O movimento é um conceito relativo, uma vez que um objeto pode estar em repouso em relação a um primeiro referencial, mas em movimento em relação a um segundo referencial.
Considerando-se um corpo que se desloca com velocidade de 5,4 km/h, conclui-se que a ordem de grandeza dos centímetros percorrido durante 3,4 h é igual a
Multiplicamos a velocidade pelo tempo e convertemos quilômetros para centímetros
$$d=vt=5{,}4\cdot3{,}4=18{,}36\ \mathrm{km}$$
$$d=1{,}836\cdot10^6\ \mathrm{cm}$$
Como o coeficiente 1,836 é menor que $\sqrt{10}\approx3{,}16$, a potência de dez mais próxima é $10^6$
Alternativa do gabarito oficial: B
Uma partícula está se movendo em relação a um determinado referencial de tal forma que sua posição obedece a uma equação específica.
Considerando-se que a equação horária do movimento de uma partícula é $dada_{2}$ por x(t) = 2t – 4t + 10, em que as grandezas estão em unidade do SI, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) A partícula apresenta uma aceleração constante de 4 m/$\mathrm{s}^{2}$.
( ) A partícula atinge uma velocidade de 4,5 m/s após se deslocar 5,5 m.
( ) No instante t = 2,5 s, a partícula apresenta uma velocidade escalar de 6,0 m/s.
( ) Após um intervalo de tempo de 10,0 s, a partícula sofreu um deslocamento de 0,12 km.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
Compare a função dada com a equação do movimento uniformemente variado
$$x=x_0+v_0t+\frac{at^2}{2}=10-4t+2t^2$$
$$x_0=10\ \mathrm{m}\qquad v_0=-4\ \mathrm{m/s}\qquad a=4\ \mathrm{m/s^2}$$
A primeira afirmação é verdadeira. Para o deslocamento citado na segunda
$$v^2=v_0^2+2a\Delta x=16+8\cdot5{,}5=60$$
O módulo da velocidade é aproximadamente 7,75 m/s, e não 4,5 m/s. A segunda é falsa
$$v(2{,}5)=-4+4\cdot2{,}5=6\ \mathrm{m/s}$$
$$\Delta x(10)=-4\cdot10+2\cdot10^2=160\ \mathrm{m}=0{,}16\ \mathrm{km}$$
A sequência é V, F, V, F
Alternativa do gabarito oficial: A
Em experiências diárias, pode-se observar o movimento de um corpo a partir da interação deste com um ou mais corpos; esta interação é convenientemente descrita por um conceito conhecido como força.
Considerando-se um bloco de massa 2,0 kg, inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal de coeficiente de atrito cinético igual a 0,4 e submetido a uma força de intensidade F = 20,0 N, é correto afirmar que, após um tempo de 4,5 s, e sendo a aceleração da gravidade local igual a 10 m/$\mathrm{s}^{2}$, o bloco se deslocará uma distância, em dm, igual a
O atrito cinético se opõe à força aplicada. Em uma superfície horizontal, a normal é igual ao peso
$$f=\mu mg=0{,}4\cdot2\cdot10=8\ \mathrm{N}$$
$$a=\frac{F-f}{m}=\frac{20-8}{2}=6\ \mathrm{m/s^2}$$
Como o bloco parte do repouso
$$\Delta s=\frac{at^2}{2}=\frac{6\cdot4{,}5^2}{2}=60{,}75\ \mathrm{m}=607{,}5\ \mathrm{dm}$$
Alternativa do gabarito oficial: C
Qualquer movimento é realizado através de transformação de energia, por exemplo, assim quando uma pessoa corre, transforma a energia química de seu corpo em energia cinética. Em um sistema massa-mola, o corpo tem uma massa de 2,5 kg e está conectado a uma mola de constante elástica k.
Considerando-se que, ao sofrer uma distensão de 2,0 cm, a mola apresenta uma energia potencial de 6,0 mJ, então o valor da constante k, em N/cm, é igual a
Primeiro, convertemos energia e deformação para o SI
$$E_{\mathrm{el}}=6\cdot10^{-3}\ \mathrm{J}\qquad x=0{,}020\ \mathrm{m}$$
$$E_{\mathrm{el}}=\frac{kx^2}{2}\ \Rightarrow\ k=\frac{2E_{\mathrm{el}}}{x^2}$$
$$k=\frac{2\cdot0{,}006}{0{,}020^2}=30\ \mathrm{N/m}$$
Como 1 m equivale a 100 cm
$$k=\frac{30}{100}=0{,}30\ \mathrm{N/cm}$$
Alternativa do gabarito oficial: E
O momento linear e a energia são grandezas físicas fundamentais e necessárias à correta descrição da interação entre dois corpos ou sistemas físicos.
Considerando-se que um corpo de massa 5,0 kg se move em uma trajetória plana e retilínea, sem atrito e, por ação de uma força, na mesma direção e sentido do movimento, a velocidade do corpo passa de 4,0 m/s para 8,0 m/s, é correto afirmar que o módulo do impulso, no intervalo de tempo que corresponde a essa variação de velocidade, em N.s, é igual a
O impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento
$$I=\Delta p=m(v_f-v_i)$$
As velocidades têm a mesma direção e o mesmo sentido
$$I=5(8-4)=20\ \mathrm{N\,s}$$
Alternativa do gabarito oficial: D
A Termodinâmica estuda as relações de troca entre o calor e o trabalho realizado na transformação de um sistema físico, quando esse interage com o meio externo.
Considerando-se que um motor cede para o meio ambiente uma quantidade de calor igual a 30,0 kJ, quando lhe é fornecido uma quantidade de calor igual a 50,0 kJ, é correto afirmar que o rendimento desse motor, em %, é igual a
Em um ciclo, a diferença entre o calor recebido e o rejeitado é convertida em trabalho
$$W=Q_q-Q_f=50-30=20\ \mathrm{kJ}$$
O rendimento compara esse trabalho com toda a energia recebida
$$\eta=\frac{W}{Q_q}=\frac{20}{50}=0{,}40=40\%$$
Alternativa do gabarito oficial: B
A Óptica Geométrica estuda vários conceitos físicos, entre eles a formação de sombra, penumbra e eclipse, a reflexão e a refração da luz, bem como a formação da imagem em espelhos, nas lentes e nos instrumentos ópticos.
Com base nos conhecimentos sobre a Óptica Geométrica, é correto afirmar:
Pelo princípio da independência dos raios luminosos, dois feixes que se cruzam continuam suas trajetórias sem desviar um ao outro. Essa é a alternativa E
A reversibilidade garante o mesmo percurso no sentido inverso. A propagação retilínea exige meio homogêneo e transparente. O eclipse lunar ocorre na Lua Cheia; o solar, na Lua Nova. Na construção usual de sombras e penumbras, o obstáculo é opaco
Alternativa do gabarito oficial: E
As ondas estacionárias possuem um padrão de vibração estacionário e formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas, mas em sentidos opostos, normalmente quando as ondas estão confinadas no espaço como ondas sonoras em um tubo fechado ou ondas de uma corda com as extremidades fixas.
Considerando-se que uma onda estacionária de comprimento de onda igual a 10,0 cm seja formada em uma corda vibrante de comprimento 45,0 cm, fixada nas duas extremidades, é correto afirmar que a ordem do harmônico formado é igual a
Cada ventre de uma onda estacionária ocupa meio comprimento de onda. Uma corda fixa nas duas pontas comporta um número inteiro desses trechos
$$L=n\frac{\lambda}{2}$$
$$n=\frac{2L}{\lambda}=\frac{2\cdot45}{10}=9$$
Portanto, a corda vibra no nono harmônico
Alternativa do gabarito oficial: A
O campo elétrico é o responsável por fazer cargas elétricas se movimentarem em um circuito elétrico e o seu sentido depende, exclusivamente, do sinal da carga elétrica. Considere duas cargas pontuais A e B, de cargas $Q_{A}$ = 200,0 nC e $Q_{B}$ = − 400,0 nC fixas nos pontos A e B, respectivamente, distantes de 6,0 m, conforme mostra a figura.
Com base nessas informações e sabendo-se que a constante eletrostática no meio é igual a $9\cdot10^{2}$, é correto afirmar que a intensidade do campo elétrico resultante no ponto C, situado a 2,0 m do ponto A, em kN/C, é igual a
O ponto C fica entre as cargas, a 2 m de A e a 4 m de B. Em C, o campo da carga positiva aponta para a direita e o da negativa também aponta para a direita
$$E_A=\frac{k|Q_A|}{AC^2}=\frac{9\cdot10^9\cdot200\cdot10^{-9}}{2^2}=450\ \mathrm{N/C}$$
$$E_B=\frac{k|Q_B|}{BC^2}=\frac{9\cdot10^9\cdot400\cdot10^{-9}}{4^2}=225\ \mathrm{N/C}$$
Os módulos se somam
$$E_R=450+225=675\ \mathrm{N/C}=0{,}675\ \mathrm{kN/C}$$
Alternativa do gabarito oficial: C
A principal característica de um objeto em interação magnética está associada ao fato de essa interação mostrar-se particularmente intensa em determinadas regiões e menos intensas em outras ao longo de sua extensão, sendo cada uma dessas regiões de forte interação denominada de polo magnético.
Considerando-se duas espiras A e B, circulares concêntricas, de raios $R_{A}$ = 2,0 cm e $R_{B}$ = 3,0 cm, localizadas em planos perpendiculares em um meio cuja permeabilidade magnética é $igual_{-7}$ a 12.10 T.m/A e percorridas por correntes de mesma intensidade e iguais a 0,8 A, é correto afirmar que a intensidade do campo magnético no centro das espiras, em G, é, aproximadamente, igual a
O campo no centro de uma espira circular é perpendicular ao plano dela
$$B=\frac{\mu I}{2R}$$
$$B_A=\frac{12\cdot10^{-7}\cdot0{,}8}{2\cdot0{,}020}=2{,}4\cdot10^{-5}\ \mathrm{T}$$
$$B_B=\frac{12\cdot10^{-7}\cdot0{,}8}{2\cdot0{,}030}=1{,}6\cdot10^{-5}\ \mathrm{T}$$
Como os planos das espiras são perpendiculares, seus campos também são
$$B_R=\sqrt{B_A^2+B_B^2}\approx2{,}88\cdot10^{-5}\ \mathrm{T}$$
Usando
$$1\ \mathrm{G}=10^{-4}\ \mathrm{T}$$
$B_R\approx0{,}288\ \mathrm{G}\approx0{,}30\ \mathrm{G}$
Alternativa do gabarito oficial: D