Nas questões de Física, quando necessário, utilize os dados fornecidos no próprio enunciado.
Turma "A" · Gabarito Oficial
Física: questões 61 a 80
Q61
Estática — Torque / Momento de uma força
Ao segurar uma espada com uma das mãos, como mostra o esquema, um espadachim faz menos esforço para mantê-la na horizontal, quando o centro ________ da espada estiver ________ de sua mão.
(Suponha que a distância entre o esforço do espadachim e o apoio é constante).
A)de gravidade; próximo
B)de gravidade; afastado
C)geométrico; próximo
D)geométrico; afastado
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
A
Resolução comentada
O torque provocado pelo peso da espada é $\tau = P \cdot d$, onde $d$ é a distância do centro de gravidade (CG) até o ponto de apoio (mão). Quanto mais próximo o centro de gravidade estiver da mão, menor será o braço de alavanca $d$, e consequentemente menor será o torque resistente, exigindo menos esforço do espadachim para manter a espada na horizontal.
Alternativa correta: A
Q62
Lançamento Oblíquo — Alcance máximo
Um garoto lança uma pedra utilizando um estilingue (atiradeira) de maneira que o alcance horizontal seja o maior possível. Sendo $V_0$ o módulo da velocidade de lançamento da pedra, $V_x$ o módulo de sua componente horizontal e $V_y$ o módulo de sua componente vertical, assinale a alternativa correta que apresenta o valor de $V$.
A)$V = V_x + V_y$
B)$V = (V_x + V_y)^2$
C)$V = \dfrac{V_x}{\sqrt{2}}$
D)$V = V_x\sqrt{2}$
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
ANULADA
Resolução comentada
Para obter alcance máximo no mesmo nível horizontal, o ângulo de lançamento é $\theta = 45^\circ$. Com isso, $V_x = V \cos 45^\circ = V \frac{\sqrt{2}}{2}$, resultando em $V = V_x \sqrt{2}$.
Nota: Esta questão foi oficialmente ANULADA pela banca examinadora no gabarito definitivo.
Q63
Movimento Circular Uniforme — Velocidade angular
No movimento circular uniforme a velocidade angular ($\omega$) NÃO depende
A)do raio da circunferência
B)da sua freqüência
C)do seu período
D)do tempo gasto para completar uma volta
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
A
Resolução comentada
A velocidade angular é dada por $\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f$. Como $T$ representa o período (tempo para dar uma volta) e $f$ é a frequência, a velocidade angular depende dessas grandezas temporais, mas não depende do raio $R$ da circunferência.
Alternativa correta: A
Q64
Cinemática — Velocidade média em tabela
Um ponto material, que se desloca em relação a um dado referencial, executando uma trajetória retilínea, ocupa posições ao longo do tempo de acordo com a tabela abaixo. Calcule a velocidade média, em m/s, do ponto material.
t (s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
S (m)
5
8
11
14
17
20
23
26
29
A)1
B)2
C)3
D)5
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
C
Resolução comentada
A velocidade média é dada pela variação total da posição dividida pelo intervalo total de tempo:
Um móvel ao percorrer uma trajetória retilínea obedece a seguinte função horária: $S = -4 + 16t - 2t^2$ (no S.I.). Em que instante, em segundos, o móvel inverte o sentido do movimento?
A)2
B)4
C)8
D)$4 + \sqrt{56}$
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
B
Resolução comentada
A inversão de sentido ocorre quando a velocidade instantânea do móvel é nula ($v = 0$).
Da equação do MUV $S = S_0 + v_0 t + \frac{1}{2}a t^2$, identificamos $v_0 = 16\text{ m/s}$ e $a = -4\text{ m/s}^2$.
$$v = v_0 + at \Rightarrow 0 = 16 - 4t \Rightarrow 4t = 16 \Rightarrow t = 4\text{ s}$$
Alternativa correta: B
Q66
Dinâmica / Elasticidade — Lei de Hooke
Uma mola, de constante elástica igual a $K = 10\text{ N/m}$, é utilizada como gatilho para disparar uma esfera de massa $2\text{ kg}$ a uma distância de $5\text{ m}$ em $2\text{ segundos}$. Para que isso seja possível, o valor da deformação "x" que a mola deve sofrer está compreendido no intervalo, em m, de
A)0,1 a 0,4
B)0,4 a 0,7
C)0,7 a 1,0
D)1,0 a 1,3
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
B
Resolução comentada
1. Aceleração da esfera a partir do repouso:
$$\Delta S = \frac{1}{2} a t^2 \Rightarrow 5 = \frac{1}{2} a (2^2) \Rightarrow a = 2{,}5\text{ m/s}^2$$
2. Força resultante necessária:
$$F = m \cdot a = 2 \cdot 2{,}5 = 5\text{ N}$$
3. Pela Lei de Hooke ($F = Kx$):
$$5 = 10 \cdot x \Rightarrow x = 0{,}5\text{ m}$$
O valor $x = 0{,}5\text{ m}$ encontra-se no intervalo de $0{,}4\text{ a }0{,}7\text{ m}$.
Alternativa correta: B
Q67
Impulso e Quantidade de Movimento
Atualmente, os carros são feitos com materiais deformáveis de maneira que, em caso de colisões, para uma mesma variação da quantidade de movimento linear do carro, a força que o cinto exerce sobre os passageiros seja ________ devido ao ________ intervalo de tempo durante o impacto.
A)maior; maior
B)menor; menor
C)menor; maior
D)maior; menor
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
C
Resolução comentada
Pelo Teorema do Impulso: $I = F_m \cdot \Delta t = \Delta p$.
Para uma mesma variação da quantidade de movimento ($\Delta p$ constante), a força média $F_m = \frac{\Delta p}{\Delta t}$ é inversamente proporcional ao tempo de impacto $\Delta t$. Ao deformar-se, a estrutura do carro aumenta o tempo de duração da colisão ($\Delta t$ maior), reduzindo a força imposta aos ocupantes ($F_m$ menor).
Alternativa correta: C
Q68
Mecânica — Energia potencial gravitacional e referencial
Considere a figura abaixo que representa uma esfera de massa $2\text{ kg}$ situada entre o teto e o piso de uma casa.
Em relação à parte superior do armário, a energia potencial da esfera, em J, vale
Considere a aceleração da gravidade $g = 10\text{ m/s}^2$.
A)40
B)-40
C)20
D)-20
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
D
Resolução comentada
Adotando o topo do armário como referencial de altura ($y_0 = 0$):
O topo do armário está a $2\text{ m}$ do piso, enquanto a esfera está a $1\text{ m}$ do piso. Portanto, a posição relativa da esfera em relação ao topo do armário é $h = 1 - 2 = -1\text{ m}$.
O barômetro é o aparelho que utilizamos para medir a pressão atmosférica. Esse instrumento de medida pode ser graduado a partir de diferentes unidades. Se um barômetro graduado em Pa (pascal) registra o valor de $1{,}02 \times 10^5$, outro, graduado em mmHg (milímetros de mercúrio), registrará
Obs.: Adote g (aceleração da gravidade local) igual a $10\text{ m/s}^2$ e densidade do mercúrio igual a $13{,}6\text{ g/cm}^3$.
A)0,70
B)0,75
C)700
D)750
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
D
Resolução comentada
Pelo Teorema de Stevin $P = \rho \cdot g \cdot h$, convertendo a densidade para o SI ($\rho = 13{,}6\text{ g/cm}^3 = 13600\text{ kg/m}^3$):
$$1{,}02 \times 10^5 = 13600 \cdot 10 \cdot h \Rightarrow 102000 = 136000 \cdot h \Rightarrow h = \frac{102000}{136000} = 0{,}75\text{ mHg}$$
Convertendo para milímetros: $0{,}75\text{ m} = 750\text{ mmHg}$.
Alternativa correta: D
Q70
Hidrostática — Princípio de Arquimedes
Depois de estudar o conceito de densidade (relação entre a massa de um corpo e seu volume), um aluno resolveu fazer uma experiência: construiu um barquinho de papel e o colocou sobre uma superfície líquida. Em seguida, pôs sobre o barquinho uma carga de massa $100\text{ g}$ que o fez afundar $1\text{ cm}$. Esse resultado fez o aluno concluir, corretamente que, para um outro barquinho de papel, com o dobro da área de contato com o líquido, afundar igualmente $1\text{ cm}$, deve-se colocar uma carga, cuja massa, em gramas, valha
A)50
B)100
C)200
D)250
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
C
Resolução comentada
No equilíbrio de flutuação, a força de empuxo adicional equilibra o peso da carga adicionada: $E_{\text{adic}} = P_{\text{carga}} \Rightarrow \rho_{\text{líq}} \cdot V_{\text{sub}} \cdot g = m \cdot g$.
O volume deslocado é $V_{\text{sub}} = A \cdot h$.
Para o primeiro barco: $\rho_{\text{líq}} (A \cdot h) = 100\text{ g}$.
Para o segundo barco com área $2A$: $V'_{\text{sub}} = (2A) \cdot h = 2(A \cdot h)$. O volume de líquido deslocado é o dobro, o que exige o dobro da massa de carga para manter o mesmo nível de afundamento $h = 1\text{ cm}$:
$$m' = 2 \cdot 100\text{ g} = 200\text{ g}$$
Alternativa correta: C
Q71
Ondulatória — Espectro sonoro audível
O ouvido humano normal é capaz de detectar a estreita faixa de freqüência compreendida entre $20\text{ Hz}$ e $20\text{ kHz}$. Admitindo a velocidade do som no ar igual a $340\text{ m/s}$. O som mais grave e o mais agudo que o ouvido humano é capaz de captar têm comprimentos de onda, respectivamente, iguais a:
A)$1{,}7\text{ m}$ e $0{,}017\text{ m}$
B)$10^3\text{ cm}$ e $1{,}7 \cdot 10^{-2}\text{ m}$
C)$1{,}7\text{ cm}$ e $1{,}7\text{ m}$
D)$10^{-3}\text{ m}$ e $1{,}7 \cdot 10^2\text{ cm}$
Para diminuir a variação de temperatura devido a ________ de calor, do alimento em uma embalagem descartável de folha de alumínio, a face espelhada da tampa deve estar voltada para ________.
Obs: A temperatura do ambiente é maior que a temperatura do alimento.
A)radiação; dentro
B)condução; fora
C)convecção; fora
D)radiação; fora
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
D
Resolução comentada
Superfícies espelhadas/polidas são péssimas absorvedoras e ótimas refletoras de radiação térmica. Como o ambiente externo está mais quente que o alimento, a radiação do ambiente deve ser refletida de volta. Para evitar que o calor externo penetre no recipiente por radiação, a face espelhada deve estar voltada para fora.
Alternativa correta: D
Q74
Óptica Geométrica — Lupa e equação de Gauss
Um relojoeiro utiliza uma lupa, de distância focal igual a $10\text{ cm}$, para consertar um relógio. Determine a que distância, em cm, do centro óptico da lupa, sobre o eixo principal, deve ser colocado o relógio, para que a imagem deste seja ampliada em quatro vezes.
A)2,5
B)7,5
C)12,5
D)40,0
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
B
Resolução comentada
Uma lupa produz uma imagem virtual, direita e maior. Assim, o aumento linear transversal é $A = +4$.
Óptica Geométrica — Espelhos planos e deslocamento
Uma lanterna acesa é colocada diante de um espelho plano vertical a uma distância frontal de $1{,}6\text{ m}$. Quando a lanterna é aproximada do espelho, sua nova distância, em relação ao espelho passa a ser $0{,}9\text{ m}$. Portanto, é correto afirmar que a
A)distância entre a lanterna e sua imagem aumentou de $1{,}4\text{ m}$.
B)distância entre a imagem e o espelho passou a ser de $0{,}7\text{ m}$.
C)diferença entre a posição da imagem, antes da lanterna ser movida e a atual é de $0{,}7\text{ m}$.
D)distância entre a lanterna e sua imagem diminui de $0{,}7\text{ m}$.
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
C
Resolução comentada
1. Em um espelho plano, a distância da imagem ao espelho é sempre igual à distância do objeto ao espelho ($p' = p$).
2. Posição inicial da imagem: $p'_1 = 1{,}6\text{ m}$ atrás do espelho.
3. Posição final da imagem: $p'_2 = 0{,}9\text{ m}$ atrás do espelho.
4. O deslocamento sofrido pela imagem é $\Delta p' = 1{,}6 - 0{,}9 = 0{,}7\text{ m}$.
Alternativa correta: C
Q76
Eletrostática — Eletroscópio e indução
Ao aproximar um bastão de um eletroscópio de folhas, vê-se que as folhas abrem-se. Diante desse fato, o que se pode deduzir, sem sombra de dúvidas, é que o bastão
A)está carregado.
B)não está carregado.
C)está carregado negativamente.
D)está carregado positivamente.
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
A
Resolução comentada
A repulsão entre as folhas do eletroscópio indica que houve separação de cargas por indução eletrostática. Isso só pode ocorrer se o corpo aproximado (o bastão) possuir carga elétrica não nula. Contudo, apenas a abertura não revela o sinal (positivo ou negativo) dessa carga.
Alternativa correta: A
Q77
Eletrodinâmica — Associação em série
Assinale a alternativa que completa corretamente a frase:
Um circuito com dez lâmpadas ligadas em série, apresenta sempre
A)todas as lâmpadas idênticas.
B)a mesma diferença de potencial em cada lâmpada.
C)a mesma intensidade de corrente elétrica em cada lâmpada.
D)intensidade de corrente elétrica diferente em cada lâmpada.
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
C
Resolução comentada
Em uma ligação em série de elementos resistivos, não há nós para divisão da corrente. Assim, existe um único caminho elétrico e a intensidade da corrente elétrica é exatamente a mesma em todos os componentes do circuito.
Alternativa correta: C
Q78
Eletrostática — Quantização da carga elétrica
Se a carga de um elétron é igual a $-1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}$ quantos elétrons são necessários para que um corpo obtenha a carga de $-1{,}0\text{ C}$?
A)$10^{-19}$
B)$10^{19}$
C)$6{,}25 \cdot 10^{-19}$
D)$6{,}25 \cdot 10^{18}$
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
D
Resolução comentada
A quantização da carga elétrica é expressa por $Q = n \cdot e$.
Eletromagnetismo — Campo magnético de condutor retilíneo
Considere-se um fio condutor retilíneo longo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Verifica-se experimentalmente que em torno do condutor surge um campo magnético, cujas linhas de campo são ________, situadas ________.
A)circunferências concêntricas; em planos perpendiculares ao fio
B)linhas radiais; em planos perpendiculares ao fio
C)espirais crescentes; em planos perpendiculares ao fio
D)helicoidais; ao longo do fio
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
A
Resolução comentada
De acordo com o experimento de Oersted e a Regra da Mão Direita, o campo magnético gerado por uma corrente contínua em um fio retilíneo longo possui linhas de indução formadas por circunferências concêntricas centradas no fio, contidas em planos estritamente perpendiculares a este condutor.
Alternativa correta: A
Q80
Eletromagnetismo — Campo magnético no centro de espira
Uma espira circular de raio $4\text{ cm}$, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade $i = 20\text{ A}$. A intensidade do vetor indução magnética no centro da espira é igual a ________ $\pi\text{ T}$.
Obs.: Considere a espira no vácuo, com $\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m/A}$.
A)$10^{-3}$
B)$10^{-4}$
C)$10^{-5}$
D)$10^{-6}$
Gabarito oficial — EEAR CFS-B 1/2007
B
Resolução comentada
A intensidade do campo magnético no centro de uma espira circular é $B = \frac{\mu_0 i}{2R}$.
Convertendo o raio para metros: $R = 4\text{ cm} = 0{,}04\text{ m} = 4 \cdot 10^{-2}\text{ m}$.
