Q7-2011-Física

Questão:Considere as seguintes informações do Modelo Padrão da Física de Partículas:
– prótons e nêutrons são constituídos por três quarks dos tipos u e d;
– o quark u tem carga elétrica positiva igual a 2/3 do módulo da carga do elétron;
– um próton p é constituído por dois quarks u e um quark d, ou seja, p = uud.
Determine o número de quarks u e o número de quarks d que constituem um nêutron n.

Resolução:Proton tem carga +e, assim:

e = 2u + d => e = +(4/3)e + x => x = -(1/3)e que é a carga de d!

Neutron é neutro, assim a soma das cargas de suas partículas deve ser zero!

0 = (-1/3 – 1/3 + 2/3)e o que implica 2 quarks tipo d e 1 quark tipo u

N = ddu

Comentário:Questão de matemática com informações de física! Na verdade o candidato só precisava saber a carga elétrica do próton e do neutron. Fácil!

Q9-2011-Física


A prova original, assim como seu gabarito oficial, se encontram aqui.

Enunciado

Uma prancha homogênea de comprimento igual a 5,0 m e massa igual a 10,0 kg encontra-se apoiada nos pontos A e B, distantes 2,0 m entre si e equidistantes do ponto médio da prancha.
Sobre a prancha estão duas pessoas, cada uma delas com massa igual a 50kg.
Observe a ilustração:

Admita que uma dessas pessoas permaneça sobre o ponto médio da prancha.
Nessas condições, calcule a distância máxima, em metros, que pode separar as duas pessoas sobre a prancha, mantendo o equilíbrio.

Resolução:

Na situação limite, o momento da pessoa que se move deve ser igual ao momento da prancha mais o momento da pessoa que permanece no seu centro, em relação a um ponto arbitrário.

Calculando-se os momentos em relação ao apoio da direita (B) e considerando que a pessoa da direita move-se para direita (da simetria da situação a solução será a mesma se fizéssemos outra escolha!):

100×1 + 500×1 = 500xD => D = 600/500 = 1,2 m

A distância entre as duas pessoas será de 1 + 1,2 = 2,2 m

Comentário:

A dificuldade da questão é modelar o ponto em relação ao qual os momentos serão calculados. O candidato terá que fazer seu desenho para o cálculo dos momentos. Fora isso questão fácil. Nível médio de dificuldade.


Q8-2011-Física


A prova original, assim como seu gabarito oficial, se encontram aqui.

Enunciado

Um professor realizou com seus alunos o seguinte experimento para observar fenômenos térmicos:
– colocou, inicialmente, uma quantidade de gás ideal em um recipiente adiabático;
– comprimiu isotermicamente o gás à temperatura de 27 oC, até a pressão de 2,0 atm;
– liberou, em seguida, a metade do gás do recipiente;
– verificou, mantendo o volume constante, a nova temperatura de equilíbrio, igual a 7 oC.

Calcule a pressão do gás no recipiente ao final do experimento.

Resolução:

Após a compressão isotérmica a equação dos gases dá:

P.V = n.R.T => 2.V=n.R.300 (1)

Após liberar metade do gás:

P2.V = (n/2).R. T2 => p2.V = (n/2).R.280 (2)

Dividindo (2) por (1) teremos P2 = 280/300 = 0,93 atm

Essa é uma questão, fisicamente, com problemas:

  • Experiência em sala de aula com um “gás ideal” só se for uma experiência de pensamento
  • Se o recipiente era adiabático e a compressão isotérmica, como o gás perdeu calor para a temperatura não mudar? A compressão realiza trabalho sobre o gás (fornece energia!)
  • Quem me chamou a atenção para os problemas físicos desse enunciado foi o Prof. Carlos Fred nesta discussão sobre a questão no facebook.

Comentário:

Questão de média dificuldade, pois as informações do enunciado devem ser utilizadas e deve-se escolher uma operação matemática que elimine os valores desconhecidos. O candidato deve ainda abstrair os problemas físicos da questão.


Q10-2011-Física


A prova original, assim como seu gabarito oficial, se encontram aqui.

Questão:

Um raio de luz vindo do ar, denominado meio A, incide no ponto O da superfície de separação entre esse meio e o meio B, com um ângulo de incidência igual a 7o.
No interior do meio B, o raio incide em um espelho côncavo E, passando pelo foco principal F.
O centro de curvatura C do espelho, cuja distância focal é igual a 1,0 m, encontra-se a 1,0 m da superfície de separação dos meios A e B.
Observe o esquema:

Considere os seguintes índices de refração:
– nA = 1,0 (meio A)
– nB = 1,2 (meio B)
Determine a que distância do ponto O o raio emerge, após a reflexão no espelho.

Resolução:

Aplicando a Lei da Refração (e o seno dado na tabela):

sen7.1 = senx.1,2 => senx = 0,1

Para pequenos angulos (x < 10o) senx = tg x, assim

tg x= 0,1 e da figura:

tgx = d/1 => d = 0,1 = 10 cm

Da semelhança de triângulos a distância de O até a reta que passa por C e F é 0,2 m logo a distância do raio emergente até O será de 0,1 + 0,2 =0,3 m = 30 cm

Lembrando que, o raio luminoso que incide pelo foco do espelho côncavo reflete paralelo ao eixo principal do mesmo.

Comentário:

Questão requer algum conhecimento de geometria. No mais é aplicação direta da lei da refração. Dificuldade média.


Questão 36 – Exame Qualificação 1 – Uerj/2012


A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:

Vestibular Uerj 2012

Enunciado

Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.
Considere os dados abaixo:
− a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A;
− a tensão eficaz disponível é de 120 V;
− sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W.

36) A resistência equivalente, em ohms, de apenas 8 lâmpadas acesas é cerca de:

A – 30
B – 60
C – 120
D – 240

Resolução

A resitência de cada lâmpada é dada por:
P = U²/R => R = U²/P = 120²/60 = 240 ohms.

Como as 8 lâmpadas estão em paralelo a resistência equivalente será dada por:

Req = R/n = 240/8 = 30 Ohm

Resposta (A)

Comentário

Questão disciplinar fácil. Pois é a aplicação de conceitos básicos de circuitos elétricos simples.


Questão 35 – Exame Qualificação 1 – Uerj/2012

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A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:

Vestibular Uerj 2012

Enunciado

Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.
Considere os dados abaixo:
− a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A;
− a tensão eficaz disponível é de 120 V;
− sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W.

35) O número máximo de lâmpadas que podem ser mantidas acesas corresponde a:

A – 10
B – 15
C – 20
D – 30

Resolução

A corrente em cada lâmpada é dada por:

P = U.i => i = corrente = corrente = 0,5A

A corrente total nun circuito em paralelo é a soma das corrente em cada trecho. Logo:

n.0,5 = 10 => n = 10/0,5 = 20 lâmpadas.

ong>Resposta (C)

Comentário

Questão disciplinar fácil. Pois é a aplicação de conceitos básicos de circuitos elétricos simples

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Questão 26 – 2 Exame de Qualificação – Uerj 2011

A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:Vestibular Uerj 2010/2011

Enunciado

26) No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.

q24 2 exame 2010

O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra: (A) P (B) Q (C) R (D) S

Resolução

Porque o trem está com velocidade constante e em linha reta ele é um referencial inercial. Como a única força que atua sobre o copo é o peso (vertical e para baixo), então o copo cairá verticalmente para baixo, em relaçao ao trem, logo no ponto R Resposta (C)

Comentário

Questão disciplinar de média para fácil. Os movimentos em referenciais inerciais nem sempre fazem parte do senso comum levando muitos alunos, que não dominam o conceito de referenciais inerciais e inércia, ao erro. As questões dos vestibulares são de domínio público, o desenvolvimento das resoluções foram feitas por Prof. Sérgio F. Lima. Papelaria - Submarino.com.br

Questão 38 – Exame Qualificação 1 – Uerj/2011

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A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:Vestibular Uerj 2010

Enunciado

38) Em um experimento, uma pequena amostra de soro sanguíneo foi colocada em um suporte poroso embebido em meio formado por solução salina mantida em pH 6,0. Através desse suporte estabeleceu-se um circuito elétrico, como mostra o esquema abaixo.

q38

Sabe-se que:
– a carga elétrica de uma proteína depende do pH do meio em que está dissolvida;
– o ponto isoelétrico (pI) de uma proteína corresponde ao pH do meio onde ela é eletricamente
neutra;
– quanto mais afastado do pH do meio for o ponto isoelétrico de uma proteína, maior será sua
carga elétrica.

A tabela a seguir mostra os valores médios dos pontos isoelétricos e as velocidades de migração de quatro proteínas do soro sanguíneo, para essas condições experimentais:

tabela q38

A ordem crescente das velocidades de migração das proteínas citadas é:

(A) v3 – v1 – v4 – v2
(B) v1 – v2 – v3 – v4
(C) v1 – v2 – v4 – v3
(D) v3 – v4 – v2 – v1

Resolução

Do enunciado, quanto mais o PI da amostra for afastado do PH do meio maior será sua carga elétrica. Quanto maior sua carga elétrica, maior será a força elétrica que o meio fará sobre a amostra (uma vez que o meio faz parte do circuito elétrico indicado na figura, logo há um campo elétrico no mesmo) e consequentemente maior sua aceleração. Maior aceleração maior a velocidade final da amostra no meio (velocidade de migração)!

Da tabela vemos que as diferenças Pi – pH, em ordem crescentes, são:

v3, pois |6,6 – 6,0| = 0,6

v4, pois |4,8 – 6,0| = 1,2

v2, pois |7,6 – 6,0| = 1,6

v1, pois |8,0 – 6,0| = 2,0

Logo a ordem crescente das velocidades será dada por:

Resposta (D)

Comentário

Questão disciplinar média. Embora o enunciado faça menção a Ph e moléculas o candidato só precisa saber a influência do campo elétrico num circuito sobre um portador de carga elétrica e conectar isto com as informações do enunciado e compreensão da tabela de dados.

As questões dos vestibulares são de domínio público, o desenvolvimento das resoluções foram feitas por Prof. Sérgio F. Lima.

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Questão 32 – Exame Qualificação 1 – Uerj/2011

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A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:Vestibular Uerj 2010

Enunciado

32) As unidades joule, kelvin, pascal e newton pertencem ao SI – Sistema Internacional de Unidades.

Dentre elas, aquela que expressa a magnitude do calor transferido de um corpo a outro é
denominada:

(A) joule
(B) kelvin
(C) pascal
(D) newton

Resolução

Sabendo que calor é energia térmica em trânsito e que a unidade de energia no SI é o joule, a resposta correta é:

Resposta (A)

Comentário

Questão disciplinar ridicularmente fácil. O candidato teria apenas que saber as unidades do SI e que calor é uma forma de energia.

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