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Física na UFSC: fique por dentro do que cai na prova

Ondulatória, dinâmica e óptica são os temas mais cobrados nas provas do vestibular da UFSC, IFSC e IFC. Saiba como as matérias costumam aparecer nas provas

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O Vestibular Unificado 2024 acontece nos dias 9 e 10 de dezembro de 2023. E para ajudar você a mandar bem na prova de Física da UFSC, a equipe do Aprova Total desenvolveu um conteúdo especial sobre como são as 10 perguntas da disciplina.

A prova de Física da UFSC, aplicada no segundo dia, é famosa por suas questões de proposições múltiplas, as famosas "somatórias", e por questões discursivas. As questões de proposições múltiplas contam com um enunciado e com alternativas enumeradas por 01, 02, 04, 08, 16, 32 e 64.

O objetivo é escrever a soma das numerações das alternativas corretas no cartão-resposta. Ou seja, se as alternativas corretas de uma questão forem 01, 04, 08 e 32, você deve marcar o número 45 (01 + 04 + 08 + 32 = 45) no cartão-resposta.

Tem dúvidas sobre como preencher o cartão-resposta? Confira o tutorial em vídeo da Comissão Permanente do Vestibular (Coperve), responsável pelo exame.

Assuntos de Física que mais caem no vestibular da UFSC

Todos os anos, o time do Aprova analisa os temas das questões de Física da UFSC que mais aparecem nas provas. Você pode conferir o resultado no gráfico abaixo, em que as áreas estão ordenadas conforme sua incidência no vestibular.

Gráfico de pizza com incidência de temas que mais caem na prova de Física da UFSC. Ondulatória (16,3%), Dinâmica (11,5%), Óptica (11,1%), Eletrodinâmica (11,1%), Magnetismo (9%), Cinemática (7,9%), Fluidos (7,5%), Eletrostática (6,3%), Termologia (5,4%), Trabalho e Energia (4,8%), Movimento Harmônico Simples (2,9%), Física Moderna (2,5%) e Gravitação Universal (2%)


Como podemos ver, a ondulatória ocupa o primeiro lugar do pódio, seguida pela dinâmica e pela óptica.

E para ajudar você a garantir uma melhor preparação para as questões de Física da UFSC, vamos destrinchar as áreas três principais áreas, entendendo quais assuntos costumam ser cobrados e como eles aparecem nas provas.

É importante reforçar que uma mesma questão, por ter diversas alternativas, pode ser bastante diversa e explorar diferentes áreas da Física. Isso é muito comum no vestibular da UFSC. Então, fique ligado! 👀


Ondulatória

O top 1 de Física na UFSC é a ondulatória, área que estuda as características e propriedades das ondas, além de seus fenômenos. O Vestibular Unificado costuma explorar fundamentos da ondulatória, as qualidades fisiológicas do som e fenômenos ondulatórios.

A parte de fundamentos envolve a equação fundamental da ondulatória e conceitos sobre as grandezas envolvidas nessa equação (velocidade, comprimento de onda e frequência).

Em relação às qualidades fisiológicas do som, é importante entender a diferença entre as três (altura, timbre e intensidade). Já nos fenômenos ondulatórios, saiba reconhecê-los e diferenciá-los. Um fenômeno que apareceu muito nos últimos anos foi o efeito Doppler!

Questão de ondulatória da UFSC

(UFSC 2022) Algumas pistas destinadas a voos internacionais ficam um pouco distantes do terminal de passageiros. Desse modo, quando o avião está taxiando após a aterrissagem, ônibus são enviados para levar os passageiros ao descerem dos aviões para o terminal. Devido ao tráfego, esses ônibus se movem com velocidade de no máximo 18 km/h, enquanto os aviões se aproximam com velocidade igual a 36 km/h, como ilustra a figura abaixo.

Ilustração de ônibus, avião e torre de controle da prova de Física da UFSC 2022

Considerando a figura e o exposto acima, é correto afirmar, sobre a onda sonora produzida pela turbina do avião, que:

01) é causada pelo movimento dos dispositivos mecânicos em seu interior e se propaga no ar com a criação de regiões de compressão e rarefação no meio; por isso, a onda produzida pode ser classificada como transversal.
02) à medida que ela se propaga, a energia da perturbação é dissipada. Essa dissipação depende do meio e da frequência da onda.
04) à medida que o avião se afasta da torre, o controlador percebe o som da turbina mais grave.
08) à medida que o ônibus se aproxima do avião, o motorista percebe o som da turbina mais agudo.
16) a velocidade de propagação da onda é de 340 m/s no ar, porém no vácuo ela se propaga com uma velocidade de 3 × 108 m/s.
32) o comprimento da onda percebido pelo motorista do ônibus será maior do que quando o ônibus e o avião estiverem parados.

Resposta: [Soma: 02 + 04 + 08 = 14]
01) Falsa: essa sentença estaria correta se não fosse o final, pois ondas sonoras são longitudinais, e não transversais.
02) Verdadeira.
04) Verdadeira: isso é uma consequência do efeito Doppler. Quando há afastamento relativo entre um observador e uma fonte de ondas, o observador percebe uma frequência aparente da onda menor do que a frequência real. Como se trata de uma onda sonora, o som percebido será mais grave.
08) Verdadeira: a explicação é análoga à da alternativa acima, ou seja, é uma consequência do efeito Doppler. A diferença é que, ao invés de ser um afastamento relativo, é uma aproximação relativa, então a frequência aparente é maior (o som é mais agudo).
16) Falsa: no ar, a velocidade do som de fato vale cerca de 340 m/s, mas o som é uma onda mecânica, então não pode se propagar no vácuo. A velocidade de 3 × 108 m/s, mencionada pela questão, é a velocidade da luz no vácuo, a mesma com que todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo.
32) Falsa: como vimos, quando o motorista e o avião se aproximam, o motorista perceberá o som mais agudo, pois a frequência aparente é maior do que a frequência real. Como a velocidade de uma onda só depende do meio em que ela se propaga e o meio não mudou, a velocidade não mudará. Logo, pela equação fundamental da ondulatória (v = λ · f), comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais, então o comprimento de onda percebido pelo motorista é maior, e não menor, do que quando o ônibus e o avião estiverem parados.

Dinâmica

A dinâmica é a área da Física que ocupa o segundo lugar no pódio do Vestibular da UFSC. Essa área estuda as causas dos movimentos, bem como seus efeitos, ou seja, estudamos forças! Os assuntos mais cobrados nos últimos anos foram as leis de Newton, os fundamentos e a força de atrito.

As leis de Newton são clássicas, né? Afinal, constituem a base de toda a dinâmica. Lembre-se com carinho da segunda lei de Newton, uma ferramenta poderosa para trabalhar matematicamente esses exercícios.

E uma outra dica: nos últimos anos, a força de atrito apareceu tanto em abordagens matemáticas quanto conceituais.

Questão de dinâmica da UFSC

Ilustração de um carro com dois pneus transportando um bloco retangular com forças indicadas da Prova de Física da UFSC

(UFSC 2022) Durante uma visita a um aeroporto internacional, um professor começou a discutir com os estudantes do Ensino Médio sobre o desenvolvimento da indústria aeroespacial e suas consequências para o transporte de passageiros. Junto a esse desenvolvimento, houve um aumento na rigidez das normas de segurança para a operação dos aeroportos, em especial naquelas voltadas a minimizar os efeitos das condições climáticas. No que diz respeito aos pousos e decolagens, a manutenção do nível de aderência entre os pneus e a pista nas diferentes situações contribui para a redução do número de acidentes. O controle desse nível está relacionado a uma análise do atrito da pista. Assim, os estudantes se lembraram das discussões em sala e pensaram em um aparato experimental para determinar os coeficientes de atrito entre a borracha dos pneus e a pista. O aparato consiste em um bloco retangular, de massa m, revestido da borracha que compõe os pneus das aeronaves. Esse bloco é preso a um veículo por meio de um sensor que permite determinar o valor da força (F) exercida pelo veículo ao se mover com velocidade constante, como ilustra a figura acima. Com base na situação exposta, é correto afirmar que:

01) o coeficiente de atrito medido será menor do que o coeficiente de atrito estático máximo entre a borracha e o asfalto da pista.

02) o atrito dependerá da área de contato entre o bloco e a pista.

04) em um dia de chuva ou neve, o coeficiente de atrito será menor do que em um dia seco.

08) o atrito entre o bloco e a pista depende da velocidade com que o carro se move.

16) o coeficiente de atrito cinético entre a borracha e o asfalto pode ser determinado pela expressão μ = F/(m · g)

32) o tipo de asfalto utilizado não interfere no valor do coeficiente de atrito medido.

Resposta: [Soma: 01 + 04 + 16 = 21]
01) Verdadeira: quando há deslizamento entre duas superfícies, o atrito é cinético (dinâmico). O coeficiente de atrito cinético é sempre menor do que o coeficiente de atrito estático máximo.
02) Falsa: a força de atrito entre duas superfícies não depende das áreas de contato entre elas. Pela definição matemática da força de atrito, a intensidade dessa força depende somente do coeficiente de atrito entre as superfícies e do módulo da força normal: Fat = μ · N.
04) Verdadeira: nessas situações, a umidade diminui o coeficiente de atrito entre as superfícies, favorecendo o deslizamento.
08) Falsa: o atrito não depende da velocidade com que o carro se move. Como vimos, depende somente do coeficiente de atrito e do módulo da força normal.
16) Verdadeira: podemos provar isso matematicamente! De acordo com o enunciado, a velocidade do veículo é constante, então, pela segunda lei de Newton, a força resultante sobre o bloco é nula, já que ele também se move com velocidade constante.
Isso significa que a soma vetorial das forças é nula na horizontal e na vertical. Na horizontal, as únicas forças atuando são a força F que o veículo exerce e a força de atrito Fat. Assim, em módulo: F = Fat (equação 1)
Na vertical, as únicas forças atuando são o peso P do bloco e a força normal N que o chão exerce sobre ele. Logo: P = N (equação 2)
Como P = m · g (produto entre massa e aceleração gravitacional), podemos reescrever a equação 2 da seguinte forma: m · g = N
Na equação 1, podemos abrir a fórmula da força de atrito: F = μ · N
No entanto, vimos que N = m · g, então: F = μ · m · g
Isolando o coeficiente de atrito, chegamos à expressão apresentada na alternativa: μ = F/(m · g)
32) Falsa: o tipo de asfalto interfere no valor do coeficiente de atrito, pois o coeficiente depende da natureza das superfícies em contato. Tipos diferentes de materiais fornecerão diferentes coeficientes de atrito.

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Óptica

Fechando nosso top 3, temos a óptica, área da Física em que a luz é a protagonista! Nas questões de óptica, a UFSC adora cobrar lentes, refração da luz, óptica da visão e os fundamentos dessa área.

Para se preparar para as questões de lente, é interessante estudar desde as abordagens conceituais, entendendo os tipos de imagens e como elas são formadas, até os cálculos envolvendo formação de imagens.

A refração é um fenômeno muito importante para a óptica e ela está presente no estudo das lentes, mas a UFSC também já trouxe outras abordagens. Entenda bem o que é esse fenômeno e quais são seus efeitos ópticos.

Na óptica da visão, revise as principais ametropias (problemas de visão), como a imagem se forma em cada caso, o tipo de lente usada para correção e o cálculo de vergência. Por fim, não deixe de lado os fundamentos de óptica!

Questão de óptica da UFSC

(UFSC 2019) Em 2017, Carlos Mastrangelo, da Universidade de Utah, nos EUA, divulgou seus estudos sobre a criação de óculos formados por lentes líquidas, para fazer o foco automático. Seu objetivo foi resolver o problema de quem tem presbiopia e miopia, por exemplo, para não precisar trocar de óculos. Mastrangelo conta que os óculos possuem uma câmera infravermelha entre as lentes que serve para identificar a distância entre o rosto do usuário e o objeto que ele está olhando e, assim, fazer o foco correto.

Imagem do óculos de lente líquida da questão de Física da UFSC 2019
Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/medicina/113833-oculos-inteligentes-tem-lentes-liquidas-fazer-foco-automatico.htm. [Adaptado]. Acesso em: 14 mar. 2019.

Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

01) o defeito da visão chamado hipermetropia provoca o mesmo efeito que a miopia, ou seja, o indivíduo tem dificuldades em enxergar objetos próximos.

02) uma das formas de ajustar o foco da lente é alterando sua curvatura.

04) o fenômeno óptico que explica o funcionamento de uma lente é a refração.

08) para determinar a distância, a câmera acoplada aos óculos utiliza a onda de calor liberada pelos objetos.

16) uma causa do defeito da visão chamado presbiopia está relacionada com um globo ocular mais achatado.

32) a lente utilizada para corrigir o defeito da visão chamado miopia é a lente convergente.

64) em um olho hipermetrope a imagem é formada após a retina.

Resposta: [Soma: 02 + 04 + 08 + 64 = 78]
01) Falsa: os efeitos da hipermetropia e da miopia são contrários. Enquanto na hipermetropia o indivíduo tem dificuldade em enxergar objetos próximos, na miopia ele tem dificuldade em enxergar objetos distantes.
02) Verdadeira: alterando a curvatura da lente, estamos alterando a posição de sua distância focal.
04) Verdadeira: lentes funcionam a partir do fenômeno da refração da luz, que ocorre quando a luz altera seu meio de propagação, consequentemente alterando sua velocidade.
08) Verdadeira: é dessa forma que câmeras infravermelho operam. As ondas infravermelho são conhecidas também como “ondas de calor”, sendo que as câmeras detectam as ondas emitidas pelos corpos.
16) Falsa: a presbiopia (também chamada de “vista cansada”) está relacionada com a dificuldade da musculatura ocular em ajustar o globo ocular para a acomodação visual de objetos próximos. É um problema de visão decorrente da idade da pessoa.
O problema de visão relacionado com um globo ocular mais achatado é a miopia. A consequência disso é que um indivíduo míope tem dificuldade em enxergar objetos distantes, pois a imagem é formada antes da retina.
32) Falsa: o fato de a imagem ser formada antes da retina de um indivíduo míope significa que o olho está “convergindo demais” a luz. Caso ele utilizasse lentes convergentes, isso apenas pioraria o problema. Logo, para corrigir a miopia, é necessário usar lentes divergentes.
64) Verdadeira: o olho de um indivíduo hipermetrope tem dificuldade de convergir os raios de luz para a retina, fazendo com que a imagem seja formada após a retina. Para corrigir isso, é necessário utilizar lentes convergentes.

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*Colaborou nesta publicação: Nicolas Castro

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Gabriela Gauche

Licenciada em Física pela UFSC, professora da educação básica e colaboradora no blog do Aprova Total.

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