Física UEMG

Resolução – UEMG 2018 – Física (parte 2)

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Questão

Assinale a alternativa que apresenta fenômenos que poderiam estar associados às seguintes ilustrações.

(A) Ressonância magnética e oscilações forçadas.
(B) Efeito Casimir e Ultrassom.
(C) Efeito Doppler e Desvio para o Vermelho (Big Bang).
(D) Ressonância acústica e interferência destrutiva.

Solução:

Podemos observar que as ondas estão mais próximas umas das outras do lado direito e mais afastadas umas das outras do lado esquerdo. Isso significa que o ponto vermelho em ambas as figuras, emissor das ondas, está em movimento. Os casos em que isso acontece são o Efeito Doppler e o Desvio para o Vermelho.

Resposta: letra C.


Questão

Considere a figura a seguir em que uma bola de massa m, suspensa na extremidade de um fio, é solta de uma altura h e colide elasticamente, em seu ponto mais baixo, com um bloco de massa 2m em repouso sobre uma superfície sem nenhum atrito. Depois da colisão, a bola subirá até uma altura igual a

(A) h/7.
(B) h/9.
(C) h/5.
(D) h/3.

Solução:

Vamos chamar a bola de A e o bloco de B. Como a colisão é elástica, temos conservação de energia e de momento linear.

Antes da colisão:

$$mgh = \frac{mv_{A}^{2}}{2} \longrightarrow v_{A} = \sqrt{2gh}$$

Depois da colisão:

Por ser colisão elástica, temos que a velocidade relativa de afastamento dividida pela velocidade relativa de aproximação é 1.

$$\frac{(v_{B} – v_{A}’}{v_{A}} = 1 \longrightarrow \frac{(v_{B} – v_{A}’}{\sqrt{2gh}} = 1 \longrightarrow v_{B} = \sqrt{2gh} +v_{A}’$$

Utilizando a conservação de momento linear:

$$mv_{A} = mv_{A}’ = 2mv_{B} \longrightarrow \sqrt{2gh} = v_{A}’ +2\sqrt{2gh} + 2v_{A}’ \longrightarrow v_{A}’ = \frac{\sqrt{2gh}}{3}$$

Por fim, considerando a conservação de energia:

$$mgh’ = \frac{mv_{A}’^{2}}{2} \longrightarrow gh’ = \frac{(\frac{\sqrt{2gh}}{3})^{2}}{2} \longrightarrow h’ = \frac{h}{9}$$

Resposta: letra B.


Questão

Ao conceber um ser cujas faculdades são tão aguçadas que ele consegue acompanhar cada molécula em seu curso, esse ser, cujos atributos são ainda essencialmente tão finitos quanto os nossos, seria capaz de fazer o que atualmente nos é impossível fazer. Consideramos que as moléculas em um recipiente cheio de ar, a uma temperatura uniforme, movem-se com velocidades que não são de modo algum uniformes. Suponhamos agora que tal recipiente é separado em duas porções, A e B, por meio de uma divisória na qual há um pequeno orifício, e que um ser, que pode ver as moléculas individuais, abre e fecha esse orifício, de forma a permitir que somente as moléculas mais rápidas passem de A para B, e somente as mais lentas passem de B para A. Ele irá, portanto, sem nenhum trabalho, elevar a temperatura de B e baixar a de A, contradizendo a 2ª lei da termodinâmica.
Fonte: https://www.scientiaplena.org.br/sp/article/download/635/296 (Adaptado).
O enunciado refere-se ao experimento mental intitulado
(A) Gato de Schrödinger.
(B) Matéria e energia escuras.
(C) Demônio de Maxwell.
(D) Paradoxo de Olbe.

Solução:

O experimento apresentado refere-se ao Demônio de Maxwell, proposto pelo próprio Maxwell no século 19, a fim de provar que a segunda lei da termodinâmica só funciona do ponto de vista estatístico.

Resposta: letra C.