Auditoria TEF: enunciados e alternativas conferidos no caderno Modelo B; seis elementos gráficos recortados diretamente do PDF em 300 dpi e revisados visualmente; respostas verificadas por resolução física independente.
Q1
Termodinâmica — transformações gasosas
O gráfico da pressão $(P)$ em função do volume $(V)$ no desenho abaixo representa as transformações sofridas por um gás ideal. Do ponto A até o ponto B, o gás sofre uma transformação isotérmica, do ponto B até o ponto C, sofre uma transformação isobárica e do ponto C até o ponto A, sofre uma transformação isovolumétrica. Considerando $T_A$, $T_B$ e $T_C$ as temperaturas absolutas do gás nos pontos A, B e C, respectivamente, pode-se afirmar que:
A)$T_A=T_B$ e $T_B\mathrel{<}T_C$
B)$T_A=T_B$ e $T_B\mathrel{>}T_C$
C)$T_A=T_C$ e $T_B\mathrel{>}T_A$
D)$T_A=T_C$ e $T_B\mathrel{<}T_A$
E)$T_A=T_B=T_C$
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
A
Resolução
Na transformação A → B, o processo é isotérmico; logo, $T_A=T_B$.
De B para C, a pressão permanece constante e o volume aumenta. Para um gás ideal em transformação isobárica, $V/T$ é constante, portanto o aumento de volume implica aumento da temperatura: $T_C\mathrel{>}T_B$.
Alternativa A.
Q2
Estática — equilíbrio de forças
Um bloco de massa $m=24\,\text{kg}$ é mantido suspenso em equilíbrio pelas cordas L e Q, inextensíveis e de massas desprezíveis, conforme figura abaixo. A corda L forma um ângulo de 90° com a parede e a corda Q forma um ângulo de 37° com o teto. Considerando a aceleração da gravidade igual a $10\,\text{m/s}^2$, o valor da força de tração que a corda L exerce na parede é de:
Dados: $\cos37°=0{,}8$ e $\sin37°=0{,}6$.
A)144 N
B)180 N
C)192 N
D)240 N
E)320 N
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
E
Resolução
O peso do bloco vale $P=mg=24\cdot10=240\,\text{N}$.
No nó, a componente vertical da tração $T_Q$ equilibra o peso: $T_Q\sin37°=240$. Assim, $T_Q=240/0{,}6=400\,\text{N}$.
A tração em L equilibra a componente horizontal de $T_Q$: $T_L=T_Q\cos37°=400\cdot0{,}8=320\,\text{N}$.
Alternativa E.
Q3
Cinemática vetorial — composição de velocidades
Um bote de assalto deve atravessar um rio de largura igual a 800 m, numa trajetória perpendicular à sua margem, num intervalo de tempo de 1 minuto e 40 segundos, com velocidade constante. Considerando o bote como uma partícula, desprezando a resistência do ar e sendo constante e igual a $6\,\text{m/s}$ a velocidade da correnteza do rio em relação à sua margem, o módulo da velocidade do bote em relação à água do rio deverá ser de:
A)4 m/s
B)6 m/s
C)8 m/s
D)10 m/s
E)14 m/s
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
D
Resolução
O tempo de travessia é $1\,\text{min}40\,\text{s}=100\,\text{s}$. Como a trajetória em relação à margem é perpendicular, a componente transversal da velocidade resultante vale $800/100=8\,\text{m/s}$.
Para anular a deriva provocada pela correnteza, o bote deve possuir, em relação à água, componente de $6\,\text{m/s}$ no sentido oposto à correnteza e componente transversal de $8\,\text{m/s}$.
$v=\sqrt{6^2+8^2}=10\,\text{m/s}$.
Alternativa D.
Q4
Energia mecânica — mola e energia potencial gravitacional
A mola ideal, representada no desenho I abaixo, possui constante elástica de 256 N/m. Ela é comprimida por um bloco, de massa 2 kg, que pode mover-se numa pista com um trecho horizontal e uma elevação de altura $h=10\,\text{cm}$. O ponto C, no interior do bloco, indica o seu centro de massa. Não existe atrito de qualquer tipo neste sistema e a aceleração da gravidade é igual a $10\,\text{m/s}^2$. Para que o bloco, impulsionado exclusivamente pela mola, atinja a parte mais elevada da pista com a velocidade nula e com o ponto C na linha vertical tracejada, conforme indicado no desenho II, a mola deve ter sofrido, inicialmente, uma compressão de:
A)$1{,}50\cdot10^{-3}\,\text{m}$
B)$1{,}18\cdot10^{-2}\,\text{m}$
C)$1{,}25\cdot10^{-1}\,\text{m}$
D)$2{,}5\cdot10^{-1}\,\text{m}$
E)$8{,}75\cdot10^{-1}\,\text{m}$
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
C
Resolução
Sem atrito, a energia potencial elástica inicial transforma-se integralmente em energia potencial gravitacional no ponto mais alto:
Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de:
Dados: $\sin53°=0{,}8$ e $\cos53°=0{,}6$.
A)480 J
B)640 J
C)960 J
D)1280 J
E)1600 J
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
C
Resolução
O trabalho de uma força constante é $W=Fd\cos\theta$, em que $\theta$ é o ângulo entre a força e o deslocamento.
$W=80\cdot20\cdot0{,}6=960\,\text{J}$.
Alternativa C.
Q6
Cinemática — gráfico posição × tempo
O gráfico abaixo indica a posição $(S)$ em função do tempo $(t)$ para um automóvel em movimento num trecho horizontal e retilíneo de uma rodovia.
Da análise do gráfico, pode-se afirmar que o automóvel
A)está em repouso, no instante 1 min.
B)possui velocidade escalar nula, entre os instantes 3 min e 8 min.
C)sofreu deslocamento de 4 km, entre os instantes 0 min e 3 min.
D)descreve movimento progressivo, entre os instantes 1 min e 10 min.
E)tem a sua posição inicial coincidente com a origem da trajetória.
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
B
Resolução
Em um gráfico posição × tempo, a velocidade corresponde à inclinação da curva. Entre 3 min e 8 min, a posição permanece constante em 4 km; portanto, a inclinação é nula e a velocidade escalar é zero.
Entre 0 e 3 min, o deslocamento é $4-(-2)=6\,\text{km}$; e, entre 8 e 10 min, a posição diminui, caracterizando movimento retrógrado.
Alternativa B.
Q7
Dinâmica — sistema de blocos e polia
Três blocos A, B e C de massas 4 kg, 6 kg e 8 kg, respectivamente, são dispostos, conforme representado no desenho abaixo, em um local onde a aceleração da gravidade $g$ vale $10\,\text{m/s}^2$.
Desprezando todas as forças de atrito e considerando ideais as polias e os fios, a intensidade da força horizontal $\vec F$ que deve ser aplicada ao bloco A, para que o bloco C suba verticalmente com uma aceleração constante de $2\,\text{m/s}^2$, é de:
A)100 N
B)112 N
C)124 N
D)140 N
E)176 N
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
E
Resolução
Como os fios são ideais e inextensíveis, os três blocos têm aceleração de módulo $2\,\text{m/s}^2$; A acelera para a esquerda, e B e C para cima.
Para C: $T_2-80=8\cdot2$, então $T_2=96\,\text{N}$.
Para B: $T_1-60-T_2=6\cdot2$. Logo, $T_1=60+96+12=168\,\text{N}$.
Para A: $F-T_1=4\cdot2$, resultando $F=168+8=176\,\text{N}$.
Alternativa E.
Q8
Hidrostática — flutuação
Um bloco maciço flutua, em equilíbrio, dentro de um recipiente com água. Observa-se que $2/5$ do volume total do bloco estão dentro do líquido. Desprezando a pressão atmosférica e considerando a densidade da água igual a $1{,}0\cdot10^3\,\text{kg/m}^3$, pode-se afirmar que a densidade do bloco vale:
A)$1{,}2\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$
B)$1{,}6\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$
C)$2{,}4\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$
D)$3{,}0\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$
E)$4{,}0\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
E
Resolução
Na flutuação em equilíbrio, empuxo e peso têm o mesmo módulo:
$\rho_{\text{água}}gV_{\text{sub}}=\rho_b gV$.
Como $V_{\text{sub}}=(2/5)V$, temos $\rho_b=(2/5)\rho_{\text{água}}=0{,}4\cdot10^3=4{,}0\cdot10^2\,\text{kg/m}^3$.
Alternativa E.
Q9
Termologia — equilíbrio térmico
A utilização do termômetro, para a avaliação da temperatura de um determinado corpo, é possível porque, após algum tempo de contato entre eles, ambos adquirem a mesma temperatura. Neste caso, é válido dizer que eles atingem a(o)
A)equilíbrio térmico.
B)ponto de condensação.
C)coeficiente de dilatação máximo.
D)mesma capacidade térmica.
E)mesmo calor específico.
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
A
Resolução
Quando dois corpos em contato atingem a mesma temperatura e cessa a troca líquida de calor entre eles, o sistema atingiu o equilíbrio térmico.
Alternativa A.
Q10
Dinâmica — força resultante média
Deseja-se imprimir a um objeto de 5 kg, inicialmente em repouso, uma velocidade de 15 m/s em 3 segundos. Assim, a força média resultante aplicada ao objeto tem módulo igual a:
A)3 N
B)5 N
C)15 N
D)25 N
E)45 N
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
D
Resolução
A aceleração média é $a=\Delta v/\Delta t=15/3=5\,\text{m/s}^2$.
Pela segunda lei de Newton, $F=ma=5\cdot5=25\,\text{N}$.
Alternativa D.
Q11
Gravitação — campo gravitacional
O campo gravitacional da Terra, em determinado ponto do espaço, imprime a um objeto de massa de 1 kg a aceleração de $5\,\text{m/s}^2$. A aceleração que esse campo imprime a um outro objeto de massa de 3 kg, nesse mesmo ponto, é de:
A)$0{,}6\,\text{m/s}^2$
B)$1\,\text{m/s}^2$
C)$3\,\text{m/s}^2$
D)$5\,\text{m/s}^2$
E)$15\,\text{m/s}^2$
Gabarito TEF — EsPCEx 2011
D
Resolução
A aceleração produzida por um campo gravitacional em um dado ponto não depende da massa do corpo de prova. Ela é uma característica do próprio campo.
Assim, no mesmo ponto, o objeto de 3 kg também adquire aceleração de $5\,\text{m/s}^2$.
Alternativa D.
Q12
Calorimetria — calor sensível
Para elevar a temperatura de 200 g de uma certa substância, de calor específico igual a $0{,}6\,\text{cal/(g·°C)}$, de 20 °C para 50 °C, será necessário fornecer-lhe uma quantidade de energia igual a:
