Uma bola é lançada do solo verticalmente para cima. Durante a subida e a descida, desprezam-se todos os atritos e a única força que atua após o lançamento é a gravidade. Sobre o vetor aceleração da bola, é correto afirmar que tem direção vertical e sentido
Após o lançamento, a única força é o peso, sempre vertical e dirigido para baixo.
Logo, a aceleração é $\vec g$ tanto na subida quanto na descida. Alternativa B.
Considere os dois sistemas massa-mola ilustrados. As massas são iguais e as duas molas de cada sistema são idênticas, de constante elástica $k$. A massa é deslocada de uma pequena distância $x$ da posição de equilíbrio. Os módulos das forças resultantes nos sistemas I e II são, respectivamente,
Em ambos os sistemas, ao deslocar a massa de $x$, cada mola produz uma variação de força restauradora de módulo $kx$.
As duas contribuições têm o mesmo sentido restaurador: $F_R=2kx$ nos dois casos. Alternativa B.
Comprimidos efervescentes em um copo d’água liberam gás carbônico na forma de bolhas que sobem para a superfície do líquido. A força responsável pela subida das bolhas é denominada
O líquido exerce sobre a bolha uma força resultante vertical para cima: o empuxo.
Quando o empuxo supera o peso da bolha, ela sobe. Alternativa C.
Considere o campo elétrico gerado por duas cargas puntiformes de valores iguais e sinais contrários, separadas por uma distância $d$. Nos pontos equidistantes das cargas, o vetor campo elétrico
Na mediatriz do dipolo, as componentes perpendiculares à linha das cargas se cancelam.
As componentes paralelas se somam e apontam sempre da carga positiva para a negativa. Alternativa D.
Dois carros deslocam-se com velocidades constantes ao longo de estradas perpendiculares. O módulo da velocidade do carro 1 em relação ao carro 2, nos instantes $t$ e $t+\Delta t$, é, respectivamente,
A velocidade relativa é $\vec v_{1/2}=\vec v_1-\vec v_2$.
Como as velocidades são perpendiculares, seu módulo é dado pelo teorema de Pitágoras nos dois instantes. Alternativa A.
A potência dissipada por efeito Joule em um resistor de $R$ ohms ligado a uma tensão de $x$ volts é $x^2/R$. Assim, a potência pode ser medida em
A unidade SI de potência é o watt.
$1\ \text{W}=1\ \text{J}/\text{s}$. Alternativa D.
Uma haste metálica de comprimento inicial $L_0$ e coeficiente de dilatação linear $\alpha$ é acomodada entre duas paredes rígidas. Após uma variação de temperatura $\Delta T$, a haste adquire a forma de um arco de ângulo $\theta$ rad. O raio do arco é
O comprimento dilatado é $L=L_0(1+\alpha\Delta T)$.
Para um arco, $L=R\theta$. Logo, $R=L_0(1+\alpha\Delta T)/\theta$. Alternativa B.
A ponta da hélice de um cata-vento realiza movimento circular uniforme. A figura mostra as posições e os vetores velocidade nos instantes $t$ e $t+\Delta t$. O ponto gira no sentido
As retas perpendiculares aos vetores velocidade nos dois pontos intersectam-se em $(4,4)$, o centro da circunferência.
A distância do centro a cada ponto é 1 m e o sentido indicado pelas velocidades é horário. Alternativa A.
Um carro trafega com velocidade constante em módulo por um trecho aproximado por uma circunferência vertical. A soma de todas as forças que atuam no carro aponta na direção
Em movimento circular uniforme, a resultante é centrípeta.
Seu módulo é $F_R=mv^2/R$, constante, e sua direção aponta para o centro. Alternativa C.
Um bloco de peso 10 N é arrastado em um piso horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético são 0,7 e 0,6. Inicialmente atua uma força horizontal de 8 N, que é reduzida instantaneamente para 4 N. Após um tempo muito grande, a aceleração do bloco é
Enquanto desliza, o atrito cinético vale 6 N, maior que a força de 4 N, e o bloco desacelera.
Ao parar, o atrito estático pode equilibrar os 4 N, pois $4<7$. Assim, permanece em repouso: $a=0$. Alternativa A.
Uma onda sonora vinda de uma sirene chega a um ponto próximo a um ouvinte. Em decorrência dessa onda sonora, nesse ponto há
Ondas sonoras longitudinais produzem compressões e rarefações sucessivas.
Assim, tanto a pressão quanto a densidade do ar oscilam com o tempo. Alternativa A.
Considere uma onda sonora gerada por uma fonte puntiforme e propagando-se em três dimensões em um meio isotrópico, não dispersivo e não dissipativo. Próximo à fonte, a frente de onda
Uma fonte puntiforme gera frentes de onda esféricas.
Em meio não dispersivo e homogêneo, a velocidade de propagação é constante. Alternativa B.
Sobre a refração de ondas, é correto afirmar que
Refração é a mudança de velocidade e, em geral, de direção ao passar de um meio para outro.
O fenômeno ocorre tanto com ondas mecânicas quanto com ondas eletromagnéticas. Alternativa D.
Uma esfera de raio $R$ está na iminência de descer um plano inclinado sem deslizar. Os módulos das forças de atrito, peso e normal são $F$, $P$ e $N$. Os módulos dos torques dessas forças em relação ao eixo de rotação da esfera são, respectivamente,
Em relação ao centro da esfera, peso e normal têm linhas de ação que passam pelo eixo, portanto torque nulo.
O atrito é tangencial e produz torque $FR$. Alternativa C.
Um paraquedista desce verticalmente com velocidade constante em relação ao solo. Um espectador está imóvel no ponto de pouso. Se $\vec V_P$ é a velocidade do paraquedista em relação ao espectador e $\vec V_E$ a velocidade do espectador em relação ao paraquedista, então
Velocidades relativas trocam de sinal quando se inverte a ordem dos referenciais.
Logo, $\vec v_{P/E}=-\vec v_{E/P}$. Alternativa D.
Um sistema massa-mola oscila sem atrito. A figura mostra quatro instantâneos e os sentidos da velocidade. Sendo $\tau_i$ o trabalho da força elástica em torno de cada instante, é correto afirmar que
O trabalho é positivo quando força elástica e deslocamento têm o mesmo sentido e negativo quando têm sentidos opostos.
Aplicando isso aos quatro instantâneos: $+,-,+,-$. Alternativa A.
Uma superfície plana tem as duas faces refletoras. Dois objetos estão em lados opostos, ambos a uma distância $d$ da superfície. Objetos e imagens formam os vértices de um quadrado. A distância entre os objetos é
A separação horizontal entre cada objeto e sua imagem é $2d$, que corresponde ao lado do quadrado.
Os dois objetos ocupam vértices opostos; a distância entre eles é a diagonal: $2d\sqrt2$. Alternativa C.
Dois chuveiros elétricos têm potências nominais $P_1$ e $P_2$ quando ligados a 220 V. Se forem usados simultaneamente, a potência total consumida será
Em paralelo, cada chuveiro recebe 220 V e consome sua potência nominal: $P_T=P_1+P_2$.
Em série, usando $R_i=V^2/P_i$, resulta $P_T=V^2/(R_1+R_2)=P_1P_2/(P_1+P_2)$. Alternativa B.
Um personagem salta preso por um fio inextensível de 20 m, partindo da mesma altura do ponto de fixação. Desprezando atritos e usando $g=10\ \text{m/s}^2$, sua velocidade no ponto mais baixo é
A queda vertical até o ponto mais baixo é igual ao comprimento do fio: $h=20\ \text{m}$.
Pela conservação da energia, $mgh=mv^2/2$, logo $v=\sqrt{2gh}=20\ \text{m/s}$. Alternativa C.
Uma carga puntiforme está fixa na origem de um sistema cartesiano. O potencial elétrico gerado por essa carga é constante em todos os pontos $(x,y)$ tais que
O potencial de uma carga puntiforme é $V=kQ/r$.
Equipotenciais têm $r$ constante; no plano, $r^2=x^2+y^2$. Alternativa A.