Uma criança desliza em um tobogã sem atrito com aceleração constante. Depois, um adulto com o triplo do peso desliza no mesmo tobogã. A razão entre a aceleração do adulto e a da criança é
Sem atrito, a aceleração ao longo do plano depende de $g$ e da inclinação, não da massa. Logo, $a_A/a_C=1$.
Alternativa A.
Um objeto de massa $m$ move-se sem atrito num plano vertical, com $x(t)=9{,}8\cos(10t)$ e $y(t)=9{,}8\operatorname{sen}(10t)$. É correto afirmar que
A trajetória é circular e a rapidez é constante, pois $v^2=\dot x^2+\dot y^2$ é constante. Assim, a energia cinética é constante.
Alternativa C.
Uma bola se solta do teto de um vagão que se move horizontalmente com velocidade constante. Para um observador no vagão, a queda é vertical; para um observador no solo, parabólica. O trabalho realizado pelo peso durante a descida é
O trabalho do peso depende apenas da variação de altura: $W_P=mg\Delta h$. Como a queda vertical é a mesma nos dois referenciais, o trabalho é igual e não nulo.
Alternativa B.
Um automóvel de massa $m$ e um caminhão de massa $M$ devem ter a mesma energia cinética. Se o caminhão tem velocidade de módulo $V$, a velocidade do automóvel deve ser
Igualando $\frac12mv^2=\frac12MV^2$, obtém-se $v=V\sqrt{M/m}$.
Alternativa A.
Uma roda-gigante gira com velocidade angular constante. O torque exercido pelo peso de uma pessoa, em relação ao centro da roda,
Nos pontos superior e inferior, o vetor posição e o peso são colineares. Portanto, $\tau=rF\operatorname{sen} 0=0$.
Alternativa A.
Um ônibus move-se horizontalmente com velocidade $V$. Os pingos de chuva têm velocidade de módulo $v$ e fazem ângulo $\theta$ com a vertical, no mesmo sentido do ônibus. Para não atingirem diretamente a traseira vertical do ônibus, deve-se ter
A componente horizontal da chuva é $v\operatorname{sen}\theta$. Para que o ônibus se afaste dos pingos, deve ocorrer $V>v\operatorname{sen}\theta$, isto é, $v Alternativa C.
Um cubo, um cilindro e uma esfera têm massas iguais e flutuam parcialmente submersos no mesmo líquido. A relação entre os volumes submersos é
Em equilíbrio, $\rho_LgV_{sub}=mg$. Como as massas e o líquido são os mesmos, os volumes submersos são iguais.
Alternativa D.
Uma bola é lançada verticalmente para baixo do alto de um prédio e chega ao solo com velocidade $V_I$. Depois, é lançada para cima do mesmo ponto, com o mesmo módulo inicial, e chega ao solo com velocidade $V_{II}$. Sem atrito,
A energia mecânica inicial é a mesma nos dois lançamentos. Como ambos terminam no mesmo nível, chegam ao solo com o mesmo módulo de velocidade.
Alternativa B.
Um avião viaja sobre o equador para oeste e retorna para leste, nas mesmas condições de voo e com o mesmo tempo de viagem. Num referencial inercial externo à Terra, isso se explica porque, na viagem para oeste, o avião
No referencial externo, a rotação da Terra soma velocidade para leste. Assim, na ida para oeste o módulo inicial é menor do que no retorno para leste.
Alternativa B.
Uma esfera de massa $m$ é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial $V$ e retorna ao solo. A variação do momento linear entre o lançamento e o instante anterior ao retorno é, em módulo,
Inicialmente, $\vec p_i=mV\hat y$; ao retornar, $\vec p_f=-mV\hat y$. Logo, $|\Delta\vec p|=|-2mV\hat y|=2mV$.
Alternativa A.
Uma bola é lançada para cima com energia cinética inicial $E_c$. No ponto mais alto, sua energia potencial é $E_p$. Se houve dissipação de $p\%$ da energia inicial, então
A energia dissipada é $E_c-E_p$. Portanto, $p=100(E_c-E_p)/E_c=100(1-E_p/E_c)$.
Alternativa D.
Três chapas retangulares podem girar em torno de eixos passando por $P$. Forças horizontais iguais são aplicadas em $A$, $B$ e $C$. Sendo a aceleração angular proporcional ao torque, é correto afirmar que
Os braços de alavanca são $L/2$, $L$ e $2L$. Logo, os torques — e as acelerações angulares, conforme o enunciado — estão na razão $1:2:4$.
Alternativa B.
Um gás ideal passa por dois estados através de um processo isotérmico reversível. Ao longo do processo,
Para uma quantidade fixa de gás ideal, $PV=nRT$. Como $T$ é constante, $PV$ permanece constante.
Alternativa B.
Uma massa $m$ presa a uma mola de constante $k$ oscila com $x=X_{max}\operatorname{sen}(\sqrt{k/m}\,t)$. A energia mecânica do sistema é
No MHS sem dissipação, a energia mecânica é constante e igual à energia potencial máxima: $E=\frac12kX_{max}^2$.
Alternativa B.
Um corpo cai sob a ação do peso e de uma resistência do ar de módulo $bV$. A velocidade terminal tem módulo
Na velocidade terminal, a aceleração é nula: $mg-bV_t=0$. Portanto, $V_t=mg/b$.
Alternativa D.
Dois cubos de mesma densidade têm arestas em razão $1:2$. Uma força $F$ empurra o cubo menor contra o maior, sem atrito. A razão entre $F$ e a força de contato é
As massas estão na razão $1:8$. A aceleração do conjunto é $a=F/(9m)$. A força de contato que acelera o cubo maior é $8m a=8F/9$. Logo, $F/F_c=9/8$.
Alternativa D.
Um cubo está imerso em água. No ponto destacado de uma de suas faces, qual vetor representa a força devida à pressão hidrostática?
A força de pressão é sempre perpendicular à superfície e dirigida para o interior do corpo. No ponto indicado, essa direção corresponde a $\vec F_{II}$.
Alternativa B.
Uma boia submersa está presa ao fundo de um tanque que acelera horizontalmente com módulo ligeiramente menor que $g$. O ângulo que melhor representa a inclinação da linha é
No referencial do tanque, a gravidade efetiva combina $g$ para baixo e a aceleração fictícia horizontal. Como $a Alternativa C.
Um aquecedor de 12 W e 6 V será ligado a uma bateria de 12 V por um divisor de tensão com resistores $R_1$ e $R_2$. A escolha correta é
O aquecedor tem $R_A=V^2/P=3\,\Omega$. Para obter 6 V, a resistência equivalente do ramo inferior deve igualar $R_1$. Como $R_2$ está em paralelo com $3\,\Omega$, essa equivalente é menor que ambos: logo, $R_2>R_1$ e $R_1<3\,\Omega$.
Alternativa D.
Uma onda sonora de 170 Hz propaga-se a 340 m/s. Na mesma região há uma onda eletromagnética de comprimento $2\times10^6\,\mu m$ em sentido contrário. As ondas têm
Para o som, $\lambda=v/f=340/170=2\,m$. Para a onda eletromagnética, $2\times10^6\,\mu m=2\,m$. Apesar do mesmo comprimento de onda, são ondas de naturezas diferentes e não interferem entre si.
Alternativa C.