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EEAR

Escola de Especialistas de Aeronáutica

CFS 2/2022 · Prova de Física (Q73-96) — resolução comentada Método TEF.

Q73
Termologia — mudanças de fase

O gráfico a seguir representa a temperatura (T) de uma amostra de água pura, em °C, em função do calor (Q), em joules, ao qual essa amostra está exposta. No gráfico podemos observar 5 regiões A, B, C, D e E onde B e D representam dois patamares.

Gráfico T(°C) por Q(J) mostrando regiões A, B, C, D e E, com patamares B em 0°C e D em 100°C

Nas alternativas a seguir, as regiões A, B, C, D e E são representadas por pontos ou por frações de uma reta paralela ao eixo horizontal. Assinale a alternativa que representa corretamente essas 5 regiões no respectivo diagrama de fase da amostra de água pura anteriormente citada.

A)
Diagrama de fases Pressão x Temperatura, opção a
B)
Diagrama de fases Pressão x Temperatura, opção b
C)
Diagrama de fases Pressão x Temperatura, opção c
D)
Diagrama de fases Pressão x Temperatura, opção d

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

No aquecimento a pressão constante, A corresponde ao sólido, B à fusão (equilíbrio sólido-líquido), C ao líquido, D à vaporização (equilíbrio líquido-vapor) e E ao vapor. No diagrama $P\times T$, uma isóbara deve atravessar, nessa ordem, as regiões e as duas curvas de coexistência. O esquema que respeita essa sequência é o da alternativa C.

Alternativa correta: C

Q74
Ondulatória — espectro eletromagnético

Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas recebem diferentes nomes e formam um conjunto denominado espectro eletromagnético. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que descreve corretamente os conceitos da Física envolvidos na classificação do espectro.

A)As ondas de rádio são utilizadas na transmissão de informações e, devido ao maior comprimento de onda, necessitam de um meio material para se propagarem.
B)A região da luz visível, apesar de fazer parte do espectro eletromagnético, é composta por ondas mecânicas e compreende uma faixa do espectro que é perceptível ao olho humano.
C)Os raios X são ondas eletromagnéticas que podem ser geradas em tubos de vácuo e apresentam frequências compreendidas entre $10^{16}\,\text{Hz}$ e $10^{20}\,\text{Hz}$, e, consequentemente, devem apresentar comprimentos de onda que variam de $10^8\,\text{m}$ a $10^{12}\,\text{m}$.
D)A radiação na faixa do infravermelho é um tipo de onda eletromagnética e, portanto, é constituída por ondas transversais, nas quais os campos elétrico e magnético que as formam variam perpendicularmente entre si e à direção de propagação da onda.

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

Ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material. Luz visível, infravermelho, ondas de rádio e raios X são todas eletromagnéticas. Além disso, em uma onda eletromagnética, $\vec E$, $\vec B$ e a direção de propagação são mutuamente perpendiculares. Logo, D é a única afirmação correta.

Alternativa correta: D

Q75
Cinemática — lançamento oblíquo

O gráfico da altura (y) em função da posição (x) a seguir, representa o lançamento oblíquo (desprezar a resistência do ar) de um objeto de dimensões desprezíveis. Foram assinalados três pontos (A, B e C) nesse gráfico. Dois desses pontos (B e C) possuem a mesma altura e o ponto A está localizado na maior altura dessa trajetória parabólica.

Gráfico y por x de trajetória parabólica com pontos A no topo, B e C na mesma altura

Assinale entre as alternativas, aquela que indica corretamente a relação entre os módulos das velocidades resultantes da composição das velocidades vertical e horizontal do objeto em cada um desses três pontos.

A)$v_B=v_C$ e $v_C>v_A$
B)$v_B=v_C$ e $v_C
C)$v_A>v_B>v_C$
D)$v_A

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

A
Resolução comentada

Sem resistência do ar, a energia mecânica é conservada. Em pontos de mesma altura, B e C, os módulos das velocidades são iguais: $v_B=v_C$. No ponto mais alto A, a energia potencial é máxima e a cinética é mínima; portanto $v_A

Alternativa correta: A

Q76
Radiação térmica — Lei de Wien

A região do Sol, conhecida como fotosfera, é responsável pela radiação emitida e possui temperatura igual a $5800\,\text{K}$. O espectro de radiação emitido pela fotosfera pode ser considerado como o de um corpo negro e o comprimento de onda do ponto de maior intensidade desse espectro é igual a $500\,\text{nm}$. Um objeto com temperatura igual a $500\,\text{K}$, considerado também um corpo negro quanto ao espectro de radiação emitido, possui o comprimento de onda do ponto de maior intensidade de emissão do seu espectro, em nm, igual a ____.

A)$2{,}9\times10^3$
B)$5{,}8\times10^3$
C)$5{,}8\times10^{-9}$
D)$5{,}8\times10^{-3}$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

Pela lei de Wien, $\lambda_{\max}T=\text{constante}$. Assim, $500\cdot5800=\lambda\cdot500$, com $\lambda$ em nm. Logo, $\lambda=5800\,\text{nm}=5{,}8\times10^3\,\text{nm}$.

Alternativa correta: B

Q77
Hidrostática — barômetro

Em um local onde a pressão barométrica é igual a $700\,\text{mmHg}$, se for construído um barômetro de Torricelli utilizando um tubo longo de vidro preenchido com água, a coluna líquida desse barômetro terá uma altura de ___ metros. Utilize as densidades: $d_{Hg}=13{,}6\,\text{g/cm}^3$ e $d_{H_2O}=1{,}0\,\text{g/cm}^3$.

A)5,15
B)5,32
C)9,52
D)10,33

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

Igualando as pressões hidrostáticas: $\rho_{Hg}gh_{Hg}=\rho_ag h_a$. Portanto, $h_a=(13{,}6/1{,}0)\cdot0{,}700=9{,}52\,\text{m}$.

Alternativa correta: C

Q78
Calorimetria — calorímetro

A quantidade de quilocalorias de um alimento é determinado em um calorímetro onde uma amostra do alimento é queimada e o calor transferido é medido. No caso de uma amostra de $5\,\text{g}$ de um alimento, o calor, por grama da amostra, transferido à $0{,}5\,\text{kg}$ de água pura ($1\,\text{cal/g}^\circ\text{C}$) colocada dentro desse calorímetro e a $0{,}1\,\text{kg}$ de alumínio ($0{,}2\,\text{cal/g}^\circ\text{C}$) que compõe a parte interna desse calorímetro será, em kcal/g, igual a ____. OBS: considere que a variação de temperatura da água pura e do alumínio foi a mesma e igual a $55^\circ\text{C}$.

A)3,72
B)4,72
C)5,72
D)6,72

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

O calor absorvido é $Q=(500\cdot1+100\cdot0{,}2)55=28.600\,\text{cal}=28{,}6\,\text{kcal}$. Por grama de alimento: $28{,}6/5=5{,}72\,\text{kcal/g}$.

Alternativa correta: C

Q79
Hidrostática — empuxo

Em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a $10\,\text{m/s}^2$, uma pessoa submerge um bloco maciço de massa igual a $3\,\text{kg}$ totalmente em água, enquanto aplica uma força na face superior do bloco. Nessa situação a força de empuxo a que o bloco está sujeito é igual a $50\,\text{N}$. Sem a ação da força aplicada pela pessoa, apenas uma fração do bloco está abaixo da superfície da água. A alternativa que indica corretamente a fração do bloco que está acima da superfície da água é

A)$1/5$
B)$2/5$
C)$3/5$
D)$4/5$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

Flutuando, $E=P=30\,\text{N}$. Totalmente imerso, o mesmo bloco deslocaria água suficiente para produzir $50\,\text{N}$. Logo, a fração submersa é $30/50=3/5$. A fração emersa é $1-3/5=2/5$.

Alternativa correta: B

Q80
Estática — elevador e polia

A figura a seguir representa um trabalhador (T) de massa igual a "m" dentro de um elevador (E) de massa igual a "M". Esse trabalhador mantém o sistema trabalhador-elevador-polia-cabos (TEPC) em repouso ao segurar o cabo $C_2$ que passa pela polia (P), essa última presa ao teto pelo cabo $C_1$.

Trabalhador T dentro do elevador E, segurando o cabo C2 que passa pela polia P presa ao teto pelo cabo C1

Considerando:
1 - o módulo da aceleração da gravidade igual a "g";
2 - os cabos e a polia ideais;
3 - não há momentos produzidos nesse sistema.

Entre as alternativas, assinale aquela que indica corretamente a expressão do módulo da força (F) que o trabalhador deve aplicar no cabo para manter o sistema TEPC em repouso.

A)$F=\dfrac{(M+m)g}{2}$
B)$F=\dfrac{(M-m)g}{2}$
C)$F=(M-m)g$
D)$F=(M+m)g$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

A
Resolução comentada

Tomando trabalhador + elevador como sistema, há duas trações externas verticais para cima, ambas de módulo $T=F$: uma no elevador e outra sobre o trabalhador. No equilíbrio, $2F=(M+m)g$, portanto $F=(M+m)g/2$.

Alternativa correta: A

Q81
Termometria — escalas Celsius e Fahrenheit

Um termômetro analógico de ponteiro tem a sua faixa de trabalho graduada tanto na escala Celsius quanto na escala Fahrenheit.

Termômetro analógico de ponteiro com escalas Celsius e Fahrenheit, ponteiro entre 5°C e 60°C

Na faixa de graus Celsius a escala vai de $5\,{}^\circ\text{C}$ a $60\,{}^\circ\text{C}$. Esse mesmo intervalo em graus Fahrenheit representa uma faixa de trabalho de ___ °F.

A)41
B)43
C)99
D)140

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

A questão pede a amplitude da faixa. $\Delta T_C=60-5=55\,{}^\circ\text{C}$. Para variações, $\Delta T_F=(9/5)\Delta T_C=(9/5)55=99\,{}^\circ\text{F}$.

Alternativa correta: C

Q82
Eletrostática — energia potencial elétrica

Uma partícula (dimensões desprezíveis) de massa "m" e carga "+q" é lançada com uma velocidade "v" e desloca-se numa trajetória retilínea em direção ao núcleo de um átomo (considerado aqui no estado fundamental). Esse átomo submete essa partícula a um potencial coulombiano devido à carga "+Q" do núcleo. À medida que se aproxima do núcleo a velocidade da partícula é reduzida até atingir o repouso a certa distância "R" do centro do núcleo. Logo em seguida, a partícula passa a se deslocar na mesma direção e no sentido oposto, afastando-se do núcleo. Considerando que:

I- a energia se conserva;
II- não há nenhuma outra influência sobre a partícula durante o deslocamento; e
III- o potencial coulombiano na posição de lançamento é zero.

Assinale a alternativa que indica corretamente a expressão para determinar essa distância "R" do centro do núcleo do átomo. OBS: a constante eletrostática está representada por "k".

A)$R=\dfrac{2kq}{mv^2}$
B)$R=\dfrac{2kQ}{mv^2}$
C)$R=\sqrt{\dfrac{2kqQ}{mv^2}}$
D)$R=\dfrac{2kqQ}{mv^2}$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

Pela conservação da energia, a energia cinética inicial transforma-se em energia potencial elétrica: $\frac12mv^2=kqQ/R$. Isolando $R$, resulta $R=2kqQ/(mv^2)$.

Alternativa correta: D

Q83
Queda livre — energia mecânica

No alto de um prédio foram abandonadas, a $10\,\text{m}$ de altura em relação ao solo, simultaneamente e a partir do repouso, duas esferas homogêneas, A e B, com valores de massas, respectivamente, iguais a $4\,\text{kg}$ e $8\,\text{kg}$. Desprezando a resistência do ar e adotando a intensidade da aceleração da gravidade local igual a $10\,\text{m/s}^2$, pode-se afirmar corretamente que:

A)a esfera B atinge o solo antes da esfera A, além disso, a esfera B apresenta, ao tocar o solo, uma energia cinética igual a $800\,\text{J}$.
B)a esfera A atinge o solo antes da esfera B, além disso, a esfera A apresenta, ao tocar o solo, uma energia cinética igual a $800\,\text{J}$.
C)as duas esferas atingem o solo ao mesmo instante, além disso, a energia cinética de A, no instante que toca o solo, será de $4000\,\text{J}$.
D)as duas esferas atingem o solo ao mesmo instante, além disso, a diferença entre os valores da energia cinética de A e de B, no instante que tocam o solo, será de $400\,\text{J}$.

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

A aceleração de queda independe da massa, então chegam juntas. $K_A=m_Agh=400\,\text{J}$ e $K_B=800\,\text{J}$. A diferença é $400\,\text{J}$.

Alternativa correta: D

Q84
Energia e potência

Um determinado carro elétrico (de massa $1850\,\text{kg}$ e levando dois ocupantes de massa igual a $75\,\text{kg}$ cada), partindo do repouso, em uma pista retilínea e horizontal, consegue atingir a velocidade de $108\,\text{km/h}$ em $4{,}0$ segundos. Para obter essa aceleração o motor elétrico desse carro deverá ter no mínimo, a potência de ____ HP (horse-power). Utilize $1\,\text{HP}=750\,\text{W}$ e despreze o atrito com o ar.

A)225
B)300
C)450
D)600

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

A massa total é $2000\,\text{kg}$ e $108\,\text{km/h}=30\,\text{m/s}$. O trabalho mínimo é $\Delta K=\frac12(2000)(30)^2=900.000\,\text{J}$. Assim, $P=900.000/4=225.000\,\text{W}=300\,\text{HP}$.

Alternativa correta: B

Q85
Gravitação — 3ª lei de Kepler

As três leis de Kepler podem ser aplicadas para quaisquer sistemas em que corpos gravitam em torno de um corpo central, como é o caso de planetas em torno de uma estrela. Adotando a lei dos períodos de Kepler, pode-se afirmar corretamente que a relação entre o período de translação da Terra em torno do Sol ($T_T$) e o período de translação de Mercúrio em torno do Sol ($T_M$) é dado por:

Observação: o valor do raio médio da órbita de Mercúrio em torno do Sol é 40% do valor do raio médio da órbita da Terra em torno do Sol.

A)$T_T=\left(\dfrac52\right)^{3/2}T_M$
B)$T_T=\left(\dfrac25\right)^{3/2}T_M$
C)$T_T=5T_M$
D)$T_T=\left(\dfrac{2\sqrt5}{25}\right)T_M$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

A
Resolução comentada

Para corpos em torno do mesmo Sol, $T^2/R^3$ é constante. Como $R_M=(2/5)R_T$, temos $(T_T/T_M)^2=(R_T/R_M)^3=(5/2)^3$. Logo, $T_T=(5/2)^{3/2}T_M$.

Alternativa correta: A

Q86
Cinemática — gráfico velocidade × tempo

O gráfico a seguir relaciona o módulo da velocidade (v) de dois objetos A e B em função do tempo (t). Considere, respectivamente, $\Delta x_A$ e $\Delta x_B$ os deslocamentos dos móveis A e B de 0 a 20 s.

Gráfico v(m/s) por t(s): reta única partindo da origem, com vA lida em t=10s e vB em t=20s

Assinale a alternativa que relaciona corretamente algumas das grandezas descritas no intervalo de 0 a 20 s.

A)$\Delta x_A=\dfrac{\Delta x_B}{4}$
B)$\Delta x_A=\dfrac{\Delta x_B}{2}$
C)$v_A=\dfrac{v_B}{4}$
D)$v_A=\dfrac{v_B}{2}$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

No instante $20\,\text{s}$, a leitura direta do gráfico fornece $v_B=2v_A$. Portanto, $v_A=v_B/2$. Como as áreas triangulares também guardam a mesma razão, $\Delta x_B=2\Delta x_A$.

Alternativa correta: D

Q87
Óptica geométrica — lentes esféricas

Um objeto real é colocado perpendicularmente sobre o eixo principal a uma distância p do centro óptico de uma lente convergente de distância focal igual a $32\,\text{cm}$. Nessa configuração conjuga-se uma imagem real localizada a $1{,}6\,\text{m}$ do centro óptico da lente. Mantendo-se o objeto na mesma posição e, apenas, substituindo essa lente por outra lente convergente de distância focal igual a $0{,}3\,\text{m}$, qual será, em cm, a distância entre a nova imagem e o objeto? Observação: as lentes são estigmáticas.

A)40
B)80
C)120
D)160

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

Na primeira lente, $1/f=1/p+1/p'$: $1/32=1/p+1/160$, daí $p=40\,\text{cm}$. Para a nova lente, $f=30\,\text{cm}$: $1/30=1/40+1/p'$, resultando $p'=120\,\text{cm}$. Objeto e imagem estão em lados opostos, então a distância entre eles é $40+120=160\,\text{cm}$.

Alternativa correta: D

Q88
Eletrodinâmica — associação de resistores

Conforme figura a seguir, que representa um circuito elétrico na forma de um paralelepípedo contendo quatro resistores ôhmicos interligados por condutores ideais, se for conectada uma fonte de alimentação ideal de corrente contínua que forneça a ddp de $8{,}0\,\text{V}$ entre os pontos A e B do circuito, o valor da intensidade de corrente elétrica total fornecida será de ___ ampères.

Circuito em forma de paralelepípedo com resistores de 2Ω, 1Ω, 4Ω e 8Ω entre os pontos A e B
A)1
B)12
C)14
D)15

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

Pela topologia do circuito, os quatro resistores ficam submetidos à mesma ddp entre A e B. As correntes de cada ramo são somadas para obter a corrente total. Efetuando as associações indicadas na figura, obtém-se $I_{total}=15\,\text{A}$.

Alternativa correta: D

Q89
Óptica — refração

Uma lâmina de faces paralelas pode ser definida como um meio transparente limitado por duas superfícies planas e paralelas. Supondo que uma lâmina de faces paralelas, perfeitamente lisa, esteja imersa no ar (índice de refração igual a 1) e que:

I- na primeira face incide um raio de luz monocromático (RI) que forma um ângulo de $60^\circ$ com a normal (N); e
II- após refratar nessa superfície, o raio de luz refratado percorre o material e incide na segunda face formando um ângulo de $30^\circ$ com a normal, conforme o desenho a seguir.

Lâmina de faces paralelas com raio incidente a 60° e raio refratado a 30° na segunda face

Qual o valor do índice de refração do material que constitui a lâmina?

A)$1/2$
B)$\sqrt3$
C)$\sqrt2/2$
D)$\sqrt3/2$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

Pela lei de Snell, $n_{ar}\sin60^\circ=n\sin30^\circ$. Logo, $n=(\sqrt3/2)/(1/2)=\sqrt3$.

Alternativa correta: B

Q90
MHS e MCU

Uma partícula P, de massa igual a $2\,\text{kg}$, executa um movimento circular uniforme (MCU) e a projeção (P') dessa partícula no diâmetro horizontal descreve exatamente um movimento harmônico simples (MHS), conforme a figura a seguir.

Partícula P em MCU com projeção P linha no diâmetro horizontal executando MHS

Nesse MHS a posição da projeção P', em função do tempo, é dada pela expressão $x=10\cos(20t)$, para x expresso em metros e t em segundos. A partir dessas informações, determine a intensidade, em newtons, da força centrípeta aplicada à partícula P para manter o movimento circular uniforme.

A)40
B)4000
C)8000
D)16000

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

Da equação do MHS, a amplitude é o raio do MCU, $R=10\,\text{m}$, e $\omega=20\,\text{rad/s}$. Então $F_c=m\omega^2R=2\cdot20^2\cdot10=8000\,\text{N}$.

Alternativa correta: C

Q91
Colisão e lançamento

Um objeto de dimensões desprezíveis é abandonado da posição A e percorre em queda livre uma altura "h" até colidir elasticamente (coeficiente de restituição igual a 1) em um plano inclinado com uma velocidade de módulo igual a "v". Esse plano inclinado faz com a horizontal um ângulo igual a $45^\circ$. Após a colisão, o objeto leva um intervalo de tempo "t" até atingir o ponto B, seguindo uma trajetória parabólica.

Objeto caindo de A por altura h, colidindo com plano inclinado a 45° e seguindo trajetória parabólica até B, com comprimento x indicado

O comprimento "x", representado na figura, é igual a ____. OBS: durante o movimento de A a B despreze a resistência do ar e considere que o objeto está sujeito apenas à gravidade de módulo igual a "g".

A)$gt^2/2$
B)$vt$
C)$4h\sqrt2$
D)$h\sqrt2$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

C
Resolução comentada

Antes do choque, $v^2=2gh$. A colisão elástica com o plano a $45^\circ$ redireciona a velocidade, e a geometria do movimento subsequente permite relacionar o alcance indicado com a altura de queda. O resultado é $x=4h\sqrt2$.

Alternativa correta: C

Q92
Movimento circular — transmissão por corrente

Uma bicicleta possui uma coroa com 42 dentes interligada por meio de uma corrente a um sistema de marchas que permite selecionar uma entre 6 catracas. A catraca menor tem 14 dentes e a maior 21 dentes e são todas concêntricas ao eixo da roda traseira, e o conjunto roda-pneu traseiro tem diâmetro externo de $60\,\text{cm}$, conforme o desenho a seguir com as referidas partes da bicicleta.

Bicicleta: roda e pneu traseiro com catracas, corrente e coroa ligada ao pedal

Em uma trajetória retilínea e horizontal, sem haver deslizamento entre os pneus e o piso, para que a bicicleta, mantenha a velocidade de $38{,}88\,\text{km/h}$, o ciclista ao selecionar a marcha com a maior razão entre os números de dentes da coroa e da catraca, terá que girar a coroa (por meio dos pedais) em uma frequência de ___ voltas por segundo.

Utilize $\pi=3{,}0$

A)1,0 volta/s
B)2,0 voltas/s
C)3,0 voltas/s
D)4,0 voltas/s

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

A maior razão é $42/14=3$. A velocidade é $10{,}8\,\text{m/s}$ e o perímetro da roda é $\pi D=3\cdot0{,}6=1{,}8\,\text{m}$. Logo a roda gira a $10{,}8/1{,}8=6\,\text{Hz}$. Como a roda/catraca gira três vezes para cada volta da coroa, $f_{coroa}=6/3=2\,\text{Hz}$.

Alternativa correta: B

Q93
Magnetismo — partícula carregada

Uma partícula Y eletricamente carregada, cuja relação carga/massa é dada por $0{,}5\times10^8\,\text{C/kg}$, é lançada, com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de intensidade $\vec B$. Devido à ação da força magnética essa partícula Y descreve um movimento circular uniforme de período igual a $\pi\times10^{-7}\,\text{s}$. Uma outra partícula X, também eletricamente carregada, é lançada da mesma forma que a partícula Y, ou seja, perpendicularmente ao mesmo campo magnético e com a mesma velocidade v. Porém, essa partícula realiza um movimento circular uniforme com o dobro do período da partícula Y. Portanto, pode-se afirmar corretamente que a relação carga/massa da partícula X é de _________ C/kg. Assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que preenche corretamente a lacuna do texto anterior.

A)$0{,}4\times10^7$
B)$2{,}5\times10^7$
C)$5{,}0\times10^8$
D)$1{,}0\times10^9$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

B
Resolução comentada

No movimento circular magnético, $T=2\pi m/(|q|B)$; portanto $T$ é inversamente proporcional a $|q|/m$. Se $T_X=2T_Y$, então $(q/m)_X=(q/m)_Y/2=2{,}5\times10^7\,\text{C/kg}$.

Alternativa correta: B

Q94
Quantidade de movimento — colisão

Sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, sem atrito, é colocada uma esfera A, em repouso, exatamente no centro dos eixos x e y. Uma esfera B de massa igual a $3\,\text{kg}$ que se desloca em movimento retilíneo uniforme de acordo com a seguinte função horária das posições $S=10t$, expressa em unidades do Sistema Internacional de Unidades, atinge a esfera A, segundo um ângulo de $30^\circ$ em relação ao eixo x, conforme a figura.

Antes e depois da colisão: esfera B atingindo esfera A a 30° do eixo x; depois, A segue no eixo y e B no eixo x

Após a colisão perfeitamente elástica, a esfera A passa a descrever um movimento retilíneo uniforme exatamente sobre o eixo y e a esfera B passa a descrever um movimento retilíneo uniforme exatamente sobre o eixo x. Considerando que não há forças externas atuando sobre o sistema, esfera A − esfera B, qual o valor da velocidade, em m/s, e da quantidade de movimento, em kg.m/s, da esfera B, após a colisão?

A)$5\sqrt3\,\text{m/s}$; $15\sqrt3\,\text{kg}\cdot\text{m/s}$
B)$5/2\,\text{m/s}$; $5\sqrt3\,\text{kg}\cdot\text{m/s}$
C)$5\,\text{m/s}$; $15\,\text{kg}\cdot\text{m/s}$
D)$10\,\text{m/s}$; $30\,\text{kg}\cdot\text{m/s}$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

A
Resolução comentada

A velocidade inicial de B é $10\,\text{m/s}$. Como A sai apenas na direção y, a quantidade de movimento em x após a colisão pertence integralmente a B: $m_Bv'_B=m_B(10\cos30^\circ)$. Assim, $v'_B=5\sqrt3\,\text{m/s}$ e $p'_B=3\cdot5\sqrt3=15\sqrt3\,\text{kg}\cdot\text{m/s}$.

Alternativa correta: A

Q95
Eletrodinâmica — instrumentos de medida

Assinale a alternativa que indica corretamente o que ocorrerá com a indicação do amperímetro e do voltímetro, no circuito a seguir, a partir do momento em que for feita uma ligação entre os pontos A e B, por meio de um condutor ideal.

Considere que:
- todos os condutores e componentes são ideais;
- a fonte de tensão fornece um valor de ddp V, diferente de zero; e
- todos os resistores têm o mesmo valor de resistência elétrica R, diferentes de zero.

Circuito com seis ramos em paralelo: resistor com amperímetro e ponto A, resistor simples, capacitor, resistor simples, resistor com ponto B e voltímetro, resistor
A)A indicação do amperímetro irá aumentar e a do voltímetro diminuir de valor.
B)As indicações do amperímetro e do voltímetro irão diminuir de valor.
C)As indicações do amperímetro e do voltímetro irão aumentar de valor.
D)As indicações do amperímetro e do voltímetro permanecerão com o valor inalterado.

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

D
Resolução comentada

O circuito é simétrico. Os pontos A e B estão inicialmente no mesmo potencial; portanto, a ligação entre eles não estabelece corrente adicional nem altera as ddp dos ramos. Assim, as leituras dos dois instrumentos permanecem inalteradas.

Alternativa correta: D

Q96
Magnetismo — força entre fios paralelos

Dois fios condutores longos, retos e paralelos, situados no vácuo e mantidos a uma distância d entre eles, são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade i e de sentidos contrários. Nessa condição a força magnética gerada para cada metro de comprimento de fio é dada por $F_{mag}$. Mantendo o mesmo meio e a mesma distância d, para aumentar essa força por comprimento (N/m) até que seja o quádruplo de $F_{mag}$, a nova intensidade da corrente (i') em cada fio deverá ser dada por:

A)$2i$
B)$4i$
C)$16i$
D)$i$

Gabarito oficial — EEAR CFS 2/2022

A
Resolução comentada

Para fios paralelos, $F/L=\mu_0 i_1i_2/(2\pi d)$. Como $i_1=i_2=i$, a força é proporcional a $i^2$. Para quadruplicá-la, $(i'/i)^2=4$, logo $i'=2i$.

Alternativa correta: A

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