Questões de Física UPE 2021 com Gabarito Confira a prova completa: - UPE 2021 (1ª fase, 1º e 2º dias) - UPE 2021 (2ª fase, 1º e 2º dias) -...
Questões de Física UPE 2021 com Gabarito
Confira a prova completa:
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s².
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 23
Em diversos sistemas físicos, duas grandezas vetoriais de módulos A e B interagem com energia potencial na forma U = - ABcosθ, onde θ é o menor ângulo entre os dois vetores.
Assinale a alternativa que contém a configuração de vetores que resulta na menor energia potencial U, sabendo que A > B.
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 24
Aeronaves da Marinha do Brasil reforçam os trabalhos de combate às queimadas no Pantanal, que estão devastando boa parte da maior área alagada do Planeta.
A densa camada de fumaça que encobria a cidade nos últimos dias diminuiu, porém os focos de queimadas seguem na região. As labaredas das chamas chegam a 55 m de altura.
Ficou estabelecido que, além dos helicópteros da Marinha, aeronaves da Força Aérea Brasileira e do Exército Brasileiro começarão a atuar no trabalho de combate às queimadas.
Disponível em: https://diarionline.com.br/?s=noticia&id=118787.
Acesso em: 04 nov. 2020. (Adaptado)
Se um helicóptero de combate a incêndios despeja água a 180 m de altura em relação ao solo, em quanto tempo, em segundos, a água e as chamas mais altas entram em contato? Despreze efeitos resistivos e considere que a água é abandonada do repouso.
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 25 - ANULADA.
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 26
Na figura a seguir, o bloco m1, apoiado em uma superfície horizontal lisa, é acelerado até que o bloco pendurado m2 alcance um batente que se encontra abaixo dele, a uma distância d1.
O gráfico ilustra a intensidade da velocidade do bloco m1 durante o experimento. Portanto, sua distância total percorrida d1 + d2, em metros, até atingir o bloqueio antes da polia é igual a
a) 5,0
b) 4,0
c) 3,0
d) 2,0
e) 1,0
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 27
A figura a seguir ilustra a órbita elíptica do exoplaneta Kepler-1649c em torno de sua estrela anã vermelha E.
Sabe-se que o exoplaneta leva um intervalo de tempo T para percorrer o trecho entre os pontos A e B. Se a área região AEB é igual a 50% da área da região CED, então o tempo, durante a translação, entre os pontos C e D é igual a
a) 4T
b) 2T
c) T
d) T/2
e) T/4
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 28
Um motociclista de aplicativo, ao entregar uma encomenda delivery, passa por um radar eletrônico que marca 36 km/h. Em seguida, ele acelera, e sua velocidade chega a 72 km/h.
Sabendo que a massa do conjunto moto e motociclista é de 150 kg, estime o trabalho realizado pelo motor da moto em kJ, desconsiderando efeitos resistivos.
a) 22,5
b) 45,0
c) 55,5
d) 75,0
e) 87,5
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 29
Um palito de fósforo é aceso após ser friccionado na parte áspera de uma caixa, conforme figura ao lado, arrastando sua cabeça em um ângulo de θ = 60º com a caixa por 4,0 cm, cuja força aplicada é igual a 3,0 N.
Sabendo que a caixa não se moveu no processo, qual é o valor aproximado do trabalho realizado em mJ?
a) 28
b) 42
c) 56
d) 60
e) 104
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 30
Em uma empresa de logística e distribuição de produtos por compras "on-line", foram montadas duas rampas lisas, conforme a figura abaixo.
A rampa mais íngreme, rampa A, é utilizada para pacotes de 2,5 kg, e a menos íngreme, rampa B, é utilizada para pacotes de 5,0 kg.
Dois pacotes são abandonados do repouso de uma altura h1 = 3,5 m e recolhidos em h2 = 1,0 m acima do nível do solo, conforme ilustra a figura a seguir.
Obtenha a razão entre as velocidades do pacote mais pesado em relação ao leve na altura h2.
a) 1
b) 2
c) 4
d) 5
e) 8
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 31
Uma força externa constante e horizontal, de módulo 5,0 N, é necessária para manter a velocidade de 4,0 m/s de um bloco de massa m = 1,5 kg em uma superfície rugosa.
Em um deslocamento de 6,0 m do bloco, analise as afirmações abaixo e assinale a CORRETA.
a) A força resultante sobre o objeto tem intensidade 5,0 N.
b) A potência média da força externa é 30,0 W.
c) O impulso médio da força externa sobre o bloco é de 7,5 Ns.
d) O bloco não está em um estado de inércia, segundo as Leis de Newton.
e) A força de atrito tem módulo igual a 7,5 N.
UPE 2021 (1ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 32
A figura ao lado ilustra um experimento em que um pequeno objeto em repouso é suspenso por um cabo ideal.
Em t = 0, o objeto explode em duas partes iguais, e uma delas se move com uma velocidade horizontal de módulo 4,8 m/s. Calcule o tempo necessário, em segundos, para que os objetos estejam separados por uma distância de 24 m.
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,5
d) 2,0
e) 2,5
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s², 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK⁻¹mol⁻¹.
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 23
Deseja-se medir uma das dimensões de um prisma utilizando um feixe de luz. A figura mostra a vista superior de um prisma acrílico com índice de refração n = 5/3 e formato trapezoidal.
Sabendo que um feixe de luz que entra pelo ponto P percorre as faces do prisma e emerge no ponto Q, obtenha o valor da dimensão desconhecida x.
a) 3,0 cm
b) 6,5 cm
c) 7,0 cm
d) 7,5 cm
e) 8,0 cm
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 24
Um espelho esférico e côncavo de raio de curvatura R = 4,0 m foi instalado no piso de um laboratório.
Um objeto O de massa m = 0,5 kg na forma de seta foi projetado para cair sem girar, sendo colocado a 7,0 m acima do vértice do espelho, como mostra a figura a seguir.
O objeto é solto em queda livre. Em que instante de tempo, em s, a seta e sua imagem estão apontando para o mesmo sentido?
a) 1,0
b) 2,0
c) 5,0
d) 10,0
e) 12,0
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 25
Miopia é a formação de uma imagem desfocada ou borrada antes da retina quando se observam objetos distantes, conforme ilustra a figura A abaixo.
Para corrigir tal problema de saúde, oftalmologistas prescrevem, como um dos possíveis tratamentos, o uso de lentes corretivas na frente dos olhos. Então, com seu uso, a imagem é deslocada e formada sobre a retina, resultando em uma visão clara e nítida, conforme ilustra a figura B abaixo.
Que tipo de lente é capaz de produzir esse efeito?
a) Plana
b) Divergente
c) Convergente
d) Plana convergente
e) Côncava
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 26
Ao aquecer uma barra composta de uma liga metálica desconhecida, foi possível elaborar o gráfico ao lado, o qual relaciona comprimento L da barra, em metros, em função de sua temperatura de equilíbrio, em graus Celsius.
Qual o coeficiente de dilatação linear dessa liga metálica em unidades de 10⁻⁶ °C⁻¹?
a) 10
b) 20
c) 30
d) 45
e) 55
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 27
O gráfico abaixo mostra a quantidade de calor absorvida pela água durante diferentes processos de transformação.
Que quantidade de massa de água, em g, participou desses processos?
a) 10
b) 50
c) 100
d) 200
e) 500
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 28
O esquema ao lado ilustra o funcionamento de uma câmara de reação com hidrogênio. Inicialmente a câmara está a 273 K com pressão de 1 atm, confinando 7 moles e 3 moles dos gases hidrogênio H2 e oxigênio O2, respectivamente.
Uma faísca dentro da câmara promove uma reação exotérmica, que ocorre até que sobre apenas 1 mol de H2. Aguardando o resfriamento da câmara até 273 K, tem-se uma pressão interna final, em atm, de
a) 0,5
b) 0,4
c) 0,3
d) 0,2
e) 0,1
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 29
Uma máquina térmica utiliza um mol de gás ideal diatômico para realizar ciclo ABCA. O ponto A está sobre a isotérmica T1, e os pontos B e C estão sobre a isotérmica T2, como mostra a figura ao lado.
Sobre esse tema, analise as seguintes afirmativas e assinale a CORRETA.
a) O processo AB é isobárico.
b) A temperatura do gás em A é maior que em B.
c) O processo BC é isocórico.
d) A variação de energia interna entre BC é nula.
e) O gás absorve calor ao longo do processo CA.
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 30
O uso de simulações computacionais em Física é uma técnica frequente para a investigação e solução de problemas.
Devido ao Aquecimento Joule, que é o processo pelo qual a passagem de uma corrente elétrica por um condutor resistivo produz calor, é comum se utilizarem sistemas de resfriamento com base em água destilada para refrigerar computadores de alto desempenho.
A escolha da água como fluido de resfriamento é uma escolha natural, uma vez que possui
a) baixo ponto de ebulição.
b) baixa densidade.
c) alto calor específico.
d) um ponto triplo com coexistência de diferentes fases.
e) comportamento atípico no congelamento.
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 31
No diagrama pressão p versus volume V abaixo, um processo termodinâmico ABC ocorre ao longo de um trecho semicircular.
Então, o trabalho realizado no processo em joules é igual a
a) - 4
b) - 6
c) - 9
d) - 18
e) - 27
UPE 2021 (2ª FASE - 1º DIA) - QUESTÃO 32
A atmosfera da Terra pode ser considerada uma máquina térmica. A energia solar é absorvida, em média, a uma temperatura mais alta que a temperatura na qual a energia da radiação infravermelha é emitida de volta ao espaço. Portanto, de acordo com o conceito de motor térmico, existe energia mecânica disponível, que é utilizada para impulsionar a circulação da atmosfera e dos oceanos.
A aplicação mais simples é que a luz do sol é absorvida na superfície onde a temperatura média é 288 K, e o infravermelho é emitido para o espaço a uma temperatura média de 255 K. Isso implica que a eficiência máxima do motor térmico da Terra é igual a 11,5%, sendo limitado puramente pela diferença de temperatura entre a superfície e a temperatura de equilíbrio radiativo.
Essa diferença é resultado do efeito estufa. Portanto, nesse conceito simplista, quanto maior o efeito estufa mais energia mecânica que teoricamente estaria disponível. Como resultado, com o aquecimento global, a eficiência deve aumentar. Com um aquecimento de superfície de 4 °C, a eficiência aumentaria para X, o que significa que a circulação deve se tornar mais energética, com intensificação de fenômenos meteorológicos, a exemplo de tempestades severas, inundações, vendavais, ondas de calor, secas prolongadas, entre outros.
Disponível em: atmo.arizona.edu. Acesso em: 08 nov. 2020. (Adaptado)
Com base nas informações do texto e na eficiência de uma máquina térmica de Carnot, a nova eficiência da atmosfera terrestre X é aproximadamente igual a
a) 10,2 %
b) 11,9 %
c) 12,7 %
d) 14,3 %
e) 15,1 %
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2, o módulo da carga do elétron e = 1,6 x 10⁻¹⁹ C, a massa do próton mp = 1,7 x 10⁻²⁷ kg, a massa do elétron me = 9,1 x 10⁻³¹ kg, pi π = 3 e a constante de Planck h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js ou 4,14 x 10⁻¹⁵ eV.
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 21
Em diversas máquinas, óleos e esferas de aço, ocas ou não, são frequentemente utilizadas com o objetivo de lubrificar engrenagens e rolamentos de máquinas.
Sabendo que a densidade de um óleo específico é 700 kg/m³, qual tipo de esfera de aço, de acordo com a tabela, flutuaria nesse óleo em questão?
a) Tipo A
b) Tipo B
c) Tipo C
d) Tipo D
e) Tipo E
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 22
Na praia de Porto de Galinhas, litoral Sul de Pernambuco, existem navios naufragados com história e beleza guardadas no fundo do mar. Atualmente são locais de turismo para quem aprecia mergulhos, que misturam contos com beleza natural.
A profundidade desses mergulhos varia entre 20 e 80 metros. Qual a diferença aproximada de pressão entre os dois pontos extremos do mergulho, em atm, onde a densidade da água do mar é 1,03 g/cm³?
a) 2
b) 5
c) 6
d) 8
e) 10
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 23
Um oscilador vertical de massa m e mola de constante elástica k tem período T1. Se uma segunda mola com constante elástica 3k é introduzida em série entre a mola e a massa, o novo sistema apresenta um período de oscilação T2. Qual é o valor da expressão 
?
?a) 1
b) 2
c) 3
d) 6
e) 9
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 24
Duas fontes de luz F1 e F2 que emitem ondas de luz coerentes e em fase, de comprimento de onda λ, estão dispostas conforme ilustra a figura a seguir.
Se para uma distância D específica, verifica-se que não há um ponto iluminado no centro do anteparo, então a distância d entre as fontes deve ser
a) λ/2
b) λ/5
c) 2λ/3
d) 5λ/6
e) 7λ/9
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 25
A equipe do Robolab, do curso de Física de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco, desde o início da pandemia, realizou a entrega de mais de mil protetores faciais impressos para diversos hospitais e instituições de saúde em todo o Estado de Pernambuco. Essa equipe utilizou quatro impressoras 3D de 400 W idênticas.
Disponível em: http://www.upe.br. Acesso em: 18 set. 2020. (Adaptado)
Com referência à instalação das impressoras, ilustramos um esquema na figura a seguir. Cada protetor facial consome aproximadamente 25 g de filamento de PLA (poliácido láctico) em 1,5 h de impressão. Supondo que o custo efetivo do kWh em Pernambuco é de R$ 1,10 e que o filamento PLA é orçado em R$ 120,00/kg, estime o valor necessário para produzir 1000 protetores faciais.
a) R$ 720
b) R$ 1450
c) R$ 2840
d) R$ 3660
e) R$ 4210
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 26
A figura a seguir ilustra um gráfico da potência dissipada P por quatro diferentes resistores quando submetidos a uma passagem de corrente de intensidade i.
Assim, é CORRETO afirmar que
a) R1 = 4
b) R2 > R3
c) R3 < R4
d) R4 > R1
e) R1 < R2
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 27 - AULADA.
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 28
Sobre a teoria da relatividade de Albert Einstein, assinale a alternativa CORRETA.
a) Quando exposto à radiação eletromagnética, um material metálico ejeta elétrons da superfície.
b) O tempo é uma grandeza absoluta.
c) Um observador que esteja próximo da velocidade da luz verifica uma contração temporal, quando comparado a um observador em repouso.
d) Um observador em repouso verifica a contração do comprimento de um objeto que esteja se movendo próximo da velocidade da luz.
e) Um observador em repouso verifica a dilatação do comprimento de um objeto que esteja se movendo próximo da velocidade da luz.
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 29
Um forno de micro-ondas doméstico com 1600 W de potência emite uma radiação em seu interior, no comprimento de onda de 12,0 cm, para aquecer ou cozer os alimentos.
Supondo que todos os fótons emitidos pelo canhão de micro-ondas - o magnetron - sejam absorvidos pelo alimento para aquecê-lo, aproximadamente quantos fótons de micro-ondas foram absorvidos pelo alimento em 10,0 s de exposição nesse forno?
a) 10³
b) 10¹⁰
c) 10¹⁸
d) 10²⁸
e) 10³⁸
UPE 2021 (3ª FASE - 2º DIA) - QUESTÃO 30
Um instrumento de diagnóstico médico moderno, que usa técnica de imagem por raios gamas da aniquilação do par elétron-pósitron, é conhecido como PET.
Essa máquina realiza tomografia por emissão de pósitrons, para produzir imagens da seção transversal do corpo de um paciente. O pósitron é a antipartícula do elétron, que possui mesma massa, mas carga de sinal oposta. Para um exame, um paciente recebe injeção intravenosa de um marcador radioativo contendo um isótopo de Flúor-18 ou Gálio-67 ou Tecnécio-99, por exemplo.
Encontre o comprimento de onda aproximado de aniquilação de um par elétron-pósitron lento em angstrons.
a) 7,0 x 10²
b) 4,0 x 10²
c) 1,0 x 10
d) 2,4 x 10⁻¹
e) 1,2 x 10⁻²
