O gráfico representa a velocidade escalar V, dada em m/s, de uma partícula de massa igual a 5,0 g, em função do tempo T, dado em s. A distância percorrida pela partícula entre os instantes 5,0 s e 15,0 s, em m, é igual a
Entre 5 s e 10 s, a velocidade cai linearmente de 6 m/s para 2 m/s. A área é a de um trapézio
$$d_1=\frac{6+2}{2}(10-5)=20\ \mathrm{m}$$
Entre 10 s e 15 s, a velocidade permanece em 2 m/s
$$d_2=2(15-10)=10\ \mathrm{m}$$
Como a velocidade é positiva em todo o intervalo, a área total é a distância percorrida
$$d=d_1+d_2=30\ \mathrm{m}$$
Alternativa do gabarito oficial: B
A avaliação da força e da potência é de extrema importância para o desempenho físico dos seres humanos. O conhecimento do nível de força muscular de um indivíduo é essencial para avaliar a capacidade funcional e ocupacional, além de dar subsídio para uma apropriada escolha de exercícios de reabilitação.
Com base nos conhecimentos sobre Força, Trabalho e Potência, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) O trabalho da força normal sobre um bloco que se desloca com aceleração constante ao longo de um plano inclinado é nulo.
( ) Quando a força resultante sobre um corpo é constante, é correto afirmar que ele se move com velocidade constante e a aceleração é nula.
( ) Um pequeno motor elétrico capaz de realizer um trabalho de 5,0 kJ em 40 s apresenta uma potência média de 0,125 kW.
( ) Uma partícula submetida a uma força resultante que atua perpendicularmente ao seu vetor velocidade realiza um movimento retilíneo uniformemente acelerado.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
A normal é perpendicular ao deslocamento ao longo do plano inclinado: seu trabalho é nulo. A primeira afirmação é verdadeira
$$W_N=Nd\cos90^\circ=0$$
Uma força resultante constante e não nula produz aceleração constante, não velocidade constante: a segunda é falsa
$$P_m=\frac W{\Delta t}=\frac{5000}{40}=125\ \mathrm{W}=0{,}125\ \mathrm{kW}$$
A terceira é verdadeira. Uma força perpendicular à velocidade muda sua direção, de modo que o movimento não é retilíneo: a quarta é falsa
A sequência é V, F, V, F
Alternativa do gabarito oficial: A
Um gás perfeito sofre a transformação AB representada no diagrama. Se o gás recebeu 1500,0 J de energia do meio exterior, então a variação da energia interna sofrida por ele, nessa transformação, foi, em J, igual a
O trabalho realizado pelo gás é a área sob o trecho AB. A pressão cresce linearmente de 200 Pa para 800 Pa, enquanto o volume aumenta de 1 $\mathrm{m}^{3}$ para 3 $\mathrm{m}^{3}$
$$W=\frac{200+800}{2}(3-1)=1000\ \mathrm{J}$$
Pela primeira lei, subtraímos do calor recebido o trabalho realizado
$$\Delta U=Q-W=1500-1000=500\ \mathrm{J}$$
Alternativa do gabarito oficial: D
Em módulo, a quantidade de calor cedida por 500 g de água, quando sua temperatura é reduzida de 95 °C para 55 °C, é a mesma de que necessita absorver uma massa m de gelo, a 0 °C, sob pressão normal, para fundir-se completamente.
Nessas condições, sendo 1 cal/g°C o calor específico da água e 80 cal/g, o calor latente de fusão do gelo, o valor de m, em gramas, é igual a
A água esfria 40 °C, liberando calor sensível
$$Q=mc\Delta T=500\cdot1\cdot(95-55)=20000\ \mathrm{cal}$$
Esse calor é usado na fusão do gelo a 0 °C, sem variação de temperatura
$$Q=m_gL_f$$
$$m_g=\frac{20000}{80}=250\ \mathrm{g}$$
Alternativa do gabarito oficial: B
Considerando-se o comportamento dos raios luminosos refletidos pelos espelhos esféricos, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) Os raios paralelos ao eixo principal que incidem no espelho côncavo refletem-se passando pelo foco desse espelho.
( ) A imagem de um objeto real formada em um espelho convexo é sempre virtual.
( ) A imagem de um objeto real formada em um espelho côncavo é sempre real.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
No modelo paraxial, raios paralelos ao eixo principal de um espelho côncavo são refletidos passando pelo foco: verdadeiro
Um espelho convexo forma imagem virtual de um objeto real: verdadeiro
Um espelho côncavo pode formar imagem virtual quando o objeto fica entre o foco e o espelho. Portanto, a imagem não é sempre real: falso
A sequência é V, V, F
Alternativa do gabarito oficial: C
A imagem de uma vela acesa, ampliada seis vezes, encontra-se projetada sobre um anteparo.
Nessas condições, conclui-se que a imagem é
Uma imagem que pode ser projetada em um anteparo é real. Para um objeto real, o espelho côncavo pode formar imagem real, invertida e ampliada
$$A=-\frac{p'}p=-6$$
Isso ocorre quando o objeto está entre o foco e o centro de curvatura do espelho. A alternativa E é compatível com a situação
Alternativa do gabarito oficial: E
De acordo com as leis de Kepler, é correto afirmar:
Na aproximação usual do problema de Kepler, descrevemos o movimento dos planetas em um referencial centrado no Sol, tratado como inercial. Essa é a alternativa A
Afélio é o ponto mais distante do Sol. A velocidade orbital varia, sendo maior perto do periélio. A Lua não é geoestacionária. Os períodos dos planetas dependem do tamanho de suas órbitas
$$\frac{T^2}{a^3}=\text{constante}$$
Alternativa do gabarito oficial: A
A descrição do Sistema Solar só foi possível graças à contribuição dos conhecimentos científicos acumulados durante séculos.
Com base nos estudos de Johannes Kepler e Galileo Galilei, Isaac Newton analisou o movimento da Lua em torno da Terra, bem como o movimento dos planetas em torno do Sol. Da análise do movimento da Lua em torno da Terra, conclui-se que
Pela terceira lei de Newton, Terra e Lua exercem entre si forças de mesma intensidade e sentidos opostos
$$\vec F_{\mathrm{Terra\to Lua}}=-\vec F_{\mathrm{Lua\to Terra}}$$
Os módulos são
$$F=\frac{GM_T M_L}{r^2}$$
Essas forças atuam em corpos diferentes, por isso não se anulam sobre um mesmo corpo. A alternativa C é correta
Alternativa do gabarito oficial: C
No início do século XIX, o dinamarquês H. C. Oersted demonstrou, através de experimentos, que uma corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos.
Com base nesses experimentos, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) Constatou-se que campos elétricos variáveis podem produzir campos magnéticos.
( ) Explica-se que o campo magnético terrestre é originado por correntes elétricas existentes no núcleo da Terra.
( ) Originaram-se motores elétricos que funcionam pela ação de forças que atuam em espiras colocadas em campo magnético.
( ) Originou-se o ramo da Física denominado eletromagnetismo.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
O gabarito considera verdadeiras as quatro afirmações: sequência V, V, V, V
Na teoria eletromagnética, correntes e campos elétricos variáveis podem produzir campo magnético. O campo terrestre está associado ao movimento do material condutor no núcleo. Motores exploram forças magnéticas sobre correntes, e a conexão entre eletricidade e magnetismo deu origem ao eletromagnetismo
Alternativa do gabarito oficial: E
A tensão a que deve estar submetido um aparelho elétrico de potência igual a 300 watts, para que por ele circule uma corrente de 1,5 A, é, em V, de
A potência elétrica é o produto da tensão pela corrente
$$P=UI$$
Isolando a tensão
$$U=\frac PI=\frac{300}{1{,}5}=200\ \mathrm{V}$$
Alternativa do gabarito oficial: D