No Sistema Internacional de Unidades, comprimento, massa e tempo são algumas grandezas fundamentais, e a partir delas são definidas outras, como aceleração, área e volume. Suponha que, em outro sistema de unidades, sejam adotadas como grandezas fundamentais o tempo, a massa e a velocidade. Nesse sistema hipotético, a altura de uma pessoa seria dada em unidades de
A altura tem dimensão de comprimento. Como $v=L/T$, segue $L=vT$.
Logo, a unidade de comprimento é tempo × velocidade. Alternativa A.
O ano de 2015 tem um segundo a mais. No dia 30 de junho de 2015, um segundo foi acrescido à contagem de tempo porque a velocidade de rotação da Terra tem variações em relação aos relógios atômicos. Isso significa que, em média, a velocidade angular do planeta
A necessidade de acrescentar um segundo indica que a rotação real da Terra ficou ligeiramente mais lenta que a escala atômica de tempo.
Portanto, sua velocidade angular média decresceu. Alternativa C.
Considere duas lâminas planas: uma lâmina $L_1$, semitransparente e que, exposta à luz do Sol, produz uma sombra verde, com comprimento de onda $\lambda_{\text{verde}}$; e outra lâmina $L_2$, opaca, que ao ser iluminada pelo Sol parece verde a um observador. É correto afirmar que as ondas visíveis com comprimento de onda $\lambda_{\text{verde}}$ são mais intensamente
A sombra verde produzida por $L_1$ mostra que essa lâmina transmite preferencialmente a luz verde.
$L_2$ parece verde por refletir preferencialmente essa cor. Alternativa B.
Um relógio de sol simplificado consiste em uma haste vertical exposta ao Sol. Considere que ela seja fixada ao solo em algum local na linha do equador e que seja um período do ano em que, ao meio-dia, o Sol fique exatamente sobre a haste. O comprimento da sombra às 9 h, $C_{9h}$, e às 15 h, $C_{15h}$, é tal que a razão $C_{15h}/C_{9h}$ é igual a
Os horários 9 h e 15 h são simétricos em relação ao meio-dia solar.
Assim, a altura angular do Sol é a mesma nos dois instantes e as sombras têm o mesmo comprimento: $C_{15h}/C_{9h}=1$. Alternativa D.
Um fio de 3 m de comprimento é composto por três pedaços de 1 m, sendo dois de alumínio e um de cobre, todos com 1 mm² de seção reta. Este fio é utilizado para ligar uma lâmpada incandescente. A 20 °C, o fio de cobre tem resistência elétrica menor que a do alumínio. Pode-se afirmar corretamente que, enquanto a lâmpada está ligada, a corrente elétrica
Os trechos estão ligados em série. Em regime estacionário, a mesma corrente atravessa todos os elementos da associação.
As resistências diferentes alteram as quedas de tensão, não a corrente. Alternativa C.
Uma lâmpada incandescente de 30 W, uma fluorescente compacta de 8 W e uma LED de 4 W produzem, em média, o mesmo fluxo luminoso. A razão entre a energia consumida por uma lâmpada LED em 3,75 h e uma lâmpada incandescente em 0,5 h é
A energia consumida é $E=Pt$. Para a LED: $E_L=4\cdot3{,}75=15\ \text{Wh}$.
Para a incandescente: $E_I=30\cdot0{,}5=15\ \text{Wh}$. Logo, $E_L/E_I=1$. Alternativa B.
Um elevador, durante os dois primeiros segundos de sua subida, sofre uma aceleração vertical para cima e de módulo 1 m/s². Sabe-se que também age sobre o elevador a força da gravidade, cuja aceleração associada é 10 m/s². Durante esses dois primeiros segundos do movimento, a aceleração resultante no elevador é, em m/s²,
O enunciado já informa a aceleração do elevador, que é a aceleração resultante do movimento.
A aceleração gravitacional participa da determinação das forças, mas não deve ser somada novamente. Alternativa A.
Um trem, durante os primeiros minutos de sua partida, tem o módulo da velocidade dado por $v=2t$, onde $t$ é o tempo em segundos e $v$ a velocidade em m/s. Considerando que um dos vagões tenha massa $3\times10^3$ kg, o módulo da força resultante sobre esse vagão, em newtons, é
Da função $v=2t$, a aceleração constante vale $a=2\ \text{m/s}^2$.
Logo, $F=ma=3\times10^3\cdot2=6\times10^3\ \text{N}$. Alternativa B.
No instante em que uma bola de 0,5 kg atinge o ponto mais alto, após ter sido lançada verticalmente para cima com velocidade inicial de 10 m/s, seu momento linear tem módulo
No ponto mais alto, a velocidade instantânea da bola é nula.
Assim, $p=mv=0$. Alternativa C.
Uma cobrança adicional de R\$ 5,50 era aplicada a cada 100 kWh consumidos. Esse consumo de 100 kWh corresponde a quantos joules de energia?
Como $1\ \text{kWh}=3{,}6\times10^6\ \text{J}$, então
$100\ \text{kWh}=100\cdot3{,}6\times10^6=3{,}6\times10^8\ \text{J}$. Alternativa C.
Na geração de energia elétrica com usinas termelétricas, há transformação de energia térmica em elétrica. Na geração a partir de hidrelétricas, a conversão para energia elétrica se dá primariamente a partir de energia
A água armazenada em altura possui energia potencial gravitacional.
Ao escoar, essa energia é convertida em energia cinética, mecânica e, finalmente, elétrica. Alternativa B.
A energia elétrica que chega às residências é fornecida na forma de tensão alternada com frequência de 60 Hz. Considere uma lâmpada que somente emita luz quando recebe uma diferença de potencial diferente de zero. Ao ser ligada nessa tomada, a lâmpada apagará quantas vezes a cada segundo?
Uma tensão senoidal de 60 Hz completa 60 ciclos por segundo. Em cada ciclo, a tensão passa duas vezes por zero.
Logo, a lâmpada se apaga $2\cdot60=120$ vezes por segundo. Alternativa D.
Um motor ligado na rede elétrica doméstica utiliza, durante a partida, uma corrente seis vezes maior que no funcionamento regular. Comparando dois intervalos de tempo iguais, o primeiro durante a partida e o segundo já em rotação constante, pode-se afirmar corretamente que o consumo de energia durante a partida é
Para a mesma tensão e o mesmo intervalo de tempo, $E=UIt$.
Como a corrente é maior na partida, a energia consumida também é maior. Alternativa A.
Durante uma hora, o ponteiro dos minutos de um relógio de parede executa uma volta completa. Nesse intervalo, sua velocidade angular, em graus por minuto, é
Em 60 min, o ponteiro percorre 360°.
Logo, $\omega=360/60=6\ {}^\circ/\text{min}$. Alternativa C.
Em uma linha de transmissão com diferença de potencial de 230 kV, a passagem de uma corrente de 1 A durante 10 s corresponde ao consumo de quantos joules de energia?
A energia elétrica é $E=UIt$.
$E=230\times10^3\cdot1\cdot10=2{,}3\times10^6\ \text{J}$. Alternativa B.
Considere um gás ideal em um recipiente mantido a temperatura constante e com paredes móveis. Há um pequeno vazamento, mas o volume é controlado lentamente de modo que a razão entre o número de mols e o volume se mantém constante. Pode-se afirmar corretamente que a pressão desse gás
Da equação $PV=nRT$, resulta $P=(n/V)RT$.
Como $n/V$ e $T$ são constantes, a pressão também permanece constante. Alternativa D.
Uma onda sonora produzida por uma fonte pontual dá origem a frentes de onda
Uma fonte pontual em meio homogêneo irradia igualmente em todas as direções.
As superfícies de mesma fase são esferas centradas na fonte. Alternativa A.
Considere um carro de uma tonelada se deslocando a 108 km/h. No ponto mais alto de um trecho aproximado por um arco de círculo vertical de raio 100 m, em comparação com um trecho plano, é correto afirmar que a força de atrito entre a pista e os pneus
No topo do arco, a resultante centrípeta aponta para baixo: $mg-N=mv^2/R$, portanto $N Como a força de atrito disponível é limitada por $f_{\max}=\mu N$, ela é menor que no trecho plano. Alternativa C.
Do ponto de vista da primeira lei da termodinâmica, o balanço de energia de um sistema é dado em termos de três grandezas:
A primeira lei relaciona a variação da energia interna, o calor trocado e o trabalho realizado.
Em uma convenção comum, $\Delta U=Q-W$. Alternativa B.
Considere um balão esférico, isolante e eletricamente carregado em sua superfície externa. Por resfriamento, o gás em seu interior tem sua pressão reduzida, diminuindo o raio do balão. Sendo constante a carga total, é correto afirmar que a densidade superficial de carga no balão
A densidade superficial é $\sigma=Q/A=Q/(4\pi R^2)$.
Com o resfriamento, o raio e a área diminuem; como $Q$ é constante, $\sigma$ aumenta. Alternativa C.