UFRGS - 2023 - Questão 19

Dídimo e Dimorfo são um par de asteroides que estão ligados gravitacionalmente, orbitando em torno de seu centro de massa. Recentemente, a NASA fez colidir contra Dimorfo a sonda Dart, em um experimento para testar a viabilidade de desviar a trajetória de asteroides potencialmente perigosos para nosso planeta. Como resultado do impacto, a sonda Dart aderiu à superfície de Dimorfo, que teve sua trajetória alterada. A respeito dessa colisão, considere as seguintes afirmações. 

I - A colisão foi inelástica. 

II - A trajetória de Dídimo também foi alterada pela colisão. 

III- A trajetória do centro de massa do sistema binário original de asteroides foi alterada pela colisão. 

Quais estão corretas? 

(A) Apenas I. 

(B) Apenas II. 

(C) Apenas III. 

(D) Apenas I e III. 

(E) I, II e III.

Resolução:

Colisão pode ser entendida simplesmente como o encontro de dois corpos, neste encontro pode haver a troca toal, parcial ou não haver a troca de energia. Em cada uma destas situações a consequência é diferente para a trajetória dos corpos.
Quando a troca de energia é total chama-se a colisão de colisão comletamente elástica.
Quando a parte da energia ou tota ela é perdida a colisão é inelástica.

Afirmação I: Como os dois corpos Dart e Dimorfo permaneceram unidos a energia foi absorvida por ambos e isso fez que parte dela seja perdida, assim houve uma colisão inelástica.

Afirmação II: Como a interação entre os planetas é dada pela atração gravitacional que depende da distância entre eles, assim, alterando a trajetória de um deles, altera a distância e por isso a trajetória entre eles.

Afirmação III: Como a massa total do sistema mudou o centro de massa também muda, por isso a trajetória se modifica.

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Resposta:

Item (E).

UFRGS - 2023 - Questão 18

Um bloco de 6 kg desliza, sem atrito, sobre uma superfície plana horizontal, tracionado por um bloco de 4 kg que está suspenso por uma corda inextensível e de massa desprezível, que passa por uma roldana, conforme mostra a figura. Dados: Use g = 10 m/s² (módulo da aceleração da gravidade).

Considere a roldana sem massa e girando sem atrito. De quanto é a força de tração na corda? 

(A) 24,0 N. 

(B) 30,0 N. 

(C) 20,0 N.

(D) 28,5 N. 

(E) 14,5 N.

   Resolução:

   O sistema é puxado pelo peso da massa de 4 kg, ou seja, a força resultante sobre o sistema é de 40N.

   Assim, a força resultante sobre o sistema nos permite calcular a acelração sobre o corpo

   Observando apenas o corpo que está sobre a superfície, ele é puxado pela corda e como não há atrito a força resultante sobre este corpo é apenas a tensão da corda. Para determinar a tensão é necessário calcular a força resultante sobre ele, que é dada pela massa do corpo e pela aceleração do sistema, conforme segue

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Resposta:

Item (A).

UFRGS - 2023 - Questão 17

Um móvel desloca-se em linha reta com aceleração constante. Sua velocidade no instante t₀ = 0 é não nula. Entre t₀ = 0 e t₁ = 5 segundos, o móvel percorre 100 metros. Entre t₁ = 5 segundos e t₂ = 8 segundos, o móvel percorre 100 metros adicionais. Qual das alternativas abaixo representa corretamente, com algarismos até a primeira casa decimal, o módulo da aceleração desse móvel? 

(A) 2,1 m/s².     (B) 3,3 m/s².     (C) 3,7 m/s².     (D) 9,7 m/s².     (E) 7,6 m/s².

Resolução:

Utilizando as informações do problema e construímos o seguinte diagrama

 

Aplicando para cada instante as funções horárias da posição

Então:

Para que possamos igualar as equações em cada instante de tempo multiplicamos a equação no instante de 5s, por 2.

Assim, ambas equações dão resultado igual a 200. Assim, igualamos o lado esquerdo da equação no instante 5s e no instante 8s, para obter a velocidade inicial em termos da aceleração do móvel.

A seguir escolhemos uma das duas equações inicias para substituir a velocidade inicial. 
Aqui a equação escolhida foi do instante 8s (caso escolhesse de 5s deveria dar o mesmo resultado).

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Resposta:

Assim a aceleração é de 3,3 m/s², item (B).

Questão 16 - UFRGS - 2023

A Terra é constantemente atingida por raios cósmicos, que chegam a alcançar energias da ordem de 10²⁰ eV (1 eV = 1 elétron-volt = 1,6 x 10^-19 J). 

Assinale a alternativa abaixo que melhor representa a velocidade com a qual uma bolinha de gude, de 5 gramas de massa, deve se mover para que sua energia cinética seja igual a 10²⁰ eV. 

(A) 2,5 m/s.
(B) 6,4 m/s. 
(C) 80 m/s. 
(D) 8,0 m/s. 
(E) 64 m/s.

Resolução:

Para esta questão, deve-se iniciar pela equação da energia cinética.

A energia cinética é de 10²⁰ eV, que no sistema internacional de unidade de medidas fica 
10²⁰ x 1,6 x 10^-19  = 1,6x 10^-19+20 = 16 J
A massa por sua vez, que é de 5g, no sistema internacional é de 5x10^-3kg.
Substituindo estes valores na equação e realizando a álgebra.

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Resposta:

Item (C), 80m/s.

Questão 30 - UFRGS - 2022

Em seu postulado sobre “ondas de matéria”, Louis De Broglie afirma que qualquer partícula massiva que tenha momentum linear tem, também, um comportamento ondulatório. O comprimento de onda dessa onda está relacionado com o momentum linear da partícula através 

(A) da constante de Planck. 

(B) da constante de Boltzmann. 

(C) do número de Avogadro. 

(D) da constante de Stefan-Boltzmann. 

(E) da velocidade da luz.

Resolução:

A mecânica quântica está baseada na determinação da constante de Planck que por sua ordem, de 10^-34 J.s. Por esta ordem de grandeza o comprimento de onda de uma partícula macroscópica é infinitamente pequeno, de forma que uma partícula não conseguiria ter comportamento ondulatório como a difração, por exemplo, onde uma onda desvia de um obstáculo através de uma abertura da ordem do comprimento de onda.

O comrimento de onda De Broglie é:

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Resposta: 

Item (A)

Questão 29 - UFRGS 2022

A figura abaixo representa um ímã que se move ao longo do eixo de uma bobina, que se encontra conectada a um resistor R.

Considere as seguintes afirmações. 

I - A corrente elétrica em R só existe, se o ímã estiver acelerando. 

II - A corrente elétrica flui de a para b, quando o ímã se move para a esquerda. 

III- A corrente elétrica em R é máxima, quando o ímã estiver completamente inserido na bobina. 

Quais estão corretas? 

(A) Apenas I. 

(B) Apenas II.

(C) Apenas I e III. 

(D) Apenas II e III. 

(E) I, II e III.

Resolução:

A questão trata da lei de Faraday-Lenz. 
O movimento de um imã próximo a um condutor, mesmo que este não seja atraído ou repelido pelo imã em repouso, cria uma corrente elétrica que tende a se opor à variação do fluxo magnético criado pelo movimento do imã.

I - A primeira afirmação indica a corrente elétrica apenas se o imã estiver acelerado. O  fato é que variação do fluxo ocorre para qualquer movimento relativo, seja ele acelerado ou com velocidade constante.
Afirmação está incorreta.
 II - Ao se mover para a esquerda, o imã se aproxima da bobina aumentando o fluxo magnético que passa por ela, assim a bobina cria uma corrente elétrica que tende a forçar a queda deste fluxo magnético com repelindo o imã. 

Isso significa que para repelir este imã, a bobina deve criar um polo norte do lado direitoda bobina, assim, observando a bobina pelo lado do imã o sentido da corrente elétrica é anti-horário, o que faz esta corrente ir no sentido de a para b.
Afirmação verdadeira.

III - Quando o imã está dentro da bobina, não é percebido variação do fluxo magnético, o que significa que não há, neste caso, corrente elétrica induzida pelo imã. A corrente, por isso é nula. 
Afirmação incorreta.

Apenas afirmação II está correta.

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Resposta: 
Item (B).

Questão 28 - UFRGS 2022

 28. Considere o circuito resistivo, representado na figura abaixo

Sendo R₁ = R₃ = 2 Ω e R₂ = 1 Ω, a corrente elétrica i, em R₂, é de 

(A) 3 A. 

(B) 4,8 A. 

(C) 6 A. 

(D) 8 A. 

(E) 14,4 A.

Resolução:

Para resolver esta questão devemos começar observando que os resistores 2 e 3 estão em paralelo o que significa que a corrente no resistor 2 somada a corrente do resisitor 3 é o valor total da corrente do circuito.

Também a resistência do resistor 2, é a metade da resistência do resistor 3, assim R₂ tem o dobro da corrente elétrica.

Assim encontramos a corrente que passa no resistor 2 em termos da corrente total.

De forma análoga podemos determinar a resistência equivalente para o trecho do circuito em paralelo e na sequência a sociação em série

Com isso podemos determinar a corrente elétrica total do circuito e assim a corrente que passa pelo resisitor 2.

Resposta:

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Item (C)