EAM 2020 — Questões de Física comentadas — Método TEF

O motor eleva uma carga de $100\ \text{kg}$ por $8\ \text{m}$; a energia útil mínima é o acréscimo da energia potencial.

Assim, $W=mgh=100\cdot10\cdot8=8000\ \text{J}$. Como $P=W/\Delta t$ e $P=1000\ \text{W}$, obtemos $\Delta t=8000/1000=8\ \text{s}$.

A polia ideal pode redirecionar a força, mas não modifica o trabalho necessário para atingir a altura estabelecida.

Primeiro o alumínio deve atingir sua temperatura de fusão. A energia sensível é $Q_s=mc\Delta T=300\cdot0{,}2\cdot(660-30)=37800\ \text{cal}$.

Em seguida ocorre a fusão a temperatura constante, com $Q_l=mL=300\cdot94=28200\ \text{cal}$.

A energia total é $Q=66000\ \text{cal}$. Com forno fornecendo $3000\ \text{cal/min}$, o tempo é $66000/3000=22\ \text{min}$.

Para comparar os aparelhos, calculamos a energia $E=P\Delta t$ de cada um, com horas na mesma unidade.

O aparelho A consome $E_A=1{,}2\cdot1{,}75=2{,}1\ \text{kWh}$. O B consome $E_B=1{,}5\cdot(4/3)=2{,}0\ \text{kWh}$. O C consome $E_C=2\cdot1=2{,}0\ \text{kWh}$.

Portanto, A consome mais energia do que B, conforme a alternativa A.

A bateria fornece $12\ \text{V}$. Na parte central do circuito, há dois caminhos entre os mesmos nós: um resistor vertical de $2\ \Omega$ e o ramo à direita, formado pelos dois resistores de $1\ \Omega$ em série com o amperímetro ideal.

A resistência do ramo à direita é $1+1=2\ \Omega$. Esse ramo está em paralelo com o resistor vertical de $2\ \Omega$. Logo, $R_p=(2\cdot2)/(2+2)=1\ \Omega$.

Os dois resistores restantes, cada um de $1\ \Omega$, estão em série com a associação. A resistência equivalente total é $R_{eq}=1+1+1=3\ \Omega$, de modo que a corrente na bateria vale $I=12/3=4\ \text{A}$.

Como os dois ramos paralelos têm resistências idênticas, a corrente de $4\ \text{A}$ se divide igualmente: $2\ \text{A}$ em cada ramo. O amperímetro está no ramo direito e indica $2\ \text{A}$.

O pulso percorre a distância até o fundo do mar e retorna. Como a profundidade é $120\ \text{m}$, a distância percorrida pelo som é $240\ \text{m}$.

A velocidade no meio, inferida do eco, é $v=240/0{,}16=1500\ \text{m/s}$.

Com frequência $f=25000\ \text{Hz}$, o comprimento de onda vale $\lambda=v/f=1500/25000=0{,}060\ \text{m}=6\ \text{cm}$.

A energia mecânica é conservada entre as alturas $h_A=35\ \text{m}$ e $h_B=18\ \text{m}$. A massa cancela no balanço.

Da conservação, $\frac12v_A^2+gh_A=\frac12v_B^2+gh_B$. Assim, $v_B^2=v_A^2+2g(h_A-h_B)=144+2\cdot10\cdot17=484$.

A velocidade no ponto B é $v_B=22\ \text{m/s}$.

Em um espelho côncavo, a natureza da imagem depende da posição do objeto em relação ao foco.

Se o objeto estiver além do foco, a imagem se forma à frente do espelho, é real e invertida. Entre o foco e o vértice, a imagem passa a ser virtual e direita.

A alternativa E enuncia corretamente a situação em que a imagem é real e invertida.

A temperatura inicial do gás é $20\ ^\circ\text{C}$, equivalente a aproximadamente $293\ \text{K}$. O reservatório final também é mantido a $293\ \text{K}$.

A mudança de volume ocorreu sem mudança de temperatura, caracterizando uma transformação isotérmica. Pela lei de Boyle, $p_iV_i=p_fV_f$, de modo que $p_f=2\cdot24/60=0{,}8\ \text{atm}$.

Logo, a alternativa correta é a que identifica a transformação isotérmica.

A velocidade da embarcação é $20\cdot1{,}85=37\ \text{km/h}$.

Para o movimento uniforme durante $8\ \text{h}$, a distância é $d=v\Delta t=37\cdot8=296\ \text{km}$.

A unidade nó representa velocidade, não distância.

Polos magnéticos iguais se repelem, portanto I é verdadeira. A divisão de um ímã produz fragmentos que continuam apresentando polos norte e sul; II também é verdadeira.

A afirmação III descreve cargas magnéticas positivas e negativas separadas como se fossem cargas elétricas. O modelo comum de magnetismo não admite essa interpretação como partículas isoladas.

As afirmações corretas são I e II, que correspondem à alternativa D.