Considere uma caixa com tijolos sendo erguida do solo ao último andar de um prédio em construção. A carga é erguida por uma corda vertical acoplada a uma polia no ponto mais alto da construção. Suponha que o módulo da velocidade da caixa aumente linearmente com o tempo dentro de um intervalo de observação. Caso os atritos possam ser desprezados, é correto afirmar que, durante esse intervalo, a tensão na corda é
Se a velocidade aumenta linearmente com o tempo, a aceleração da caixa é constante.
Na direção vertical, $T-mg=ma$. Como $m$, $g$ e $a$ são constantes, $T=m(g+a)$ também é constante. Portanto, a resposta é a alternativa C.
Considere um capacitor de placas paralelas com separação $d$ e carregado com carga $Q$. Sobre a energia no capacitor, é correto afirmar que
A energia eletrostática de um capacitor pode ser escrita como $U=\dfrac{Q^2}{2C}=\dfrac12CV^2$.
Fisicamente, essa energia está distribuída no campo elétrico existente entre as placas. A soma algébrica das cargas ser nula não implica energia nula. Resposta: alternativa D.
Considere dois capacitores ligados em série e conectados a uma bateria. Um dos capacitores tem capacitância maior que a do outro. É correto afirmar que a capacitância equivalente
Para dois capacitores em série, $\dfrac1{C_{eq}}=\dfrac1{C_1}+\dfrac1{C_2}$, ou $C_{eq}=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}$.
Como o denominador é maior que cada capacitância individual, $C_{eq}$ é menor que a menor delas. Resposta: alternativa A.
Considere um resistor ligado a uma bateria e dissipando calor por efeito Joule. Pelo resistor, são medidos $3\ \mu\text{C/s}$ de carga elétrica. Assim, a corrente elétrica pelo resistor é
A corrente é a taxa de passagem de carga: $i=\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}$.
Como $1\ \mu\text{C}=10^{-6}\text{ C}$, então $i=3\times10^{-6}\text{ C/s}=3\times10^{-6}\text{ A}$. Resposta: alternativa D.
Considere dois capacitores com diferentes capacitâncias, ligados em paralelo e conectados a uma bateria. É correto afirmar que, após carregados,
Em paralelo, os terminais correspondentes dos capacitores estão ligados aos mesmos dois pontos do circuito.
Consequentemente, ambos ficam submetidos à mesma diferença de potencial, embora armazenem cargas diferentes, pois $Q=CV$. Resposta: alternativa B.
Considere duas pilhas alcalinas de 1,5 V ligadas em paralelo, com polos de mesmo sinal ligados entre si. Nessa configuração, a tensão entre os terminais da associação é, em volts,
Em uma associação em paralelo de pilhas idênticas e com a mesma polaridade, a força eletromotriz equivalente permanece igual à de uma única pilha.
Assim, a tensão da associação é $1{,}5\text{ V}$. Resposta: alternativa C.
Um gás que possa ter sua temperatura, seu volume e sua pressão relacionados por $PV=nRT$ apresenta as seguintes características:
O modelo de gás ideal considera partículas muito afastadas em comparação com suas dimensões, sem interação intermolecular apreciável fora das colisões.
As colisões entre moléculas e com as paredes são perfeitamente elásticas. Resposta: alternativa A.
Um bloco de madeira desliza com atrito sobre uma mesa horizontal pela ação de uma força constante. É correto afirmar que o trabalho realizado sobre o bloco pela força
O deslocamento do bloco é horizontal, enquanto a força normal exercida pela mesa é vertical.
Como são perpendiculares, $W_N=N\,d\cos90°=0$. O atrito realiza trabalho negativo no deslizamento. Resposta: alternativa B.
No caso hipotético de uma corrente elétrica por um condutor retilíneo, há geração de um campo magnético
As linhas de campo magnético em torno de um fio retilíneo percorrido por corrente são circunferências concêntricas ao fio.
Em cada ponto, o campo é tangente à circunferência e, portanto, perpendicular à direção do condutor. Resposta: alternativa D.
Considere a dilatação térmica de duas barras longas e finas, feitas de mesmo material. Uma delas tem o dobro do comprimento da outra: $L_2=2L_1$. Nos dois casos, as barras sofrem uma mesma variação de temperatura $\Delta T$ e dilatam $\Delta L_1$ e $\Delta L_2$. Assim,
Na dilatação linear, $\Delta L=\alpha L\Delta T$. Dividindo pelo comprimento inicial, obtém-se $\dfrac{\Delta L}{L}=\alpha\Delta T$.
Como as barras têm o mesmo material e sofrem a mesma variação de temperatura, suas dilatações relativas são iguais. Resposta: alternativa B.
Um dado material com calor específico $c$ recebe certa quantidade de calor $Q$ e tem sua temperatura aumentada de $\Delta T$. Caso não haja perda de calor do corpo, com essas informações, pode-se afirmar corretamente que sua massa é
Para aquecimento sem mudança de fase, $Q=mc\Delta T$.
Isolando a massa: $m=\dfrac{Q}{c\Delta T}$. Resposta: alternativa A.
Em um oscilador harmônico simples, a energia potencial na posição de energia cinética máxima
No MHS, $U=\dfrac12kx^2$ e $K=E-U$. A energia cinética é máxima na posição de equilíbrio, $x=0$.
Nessa posição, a energia potencial é mínima, igual a zero, e aumenta quando o sistema se afasta para qualquer lado. Resposta: alternativa C.
Considere duas massas puntiformes de mesmo valor $m$, com cargas elétricas de mesmo módulo $q$ e sinais opostos, mantidas separadas por uma distância $r$. Seja $G$ a constante de gravitação universal e $k$ a constante eletrostática. A razão entre os módulos das forças de atração eletrostática e gravitacional é
Os módulos das forças são $F_e=k\dfrac{q^2}{r^2}$ e $F_g=G\dfrac{m^2}{r^2}$.
Dividindo, a distância se cancela: $\dfrac{F_e}{F_g}=\dfrac{kq^2}{Gm^2}$. Resposta: alternativa A.
Dois corpos, inicialmente com temperaturas diferentes, são isolados termicamente do ambiente, mas postos em contato térmico um com o outro, de modo que possam trocar calor entre si. Ao atingir equilíbrio térmico, um dos corpos ganhou uma quantidade de calor $Q$. Considerando corretamente os sinais das quantidades de calor, é correto afirmar que a soma do calor cedido por um corpo com o recebido pelo outro é
Como o sistema é termicamente isolado, não há troca de calor com o ambiente.
Pela conservação da energia, $Q_{cedido}+Q_{recebido}=0$. Se um corpo recebe $+Q$, o outro cede $-Q$. Resposta: alternativa D.
Considere uma bola de sinuca que rola sem deslizar sobre uma mesa horizontal. Em um dado instante, antes de tocar em qualquer obstáculo, a energia cinética da bola é a soma das energias cinéticas de
Um corpo rígido em rolamento possui simultaneamente movimento de translação do centro de massa e rotação em torno de um eixo que passa pelo centro de massa.
Assim, $K=\dfrac12Mv_{CM}^2+\dfrac12I_{CM}\omega^2$. Resposta: alternativa A.
Um bloco desce uma rampa plana sob ação da gravidade e sem atrito. Durante a descida, a energia potencial gravitacional do bloco
Na ausência de atrito, a energia mecânica é conservada.
À medida que o bloco perde altura, sua energia potencial gravitacional diminui e é convertida em energia cinética, que aumenta. Resposta: alternativa B.
Considere a energia potencial elétrica armazenada em dois sistemas compostos por: (i) duas cargas elétricas de mesmo sinal; (ii) duas cargas de sinais opostos. A energia potencial no primeiro e no segundo sistema, respectivamente,
A energia potencial elétrica é $U=k\dfrac{q_1q_2}{r}$. Para cargas de mesmo sinal, $U>0$ e diminui quando $r$ aumenta.
Para cargas de sinais opostos, $U<0$; quando a separação aumenta, o valor de $U$ cresce, aproximando-se de zero. Resposta: alternativa D.
Em um espelho plano perfeito incide um raio de luz. O raio que sai do espelho sofre
Em um espelho plano ocorre reflexão especular.
Pela lei da reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, ambos medidos em relação à normal. Resposta: alternativa C.
Em um oscilador harmônico simples, do tipo massa-mola, a posição e a velocidade podem variar com o tempo conforme as seguintes funções:
Uma possível equação horária da posição é $x=A\,\text{sen}(\omega t)$.
A velocidade é $v=A\omega\cos(\omega t)$, portanto posição e velocidade aparecem em quadratura de fase. Resposta: alternativa B.
Considere uma partícula se movimentando por uma trajetória circular no plano $xy$. As projeções do movimento nos eixos $x$ e $y$ são movimentos
No movimento circular uniforme, as coordenadas podem ser escritas como $x=R\cos(\omega t)$ e $y=R\,\text{sen}(\omega t)$.
Cada projeção satisfaz a equação de um movimento harmônico simples. Resposta: alternativa A.