O gráfico representa a velocidade em função do tempo de uma partícula de massa igual a 10,0 g, que se desloca sobre o eixo x.
Considerando-se as informações, conclui-se que a velocidade média da partícula entre os instantes 5,0 s e 8,0 s, em m/s, é igual a
O gráfico é uma reta que vai de
$$v=-2\ \mathrm{m/s}$$
em t = 0 até
$$v=6\ \mathrm{m/s}$$
em
$$t = 10\ \mathrm{s}$$
Portanto, a aceleração é constante
$$a=[6-(-2)]/10=0{,}8\ \mathrm{m/s^2}$$
Pela função
$$v=-2+0{,}8t$$
obtemos
$$v(5)=2\ \mathrm{m/s}$$
$$v(8)=4{,}4\ \mathrm{m/s}$$
Em um movimento com aceleração constante, a velocidade média no intervalo é a média das velocidades nos extremos
$$v_m=(2+4{,}4)/2=3{,}2\ \mathrm{m/s}$$
Essa relação também resulta da área do trapézio no gráfico velocidade × tempo
Alternativa do gabarito oficial: E
O gráfico representa a velocidade em função do tempo de uma partícula de massa igual a 10,0 g, que se desloca sobre o eixo x.
Com base nessas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado pela força resultante sobre a partícula entre os instantes 6,0 s e 10,0 s, em mJ, é igual a
O trabalho da força resultante é a variação da energia cinética
$$W=\Delta E_c=m(v_f^2-v_i^2)/2$$
Isso evita calcular separadamente cada força
Do gráfico
$$v=-2+0{,}8t$$
Logo, em 6 s a velocidade é 2,8 m/s, e em 10 s é 6 m/s. A massa vale 10
$$g = 0{,}010\ \mathrm{kg}$$
$$W=(0{,}010/2)(6^2-2{,}8^2)=0{,}005(36-7{,}84)=0{,}1408\ \mathrm{J}$$
Como 1
$$J = 1000\ \mathrm{mJ}$$
$$W=140{,}8\ \mathrm{mJ}$$
Alternativa do gabarito oficial: D
Colisão é um evento em que dois ou mais corpos exercem, uns sobre os outros forças relativamente elevadas por um curto intervalo de tempo. Considere um projétil de massa 50,0 g movendo-se horizontalmente com velocidade de 400,0 m/s e atingindo um bloco de madeira de massa 3,95 kg, em repouso, sobre um plano horizontal sem atrito.
Nessas condições, se o projétil se aloja no bloco, então a energia cinética do sistema projétil-bloco, imediatamente após a colisão, em J, é igual a
O projétil fica alojado no bloco: após o choque os dois têm a mesma velocidade. Durante a colisão, conservamos a quantidade de movimento horizontal
Converta a massa do projétil: 50
$$g = 0{,}050\ \mathrm{kg}$$
A massa conjunta é
$$0{,}050+3{,}95=4\ \mathrm{kg}$$
$$0{,}050(400)=4v$$
dando
$$v=5\ \mathrm{m/s}$$
A energia cinética imediatamente depois do choque é
$$E_c=4(5^2)/2=50\ \mathrm{J}$$
A energia cinética não se conserva nesse choque; parte se transforma em deformações e energia interna
Alternativa do gabarito oficial: A
Em um sistema isolado, o calor é transferido do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, até que o equilíbrio térmico seja atingido.
Considerando-se uma fonte de calor que fornece 200,0 cal/min a uma determinada massa M de água de calor específico igual a 1,0 cal/g°C e, após 10 min, a temperatura dessa quantidade de água aumenta de 25 °C para 45 °C, então o valor de M, em dag, é igual a
A fonte fornece 200 cal por minuto durante 10 min
$$Q=200(10)=2000\ \mathrm{cal}$$
O aquecimento é de
$$\Delta T=45-25=20\ \mathrm{°C}$$
Usando
$$Q=Mc\Delta T$$
com c = 1 cal/(g·°C), temos
$$2000=M(1)(20)$$
$$M = 100\ \mathrm{g}$$
Como 1 dag = 10 g, a massa pedida é 10 dag
Alternativa do gabarito oficial: B
Um processo é geralmente descrito por um diagrama identificando os sucessivos estados pelo qual o sistema passa durante o seu transcurso.
Considerando-se cinco mols de um gás ideal submetido ao processo termodinâmico, representado no gráfico, e sendo a constante dos gases ideais igual a 8,3 J/mol.K, é correto afirmar que o valor da razão $\mathrm{T}_{B}$/$\mathrm{T}_{A}$ entre as temperaturas do gás, nos estados B e A, é igual a
Para a mesma quantidade de gás ideal
$$pV=nRT$$
Portanto, a temperatura em kelvin é proporcional ao produto pV
Leia os estados no gráfico: A tem
$$p = 50\ \mathrm{kPa}$$
e V = 2 L; B tem
$$p = 100\ \mathrm{kPa}$$
e V = 8 L
Na razão, n e R se cancelam
$$T_B/T_A=p_BV_B/(p_AV_A)=(100\cdot8)/(50\cdot2)=8$$
Não é necessário converter as unidades, pois usamos as mesmas no numerador e no denominador
Alternativa do gabarito oficial: C
Através da Óptica Geométrica, é realizado o estudo de vários conceitos físicos, tais como a formação de sombra, penumbra e eclipse, a reflexão e a refração da luz, a formação da imagem em espelhos, lentes e instrumentos ópticos, entre outros fenômenos.
Com base nos conhecimentos sobre a Óptica Geométrica, é correto afirmar:
A alternativa B é correta: em um meio homogêneo e transparente, a propagação retilínea da luz explica por que um obstáculo opaco produz uma região de sombra
A é falsa: no eclipse lunar, a Terra fica entre o Sol e a Lua. C é falsa: a câmara escura produz uma imagem invertida, cujo tamanho depende das distâncias
D é falsa: na relação usual
$$N=360^\circ/\theta-1$$
oito imagens correspondem a 40 °; a 60 °, são cinco imagens. E é falsa: o campo visual reúne os pontos que o observador pode ver por reflexão no espelho
Alternativa do gabarito oficial: B
Uma onda pode ser definida como um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio, com velocidade definida.
Com base nos conhecimentos sobre Ondas, é correto afirmar:
A rapidez de uma onda em corda esticada é
$$v=\sqrt{F_T/\mu}$$
em que $F_T$ é a tração e
$$\mu=m/L$$
é a densidade linear
Mantendo o comprimento L e a tração, uma massa maior significa densidade linear maior e velocidade de propagação menor. É nessa condição que a alternativa A expressa a dependência com a massa da corda
B confunde refração com dispersão: na refração a frequência é preservada. C é falsa porque uma onda transporta energia sem transporte líquido de matéria na descrição usual
D é falsa: uma onda estacionária usual resulta de ondas de mesma frequência que se propagam em sentidos opostos. E é falsa: o Doppler está ligado à variação da distância entre fonte e observador
Alternativa do gabarito oficial: A
Considerando-se o módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto A igual a E, ao se reduzir à metade a distância entre a carga e o ponto A, o módulo do vetor campo elétrico passa a ser E’.
Assim, a razão E/E’ é igual a
Para uma carga puntiforme
$$E=k|Q|/r^2$$
o campo é inversamente proporcional ao quadrado da distância
Se a nova distância é r/2
$$E'=k|Q|/(r/2)^2=4E$$
O campo fica quatro vezes maior
A razão pedida está na ordem E/E′
$$E/E'=E/(4E)=1/4$$
Alternativa do gabarito oficial: E
Os metais são materiais condutores que apresentam baixa resistência em relação à passagem da corrente elétrica.
Com base nos conhecimentos sobre a Eletricidade, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) Os geradores encontrados em usinas hidroelétricas transformam energia mecânica em energia elétrica.
( ) Os resistores têm a função de transformar a energia térmica em energia elétrica, e esse efeito é denominado de Efeito Joule.
( ) Para os condutores ôhmicos, a intensidade da corrente elétrica é inversamente proporcional à ddp aplicada entre seus terminais.
( ) Ao aplicar uma diferença de potencial a um capacitor, é acumulada, em uma das placas, uma carga + Q e, na outra placa, uma carga −Q, proporcionais à diferença de potencial aplicada.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
I — Verdadeira. Nas usinas hidrelétricas, a turbina fornece energia mecânica ao gerador, que a converte em energia elétrica
II — Falsa. Pelo efeito Joule, a conversão é de energia elétrica em energia térmica, e não o contrário
III — Falsa. Para um resistor ôhmico de resistência constante
$$i=U/R$$
corrente e tensão são diretamente proporcionais
IV — Verdadeira. No capacitor, as placas acumulam cargas opostas, de módulos Q, e
$$Q=CU$$
A sequência é V F F V
Alternativa do gabarito oficial: D
As propriedades magnéticas de um material são decorrentes da forma como os diversos dipolos magnéticos oriundos das correntes elétricas em suas estruturas atômicas se combinam entre si, tanto em nível interno ao próprio átomo como entre um átomo e seus demais vizinhos.
Com base nos conhecimentos sobre o Eletromagnetismo, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) A força magnética, diferentemente da elétrica e da gravitacional, é uma interação estritamente de contato.
( ) O campo magnético produzido por uma corrente elétrica atravessando um fio tem seu sentido determinado pelo sentido da corrente.
( ) O polo sul magnético da Terra se localiza próximo do polo sul geográfico, enquanto o polo norte magnético está próximo ao polo norte geográfico.
( ) Quando duas partículas eletricamente carregadas se encontram estáticas no referencial adotado, há, entre elas, uma interação de natureza puramente elétrica, desprezando-se a interação gravitacional.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
I — Falsa. A interação magnética atua a distância; não exige contato entre os corpos
II — Verdadeira. O sentido da corrente determina o sentido das linhas do campo ao redor do fio, pela regra da mão direita
III — Falsa. A região próxima do norte geográfico terrestre comporta-se como polo sul magnético, atraindo a extremidade norte de uma bússola
IV — Verdadeira. Para cargas em repouso no referencial adotado, a força magnética entre elas é nula. Desprezando a gravitação, resta a interação elétrica. A sequência é F V F V
Alternativa do gabarito oficial: C