Universidade de Fortaleza
Prova de Física do Vestibular 2003.1 da Unifor (Conhecimentos Gerais), com resolução comentada pelo Método TEF.
Um corpo se move no ar e, num certo intervalo de tempo, sofre resistência de intensidade proporcional à sua velocidade, $F=k\cdot v$.
No Sistema Internacional, a unidade da constante $k$ é
Isolando $k$:
\[k=\frac{F}{v}\]
Com $[F]=\mathrm{N}=\mathrm{kg\cdot m/s^2}$ e $[v]=\mathrm{m/s}$:
\[[k]=\frac{\mathrm{kg\cdot m/s^2}}{\mathrm{m/s}}=\mathrm{kg/s}\]
No gráfico abaixo estão representadas as abcissas de dois móveis A e B, em função do tempo.
O encontro dos dois móveis ocorre no instante, em segundos, igual a
Móvel A: parte da origem e chega a 20 m em 5,0 s:
\[v_A=\frac{20}{5{,}0}=4{,}0\ \mathrm{m/s}\;\Rightarrow\;x_A=4{,}0\,t\]
Móvel B: parte de 50 m e chega a 60 m em 5,0 s:
\[v_B=\frac{60-50}{5{,}0}=2{,}0\ \mathrm{m/s}\;\Rightarrow\;x_B=50+2{,}0\,t\]
Encontro:
\[4{,}0\,t=50+2{,}0\,t\;\Rightarrow\;t=25\ \mathrm s\]
Sobre uma pista horizontal de atrito desprezível, estão deslizando os corpos A e B com aceleração provocada pela força horizontal $\vec F$, de intensidade $F$, aplicada no corpo A.
Sabendo-se que a massa de A é o dobro da massa de B, a força que o corpo B exerce no corpo A tem intensidade
Com $m_B=m$ e $m_A=2m$, a aceleração do conjunto é:
\[F=(m_A+m_B)\,a=3m\,a\;\Rightarrow\;a=\frac{F}{3m}\]
O bloco B é empurrado somente por A. A força de A sobre B é:
\[N=m_B\,a=m\cdot\frac{F}{3m}=\frac{F}{3}\]
Pela terceira lei de Newton, a força de B sobre A também vale $F/3$.
Em determinado instante, um objeto em queda livre tem energia cinética de translação $E$, que coincide com o valor da energia potencial gravitacional, em relação ao solo. Quando a altura do objeto se reduzir à metade, a energia cinética será igual a
No instante inicial, $E_c=E_p=E$, então a energia mecânica total é:
\[E_M=E+E=2E\]
Quando a altura se reduz à metade, a energia potencial passa a $E/2$. Como a energia mecânica se conserva:
\[E_c=2E-\frac{E}{2}=\frac{3E}{2}\]
Sendo conhecidas: a densidade do mercúrio 13,6 g/cm³, a densidade da água 1,0 g/cm³ e a aceleração da gravidade 10 m/s², a razão entre a pressão total no fundo de uma piscina de 5,0 m de profundidade e a pressão atmosférica normal é, aproximadamente,
Pressão atmosférica normal (coluna de 76 cm de mercúrio):
\[p_{\mathrm{atm}}=\rho_{\mathrm{Hg}}\,g\,h=13600\cdot10\cdot0{,}76\approx1{,}03\cdot10^5\ \mathrm{Pa}\]
Pressão da água a 5,0 m:
\[\rho\,g\,h=1000\cdot10\cdot5{,}0=5{,}0\cdot10^4\ \mathrm{Pa}\]
Razão:
\[\frac{p_{\mathrm{atm}}+\rho g h}{p_{\mathrm{atm}}}=\frac{1{,}03\cdot10^5+0{,}50\cdot10^5}{1{,}03\cdot10^5}\approx1{,}5\]
O conceito de temperatura está diretamente ligado a uma de nossas percepções sensoriais. Tal sentido é
A sensação de quente e frio é percebida pelo tato, por receptores térmicos da pele. Daí vem a noção intuitiva de temperatura, que a Física depois formaliza como medida do grau de agitação das partículas.
Observação: a sensação do tato é subjetiva e pode enganar (um metal parece mais frio que a madeira à mesma temperatura), por isso se usam termômetros.
Num recipiente de capacidade térmica desprezível misturam-se 200 g de água a 10 °C com 500 g de ferro a 140 °C. Admitindo que não há troca de calor com o meio, a temperatura final de equilíbrio, em °C, é
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g·°C. Calor específico do ferro = 0,12 cal/g·°C.
A soma dos calores trocados é nula:
\[200\cdot1{,}0\cdot(T-10)+500\cdot0{,}12\cdot(T-140)=0\]
\[200\,T-2000+60\,T-8400=0\;\Rightarrow\;260\,T=10400\;\Rightarrow\;T=40\ ^\circ\mathrm C\]
O esquema representa o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua no momento de um eclipse.
Neste instante, uma pessoa situada no ponto A observará um eclipse
A Lua está entre o Sol e a Terra: trata-se de um eclipse do Sol. O ponto A está dentro do cone de sombra projetado pela Lua (a região onde os raios do Sol são totalmente bloqueados). Para quem está em A, o disco solar fica totalmente encoberto.
O eclipse é, portanto, total do Sol.
Os corpos x e y são eletrizados por atrito, tendo o corpo x cedido elétrons a y. Em seguida, outro corpo, z, inicialmente neutro, é eletrizado por contato com o corpo x. Ao final dos processos citados, as cargas elétricas de x, y e z são, respectivamente,
Atrito: x cede elétrons, então fica com falta de elétrons (carga positiva), e y fica com excesso (carga negativa).
Contato: z neutro toca x, que é positivo. Elétrons passam de z para x, e z fica com falta deles. Na eletrização por contato, o corpo que estava neutro adquire carga de mesmo sinal que o outro: z fica positivo.
Cargas finais: x positiva, y negativa, z positiva.
Um chuveiro elétrico possui a especificação (4400 W – 220 V). A resistência elétrica desse chuveiro, em ohms, vale
A potência nominal vale:
\[P=\frac{U^2}{R}\;\Rightarrow\;R=\frac{U^2}{P}=\frac{220^2}{4400}=\frac{48400}{4400}=11\ \Omega\]