O sistema de unidades adotado oficialmente no Brasil é o Sistema Internacional de Unidades — SI —, ratificado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas. De acordo com o SI, existem sete unidades fundamentais: metro, quilograma, segundo, ampère, kelvin, mol e candela. Além dessas unidades de medida, existem as unidades derivadas das fundamentais e outras unidades adotadas pela comunidade científica devido à sua praticidade.
As unidades de medida ampère-hora, elétron-volt e ano-luz são utilizadas para medir, respectivamente,
Ampère-hora: corrente × tempo; como $Q=i\,\Delta t$, mede carga elétrica ($1\ \text{A·h}=3600\ \text{C}$).
Elétron-volt: energia adquirida por um elétron acelerado por 1 V; mede energia ($1\ \text{eV}\approx1{,}6\times10^{-19}\ \text{J}$).
Ano-luz: distância percorrida pela luz no vácuo em um ano; mede distância, não tempo.
Alternativa correta: 02
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Um motociclista, em movimento retilíneo uniformemente variado, passou por um posto da polícia rodoviária com velocidade de $54{,}0\ \text{km/h}$ e, a $125{,}0\ \text{m}$ do posto, passou por um radar que registrou uma velocidade de $72{,}0\ \text{km/h}$.
Nessas condições, é correto afirmar que, dez segundos depois de passar pelo radar, o motociclista se encontrava a uma distância do posto da polícia rodoviária igual, em metros, a
Convertendo: $54\ \text{km/h}=15\ \text{m/s}$ e $72\ \text{km/h}=20\ \text{m/s}$.
Pela equação de Torricelli, entre o posto e o radar: $20^2=15^2+2a\cdot125\Rightarrow a=\dfrac{175}{250}=0{,}7\ \text{m/s}^2$.
Nos 10 s após o radar: $\Delta s=20\cdot10+\dfrac{0{,}7\cdot10^2}{2}=200+35=235\ \text{m}$.
Distância ao posto: $125+235=360\ \text{m}$.
Alternativa correta: 02
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Da mesma altura do topo de um edifício, lançou-se uma esfera, verticalmente para baixo, com velocidade de $5{,}0\ \text{m/s}$. Observou-se que, depois de descer $30{,}0\ \text{m}$, a esfera ainda demorou $0{,}5\ \text{s}$ para chegar ao solo.
Desprezando-se a resistência do ar e considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local, $10\ \text{m/s}^2$, a altura do edifício em relação ao solo, em metros, é igual a
Velocidade após descer 30 m (Torricelli): $v^2=5^2+2\cdot10\cdot30=625\Rightarrow v=25\ \text{m/s}$.
Nos 0,5 s finais: $h=25\cdot0{,}5+\dfrac{10\cdot0{,}5^2}{2}=12{,}5+1{,}25=13{,}75\ \text{m}$.
Altura do edifício: $30+13{,}75=43{,}75\ \text{m}$.
Alternativa correta: 03
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A figura mostra a vista de frente, em escala, de um autorama — minipista de corrida com uma curva elevada na forma de uma circunferência com raio de $32{,}0\ \text{cm}$ e um carrinho movido a pilha.
Desprezando-se o atrito, a resistência do ar, e considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local, $10\ \text{m/s}^2$, para conseguir passar pelo ponto B, a velocidade mínima que o carrinho deve entrar na curva, em m/s, é de
No topo B, na condição mínima, o peso sozinho faz o papel de resultante centrípeta: $mg=\dfrac{mv_B^2}{R}\Rightarrow v_B^2=gR=10\cdot0{,}32=3{,}2\ \text{m}^2/\text{s}^2$.
Da entrada (base) até B há um desnível de $2R$. Pela conservação da energia:
$v_0^2=v_B^2+2g(2R)=gR+4gR=5gR=5\cdot3{,}2=16\Rightarrow v_0=4{,}0\ \text{m/s}$.
Alternativa correta: 04
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Uma partícula, que se encontrava em repouso, movimenta-se no intervalo de oito segundos, variando sua posição, S, de acordo com o gráfico.

Uma análise do gráfico permite afirmar que a velocidade da partícula em função do tempo está representada corretamente na alternativa





A velocidade é a inclinação do gráfico $S\times t$.
De 0 a 4 s a curva é côncava para cima, partindo do repouso: a velocidade cresce de 0 até um máximo em $t=4\ \text{s}$. De 4 s a 6 s a curva fica côncava para baixo e atinge o máximo em $t=6\ \text{s}$, onde $v=0$. De 6 s a 8 s a posição diminui: $v<0$.
Conferindo com as áreas do gráfico da alternativa 01: de 0 a 4 s, $\tfrac12\cdot4\cdot5=10\ \text{m}$ ($S$ vai a 10 m); de 4 a 6 s, $\tfrac12\cdot2\cdot5=5\ \text{m}$ ($S=15\ \text{m}$); de 6 a 8 s, $-5\ \text{m}$ ($S$ volta a 10 m). Tudo bate com o gráfico da posição.
Alternativa correta: 01
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O esquema mostrado na figura é uma representação da máquina de Atwood, que foi inventada em 1784, por George Atwood, para demonstrar leis da mecânica clássica. Os blocos A e B têm massas, respectivamente, iguais a M e m, sendo M > m.
Admitindo-se o fio e a polia ideais e sendo o módulo da aceleração da gravidade local, g, a intensidade da força que traciona o fio é determinada pela relação
A desce e B sobe com a mesma aceleração $a$.
Bloco A: $Mg-T=Ma$. Bloco B: $T-mg=ma$.
Somando: $a=\dfrac{(M-m)g}{M+m}$. Substituindo em B:
$T=m(g+a)=mg\left(1+\dfrac{M-m}{M+m}\right)=\dfrac{2Mm}{M+m}\,g$.
Alternativa correta: 05
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Um automóvel com massa de $8{,}0\cdot10^2\ \text{kg}$ desloca-se com velocidade constante de $36{,}0\ \text{km/h}$ sobre uma pista plana, horizontal.
Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local, $10\ \text{m/s}^2$, e admitindo-se que as forças de resistência ao movimento são constantes e iguais a 55% do peso do veículo, a potência desenvolvida pelo motor do automóvel é igual, em kW, a
Com velocidade constante, a força do motor equilibra as resistências: $F=0{,}55\,mg=0{,}55\cdot800\cdot10=4400\ \text{N}$.
Com $v=36\ \text{km/h}=10\ \text{m/s}$: $P=F\,v=4400\cdot10=44\,000\ \text{W}=44\ \text{kW}$.
Alternativa correta: 03
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O procedimento adotado para medir a pressão de uma amostra de gás em um laboratório, onde o módulo da aceleração da gravidade é $10\ \text{m/s}^2$, está esquematizado nas figuras. Na figura I, um reservatório, R, cheio de gás, encontra-se ligado a um manômetro de tubo aberto contendo mercúrio de densidade $13{,}6\ \text{g/cm}^3$ e, na figura II, um tubo capilar com a sua extremidade superior fechada está mergulhado em um recipiente aberto contendo mercúrio.
Nessas condições, a pressão exercida pelo gás, em $10^5$ pascal, é de, aproximadamente,
A figura II é um barômetro de Torricelli: a pressão atmosférica sustenta 75,0 cm de mercúrio, $p_{atm}=75\ \text{cmHg}$.
Na figura I, o mercúrio está mais baixo do lado do gás e 25,0 cm mais alto no ramo aberto: o gás está a uma pressão maior que a atmosférica,
$p_{gás}=75+25=100\ \text{cmHg}$.
Em pascal: $p=\rho g h=13\,600\cdot10\cdot1{,}00\approx1{,}36\times10^5\ \text{Pa}\approx1{,}4\times10^5\ \text{Pa}$.
Alternativa correta: 01
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A figura representa o esquema de uma montagem experimental para determinar o equivalente mecânico do calor. O aparelho é constituído por uma fonte de tensão de $30{,}0\ \text{V}$, um resistor de resistência elétrica $10{,}0\ \Omega$, medidores elétricos ideais, um termômetro e um calorímetro ideal que contém $300{,}0\ \text{mL}$ de água a $20\ \text{°C}$, ao nível do mar. Sabendo-se que o calor específico e a densidade absoluta da água são, respectivamente, iguais a $1{,}0\ \text{cal/g°C}$ e $1{,}0\ \text{kg/L}$, e que 3,0 minutos após o fechamento da chave, S, o termômetro registra a temperatura de $34\ \text{°C}$, é correto afirmar que, nesse experimento, o equivalente mecânico do calor é, aproximadamente igual, em J, a
Energia elétrica dissipada: $P=\dfrac{U^2}{R}=\dfrac{30^2}{10}=90\ \text{W}$, e em 3 min: $E=90\cdot180=16\,200\ \text{J}$.
Calor absorvido pela água: $Q=mc\Delta T=300\cdot1{,}0\cdot(34-20)=4200\ \text{cal}$.
Equivalente mecânico: $\dfrac{16\,200\ \text{J}}{4200\ \text{cal}}\approx3{,}9\ \text{J/cal}$.
Alternativa correta: 04
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A figura representa o esquema do arranjo de uma experiência, utilizado pelo físico inglês Thomas Young, em 1801, para demonstrar que a luz é uma onda.
Com base nos conhecimentos de Física e sabendo-se que a velocidade de propagação da luz no vácuo é igual a $3{,}0\cdot10^5\ \text{km/s}$ e que a faixa de frequência da radiação visível é da ordem de $10^{15}\ \text{Hz}$, é correto afirmar que a ordem de grandeza da largura das fendas f, f1 e f2, no Sistema Internacional de Unidades, é igual a
Para a difração ser acentuada, a largura das fendas deve ser da ordem do comprimento de onda da luz.
$\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3{,}0\times10^{8}}{10^{15}}=3\times10^{-7}\ \text{m}$.
A ordem de grandeza é $10^{-7}\ \text{m}$.
Alternativa correta: 03
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Uma esfera, maciça e homogênea, ao ser aquecida de $67\ \text{°F}$ até $157\ \text{°F}$, o raio R sofre uma dilatação linear correspondente a 3% do seu valor inicial.
Considerando-se o coeficiente de dilatação térmica constante no referido intervalo térmico, é correto afirmar:
$\Delta\theta_F=157-67=90\ \text{°F}$, que corresponde a $\Delta\theta_C=\dfrac{5}{9}\cdot90=50\ \text{°C}$ (a alternativa 03 está errada).
$\alpha=\dfrac{\Delta R/R_0}{\Delta\theta}=\dfrac{0{,}03}{50}=6{,}0\times10^{-4}\ \text{°C}^{-1}$ (02 está errada) e $\gamma=3\alpha=1{,}8\times10^{-3}\ \text{°C}^{-1}$ (01 está errada).
Área: $\beta\,\Delta\theta=2\alpha\,\Delta\theta=6\%$ (04 está errada). Volume: $\gamma\,\Delta\theta=3\cdot3\%=9\%$ — alternativa 05.
Alternativa correta: 05
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Um estudante posiciona uma lente, acima de uma superfície horizontal, de forma que os raios solares incidam perpendicularmente sobre ela. Em seguida, ele movimenta a lente até conseguir concentrar a luz solar emergente da lente em um ponto luminoso na superfície. Nesse instante, utilizando-se uma régua, a distância d, entre a lente e a superfície, é medida.
Com base nas informações e nos conhecimentos sobre a Óptica Geométrica, é correto afirmar:
Os raios do Sol chegam praticamente paralelos ao eixo e convergem no foco principal imagem. Assim, $d$ é a própria distância focal ($f=d$) e a vergência é $V=\dfrac1f=\dfrac1d$ em dioptrias, com $d$ em metros — alternativa 01.
O ponto luminoso é uma imagem real (a luz converge de fato ali); $d$ não é o raio de curvatura nem $2f$; e, no ar, a lente convergente de vidro tem bordas finas.
Alternativa correta: 01
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Considere um bloco suspenso por uma mola, que oscila verticalmente em movimento harmônico simples.
Sabendo-se que, no instante $t=0$, o bloco está passando pela posição de equilíbrio, de cima para baixo, e que a velocidade escalar em função do tempo varia conforme a figura, é correto afirmar que a função horária do movimento, no SI, é
Pelo gráfico, a velocidade vai de $-1$ (em $t=0$) a $-1$ novamente em $t=6{,}0\ \text{s}$: o período é $T=6\ \text{s}$ e $\omega=\dfrac{2\pi}{T}=\dfrac{\pi}{3}\ \text{rad/s}$.
A velocidade máxima é $v_{máx}=\omega A=1\ \text{m/s}$, logo $A=\dfrac{1}{\pi/3}=\dfrac{3}{\pi}\ \text{m}$.
Em $t=0$ o bloco passa pelo equilíbrio descendo ($y=0$ e $v=-v_{máx}$). Com $y=A\cos(\omega t+\varphi_0)$: $\cos\varphi_0=0$ e $v=-\omega A\sin\varphi_0=-1\Rightarrow\varphi_0=\dfrac{\pi}{2}$.
$y=\dfrac{3}{\pi}\cos\left(\dfrac{\pi}{3}t+\dfrac{\pi}{2}\right)$.
Alternativa correta: 02
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A figura representa as curvas características de um gerador, um receptor e um resistor.
A corrente elétrica que percorre um circuito constituído por esses dispositivos elétricos, associados em série, tem intensidade igual, em A, a
Leitura do gráfico:
Gerador (reta decrescente): $E=40\ \text{V}$ e corrente de curto-circuito 10 A, logo $r=\dfrac{40}{10}=4\ \Omega$.
Receptor (reta que parte de 10 V): $E'=10\ \text{V}$ e passa por (5 A; 20 V), logo $r'=\dfrac{20-10}{5}=2\ \Omega$.
Resistor (reta pela origem até (5 A; 20 V)): $R=\dfrac{20}{5}=4\ \Omega$.
Em série: $i=\dfrac{E-E'}{r+r'+R}=\dfrac{40-10}{4+2+4}=3{,}0\ \text{A}$.
Alternativa correta: 03
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A figura 1 representa um circuito constituído por uma bateria ideal, um reostato e um interruptor ch, e a figura 2, uma espira metálica de formato retangular.
Com base nos conhecimentos sobre eletromagnetismo e considerando-se o sentido da corrente elétrica no circuito, convencional, é correto afirmar que, durante o deslizamento do cursor, C, do reostato, do ponto B para o ponto A, será estabelecida na espira metálica uma corrente induzida
Na bateria, o traço maior (polo positivo) está do lado da chave: a corrente convencional sai pela chave e sobe pelo fio vertical da direita, que fica ao lado da espira.
Uma corrente subindo nesse fio cria, na região da espira (à direita do fio), um campo magnético entrando no plano da figura.
Ao deslizar o cursor de B para A, diminui o trecho de resistência no circuito, a corrente aumenta e o fluxo entrando na espira cresce. Pela lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo saindo do plano: sentido anti-horário.
Enquanto o cursor se move, a corrente induzida tem sempre o mesmo sentido (é contínua), mas sua intensidade varia com a rapidez da variação do fluxo.
Alternativa correta: 01
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A figura representa um tipo de teclado de um computador em que cada tecla é ligada a uma placa móvel. Entre a placa móvel e outra placa fixa, existe um dielétrico compressível.
Sabendo-se que as placas e o dielétrico constituem um capacitor plano, com o computador em funcionamento, ao pressionar levemente a tecla a
Ao pressionar a tecla, a distância $d$ entre as placas diminui e a capacitância $C=\dfrac{\varepsilon A}{d}$ aumenta.
Com o computador ligado, o capacitor permanece sob a mesma tensão $U$. Então a carga $Q=CU$ aumenta, o campo $E=U/d$ aumenta e a energia armazenada $E_p=\dfrac{CU^2}{2}$ aumenta — alternativa 01.
Alternativa correta: 01
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