
Com base no gráfico, a força elétrica que age
sobre uma partícula de carga q = 3,2E-6 C situada
dentro do filtro e a 3,0 mm da placa 1 é:
a) 0,64 N
b) 1,82 N
c) 0,24 N
d) 6,00 N
e) 0,48 N
8 - (UFPR- 2008) Mãe e filha visitam a “Casa dos
Espelhos” de um parque de diversões. Ambas se
aproximam de um grande espelho esférico
côncavo. O espelho está fixo no piso de tal forma
que o ponto focal F e o centro de curvatura C do
espelho ficam rigorosamente no nível do chão. A
criança pára em pé entre o ponto focal do espelho
e o vértice do mesmo. A mãe pergunta à filha como
ela está se vendo e ela responde:
a) Estou me vendo maior e em pé.
b) Não estou vendo imagem alguma.
c) Estou me vendo menor e de cabeça para baixo.
d) Estou me vendo do mesmo tamanho.
e) Estou me vendo em pé e menor.
9 - (UFPR- 2008) O efeito fotoelétrico foi
descoberto experimentalmente por Heinrich Hertz
em 1887. Em 1905, Albert Einstein propôs uma
explicação teórica para esse efeito, a qual foi
comprovada experimentalmente por Millikan, em
1914. Essa comprovação experimental deu a
Einstein o prêmio Nobel de Física de 1921. Em
relação a esse efeito, assinale a alternativa
correta.
a) O efeito fotoelétrico ocorre quando um elétron
colide com um próton.
b) A teoria de Einstein considerou que a luz nesse
caso se comporta como uma onda.
c) Esse efeito é observado quando fótons atingem
uma superfície metálica.
d) Esse efeito é utilizado para explicar o
funcionamento de fontes de laser.
e) Inexistem aplicações tecnológicas desse efeito
em nosso cotidiano, pois ele ocorre somente no nível
atômico.
10 - (UFPR- 2008) Um experimento de cinemática, utilizado em laboratórios de Física, consiste de um longo
trilho retilíneo sobre o qual pode deslizar um carrinho. Esse sistema é montado de tal forma que o atrito
entre o trilho e o carrinho pode ser desprezado. Suponha que um estudante mediu para alguns instantes a
posição correspondente do carrinho, conforme anotado na tabela abaixo:
Considere que nesse experimento o carrinho move-se com aceleração constante.
a) Deduza uma equação para a aceleração do carrinho em função dos dados disponíveis, apresentando-a na
forma literal.
b) Calcule o valor da aceleração utilizando a equação deduzida no item a e os dados medidos.
c) Calcule a posição e a velocidade do carrinho no instante t = 0.
11 - (UFPR- 2008) Uma caixa se movimenta sobre uma superfície horizontal e, quando sua velocidade tem
módulo 10 m/s, passa a subir uma rampa, conforme indicado na figura. Sabendo que o coeficiente de atrito
entre o bloco e o material da rampa é 0,75, calcule até que altura, em relação à superfície horizontal, a
caixa irá subir nessa rampa.
12- (UFPR- 2008) O extremo superior de uma tábua uniforme, de comprimento d e massa m, apóia-se numa
parede lisa, e o extremo inferior está apoiado no solo, conforme mostra a figura. Considere que a tábua
está em equilíbrio e na iminência de escorregar. Desenhe na própria figura todas as forças que estão atuando
nessa tábua e obtenha uma expressão literal para o coeficiente de atrito entre a tábua e o solo em função
das variáveis dadas.
13- (UFPR- 2008) O gráfico abaixo relaciona o volume específico da água em função da temperatura. Com
base nesse gráfico, que conclusões você pode tirar sobre o comportamento da água nessa faixa de
temperatura? Cite e comente uma situação observada na natureza que pode ser explicada a partir desse
comportamento da água.
14- (UFPR- 2008) No passado, muitos acidentes ferroviários eram causados por projetos malfeitos, que
não consideravam a junta de dilatação mínima nas emendas dos trilhos de aço da estrada de ferro. Em geral,
os trilhos de uma ferrovia têm um comprimento de 15 m e são instalados sobre os dormentes quando a
temperatura é de 23 ºC. Em um dia ensolarado
de verão, a temperatura dos trilhos pode atingir 53 ºC. Para essa situação, calcule qual deve ser a junta
de dilatação mínima entre os trilhos, de modo a evitar que as extremidades de dois trilhos consecutivos se
toquem e se deformem, podendo ocasionar um acidente. (Dado: αaço=10E-6 KE-1)
15 - (UFPR- 2008) A corda de um instrumento musical teve de ser substituída às pressas durante um
concerto. Foi dada ao músico uma outra, de mesmo material, mas com o dobro do diâmetro. Calcule em
quantas vezes deverá ser aumentada a tensão na corda para que a freqüência das suas oscilações continue
igual à da corda original.
16 - (UFPR- 2008) Duas partículas com carga de mesmo sinal, q1 = 2,0E-4C e q2 = 4,0E-4 C, e massas
iguais a m1 = 2,0E-10 kg e m2 = 1,0E-10kg movimentam-se uma em direção à outra. Em um determinado
instante, quando a separação entre as partículas é r0 = 0,03 m, suas velocidades têm módulos v1 = 8,0E7m/s
e v2 = 2,0E7m/s. Considerando que a distância entre as partículas será mínima no instante em que as suas
velocidades tiverem mesmo módulo, determine essa distância.
17- (UFPR- 2008) Em sua cozinha, uma dona de casa tem à disposição vários aparelhos elétricos, e para
ligá-los há um conjunto de tomadas, cujo número depende do tamanho da cozinha e da quantidade de
aparelhos disponíveis. Considere que nessas tomadas foram ligados simultaneamente uma batedeira elétrica
de 508 W, um forno elétrico de 1270 W e uma
cafeteira de 889 W. A tensão de alimentação é 127 V e o conjunto de tomadas é protegido por um disjuntor
que admite uma corrente máxima de 25 A. Calcule a corrente total que está sendo consumida e verifique
se nesse caso o disjuntor irá se desligar. Justifique.
18- (UFPR- 2008) O princípio de funcionamento de um guindaste consiste em utilizar a força magnética
produzida sobre um fio imerso num campo magnético quando passa uma corrente elétrica pelo fio. Na figura
abaixo, o circuito quadrado de lado L está situado num plano vertical. Esse circuito possui uma fonte ideal
de fem com valor ε que é responsável pela circulação de uma corrente elétrica de intensidade constante I.
Os condutores de cada lado possuem resistência R, e a massa do circuito quadrado com a fonte de fem vale
M. Na região retangular sombreada, há um campo magnético B orientado horizontalmente, de modo que sua
direção é perpendicular ao plano da figura. O módulo de B é constante nessa região. Parte do circuito
quadrado está situado no interior desse campo magnético e ficará sujeito, portanto, a uma força magnética.
A aceleração da gravidade no local vale g.
Considere que o circuito está em equilíbrio estático na posição mostrada na figura. Com base nisso:
a) Indique, na figura, o sentido convencional de circulação da corrente elétrica I no circuito e o sentido do
campo magnético B (se é para fora ou para dentro do plano da figura).
b) Determine uma equação para a corrente I que passa pelo circuito, em função de R e ε.
c) Obtenha uma equação para ε em função das variáveis fornecidas, para que o circuito fique em equilíbrio
estático na posição mostrada na figura.
19- (UFPR- 2008) Um feixe de luz laser de hélio-neônio, com comprimento de onda igual a 633 nm (luz
vermelha), e outro de argônio, com comprimento de onda igual a 458 nm (luz azul), incidem paralelamente
sobre um bloco de vidro de seção reta retangular, conforme indicado na Figura 1. Antes de atingirem o bloco,
quando ainda estão se propagando no ar, os feixes estão separados por uma distância lateral d. O índice
de refração n do bloco de vidro depende do comprimento de onda λ0 da luz incidente, conforme mostra o
gráfico da Figura 2. Considere que nar = 1,0.
a) Mostre que os feixes continuam paralelos entre si após atravessarem o bloco de vidro.
b) Considere que o feixe 1 corresponda à luz vermelha e o feixe 2 à luz azul. A separação lateral entre os
feixes diminui, aumenta ou permanece a mesma após emergirem do bloco? Justifique.
c) O resultado do item b mudaria se o feixe 1 correspondesse à luz azul e o feixe 2 à luz vermelha? Justifique.
20- (UFPR- 2009) Suponha uma máquina de lavar
e centrifugar roupa com cuba interna cilíndrica que
gira em torno de um eixo vertical. Um observador
externo à máquina, cujo referencial está fixo ao
solo, acompanha o processo pelo visor da tampa e
vê a roupa “grudada” em um ponto da cuba interna,
que gira com velocidade angular constante. Se
estivesse no interior da máquina, situado sobre a
peça de roupa sendo centrifugada, o observador
veria essa peça em repouso. De acordo com a
mecânica, para aplicar a segunda Lei de Newton ao
movimento da roupa no processo de centrifugação,
cada observador deve inicialmente identificar o
conjunto de forças que atua sobre ela. Com base
no texto acima e nos conceitos da Física, considere
as seguintes afirmativas:
1. O observador externo à máquina deverá
considerar a força peso da roupa, apontada
verticalmente para baixo, a força de atrito entre
a roupa e a cuba, apontada verticalmente para
cima, e a força normal exercida pela cuba sobre
a roupa, apontada para o eixo da cuba, denominada
de força centrípeta.
2. Um observador que estivesse situado sobre a
peça de roupa sendo centrifugada deveria
considerar a força peso da roupa, apontada
verticalmente para baixo, a força de atrito entre
a roupa e a cuba, apontada verticalmente para
cima, a força normal exercida pela cuba sobre a
roupa, apontada para o eixo da cuba, e também
uma outra força exercida pela roupa sobre a cuba,
apontada para fora desta, denominada de força
centrífuga, necessária para explicar o repouso da
roupa.
3. O referencial fixo ao solo, utilizado pelo
observador externo à máquina, é chamado de não
inercial, e o referencial utilizado pelo observador
postado sobre a roupa sendo centrifugada é
denominado de inercial.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
21- (UFPR- 2009) A equação que descreve o
espectro de radiação emitido por um corpo negro
foi descoberta por Max Planck em 1900, sendo
posteriormente chamada de Lei da Radiação de
Planck. Ao deduzir essa equação, Planck teve que
fazer a suposição de que a energia não poderia ter
um valor qualquer, mas que deveria ser um múltiplo
inteiro de um valor mínimo. O gráfico abaixo
mostra a intensidade relativa da radiação emitida
por um corpo negro em função do comprimento de
onda para três diferentes temperaturas. A região
visível do espectro compreende os comprimentos
de
onda
entre 390
nm
e
780
nm,
aproximadamente, que correspondem às cores
entre o violeta e o vermelho.
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
22- (UFPR- 2009) Na década de 80 do século
passado, foi inaugurado o primeiro cabo submarino
feito de fibra ótica. Atualmente todos os
continentes da Terra já estão conectados por
cabos submarinos feitos dessa fibra. Na
comunicação por fibra ótica, o sinal se propaga
obedecendo a um importante fenômeno da ótica
geométrica. Assinale a alternativa que
apresenta esse fenômeno.
a) Refração.
b) Reflexão interna total.
c) Dispersão.
d) Reflexão difusa.
e) Absorção.
23- (UFPR- 2009) Quando ouvimos uma banda de
rock ou uma orquestra sinfônica executar uma
música, podemos distinguir o som emitido por cada
um dos instrumentos tocados pelos músicos. Essa
é uma das capacidades de nosso aparelho auditivo.
A qualidade do som que nos permite diferenciar
cada um dos instrumentos, mesmo quando tocando
simultaneamente a mesma nota musical, é chamada
de:
a) amplitude.
b) potência.
c) intensidade.
d) timbre.
e) freqüência.
Com base nessas informações e no gráfico acima,
considere as seguintes afirmativas:
1. A Lei da Radiação de Planck depende da
temperatura do corpo negro e do comprimento de
onda da radiação emitida.
2. O princípio de funcionamento de uma lâmpada
incandescente pode ser explicado pela radiação de
corpo negro.
3. Para a temperatura de 3000 K, a maior parte
da radiação emitida por um corpo aquecido está na
faixa do infravermelho.
24 - (UFPR- 2009) A água pode ser encontrada na
natureza nos estados sólido, líquido ou gasoso.
Conforme as condições, a água pode passar de um
estado para outro através de processos que
recebem nomes específicos. Um desses casos é
quando ela muda do estado gasoso para o líquido.
Assinale a alternativa que apresenta o nome
correto dessa transformação.
a) Sublimação.
b) Vaporização.
c) Solidificação.
d) Condensação.
e) Fusão.
apresenta a velocidade correta, em módulo, do
automóvel 2, isto é, v2, imediatamente antes da
colisão.
25 - (UFPR- 2009) A figura abaixo mostra um
modelo de uma catapulta no instante em que o seu
braço trava e o objeto que ele carrega é
arremessado, isto é, esse objeto se solta da
catapulta (a figura é meramente ilustrativa e não
está desenhada em escala). No instante do
lançamento, o objeto está a uma altura de 1,0 m
acima do solo e sua velocidade inicial V0 forma um
ângulo α de 45° em relação à horizontal. Suponha
que a resistência do ar e os efeitos do vento sejam
desprezíveis. Considere a aceleração da gravidade
como sendo de 10 m/s2. No lançamento, o objeto
foi arremessado a uma distância de 19 m, medidos
sobre o solo a partir do ponto em que foi solto.
Assinale a alternativa que contém a estimativa
correta para o módulo da velocidade inicial do
objeto.
a) 15√2 km/h.
b) 30√2 km/h.
c) 60√2 km/h.
d) 15 km/h.
e) 30 km/h.
a) Entre 13,4 m/s e 13,6 m/s.
b) Entre 12 m/s e 13 m/s.
c) Menor que 12 m/s.
d) Entre 13,6 m/s e 13,8 m/s.
e) Maior que 13,8 m/s.
26- (UFPR- 2009) Em um cruzamento mal
sinalizado, houve uma colisão de dois automóveis,
que
vinham
inicialmente
de
direções
perpendiculares, em linha reta. Em módulo, a
velocidade do primeiro é exatamente o dobro da
velocidade do segundo, ou seja, v1 = 2v2. Ao fazer
o boletim de ocorrência, o policial responsável
verificou que após a colisão os automóveis ficaram
presos nas ferragens (colisão inelástica) e se
deslocaram em uma direção de 45º em relação à
direção inicial de ambos. Considere que a massa do
segundo automóvel é exatamente o dobro da massa
do primeiro, isto é, m2 = 2m1 e que a perícia
constatou que o módulo da velocidade dos
automóveis unidos, imediatamente após a colisão,
foi de 40 km/h. Assinale a alternativa que
27 - (UFPR- 2009) Atualmente, os aparelhos
eletrodomésticos devem trazer uma etiqueta bem
visível contendo vários itens do interesse do
consumidor, para auxiliá-lo na escolha do
aparelho. A etiqueta à direita é um exemplo
modificado (na prática as faixas são coloridas), na
qual a letra A sobre a faixa superior corresponde
a um produto que consome pouca energia e a letra
G sobre a faixa inferior corresponde a um produto
que consome muita energia. Nesse caso, trata-se
de etiqueta para ser fixada em um refrigerador.
Suponha agora que, no lugar onde está impresso
XY,Z na etiqueta, esteja impresso o valor 41,6.
Considere que o custo do KWh seja igual a R$
0,25. Com base nessas informações, assinale a
alternativa que fornece o custo total do consumo
dessa geladeira, considerando que ela funcione
ininterruptamente ao longo de um ano.
(Desconsidere o fato de que esse custo poderá
sofrer alterações dependendo do número de vezes
que ela é aberta, do tempo em que permanece
aberta e da temperatura dos alimentos colocados
em seu interior.)
a) R$ 124,8.
b) R$ 499,2.
c) R$ 41,6.
d) R$ 416,0.
e) R$ 83,2.
setas verticais. O lado preto do ímã representa o
seu pólo Norte, e o lado branco o seu pólo Sul.
Assinale a alternativa que mostra os sentidos
corretos de circulação das correntes induzidas nos
anéis tracejados acima e abaixo da posição
instantânea do imã.
28 - (UFPR- 2009) Considere um tubo de alumínio,
no interior do qual se pode movimentar um ímã,
como mostrado nas figuras dos itens da questão.
Esse movimento produz correntes induzidas que
circulam nas paredes do tubo, conforme indicado
pelos anéis tracejados. Em um certo instante, o
ímã ocupa a posição mostrada nas figuras e se
desloca com velocidade V no sentido indicado pelas
29 - (UFPR- 2009) Em 10 de setembro de 2008, a Organização Européia para Pesquisa Nuclear (sigla
internacional CERN) ligou pela primeira vez o acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, em
inglês), máquina com a qual se espera descobrir partículas elementares que comprovarão ou não o modelo
atual das partículas nucleares. O colisor foi construído em um gigantesco túnel circular de 27 km de
comprimento, situado sob a fronteira entre a Suíça e a França e a uma profundidade de 50 a 120 m. Prótons
são injetados no tubo circular do LHC e, após algum tempo em movimento, atingem velocidades próximas à
da luz no vácuo (c). Supondo que após algumas voltas os prótons atinjam a velocidade constante de 0,18 c,
com base nas informações acima e desprezando os efeitos relativísticos, determine:
a) Quantas voltas os prótons dariam ao longo do túnel no intervalo de um minuto.
b) A velocidade angular desses prótons.
30 - (UFPR- 2009) Um garoto brinca em uma piscina com uma bola de borracha de 0,2 kg e raio 5 cm. Em
um determinado momento, o garoto submerge a bola com as duas mãos, tal que seu centro fica a 0,3 m abaixo
da superfície, e depois a libera, afastando as duas mãos simultaneamente. A partir desse momento, a bola
apresenta um movimento vertical. Considerando a densidade da água igual a 1000 kg/m³ e desprezando a
resistência da água e do ar, determine a altura a que se elevará o centro da bola acima da superfície da
água.
31 - (UFPR- 2009) Numa aula de laboratório de óptica, deseja-se determinar a distância focal de uma lente
convergente. Utilizando uma vela, cuja chama tem altura de 5 cm, o professor propõe um procedimento
experimental. A vela é colocada inicialmente a certa distância da lente, tendo a imagem da sua chama
projetada num anteparo, invertida e com 15 cm de altura. Em seguida, sem mover a lente, desloca-se a
vela de 1,5 cm, distanciando-a ainda mais da lente. Move-se então o anteparo até obter-se uma nova imagem
projetada, que é invertida e tem altura de 10 cm nessa situação. Com base nesses dados, determine a
distância focal dessa lente.
32 - (UFPR- 2009) Duas esferas com cargas Q estão fixas e separadas por uma distância X. Acima delas
é colocada uma terceira esfera de massa m e carga q, de modo que, no equilíbrio, elas ficam dispostas
conforme mostrado na figura abaixo. As duas esferas inferiores possuem cargas iguais a 4,0E-8 C cada uma,
enquanto que a esfera superior possui carga igual a 2,5E-6 C e massa igual a 1,08 g. Sabendo que o ângulo
θ é igual a 60°, calcule a distância X entre as esferas inferiores para essa configuração das três cargas.
33 - (UFPR- 2009) A revolução na Astronomia teve início no século 16, quando o astrônomo polonês Nicolau
Copérnico “tirou” a Terra do centro do Universo e a fez girar, assim como os demais planetas, ao redor do
Sol. Mas foi o alemão Johannes Kepler, assistente do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, quem descobriu
as leis que regem os movimentos dos planetas ao redor do Sol, que são: a lei das órbitas, a lei das áreas
e a lei dos períodos. Enuncie corretamente a lei das áreas e explique qual a principal consequência dessa
lei no movimento dos planetas.
34 - (UFPR- 2009) Em um laboratório, a porta de um pequeno freezer teve de ser removida para conserto
e no lugar dela, como improviso, colocou-se uma tampa de isopor de 5,0 cm de espessura e área de 0,35
m², que fechou completamente o freezer. A temperatura no interior do freezer era de -10 °C e a
temperatura do laboratório era de 25 °C. Considere a condutividade térmica do isopor igual a 0,020
W/(m.°C). Determine a quantidade de calor transferido pela tampa de isopor durante 30 min, que foi o tempo
para consertar a porta.
35 - (UFPR- 2009) Na construção de um prédio, os operários utilizam um pequeno motor, associado a uma
roldana e corda, para transportar objetos pesados para as partes mais altas. Suponha que em dada situação
seja necessário elevar a uma altura de 27,5 m um recipiente contendo reboco cuja massa total seja igual
a 38 kg. Despreze a massa da corda e considere que 1hp é igual a 746W. Calcule o tempo, em segundos,
para levantar esse recipiente a uma velocidade constante se o motor tiver 5 hp.
36 - (UFPR- 2009) Um vendedor de motos usadas afirmou para um suposto comprador que o modelo no qual
ele estava interessado emitia um ruído máximo com nível sonoro N = 90 dB. Como o comprador necessitava
da moto para trabalhar ao longo do dia, ele resolveu medir o nível de ruído máximo e constatou que na verdade
era de 120 dB. Considere como intensidade sonora de referência I0 = 1E-12W/m2. Segundo recomendação
dos médicos, uma pessoa pode ficar exposta a um nível sonoro de 120 dB no máximo durante 3 minutos por
dia, para que não ocorram danos ao sistema auditivo.
a) Calcule quantas vezes a intensidade sonora do ruído ( I) é maior do que a alegada pelo vendedor.
b) O comprador, pensando em sua saúde, deveria comprar a moto assim mesmo? Justifique sua resposta com
base no enunciado.
37 - (UFPR- 2009) Um dos estudos feitos por Galileu trata do movimento de corpos em queda livre. Considere
um objeto que cai em queda livre de uma altura inicial de n metros, a partir do repouso, num local onde a
aceleração da gravidade é g. Deduza uma expressão literal para o tempo necessário para esse objeto
percorrer o último metro do seu trajeto. Observe que a expressão deve ser dada em termos de n e g somente.
38 - (UFPR- 2009) Um aparelho destinado a medir cargas e massas de partículas, utilizado em análises
físicas, possui uma região onde estão presentes um campo elétrico uniforme e, perpendicularmente a ele,
um campo de indução magnética também uniforme. Quando um elétron é injetado nessa região (ver figura
abaixo) com determinada velocidade ao longo de uma direção perpendicular a ambos os campos, observa-se
que ele segue um movimento retilíneo uniforme. Considerando que o módulo do campo elétrico seja de 700
V/m e o módulo da indução magnética seja igual a 0,50 T, determine o módulo da velocidade do elétron.
39 - (UFPR- 2010) O primeiro forno de
micro-ondas foi patenteado no início da década de
1950 nos Estados Unidos pelo engenheiro
eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas
mais práticos e eficientes foram desenvolvidos nos
anos 1970 e a partir daí ganharam grande
popularidade, sendo amplamente utilizados em
residências e no comércio. Em geral, a frequência
das ondas eletromagnéticas geradas em um forno
de micro-ondas é de 2450 MHz. Em relação à
Física de um forno de micro-ondas, considere as
seguintes afirmativas:
1. Um forno de micro-ondas transmite calor para
assar e esquentar alimentos sólidos e líquidos.
2. O comprimento de onda dessas ondas é de
aproximadamente 12,2 cm.
3. As ondas eletromagnéticas geradas ficam
confinadas no interior do aparelho, pois sofrem
reflexões nas paredes metálicas do forno e na
grade metálica que recobre o vidro da porta.
40 - (UFPR- 2010) Convidado para substituir
Felipe Massa, acidentado nos treinos para o
grande prêmio da Hungria, o piloto alemão Michael
Schumacker desistiu após a realização de alguns
treinos, alegando que seu pescoço doía, como
onsequência de um acidente sofrido alguns meses
antes, e que a dor estava sendo intensificada pelos
treinos. A razão disso é que, ao realizar uma
curva, o piloto deve exercer uma força sobre a sua
cabeça, procurando mantê-la alinhada com a
vertical.
Considerando que a massa da cabeça de um piloto
mais o capacete seja de 6,0 kg e que o carro
esteja fazendo uma curva de raio igual a 72 m a
uma velocidade de 216 km/h, assinale a
alternativa correta para a massa que, sujeita à
aceleração da gravidade, dá uma força de mesmo
módulo.
a) 20 kg.
b) 30 kg.
c) 40 kg.
d) 50 kg.
e) 60 kg.
41 - (UFPR- 2010) O desenvolvimento do
eletromagnetismo contou com a colaboração de
vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que
verificou a existência da indução eletromagnética.
Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um
professor idealizou uma experiência simples.
Construiu um circuito condutor retangular,
formado por um fio com resistência total R = 5 Ω,
e aplicou através dele um fluxo magnético Φ cujo
comportamento em função do tempo t é descrito
pelo gráfico ao lado. O fluxo magnético cruza
perpendicularmente o plano do circuito. Em relação
a esse experimento, considere as seguintes
afirmativas:
1. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e
t = 4 s vale 50 V.
2. A corrente que circula no circuito entre t = 2
s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que
passa por ele entre t = 8 s e t = 12 s.
3. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4
s e t = 8 s vale 25 A.
4. A potência elétrica dissipada no circuito entre
t = 8 s e t = 12 s vale 125 W.
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
42 - (UFPR- 2010) A figura ao lado mostra o
circuito elétrico simplificado de um aquecedor de
água caseiro. Nesse circuito há uma fonte com
força eletromotriz ε e dois resistores R1 e R2 que
ficam completamente mergulhados na água.
Considere que nessa montagem foram utilizados
resistores com resistências R1 = R e R2 = 3R.
Suponha que a quantidade de água a ser aquecida
tenha massa m, calor específico c e esteja a uma
temperatura inicial T0. Deseja-se que a água seja
aquecida até uma temperatura final T. Considere
que a eficiência do aquecedor seja de 40%, ou
seja, apenas 40% da potência fornecida a ele
transforma-se em fluxo de calor transferido para
a água. Assinale a alternativa que apresenta o
intervalo de tempo Δt em que esse aquecedor deve
permanecer ligado.
43 - (UFPR- 2010) Neste ano, comemoram-se os
400 anos das primeiras descobertas astronômicas
com a utilização de um telescópio, realizadas pelo
cientista italiano Galileu Galilei. Além de revelar
ao mundo que a Lua tem montanhas e crateras e
que o Sol possui manchas, ele também foi o
primeiro a apontar um telescópio para o planeta
Júpiter e observar os seus quatro maiores
satélites, posteriormente denominados de Io,
Europa, Ganimedes e Calisto.
Supondo que as órbitas desses satélites ao redor de
Júpiter sejam circulares, e com base nas
informações da tabela acima, assinale a alternativa
correta. (Os valores da tabela foram arredondados
por conveniência)
a) A força de atração entre Júpiter e Ganimedes é
maior do que entre Júpiter e Io.
b) Quanto maior a massa de um satélite, maior será
o seu período orbital.
c) A circunferência descrita pelo satélite Calisto é
quatro vezes maior que a circunferência descrita
pelo satélite Europa.
d) A maior velocidade angular é a do satélite
Calisto, por possuir maior período orbital.
e) O período orbital de Europa é aproximadamente
o dobro do período orbital de Io.
44 - (UFPR- 2010) Em uma prova internacional de
ciclismo, dois dos ciclistas, um francês e,
separado por uma distância de 15 m à sua frente,
um inglês, se movimentam com velocidades iguais e
constantes de módulo 22 m/s. Considere agora que
o representante brasileiro na prova, ao
ultrapassar o ciclista francês, possui uma
velocidade constante de módulo 24 m/s e inicia uma
aceleração constante de módulo 0,4 m/s², com o
objetivo de ultrapassar o ciclista inglês e ganhar
a prova. No instante em que ele ultrapassa o
ciclista francês, faltam ainda 200 m para a linha
de chegada. Com base nesses dados e admitindo
que o ciclista inglês, ao ser ultrapassado pelo
brasileiro,
mantenha
constantes
as
características do seu movimento, assinale a
alternativa correta para o tempo gasto pelo
ciclista brasileiro para ultrapassar o ciclista inglês
e ganhar a corrida.
a) 1 s.
b) 2 s.
c) 3 s.
d) 4 s.
e) 5 s.
45 - (UFPR- 2010) Um reservatório cilíndrico de
2 m de altura e base com área 2,4 m², como
mostra a figura ao lado, foi escolhido para guardar
um produto líquido de massa específica igual a 1,2
g/cm³. Durante o enchimento, quando o líquido
atingiu a altura de 1,8 m em relação ao fundo do
reservatório, este não suportou a pressão do
líquido e se rompeu. Com base nesses dados,
assinale a alternativa correta para o módulo da
força máxima suportada pelo fundo do
reservatório.
a) É maior que 58.000 N.
b) É menor que 49.000 N.
c) É igual a 50.000 N.
d) Está entre 50.100 N e 52.000 N.
e) Está entre 49.100 N e 49.800 N.
46 - (UFPR- 2010) Entre as inovações da Física
que surgiram no início do século XX, uma foi o
estabelecimento da teoria _______, que procurou
explicar o surpreendente resultado apresentado
pela radiação e pela matéria conhecido como
dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando
se faz um feixe de elétrons passar por uma fenda
de largura micrométrica, o efeito observado é o
comportamento _______ da matéria, e quando
fazemos um feixe de luz incidir sobre uma placa
metálica, o efeito observado pode ser explicado
considerando a luz como um feixe de _______.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência
correta de palavras para o preenchimento das
lacunas nas frases acima.
a) Relativística – partículas – ondulatório –
partículas.
b) Atomística – radiação – rígido – ondas.
c) Quântica – partículas – ondulatório – partículas.
d) Relativística – radiação – caótico – ondas.
e) Quântica – partículas – ondulatório – ondas.
47 - (UFPR- 2010) Descartes desenvolveu uma
teoria para explicar a formação do arco-íris com
base nos conceitos da óptica geométrica. Ele supôs
uma gota de água com forma esférica e a
incidência de luz branca conforme mostrado de
modo simplificado na figura ao lado. O raio
incidente sofre refração ao entrar na gota (ponto
A) e apresenta uma decomposição de cores. Em
seguida, esses raios sofrem reflexão interna
dentro da gota (região B) e saem para o ar após
passar por uma segunda refração (região C).
Posteriormente, com a experiência de Newton com
prismas, foi possível explicar corretamente a
decomposição das cores da luz branca. A figura
não está desenhada em escala e, por simplicidade,
estão representados apenas os raios violeta e
vermelho, mas deve-se considerar que entre eles
estão os raios das outras cores do espectro visível.
1. O fenômeno da separação de cores quando a luz
sofre refração ao passar de um meio para outro é
chamado de dispersão.
2. Ao sofrer reflexão interna, cada raio apresenta
ângulo de reflexão igual ao seu ângulo de
incidência, ambos medidos em relação à reta
normal no ponto de incidência.
3. Ao refratar na entrada da gota (ponto A na
figura), o violeta apresenta menor desvio,
significando que o índice de refração da água para
o violeta é menor que para o vermelho.
Sobre esse
afirmativas:
assunto,
avalie
as
seguintes
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeir
48 - (UFPR- 2010) Um professor de Física idealizou uma experiência para apresentar a lei de conservação
de energia e discutir as transformações de um tipo de energia em outro. A figura a seguir mostra o sistema
visto de cima, nas situações inicial e final. O movimento ocorre no plano horizontal e sem atrito. O professor
considerou duas pequenas esferas com massas m1 e m2 e cargas Q1 e Q2 de mesmo sinal, inicialmente fixas,
separadas por uma distância d1. A esfera 1 permanece fixa durante o experimento. Como as esferas têm
cargas de mesmo sinal, há uma força elétrica repulsiva entre elas. Assim, quando a esfera 2 é solta, ela
se afasta da esfera 1, movendo-se horizontalmente até colidir com um objeto em forma de U, que tem massa
desprezível e está situado inicialmente a uma distância d1 + d2 da esfera 1. O objeto possui um encaixe,
de modo que a esfera 2 permanece em contato com ele durante o movimento subsequente. A mola, de
constante elástica K e massa desprezível, é comprimida até que o objeto em forma de U e a esfera 2 parem.
Nesse instante, a mola está comprimida de uma distância d3. A aceleração da gravidade no local do
experimento tem módulo g.
a) Discorra sobre as formas de energia envolvidas nesse sistema e as transformações que ocorrem entre
elas.
b) Considerando Q1 = Q2 = Q, d1 = d3 = d, d2 = 2d e m1 = m2 = m, obtenha uma expressão algébrica
para o módulo da carga Q que deve ser colocada em cada esfera, em termos de K, d e ε0.
49 - (UFPR- 2010) A figura ao lado é a representação esquemática de um sistema óptico formado por duas
lentes convergentes, separadas por 50 cm. As distâncias focais das lentes 1 e 2 são, respectivamente, 10
cm e 15 cm. Utiliza-se um lápis com 4 cm de comprimento como objeto, o qual é posicionado a 15 cm da
lente 1. Com base nesses dados:
a) Determine a posição da imagem formada pelo sistema de lentes.
b) Determine o tamanho da imagem formada pelo sistema. Ela é direita ou invertida, em relação ao objeto?
Justifique sua resposta.
c) Empregando a representação de raios, faça um desenho em escala, mostrando a localização e o tamanho
da imagem formada pelo sistema. Utilize a escala 10 para 1, ou seja, cada 10 cm no sistema real
correspondem a 1 cm no seu desenho. (Cada quadrícula tem 0,5 cm de lado.)
50 - (UFPR- 2010) Uma força, cujo módulo F varia com o tempo t conforme o gráfico ao lado, atua sobre
um objeto de massa 10 kg. Nesse gráfico, valores negativos para F indicam uma inversão de sentido, em
relação àquele dos valores positivos. Com base nesses dados e considerando que em t = 0 o objeto está em
repouso, determine a sua velocidade depois de transcorridos 3 s.
51 - (UFPR- 2010) Um objeto esférico de massa 1,8 kg e densidade 4,0 g/cm³, ao ser completamente imerso
em um líquido, apresenta um peso aparente de 9,0 N. Considerando a aceleração da gravidade com módulo
igual a g, faça o que se pede:
a) Determine o valor da densidade desse líquido.
b) Indique qual princípio físico teve que ser utilizado, necessariamente, na resolução desse problema.
52 - (UFPR- 2010) Para melhor compreender um resultado experimental, quase sempre é conveniente a
construção de um gráfico com os dados obtidos. A tabela abaixo contém os dados da velocidade v de um
carrinho em movimento retilíneo, em diferentes instantes t, obtidos num experimento de mecânica.
a) Com os dados da tabela acima, faça um gráfico com t (s) representado no eixo x e v (m/s) representado
no eixo y. Utilize a região quadriculada abaixo. (Cada quadrícula tem 0,5 cm de lado.)
b) Com base no gráfico do item (a), descreva o movimento do carrinho.
53 - (UFPR- 2010) Num aparelho de um laboratório de física nuclear, um elétron e um próton estão
confinados numa região em que há um campo magnético uniforme. Ambos estão em movimento circular
uniforme e as linhas do campo magnético são perpendiculares ao plano da circunferência descrita pelas duas
partículas. Suponha que as duas partículas estão suficientemente separadas, de modo que uma não interfere
no movimento da outra. Considere que a massa do próton é 1830 vezes maior que a massa do elétron, e que
a velocidade escalar do elétron é 5 vezes maior que a velocidade escalar do próton.
a) Deduza uma expressão algébrica para a razão dos raios das circunferências descritas pelo próton e pelo
elétron.
b) Calcule o valor numérico dessa razão.
54 - (UFPR- 2010) Quatro blocos homogêneos e idênticos de massa m, comprimento L = 20 cm e espessura
E = 8 cm estão empilhados conforme mostra a figura ao lado. Considere que o eixo y coincide com a parede
localizada à esquerda dos blocos, que o eixo x coincide com a superfície horizontal sobre a qual os blocos
se encontram e que a intersecção desses eixos define a origem O. Com base nos dados da figura e do
enunciado, calcule as coordenadas X e Y da posição do centro de massa do conjunto de blocos.
55 - (UFPR- 2010) Uma montanhista utiliza em suas escaladas uma caneca com massa igual a 100 g e feita
de um material com calor específico de 910 J/(kg.ºC). Num certo momento, ela coloca 200 g de chá à
temperatura inicial de 80 ºC em sua caneca, que se encontra à temperatura ambiente de 10 ºC. Despreze
a troca de calor com o ambiente e considere que o calor específico do chá é igual ao da água, isto é, 1,0
cal/(g.ºC). Determine a temperatura do chá após o sistema ter atingido o equilíbrio térmico.
56 - (UFPR- 2010) Uma corrente composta por cinco elos está presa ao teto por meio de um barbante,
conforme mostra a figura ao lado. A massa de cada elo é de 200 g.
a) Faça um diagrama de forças para o terceiro elo, identificando cada uma das forças que atuam sobre ele.
b) Calcule o módulo de todas as forças que estão atuando nesse terceiro elo.
57 - (UFPR- 2010) A peça de uma máquina está presa a uma mola e executa um movimento harmônico simples,
oscilando em uma direção horizontal. O gráfico ao lado representa a posição x da peça em função do tempo
t, com a posição de equilíbrio em x = 0. Com base no gráfico, determine:
a) O período e a frequência do sistema peça-mola.
b) Os instantes em que a velocidade da peça é nula. Justifique a sua resposta.
c) Os instantes em que a aceleração da peça é máxima. Justifique a sua resposta.
58 - (UFPR- 2011) O gráfico ao lado representa
a velocidade de um veículo durante um passeio de
três horas, iniciado às 13h00. De acordo com o
gráfico, o percentual de tempo nesse passeio em
que o veículo esteve a uma velocidade igual ou
superior a 50 quilômetros por hora foi de:
a) 20%.
b) 25%.
c) 30%.
d) 45%.
e) 50%.
59 - (UFPR- 2011) Em 1914, o astrônomo
americano Vesto Slipher, analisando o espectro da
luz de várias galáxias, constatou que a grande
maioria delas estava se afastando da Via Láctea.
Em 1931, o astrônomo Edwin Hubble, fazendo um
estudo mais detalhado, comprovou os resultados
de Slipher e ainda chegou a uma relação entre a
distância (x) e a velocidade de afastamento ou
recessão (v) das galáxias em relação à Via Láctea,
isto é,
. Nessa relação, conhecida com a
Lei
de
Hubble,
H0
é
determinado
experimentalmente e igual a 75 km/(s.Mpc). Com
o auxílio dessas informações e supondo uma
velocidade constante para a recessão das
galáxias, é possível calcular a idade do Universo,
isto é, o tempo transcorrido desde o Big Bang
(Grande Explosão) até hoje. Considerando 1 pc =
3E16m, assinale a alternativa correta para a idade
do Universo em horas.
a) 6,25E17.
b) 3,75E16.
c) 2,40E18.
d) 6,66E15.
e) 1,11E14.
60 - (UFPR- 2011) No dia 20 de abril de 2010,
houve uma explosão numa plataforma petrolífera
da British Petroleum, no Golfo do México,
provocando o vazamento de petróleo que se
espalhou pelo litoral. O poço está localizado a
1500 m abaixo do nível do mar, o que dificultou os
trabalhos de reparação. Suponha a densidade da
água do mar com valor constante e igual a 1,02
g/cm³ e considere a pressão atmosférica igual a
1,00E5 Pa. Com base nesses dados, calcule a
pressão na profundidade em que se encontra o poço
e assinale a alternativa correta que fornece em
quantas vezes essa pressão é múltipla da pressão
atmosférica.
a) 15400.
b) 1540.
c) 154.
d) 15,4.
e) 1,54.
61 - (UFPR- 2011) No último campeonato mundial de
futebol, ocorrido na África do Sul, a bola utilizada
nas partidas, apelidada de Jabulani, foi alvo de
críticas por parte de jogadores e comentaristas.
Mas como a bola era a mesma em todos os jogos,
seus efeitos positivos e negativos afetaram todas
as seleções. Com relação ao movimento de bolas de
futebol em jogos, considere as seguintes
afirmativas:
1. Durante seu movimento no ar, após um chute
para o alto, uma bola está sob a ação de três
forças: a força peso, a força de atrito com o ar
e a força de impulso devido ao chute.
2. Em estádios localizados a grandes altitudes em
relação ao nível do mar, a atmosfera é mais
rarefeita, e uma bola, ao ser chutada, percorrerá
uma distância maior em comparação a um mesmo
chute no nível do mar.
3. Em dias chuvosos, ao atingir o gramado
encharcado, a bola tem sua velocidade aumentada.
4. Uma bola de futebol, ao ser chutada
obliquamente em relação ao solo, executa um
movimento aproximadamente parabólico, porém,
caso nessa região haja vácuo, ela descreverá um
movimento retilíneo.
e) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
62 - (UFPR- 2011) Um esporte muito popular em
paises do Hemisfério Norte é o “curling”, em que
pedras de granito polido são lançadas sobre uma
pista horizontal de gelo. Esse esporte lembra o
nosso popular jogo de bocha. Considere que um
jogador tenha arremessado uma dessas pedras de
modo que ela percorreu 45 m em linha reta antes
de parar, sem a intervenção de nenhum jogador.
Considerando que a massa da pedra é igual a 20 kg
e o coeficiente de atrito entre o gelo e o granito
é de 0,02, assinale a alternativa que dá a
estimativa correta para o tempo que a pedra leva
para parar.
a) Menos de 18 s.
b) Entre 18 s e 19 s.
c) Entre 20 s e 22 s.
d) Entre 23 s e 30 s.
e) Mais de 30 s.
63 - (UFPR- 2011) Uma fila de carros, igualmente
espaçados, de tamanhos e massas iguais faz a
travessia de uma ponte com velocidades iguais e
constantes, conforme mostra a figura abaixo.
Cada vez que um carro entra na ponte, o impacto
de seu peso provoca nela uma perturbação em
forma de um pulso de onda. Esse pulso se propaga
com velocidade de módulo 10 m/s no sentido de A
para B. Como resultado, a ponte oscila, formando
uma onda estacionária com 3 ventres e 4 nós.
Considerando que o fluxo de carros produza na
ponte uma oscilação de 1 Hz, assinale a alternativa
correta para o comprimento da ponte.
a) 10 m.
b) 15 m.
c) 20 m.
d) 30 m.
e) 45 m.
64 - (UFPR- 2011) Um pesquisador produziu um novo
material e, para investigar possíveis aplicações
tecnológicas, estudou o comportamento elétrico de
um objeto cilíndrico feito com esse material.
Aplicaram-se diversos valores de diferenças de
potencial ΔV a esse objeto e mediu-se a corrente
elétrica i que circulou por ele. Foi obtido então o
gráfico ao lado: Com base nesse gráfico, considere
as seguintes afirmativas:
1. O objeto apresenta comportamento ôhmico
apenas para diferenças de potencial entre 0 V e 1
V.
2. Quando submetido a uma diferença de potencial
de 4 V, a resistência elétrica do objeto vale R =
20Ω.
3. Para diferenças de potencial entre 1 V e 3 V,
a resistência elétrica do objeto é constante.
4. Quando aplicada uma diferença de potencial de
2 V, a potência elétrica dissipada pelo objeto é
igual a 1 W.
a) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
65 - (UFPR- 2011) Capacitores são dispositivos
que podem armazenar energia quando há um campo
elétrico em seu interior, o qual é produzido por
cargas elétricas depositadas em suas placas. O
circuito ao lado é formado por um capacitor C de
capacitância 2 μF e por duas fontes de fem,
consideradas ideais, com ε1 = 10 V e ε2 = 15 V.
Assinale a alternativa correta para a energia
elétrica armazenada no capacitor C.
a) 625 E-6J.
b) 225 E-6J J.
c) 25 E-6J J.
d) 50 E-6J -6 J.
e) 75 E-6J J.
66 - (UFPR- 2011) Na segunda década do século
XIX, Hans Christian Oersted demonstrou que um
fio percorrido por uma corrente elétrica era capaz
de causar uma perturbação na agulha de uma
bússola. Mais tarde, André Marie Ampère obteve
uma relação matemática para a intensidade do
campo magnético produzido por uma corrente
elétrica que circula em um fio condutor retilíneo.
Ele mostrou que a intensidade do campo magnético
depende da intensidade da corrente elétrica e da
distância ao fio condutor. Com relação a esse
fenômeno, assinale a alternativa correta.
a) As linhas do campo magnético estão orientadas
paralelamente ao fio condutor.
b) O sentido das linhas de campo magnético
independe do sentido da corrente.
c) Se a distância do ponto de observação ao fio
condutor for diminuída pela metade, a intensidade
do campo magnético será reduzida pela metade.
d) Se a intensidade da corrente elétrica for
duplicada, a intensidade do campo magnético
também será duplicada.
e) No Sistema Internacional de unidades (S.I.), a
intensidade de campo magnético é A/m.
67 - (UFPR- 2011) Ao incidir sobre um prisma de
vidro, um feixe de luz branca é decomposto em
várias cores. Esse fenômeno acontece porque as
ondas
eletromagnéticas
de
diferentes
comprimentos de onda se propagam no vidro com
diferentes velocidades, de modo que o índice de
refração n tem valor diferente para cada
comprimento de onda. O estudo das propriedades
óticas de um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao
lado para o índice de refração em função do
comprimento de onda l da luz. Suponha a
velocidade da luz no vácuo igual a 3E8 m/s. Com
base nos conceitos de ótica e nas informações do
gráfico, assinale a alternativa correta.
a) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e
550 nm se propaga no vidro com velocidades de
mesmo módulo.
b) A frequência da luz com comprimento de onda
600 nm é de 3,6E8 Hz.
c) O maior índice de refração corresponde à luz com
menor frequência.
d) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm
tem uma velocidade, em módulo, de 2,5E8 m/s.
e) O menor índice de refração corresponde à luz
com menor velocidade de propagação no vidro.
68 - (UFPR- 2011) Na cobrança de uma falta durante uma partida de futebol, a bola, antes do chute, está
a uma distância horizontal de 27 m da linha do gol. Após o chute, ao cruzar a linha do gol, a bola passou
a uma altura de 1,35 m do chão quando estava em movimento descendente, e levou 0,9 s neste movimento.
Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s².
a) Calcule o módulo da velocidade na direção vertical no instante em que a bola foi chutada.
b) Calcule o ângulo, em relação ao chão, da força que o jogador imprimiu sobre a bola pelo seu chute.
c) Calcule a altura máxima atingida pela bola em relação ao solo.
69 - (UFPR- 2011) O trecho da BR 277 que liga Curitiba a Paranaguá tem sido muito utilizado pelos ciclistas
curitibanos para seus treinos. Considere que um ciclista, antes de sair de Curitiba, calibrou os pneus de sua
bicicleta com pressão de 30 libras por polegada ao quadrado (lb/pol²), a uma temperatura inicial de 20 ºC.
Ao terminar de descer a serra, ele mediu a pressão dos pneus e constatou que ela subiu para 35 libras por
polegada ao quadrado. Considerando que não houve variação do volume dos pneus, calcule o valor da
temperatura dos pneus dessa bicicleta nesse instante.
70 - (UFPR- 2011) A humanidade usa a energia dos ventos desde a antiguidade, através do uso de barcos
a vela e moinhos de vento para moer grãos ou bombear água. Atualmente, a preocupação com o meio
ambiente, a necessidade de energias limpas e renováveis e o desenvolvimento da tecnologia fizeram com que
a energia eólica despertasse muito interesse, sendo considerada como parte da matriz energética de muitos
países. Nesse caso, a energia cinética dos ventos é convertida em energia de movimentação das pás de uma
turbina que está acoplada a um gerador elétrico. A partir da rotação da turbina a conversão de energia é
semelhante à das usinas hidroelétricas. Considere uma turbina que gera a potência de 2MW e cujo rotor
gira com velocidade constante de 60 rpm.
a) Considerando que cada pá da turbina tem um comprimento de 30 m, calcule o módulo da velocidade
tangencial de um ponto na extremidade externa da pá.
b) Calcule o módulo aceleração centrípeta desse ponto.
c) Se a energia gerada pela turbina for armazenada numa bateria, determine a energia armazenada em duas
horas de funcionamento.
71 - (UFPR- 2011) Considere a seguinte experiência: coloca-se, por um longo período de tempo, dois objetos
de massas diferentes em contato entre si, de modo que suas temperaturas fiquem iguais. Em seguida, os
objetos são separados e cada um deles é aquecido, de modo a receber uma mesma quantidade de calor Q.
A temperatura final dos dois objetos será a mesma? Justifique a sua resposta.
72 - (UFPR- 2011) O fenômeno da refração da luz está associado com situações corriqueiras de nossa vida.
Uma dessas situações envolve a colocação de uma colher em um copo com água, de modo que a colher parece
estar “quebrada” na região da superfície da água. Para demonstrar experimentalmente a refração, um
estudante propôs uma montagem, conforme figura abaixo. Uma fonte de luz monocromática F situada no ar
emite feixe de luz com raios paralelos que incide na superfície de um líquido de índice de refração n2.
Considere o índice de refração do ar igual a n1. O ângulo de incidência é a1, e o de refração é a2. Por causa
da refração, a luz atinge o fundo do recipiente no ponto P e não no ponto Q, que seria atingido se a luz
se propagasse sem que houvesse refração.
a) Mostre que as distâncias a e b na figura valem, respectivamente.
b) Obtenha a distância D de separação entre os pontos P e Q se
sabendo que
decimais.
√
e
,
√
,
, L = 2 3 cm,
. Sugere-se trabalhar com frações e raízes, e não com números
73 - (UFPR- 2011) Uma das maneiras de gerar correntes elétricas é transformar energia mecânica em
energia elétrica através de um gerador elétrico. Em uma situação simplificada, dispõe-se de ímãs para
produzir o campo magnético e de uma bobina formada por 10 espiras circulares com 10 cm de diâmetro
montados conforme a figura a seguir. A bobina está presa a um eixo que passa pelo seu diâmetro e gira com
velocidade constante de 2 rotações por segundo. A bobina possui dois terminais que permitem o
aproveitamento da energia elétrica gerada. Num dado instante, as linhas do campo magnético atravessam
perpendicularmente o plano das espiras e o fluxo magnético é máximo; após a bobina girar 90° em torno
do eixo, esse fluxo é zero. Considere que na região da bobina o campo magnético é uniforme, com módulo
igual a 0,01 T e orientado conforme indicado na figura. Determine a força eletromotriz média induzida na
bobina ao girar 90° a partir da situação de máximo fluxo.
74 - (UFPR- 2011) Sabemos que pessoas com hipermetropia e pessoas com miopia precisam utilizar lentes
de contato ou óculos para enxergar corretamente. Explique o que é cada um desses problemas da visão e
responda que tipo de lente deve ser utilizada para se fazer cada correção.
75 - (UFPR- 2011) A figura ao lado mostra um circuito formado por uma fonte de força eletromotriz e cinco
resistores. São dados: ε = 36 V, R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 2 Ω, R4 = 4 Ω e R5 = 2 Ω. Com base nessas
informações determine:
a) A corrente elétrica que passa em cada um dos resistores.
b) A resistência equivalente do circuito formado pelos resistores R1 a R5.
76 - (UFPR- 2011) Uma experiência interessante, que permite determinar a velocidade ⃗ com em que
partículas elementares se movem, consiste em utilizar um campo magnético ⃗⃗ em combinação com um campo
elétrico ⃗ . Uma partícula elementar com carga Q negativa move-se com velocidade ⃗ paralelamente ao
plano do papel (referencial inercial) e entra em uma região onde há um campo magnético ⃗⃗ uniforme,
constante e orientado para dentro do plano do papel, como mostra a figura. Ao se deslocar na região do
campo magnético, a partícula fica sujeita a uma força magnética
.
a) Obtenha uma expressão literal para o módulo de
indicada da partícula.
e represente na figura o vetor
para a posição
b) Dispõe-se de um sistema que pode gerar um campo elétrico ⃗ uniforme, constante e paralelo ao plano
do papel, que produz uma força elétrica ⃗⃗⃗⃗⃗ sobre a partícula. Represente na figura o vetor ⃗ necessário
para que a partícula de carga Q mova-se em movimento retilíneo uniforme. Em seguida, obtenha uma
expressão literal para o módulo da velocidade ⃗ da partícula quando ela executa esse movimento, em função
das grandezas apresentadas no enunciado.
77 - (UFPR- 2011) Com o objetivo de analisar a deformação de uma mola, solta-se, a partir do repouso
e de uma certa altura, uma esfera de massa m = 0,1 kg sobre essa mola, de constante elástica k = 200
N/m, posicionada em pé sobre uma superfície. A deformação máxima causada na mola pela queda da esfera
foi 10 cm. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e despreze a massa da mola e o atrito com
o ar.
a) Determine o módulo e a orientação das forças que atuam sobre a esfera no instante de máxima deformação
da mola.
b) Determine o módulo e a orientação da força resultante sobre a esfera no instante de máxima deformação
da mola.
c) Determine o módulo e o sentido da máxima aceleração sofrida pela esfera.
d) Determine a força normal exercida pelo solo sobre a mola no instante de sua máxima deformação.
78 - (UFPR- 2012) A unidade de uma grandeza
física pode ser escrita como
. Considerando
que essa unidade foi escrita em termos das
unidades fundamentais do SI, assinale a
alternativa correta para o nome dessa grandeza.
a) Resistência elétrica.
b) Potencial elétrico.
c) Fluxo magnético.
d) Campo elétrico.
e) Energia elétrica.
79 - (UFPR- 2012) Três blocos de massas m1, m2
e m3, respectivamente, estão unidos por cordas de
massa desprezível, conforme mostrado na figura.
O sistema encontra-se em equilíbrio estático.
Considere que não há atrito no movimento da
roldana e que o bloco de massa m1 está sobre uma
superfície horizontal. Assinale a alternativa que
apresenta corretamente (em função de m1 e m3)
o coeficiente de atrito estático entre o bloco de
massa m1 e a superfície em que ele está apoiado.
minuto que ele impõe aos pedais durante esse
movimento. Nesta questão, considere π = 3.
a) 0,25 rpm.
b) 2,50 rpm.
c) 5,00 rpm.
d) 25,0 rpm.
e) 50,0 rpm.
80 - (UFPR- 2012) Um reservatório contém um
líquido de densidade ρL = 0,8 g/Cm³. Flutuando em
equilíbrio hidrostático nesse líquido, há um cilindro
com área da base de 400 cm² e altura de 12 cm.
Observa-se que as bases desse cilindro estão
paralelas à superfície do líquido e que somente 1/4
da altura desse cilindro encontra-se acima da
superfície. Considerando g = 10 m/s2, assinale a
alternativa que apresenta corretamente a
densidade do material desse cilindro.
a) 0,24 g/cm³.
b) 0,80 g/cm³.
c) 0,48 g/cm³.
d) 0,60 g/cm³.
e) 0,12 g/cm³.
81 - (UFPR- 2012) Um ciclista movimenta-se com
sua bicicleta em linha reta a uma velocidade
constante de 18 km/h. O pneu, devidamente
montado na roda, possui diâmetro igual a 70 cm.
No centro da roda traseira, presa ao eixo, há uma
roda dentada de diâmetro 7,0 cm. Junto ao pedal
e preso ao seu eixo há outra roda dentada de
diâmetro 20 cm. As duas rodas dentadas estão
unidas por uma corrente, conforme mostra a
figura. Não há deslizamento entre a corrente e as
rodas dentadas.
Supondo que o ciclista imprima aos pedais um
movimento
circular
uniforme,
assinale
a
alternativa correta para o número de voltas por
82 - (UFPR- 2012) Uma cerca elétrica foi
instalada em um muro onde existe um buraco de
forma cilíndrica e fechado na base, conforme
representado na figura. Os fios condutores da
cerca elétrica estão fixos em ambas as
extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N.
Cada fio tem comprimento igual a 2,0 m e massa
de 0,001 kg. Certo dia, alguém tocou no fio da
cerca mais próximo do muro e esse fio ficou
oscilando em sua frequência fundamental. Essa
situação fez com que a coluna de ar no buraco, por
ressonância, vibrasse na mesma frequência do fio
condutor. As paredes do buraco têm um
revestimento adequado, de modo que ele age como
um tubo sonoro fechado na base e aberto no topo.
Considerando que a velocidade do som no ar seja
de 330 m/s e que o ar no buraco oscile no modo
fundamental, assinale a alternativa que apresenta
corretamente a profundidade do buraco.
a) 0,525 m.
b) 0,650 m.
c) 0,825 m.
d) 1,250 m.
e) 1,500 m.
83 - (UFPR- 2012) Segundo a teoria cinética, um
gás é constituído por moléculas que se movimentam
desordenadamente no espaço do reservatório onde
o gás está armazenado. As colisões das moléculas
entre si e com as paredes do reservatório são
perfeitamente elásticas. Entre duas colisões
sucessivas, as moléculas descrevem um MRU. A
energia cinética de translação das moléculas é
diretamente proporcional à temperatura do gás.
Com base nessas informações, considere as
a) 2,0E4m/s.
b) 4,0E4 m/s.
c) 8,0E4 m/s.
d) 1,6E5 m/s.
e) 3,2E5 m/s.
85 - (UFPR- 2012) Um engenheiro eletricista, ao
projetar a instalação elétrica de uma edificação,
deve levar em conta vários fatores, de modo a
garantir principalmente a segurança dos futuros
usuários. Considerando um trecho da fiação, com
determinado comprimento, que irá alimentar um
conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes
afirmativas:
1. As moléculas se deslocam todas em trajetórias
paralelas entre si.
2. Ao colidir com as paredes do reservatório, a
energia cinética das moléculas é conservada.
3. A velocidade de deslocamento das moléculas
aumenta se a temperatura do gás for aumentada.
1. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será
a sua resistência elétrica.
2. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será
a perda de energia em forma de calor.
3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será
a sua resistividade.
84 - (UFPR- 2012) Um próton movimenta-se em
linha reta paralelamente às linhas de força de um
campo elétrico uniforme, conforme mostrado na
figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente
sob ação da força elétrica, ele percorre uma
distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os
pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial ΔV
igual a 32 V. Considerando a massa do próton igual
a 1,6E-27 kg e sua carga igual a 1,6E-19 C,
assinale a alternativa que apresenta corretamente
a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.
86 - (UFPR- 2012) Um datiloscopista munido de
uma lupa analisa uma impressão digital. Sua lupa é
constituída por uma lente convergente com
distância focal de 10 cm. Ao utilizá-la, ele vê a
imagem virtual da impressão digital aumentada de
10 vezes em relação ao tamanho real. Com base
nesses dados, assinale a alternativa correta para
a distância que separa a lupa da impressão digital.
a) 9,0 cm.
b) 20,0 cm.
c) 10,0 cm.
d) 15,0 cm.
e) 5,0 cm.
87 - (UFPR- 2013) Uma pessoa P de 75 kg, representada na figura, sobe por uma escada de 5 m de
comprimento e 25 kg de massa, que está apoiada em uma parede vertical lisa. A escada foi imprudentemente
apoiada na parede, formando com esta um ângulo de 60º. O coeficiente de atrito estático entre a sua base
e o piso é 0,70 e o centro de gravidade da escada encontra-se a 1/3 do seu comprimento, medido a partir
da sua base, que está representada pelo ponto O na figura. Despreze o atrito entre a parede e a escada
e considere esta como um objeto unidirecional.
a) Reproduza na folha de respostas o desenho da escada apenas, e represente todas as forças que estão
atuando sobre ela, nomeando-as e indicando o seu significado.
b) Determine a distância máxima x que essa pessoa poderá subir sem que a escada deslize.
88 - (UFPR- 2013) Em uma caminhada por um parque, uma pessoa, após percorrer 1 km a partir de um ponto
inicial de uma pista e mantendo uma velocidade constante de 5 km/h, cruza com outra pessoa que segue em
sentido contrário e com velocidade constante de 4 km/h. A pista forma um trajeto fechado com percurso
total de 3 km. Calcule quanto tempo levará para as duas pessoas se encontrarem na próxima vez.
89 - (UFPR- 2013) Recentemente, foi publicada em um jornal a seguinte ocorrência: um homem pegou uma
sacola plástica de supermercado, encheu com um litro de água e abandonou-a do oitavo andar de um prédio.
A sacola caiu sobre um automóvel que estava estacionado no nível da rua. Admitindo que cada andar do prédio
tenha uma altura de 2,5 m e que a sacola de água tenha sido freada pelo capô do carro em aproximadamente
0,01 s, calcule o módulo da força normal média de frenagem exercida pelo capô sobre a sacola. Despreze
a resistência do ar, o peso da sacola vazia e correções referentes ao tamanho do carro e ao fato de a sacola
não se comportar exatamente como um corpo rígido.
90 - (UFPR- 2013) É cada vez mais frequente encontrar residências equipadas com painéis coletores de
energia solar. Em uma residência foram instalados 10 m2 de painéis com eficiência de 50%. Supondo que
em determinado dia a temperatura inicial da água seja de 18 ºC, que se queira aquecê-la até a temperatura
de 58 ºC e que nesse local a energia solar média incidente seja de 120 W/m², calcule o volume de água
que pode ser aquecido em uma hora.
91 - (UFPR- 2013) Uma pessoa de 80 kg, após comer um sanduíche com 600 kcal de valor alimentício numa
lanchonete, decide voltar ao seu local de trabalho, que fica a 105 m acima do piso da lanchonete, subindo
pelas escadas. Calcule qual porcentagem da energia ganha com o sanduíche será gasta durante essa subida.
92 - (UFPR- 2013) Um instrumento musical de cordas possui cordas metálicas de comprimento L. Uma das
cordas possui diâmetro d, densidade ρ e, quando sujeita a uma tensão T, vibra com uma frequência
fundamental de 420 Hz. Suponha que um músico troque essa corda por outra de mesmo material e
comprimento, mas com a metade do diâmetro da corda original. Considere que as cordas estão fixas nas suas
extremidades. Faça o que se pede, justificando suas respostas.
a) Encontre a expressão para a velocidade de propagação da onda na corda em função das grandezas T, d e ρ.
b) Determine a velocidade da onda na nova corda, quando sujeita a uma tensão quatro vezes superior à primeira,
em função da velocidade na corda original.
c) Calcule a frequência fundamental nessa nova situação
93 - (UFPR- 2013) Em 1820, Hans Cristian Oersted aproximou de uma bússola um fio condutor percorrido
por uma corrente elétrica e não observou qualquer alteração na direção da agulha dessa bússola. Mais tarde,
ao refazer o experimento, porém agora com o fio condutor posicionado em outra direção, ele constatou que
ocorria uma alteração na direção da agulha da bússola. Essa experiência histórica fez a conexão entre a
eletricidade e o magnetismo, criando o que nós conhecemos hoje por eletromagnetismo. Suponha uma bússola
posicionada sobre esta folha de papel com sua agulha apontando para a parte superior da folha, o que
corresponde à direção norte.
Utilizando a figura a seguir, desenhe a direção em que deverá ser posicionado o fio condutor, passando
exatamente sobre o centro da bússola, para que se obtenha o maior desvio possível da sua agulha. Escolha
um sentido para a corrente no fio, marcando-o com uma seta na figura. Indique na figura para qual lado
ocorrerá esse desvio, se para leste ou para oeste, de modo compatível com o sentido da corrente escolhido.
Justifique suas respostas.
94 - (UFPR- 2013) Considerando que todos os capacitores da associação mostrada na figura ao lado têm
uma capacitância igual a C, determine a capacitância do capacitor equivalente entre os terminais A e B.
Apresente a resolução.
95 - (UFPR- 2013) A investigação científica na área de física de partículas elementares ganhou
recentemente um poderoso aliado, o Grande Colisor de Hádrons. Nesse laboratório serão realizadas diversas
experiências com o objetivo de verificar a existência de novas partículas elementares, além de determinar
com maior precisão propriedades físicas importantes de partículas já conhecidas. Uma experiência
relativamente simples feita nesse laboratório consiste em utilizar um equipamento chamado de câmara de
neblina. Nessa câmara há um vapor supersaturado, e quando partículas passam por ele ocorre a condensação
do vapor de água na forma de bolhas, que mostram então as trajetórias descritas pelas partículas.
Aplicando-se um campo magnético B no local, é possível determinar grandezas relevantes, como carga ou
massa das partículas. Uma dessas experiências é ilustrada na figura ao lado. Uma partícula de carga elétrica
Q desconhecida entra numa câmara de neblina com uma velocidade inicial v horizontal e no plano da página.
O campo magnético B é uniforme, perpendicular ao plano da página e está entrando nesta. Essa partícula
fica sujeita ao campo B e move-se em MRU até um certo instante em que ela sofre um decaimento radioativo,
transformando-se em duas partículas, de massas ma e mb, cargas Qa e Qb, que descrevem as trajetórias
circulares de raios Ra e Rb mostradas na figura. As duas partículas iniciam o movimento circular com a mesma
velocidade v da partícula original e esse decaimento segue a lei de conservação das cargas.
a) Determine o sinal da carga Q da partícula que entrou no campo magnético, justificando a resposta.
b) Determine os sinais das cargas das partículas que descrevem as trajetórias circulares de raios Ra e Rb, e a
relação entre as cargas Qa e Qb, justificando as respostas.
96 - (UFPR- 2013) Um estudante possui uma lente convergente cujos raios de curvatura de ambas as
superfícies são iguais a 30 cm. Ele determinou experimentalmente a distância focal da lente no ar e obteve
o valor de 10 cm. Com essas informações, é possível determinar o índice de refração da lente e assim saber
de qual material ela foi feita.
a) Com base nessas informações, calcule o índice de refração da lente.
b) Se o estudante determinasse a distância focal com a lente imersa na água, ele obteria o mesmo valor descrito
no enunciado? Justifique a sua resposta.
97 - (UFPR- 2013) No gráfico ao lado cada ponto
indica o módulo da velocidade instantânea de um atleta
medida ao final de cada quilômetro percorrido em uma
maratona de 10 km. Com base nas informações
contidas nesse gráfico e considerando que o atleta
partiu do repouso, analise as seguintes afirmativas:
98 - (UFPR- 2013) Dois satélites, denominados de SA
e SB, estão orbitando um planeta P. Os dois satélites
são esféricos e possuem tamanhos e massas iguais. O
satélite SB possui uma órbita perfeitamente circular e o
satélite SA uma órbita elíptica, conforme mostra a figura
ao lado.
1. O movimento do atleta é uniformemente acelerado
nos primeiros 3 km.
2. Entre os quilômetros 4 e 5, o atleta pode ter se
deslocado com velocidade constante.
3. As informações são insuficientes para calcular o
tempo que o atleta levou para percorrer os 10 km.
Em relação ao movimento desses dois satélites, ao
longo de suas respectivas órbitas, considere as
1. Os módulos da força gravitacional entre o satélite S A
e o planeta P e entre o satélite SB e o planeta P são
constantes.
2. A energia potencial gravitacional entre o satélite SA e
o satélite SB é variável.
3. A energia cinética e a velocidade angular são
constantes para ambos os satélites.
99 - (UFPR- 2013) Segundo o documento atual da
FIFA “Regras do Jogo”, no qual estão estabelecidos os
parâmetros oficiais aos quais devem atender o campo,
os equipamentos e os acessórios para a prática do
futebol, a bola oficial deve ter pressão entre 0,6 e 1,1
atm ao nível do mar, peso entre 410 e 450 g e
circunferência entre 68 e 70 cm. Um dia antes de uma
partida oficial de futebol, quando a temperatura era de
32 ºC, cinco bolas, identificadas pelas letras A, B, C, D e
E, de mesma marca e novas foram calibradas conforme
mostrado na tabela ao lado:
No dia seguinte e na hora do jogo, as cinco bolas foram
levadas para o campo. Considerando que a
temperatura ambiente na hora do jogo era de 13 ºC e
supondo que o volume e a circunferência das bolas
tenham se mantido constantes, assinale a alternativa
que apresenta corretamente as bolas que atendem ao
documento da FIFA para a realização do jogo.
a) A e E apenas.
b) B e D apenas.
c) A, D e E apenas.
d) B, C, D e E apenas.
e) A, B, C, D e E.
100 - (UFPR- 2013) O gráfico ao lado, obtido
experimentalmente, mostra a curva de aquecimento
que relaciona a temperatura de uma certa massa de um
líquido em função da quantidade de calor a ele
fornecido.
Sabemos que, por meio de gráficos desse tipo, é possível obter
os valores do calor específico e do calor latente das substâncias
estudadas. Assinale a alternativa que fornece corretamente o
intervalo em que se pode obter o valor do calor latente de
vaporização desse líquido.
a) AB.
b) BD.
c) DE.
d) CD.
e) EF.
101 - (UFPR- 2013) Uma partícula com carga elétrica
positiva qA e massa mA aproxima-se de uma outra
partícula com carga positiva qB e massa mB,
descrevendo a trajetória mostrada na figura ao lado em
linha tracejada. A partícula B tem massa muito maior
que a partícula A e permanece em repouso, em relação
a um referencial inercial, durante a passagem da
partícula A. Na posição inicial , a partícula A possui
velocidade instantânea de módulo vi, e na posição final
sua velocidade tem módulo vf. A única força relevante
nesse sistema é a força elétrica entre as partículas A e
B, de modo que as demais forças podem ser
desprezadas. Considerando que k = 1/4πε0 , assinale a
alternativa que fornece a expressão correta para a
massa da partícula A em termos de todas as grandezas
conhecidas.
102 - (UFPR- 2013) Devido ao seu baixo consumo
de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas
de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram
espaço na última década como alternativa econômica
em muitas situações práticas. Vamos supor que a
prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das
lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos
os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os
semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de
100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas
consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob
uma tensão de alimentação de 120 V. Supondo que
existam 10.000 luzes vermelhas, que elas permaneçam
acesas por um tempo total de 10 h ao longo de cada dia
e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba
seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada
apenas à troca das lâmpadas convencionais por
lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria
de:
a) R$ 1,650E3.
b) R$ 1,606E6.
c) R$ 3,212E6.
d) R$ 1,55E7.
e) R$ 3,06E7.
103 - (UFPR- 2013) A indústria eletrônica busca
produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades
elétricas adequadas para as mais diversas aplicações.
O gráfico ao lado ilustra o comportamento elétrico de
três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma
tensão de operação V entre seus terminais, de modo
que por eles circula uma corrente i.
Com base na figura ao lado, assinale a alternativa
correta.
a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de -30 a +30 V e
sua resistência vale 0,2 kΩ.
b) O dispositivo D2 é ôhmico na faixa de -20 a +20 V e sua
resistência vale 6 kΩ.
c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de -10 a +10 V e sua
resistência vale 0,5 kΩ.
d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de -30 a +30 V e sua
resistência vale 6 kΩ.
e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de -10 a +10 V e
sua resistência vale 0,5 kΩ.
104 - (UFPR- 2013) Um objeto movimenta-se com
velocidade constante ao longo do eixo óptico de uma
lente delgada positiva de distância focal f = 10 cm. Num
intervalo de 1 s, o objeto se aproxima da lente, indo da
posição 30 cm para 20 cm em relação ao centro óptico
da lente. v0 e vi são as velocidades médias do objeto e
da imagem, respectivamente, medidas em relação ao
centro óptico da lente. Desprezando-se o tempo de
propagação dos raios de luz, é correto concluir que o
módulo da razão v0/vi é:
a) 2/3.
b) 3/2.
c) 1
d) 3
e) 2.
105 - (UFPR- 2013) Ao ser emitida por uma fonte,
uma luz monocromática, cujo comprimento de onda
no ar é λ0, incide no olho de uma pessoa. A luz faz
o seguinte percurso até atingir a retina: ar –
córnea – humor aquoso – cristalino – humor vítreo.
Considerando que o índice de refração do ar é n0
= 1,00, da córnea é n1 = 1,38, do humor aquoso
é n2 = 1,33, do cristalino é n3 = 1,40 e do humor
vítreo é n4 = 1,34 e que λ1, λ2, λ3 e λ4 são os
comprimentos de onda da luz na córnea, no humor
aquoso, no cristalino e no humor vítreo,
respectivamente, assinale a alternativa correta.
a) λ1 < λ0.
b) λ2 < λ1.
c) λ3 > λ2.
d) λ4 < λ3.
e) λ4 > λ0.
106 - (UFPR- 2013) Um indivíduo situado em Porto
Alegre (RS) observou, através de uma bússola, que no
inverno a direção do nascer do sol não coincidia com a
direção leste da mesma, mas sim com a direção
nordeste. A respeito do assunto, identifique as
afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) No inverno, a direção do sol nascente não coincide
com o leste geográfico.
( ) Bússolas são sensíveis a campos magnéticos locais,
que desviam as direções, sendo este o fator que
justifica a divergência entre a direção apontada por elas
e a do nascer do sol.
( ) Por se tratar de equipamento de baixa precisão, as
bússolas não devem ser utilizadas para determinar
direções.
( ) Em geral, o leste geográfico diverge do leste
magnético apontado pela bússola.
correta, de cima para baixo.
a) F – V – V – F.
b) V – F – V – F.
c) F – F – V – V.
d) V – V – F – F.
e) V – F – F – V.
107 - (UFPR- 2012) Um míssil é lançado verticalmente do solo, partindo do repouso, e se desloca com uma
aceleração constante de 50 m/s2. Após um intervalo de tempo, ele atinge um avião espião localizado a uma
altitude de 10 km em relação ao solo e exatamente acima do ponto de seu lançamento. Supondo que o avião
estivesse se movimentando em linha reta e com velocidade constante de 720 km/h, determine a que distância
horizontal encontrava-se o avião no instante em que o míssil foi lançado.
108 - (UFPR- 2012) Um skatista desce até o final de uma rampa inclinada de 30º em relação à horizontal.
Ao final dessa rampa há uma outra, com inclinação de 45º em relação à horizontal pela qual o skatista agora
sobe. Considerando que o skatista partiu do repouso e que a distância do ponto de partida até o final da
primeira rampa é de 30 m, calcule a distância percorrida pelo skatista na segunda rampa até atingir o
repouso. Suponha desprezíveis todas as forças dissipativas.
109 - (UFPR- 2012) Um motorista está dirigindo seu ônibus em uma rodovia a uma velocidade constante de
90 km/h. Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a estrada é de 0,5, calcule a
distância mínima para ele parar completamente o ônibus. Considere a aceleração da gravidade igual a 10
m/s².
110 - (UFPR- 2012) Dois satélites artificiais A e B movimentam-se em órbitas circulares ao redor da Terra.
Sabe-se que o satélite B está quatro vezes mais longe do centro da Terra do que o satélite A e que o período
de revolução do satélite A é de 30 dias. Com esses dados, determine o período de revolução do satélite B.
111 - (UFPR- 2012) Em um dia de muito calor, o freguês de um restaurante pediu uma garrafa de água
mineral e um copo com gelo. No copo vieram três cubos de gelo, cada um com massa de 20 g. Nesse copo,
o freguês colocou 300 ml de água mineral, cuja temperatura inicial era de 20 ºC. Após o gelo fundir-se
completamente, verificou-se que a água estava a uma temperatura de 1 ºC. Desprezando a capacidade
térmica do copo, calcule a temperatura inicial dos cubos de gelo.
112 - (UFPR- 2012) Para tirar fotografias da vida marinha, um mergulhador utiliza um reservatório de ar
comprimido com volume de 20 litros, preso às suas costas durante seu trabalho abaixo da superfície do mar.
Quando está cheio, a pressão do ar comprimido no interior desse reservatório é igual a
. Considere
a temperatura do ar no interior do reservatório igual à temperatura externa, e a pressão atmosférica igual
a
. Calcule o volume de ar, à pressão atmosférica, que está armazenado nesse reservatório.
113 - (UFPR- 2012) Em um show de rock ao ar livre em um estádio de futebol, a intensidade do som da
bateria que chega a um fã postado frontalmente a 20 m da bateria, é de
. Supondo que nesse
instante não há correntes de ar no estádio, calcule a intensidade desse mesmo som na posição de um fã que
está em frente ao palco, a uma distância de 50 m da bateria.
114 - (UFPR- 2012) Três prótons estão fixos nos vértices de um triângulo equilátero. Considerando a
representação e a adição de vetores, construa, qualitativamente, o campo elétrico resultante nos pontos
A e B indicados na figura. O ponto que está dentro do triângulo encontra-se no seu baricentro. Estabeleça
uma escala de modo que o comprimento de cada vetor seja proporcional ao seu módulo (intensidade do campo
elétrico).
115 - (UFPR- 2012) Considere um dispositivo que consiste de um catodo e um anodo separados por uma certa
distância e inseridos em um meio onde há vácuo. Por um processo não descrito aqui, faz-se com que o catodo
emita elétrons. Aplica-se uma diferença de potencial de 300 V entre o catodo e o anodo, que faz com que
os elétrons se movimentem em direção ao anodo. Considere agora que um desses elétrons parta do repouso
e, com movimento uniformemente variado, atinja o anodo. Sendo a carga do elétron igual a 1,6E-19 C e
sua massa igual a 9,1E-31 kg, calcule a velocidade com que o elétron chega ao anodo.
116 - (UFPR- 2012) Um estudante munido de uma pequena câmara escura projeta a imagem da Lua Cheia
no fundo dessa câmara. Na parte frontal há uma abertura, suficiente para a passagem da luz. O fundo
encontra-se a 200 mm dessa abertura e é feito de papel vegetal, de modo que a imagem da Lua projetada
possa ser vista do lado de fora da câmara. Sabe-se que o diâmetro real da Lua é igual a 3,5E6m e que a
sua distância até a superfície da Terra é de 3,8E8 m.
a) Faça um esquema representando a situação descrita no enunciado.
b) Calcule o diâmetro da Lua projetada no fundo da câmara. Justifique o procedimento do cálculo com base
no esquema feito no item (a).
117 - (UFPR- 2014) - No circuito esquematizado
abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma
energia elétrica de 125 µJ. As fontes de força
eletromotriz são consideradas ideais e de valores
E1 = 10 V e
E2 = 5 V. Assinale a alternativa
correta para a capacitância C
do capacitor
utilizado.
a) 10 µF.
b) 1 µF.
c) 25 µF.
d) 12,5 µF.
e) 50 µF.
118 - (UFPR- 2014) Um avião voa numa trajetória
retilínea e horizontal próximo à superfície da
Terra. No interior da aeronave, uma maleta está
apoiada no chão. O coeficiente de atrito estático
entre a maleta e o chão do avião é μ e a aceleração
da gravidade no local do voo é g. Considerando esta
situação, analise as seguintes afirmativas:
1. Se a maleta não se mover em relação ao chão
do avião, então um passageiro pode concluir
corretamente, sem acesso a qualquer outra
informação, que o avião está se deslocando com
velocidade constante em relação ao solo.
2. Se o avião for acelerado com uma aceleração
superior a μg, então o passageiro verá a maleta se
mover para trás do avião, enquanto um observador
externo ao avião, em repouso em relação à
superfície da Terra, verá a maleta se mover no
mesmo sentido em que o avião se desloca.
3. Para um mesmo valor da aceleração da aeronave
em relação à Terra, com módulo maior que μg,
maletas feitas de
mesmo material e mesmo
tamanho,
mas
com
massas
diferentes,
escorregarão no interior do avião com o mesmo
valor da aceleração em relação ao chão da
aeronave.
120 - (UFPR- 2014 – Questão anulada) Um objeto
estava inicialmente em repouso quando passou a
agir sobre ele uma força resultante F com direção
e sentido constantes e módulo variável, em relação
a um referencial inercial. O objeto se move
paralelamente à direção desta força. O gráfico ao
lado mostra o módulo da força, expresso em
milinewtons, em função da posição x do objeto, a
partir da posição inicial.
119 - (UFPR- 2014) Considere um edifício em
construção, constituído pelo andar térreo e mais
dez andares. Um servente de pedreiro deixou cair
um martelo cuja massa é 0,5 kg a partir de uma
altura do piso do décimo andar. Suponha que cada
andar tem uma altura de 2,5 m e que o martelo caiu
verticalmente em queda livre partindo do repouso.
Considere a aceleração da gravidade igual a 10
m/s² e o martelo como uma partícula. Despreze a
resistência do ar, a ação do vento e a espessura
de cada piso.
Levando em conta as informações dadas, analise as
1. A velocidade do martelo ao passar pelo teto do
1⁰ andar era 20 m/s.
2. A energia cinética do martelo ao passar pelo
piso do 5⁰ andar era maior que 100 J.
3. Se a massa do martelo fosse o dobro, o tempo
de queda até o chão diminuiria pela metade.
Com base nas informações acima e no gráfico
correspondente, analise as seguintes afirmativas:
1. Entre x = 8 cm e x = 10 cm, o objeto move-se
num MRU.
2. Entre as posições x = 12 cm e x = 14 cm, a força
realiza um trabalho sobre o objeto de valor 40 mJ.
3. Se o objeto tem uma massa de 40 g, sua
velocidade na posição x = 8 cm é de 10 cm/s.
d) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
121 - (UFPR- 2014) - O espectrômetro de massa
é um equipamento utilizado para se estudar a
composição de um material. A figura ao lado
ilustra diferentes partículas de uma mesma
amostra sendo injetadas por uma abertura no
ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas
possuem mesma velocidade inicial v, paralela ao
plano da página e com o sentido indicado no
desenho. No interior desta câmara há um campo
magnético uniforme 𝐁 perpendicular à velocidade
v, cujas linhas de campo são perpendiculares ao
plano da página e saindo desta, conforme
representado no desenho com o símbolo ʘ. As
partículas
descrevem
então
trajetórias
circulares identificadas por I, II, III e IV.
Considerando as informações acima e os conceitos
de eletricidade e magnetismo, identifique como
verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes
afirmativas:
( ) A partícula da trajetória II possui carga
positiva e a da trajetória IV possui carga negativa.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma
carga, a da trajetória II tem maior massa que a
da trajetória I.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma
massa, a da trajetória III tem maior carga que a
da trajetória II.
( ) Se o módulo do campo magnético B fosse
aumentado, todas as trajetórias teriam um raio
maior.
a)
b)
c)
d)
e)
V
F
V
V
F
–
–
–
–
–
V – V
V – F
F – V
V – F
F – V
–
–
–
–
–
F.
V.
V.
F.
V.
122 - (UFPR- 2014) - Um órgão é um instrumento
musical composto por diversos tubos sonoros,
abertos ou fechados nas extremidades, com
diferentes comprimentos. Num certo órgão, um
tubo A é aberto em ambas as extremidades e
possui uma frequência fundamental de 200 Hz.
Nesse mesmo órgão, um tubo B tem uma das
extremidades aberta e a outra fechada, e a sua
frequência fundamental é igual à frequência do
segundo harmônico do tubo A. Considere a
velocidade do som no ar igual a 340 m/s. Os
comprimentos
dos
tubos
A
e
B
são,
respectivamente:
a)
b)
c)
d)
e)
42,5
42,5
85,0
85,0
85,0
cm
cm
cm
cm
cm
e
e
e
e
e
31,9 cm.
63,8 cm.
21,3 cm.
42,5 cm.
127,0 cm.
123 - (UFPR- 2014) Considere que num recipiente
cilíndrico com êmbolo móvel existem 2 mols de
moléculas de um gás A à temperatura inicial de 200
K. Este gás é aquecido até a temperatura de 400
K numa transformação isobárica. Durante este
aquecimento ocorre uma reação química e cada
molécula do gás A se transforma em duas
moléculas de um gás B.
Com base nesses dados e nos conceitos de
termodinâmica, é correto afirmar que o volume
final do recipiente na temperatura de 400 K é:
a)
b)
c)
d)
e)
3 vezes menor que o valor do volume inicial.
de valor igual ao volume inicial.
2 vezes maior que o valor do volume inicial.
124 - (UFPR- 2014) Com o objetivo de encontrar
grande quantidade de seres vivos nas profundezas
do mar, pesquisadores utilizando um submarino
chegaram até a profundidade de 3.600 m no Platô
de São Paulo. A pressão interna no submarino foi
mantida igual à pressão atmosférica ao nível do
mar. Considere que a pressão atmosférica ao nível
do mar é de 1,0E5N/m², a aceleração da
gravidade é 10 m/s² e que a densidade da água
seja constante e igual a 1,0E3kg/m³. Com base
nos conceitos de hidrostática, assinale a
alternativa que indica quantas vezes a pressão
externa da água sobre o submarino, naquela
profundidade, é maior que a pressão no seu
interior, se o submarino repousa no fundo do platô.
a)
b)
c)
d)
e)
10.
36.
361.
3610.
72000.
125 - (UFPR- 2014) Um microscópio composto é
constituído, em sua forma mais simples, por duas
lentes convergentes colocadas em sequência,
conforme esquematizado na figura abaixo. A lente
mais próxima ao objeto é chamada objetiva e a
lente mais próxima ao olho humano é chamada
ocular. A imagem formada pela objetiva é real,
maior e invertida, e serve como objeto para a
ocular, que forma uma imagem virtual, direita e
maior com relação à imagem formada pela
objetiva. Suponha que a distância focal da lente
objetiva seja 1 cm, a distância focal da lente
ocular seja 4 cm e a distância entre as lentes seja
de 6 cm.
Com base nas informações acima e nos conceitos de
Óptica, identifique como verdadeiras (V) ou falsas
(F) as seguintes afirmativas:
( ) Para que a imagem formada pela objetiva tenha
as características especificadas no enunciado, o
objeto deve estar a uma distância maior que 2 cm
dessa lente.
( ) Supondo que o objeto esteja a uma distância de
1,5 cm da objetiva, a imagem formada por esta
lente estará a 3 cm dela.
( ) A imagem final formada por este microscópio é
virtual, invertida e maior em relação ao objeto.
( ) A imagem formada pela objetiva deve estar a
uma distância maior que 4 cm da ocular.
a)
b)
c)
d)
e)
V
F
V
F
F
–
–
–
–
–
F
V
V
F
V
–
–
–
–
–
F
V
F
V
V
–
–
–
–
–
V.
F.
F.
V.
V.
126 - (UFPR- 2014) A balança de torção de Cavendish é um instrumento capaz de medir a força gravitacional
e determinar a constante de gravitação universal 𝐆, e foi utilizada para a verificação da Teoria da
Gravitação de Newton. A balança é constituída por uma haste horizontal de comprimento 𝑳 e massa
desprezível, suspensa no ponto médio por um fio preso ao teto. Nas extremidades da haste estão fixadas
esferas com massa
, conforme mostrado na figura. Ao se aproximar esferas com massa
, no plano
horizontal que contém a haste, o fio sofre torção e o conjunto desloca-se de um ângulo θ devido à força
gravitacional entre as massas
e
. Ao sofrer deformação, o fio reage com um torque em sentido
contrário dado por 𝑴 = 𝜽, onde é a constante de torção do fio. O deslocamento cessa e o sistema para
numa nova posição, quando ocorre equilíbrio entre o torque (ou momento) da força gravitacional entre
e
e o torque (ou momento) 𝑴 da reação do fio. Nesta situação as esferas de massas
e
estão a
uma distância 𝒅 entre si. Cavendish mediu o ângulo de torção 𝜽, o comprimento 𝑳 da haste horizontal que
une as esferas de massa
, as massas
e
das esferas e a distância de equilíbrio 𝒅. Nos itens a seguir
deduza equações literais para:
a) o momento da força gravitacional sobre a haste, devido à atração gravitacional entre
variáveis medidas
,
, 𝑳e𝒅
b) a constante gravitacional 𝐆 em função das variáveis medidas
,
,𝜽, 𝑳 e 𝒅..
e
, em função das
127 - (UFPR- 2014) Um adolescente inspirado pelos jogos olímpicos no Brasil, está aprendendo a modalidade
de arremesso de martelo. O martelo consiste de uma esfera metálica presa a um cabo que possui uma alça
na outra extremidade para o atleta segurar. O atleta deve girar o martelo em alta velocidade e soltar a
alça permitindo que a esfera possa continuar seu movimento na direção tangente à trajetória circular.
Suponha que o atleta aprendiz esteja sobre uma plataforma e gira o martelo num círculo horizontal de raio
2 m e a uma altura de 3,2 m do solo no momento que faz o arremesso. A esfera cai no solo a uma distância
horizontal de 32 m do ponto onde foi arremessada. Despreze a resistência do ar. Considere a massa da
esfera igual a 4 kg e a aceleração gravitacional igual a 10 m/s². Com base nessas informações, calcule:
a) a velocidade tangencial da esfera no instante em que ela é arremessada.
b) a aceleração centrípeta sobre a esfera no momento em que ela é solta.
c) a quantidade de movimento (momento linear) e a energia cinética da esfera no instante em que ela é lançada.
128 - (UFPR- 2014) Uma partícula de massa m e carga q, inicialmente se deslocando com velocidade v,
penetra numa região onde há um campo magnético uniforme de módulo B e direção perpendicular à velocidade
v . Na presença desse campo magnético, a trajetória da partícula é uma circunferência. Com base nessas
informações e nos conceitos de eletricidade e magnetismo, deduza equações literais envolvendo as variáveis
dadas, para:
a) o raio da circunferência descrita pela partícula.
b) o tempo que a partícula leva para percorrer metade da distância desta trajetória circular.
129 - (UFPR- 2014) Um próton é injetado no ponto O e passa a se mover no interior de um capacitor plano
de placas paralelas, cujas dimensões estão indicadas na figura abaixo. O próton tem velocidade inicial com
módulo 1E5 m/s e direção formando um ângulo 𝜽 igual a 45° com o eixo horizontal. O campo elétrico está
orientado na direção do eixo y conforme mostrado na figura. Considere a massa do próton igual a 1,6E-27
kg e sua carga igual 1,6E-19C. Supondo que somente o campo elétrico uniforme no interior do capacitor atue
sobre o próton, calcule qual deve ser o mínimo módulo deste campo para que o próton não colida com a placa
inferior.
130 - (UFPR- 2014) Um sistema utilizado num laboratório de Física para medir a força centrípeta consiste
de uma mola presa a um eixo central O e ligada na outra extremidade a um corpo de massa , kg. O conjunto
fica sobre uma canaleta horizontal conforme mostra a figura a seguir, onde o sistema é visto de cima. O
atrito entre o corpo e a canaleta é desprezível. O comprimento
da mola em repouso é igual a 10 cm. Quanto
mais rápido o corpo gira, mais a mola se distende. Considere que a constante elástica da mola é igual a
N/m e que o corpo esteja girando com uma velocidade v de módulo constante numa trajetória circular de
raio R igual a 20 cm. Para esta situação:
a) determine o módulo da velocidade tangencial v.
b) determine a energia mecânica do sistema formado pela mola e pelo corpo.
131 - (UFPR- 2014) Um sistema de espelhos, esquematizado na figura abaixo, está imerso num meio 1 cujo
índice de refração é √ . Um raio luminoso incide sobre o espelho horizontal pela trajetória a fazendo um
ângulo de
º em relação à reta normal deste espelho. Após esta reflexão, o raio segue a trajetória b e
sofre nova reflexão ao atingir outro espelho, que está inclinado de
º em relação à horizontal. Em seguida,
o raio refletido segue a trajetória c e sofre refração ao passar deste meio para um meio 2 cujo índice de
refração é igual a , passando a seguir a trajetória d. Utilizando estas informações, determine o ângulo
de refração θ , em relação à reta normal da interface entre os meios 1 e 2.
132 - (UFPR- 2014) Um carro da polícia rodoviária encontra-se parado à beira de uma rodovia, com o
objetivo de fiscalizar a velocidade dos veículos. Utilizando um aparelho sonar, o policial envia ondas sonoras
de frequência 𝒇, acima do limite audível. Essas ondas são refletidas pelos automóveis e, posteriormente,
detectadas por um dispositivo receptor capaz de medir a frequência 𝒇′ da onda recebida. Ao observar um
veículo se aproximando em alta velocidade, o policial aponta o sonar para o veículo suspeito e mede uma
frequência 𝒇′ com valor 20% acima do valor de 𝒇. Com base nestes dados, considerando o ar parado e que
o som se propaga no ar com velocidade de aproximadamente 340 m/s, determine o módulo da velocidade do
veículo suspeito, em km/h.
133 - (UFPR- 2014) Nas residências, é comum utilizarmos um aparelho chamado “mergulhão”, “ebulidor”
ou “rabo quente”, constituído essencialmente por um resistor que, ao ser ligado a uma diferença de potencial,
dissipa calor e aquece líquidos nos quais está mergulhado. Suponha que a resistência do aparelho seja
constante e igual a
Ω, e que ele seja mergulhado num recipiente com um litro de água pura, inicialmente
a
°C. Considere que a densidade da água é
kg/m³, seu calor específico é
𝟖 J/(kg∙°C) e que o
aparelho seja ligado a uma diferença de potencial de 100 V. Despreze a capacidade térmica do aparelho
e do recipiente. Com base nestes dados, calcule quanto tempo leva para a água ser aquecida até a
temperatura de
°C, expressando seu resultado em segundos e utilizando apenas três algarismos
significativos.
134 - (UFPR- 2014) Normalmente as pessoas estão acostumadas a comprar lâmpadas considerando apenas
a sua potência, em watts, pensando que quanto maior a potência, maior será a iluminação. Contudo, a potência
diz apenas qual é o consumo de energia por unidade de tempo. Para ter uma ideia de qual lâmpada é capaz
de iluminar melhor o ambiente, deve-se utilizar o conceito de fluxo luminoso, que é medido em lúmens (lm).
Quanto mais lúmens, mais iluminado será o ambiente. Outro conceito importante é a eficiência de uma
lâmpada, que é dada pela razão entre o fluxo luminoso e a sua potência, e permite avaliar o consumo de
energia necessário para produzir determinada iluminação. A tabela a seguir compara características de
diferentes lâmpadas residenciais. A vida útil é o tempo médio, em horas, que uma lâmpada funciona antes
de “queimar”.
Com bases nestas informações, responda os seguintes itens:
a) Se quisermos substituir 8 lâmpadas fluorescentes por lâmpadas de LED, mantendo a mesma iluminação,
calcule a diferença no consumo de energia durante um período de 20.000 horas de funcionamento. Expresse o
resultado em joules.
b) Calcule a diferença no custo da energia consumida, em R$, ao se utilizar uma lâmpada fluorescente e uma
lâmpada de LED após 20.000 horas de funcionamento. Considere que o custo de 1 kWh de energia elétrica é igual
a R$ 0,40. Inclua também nesse cálculo o custo de substituição das lâmpadas, tendo como base a vida útil das
lâmpadas.
c) Com base nos dados da tabela acima, calcule quantas vezes uma lâmpada de LED é mais eficiente que uma
lâmpada incandescente.
135 - (UFPR- 2014) Recentemente houve incidentes com meteoritos na Rússia e na Argentina, mas
felizmente os danos foram os menores possíveis, pois, em geral, os meteoritos ao sofrerem atrito com o
ar se incineram e desintegram antes de tocar o solo. Suponha que um meteorito de 20 kg formado
basicamente por gelo entra na atmosfera, sofre atrito com o ar e é vaporizado completamente antes de tocar
o solo. Considere o calor latente de fusão e de vaporização da água iguais a 300 kJ/kg e 2200 kJ/kg,
respectivamente. O calor específico do gelo é 0,5 cal/(g.°C) e da água líquida é 1,0 cal/(g.°C). Admita que
1 cal é igual a 4,2 J. Supondo que o bloco de gelo estava à temperatura de -10 °C antes de entrar na
atmosfera, calcule qual é a quantidade de energia fornecida pelo atrito, em joules, para:
a) aumentar a temperatura do bloco de gelo de -10 °C até gelo a 0 °C.
b) transformar o gelo que está na temperatura de 0 °C em água líquida a 20 °C.

UFPR_2008 a 2014_gabarito

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