Mecânica — Cinemática — Velocidade média com parada
Qual seria a velocidade constante que um carro deveria desenvolver se partisse de uma cidade A para uma cidade B que distam de 100 km, descrevendo uma trajetória retilínea, e na metade do percurso desenvolvendo 36 km/h, parando por 30 minutos no ponto intermediário (no meio da trajetória) e desenvolvendo o resto do percurso com 20 m/s?
A)18,4 km/h.
B)28,4 km/h.
C)38,4 km/h.
D)48,4 km/h.
E)58,4 km/h.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
C
Resolução comentada
O tempo é $50/36+0{,}5+50/72=31/12$ h, pois 20 m/s = 72 km/h. $v_m=100/(31/12)=1200/31\approx38{,}71$ km/h. C, 38,4 km/h, é a mais próxima, mas não é o arredondamento correto dos dados impressos.
Q02
Mecânica — Atrito estático — Bloco contra parede
Um bloco com massa de 50 kg está pressionado contra uma parede. O bloco e a parede têm um coeficiente de atrito estático de 0,5. Qual deve ser a menor força que se deve aplicar contra a superfície horizontal para que o bloco fique em repouso? (g = 10m/s² e ver figura).
A)1000 N
B)900 N
C)500 N
D)2000 N
E)100 N
Gabarito revisado — URCA 2025.1
A
Resolução comentada
O peso é 500 N. A força horizontal gera N = F, e o atrito máximo é 0,5F. Para sustentar o bloco, $0{,}5F\ge500$, dando $F_{min}=1000$ N. Alternativa A; a figura determina a direção horizontal, apesar da expressão imprecisa superfície horizontal no texto.
Q03
Termologia — Dilatação — Diferença de diâmetros
Em uma esfera de concreto de raio igual a 1,0 m é colocado, envolvendo o equador dessa esfera, um fio de alumínio. O fio envolve o equador da esfera de forma bem justa. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do concreto é igual a $1{,}2\times10^{-5}$°C−1 e o do alumínio é igual a $2{,}2\times10^{-5}$°C−1 . Qual será a diferença entre os diâmetros se o sistema sofrer uma variação de temperatura positiva de 50°C?
A)2 mm
B)3 mm
C)4 mm
D)1 mm
E)5 mm
Gabarito revisado — URCA 2025.1
D
Resolução comentada
O diâmetro inicial é 2 m. $\Delta D=2(2{,}2-1{,}2)10^{-5}\cdot50=10^{-3}$ m = 1 mm. Alternativa D.
Q04
Mecânica — Hidrostática — Ludião
O Ludião ou Mergulhador é um experimento fácil de ser realizado. Pode ser feito com uma garrafa pet. O experimento consiste em fazer um sistema fluido fechado com um objeto dentro com densidade próxima a da água. Nesse caso quando apertamos a garrafa o objeto desce e quando deixamos de apertar o objeto sobe. Qual dos itens abaixo diz os princípios que melhor descreve o experimento?
A)Pascal e Arquimedes.
B)Bernoulli e Arquimedes.
C)Bernoulli e Pascal.
D)Pascal e Lenz.
E)Arquimedes e Lenz.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
A
Resolução comentada
Pascal explica a transmissão do aumento de pressão. A compressão da bolha reduz o volume deslocado do mergulhador, reduzindo o empuxo descrito por Arquimedes e permitindo a descida. Alternativa A.
Q05
Termologia — Convecção — Brisas costeiras
Os pescadores de jangada cearenses têm muita experiência com os fenômenos relacionados à natureza. Uma delas consiste em sair no final do entardecer para pescarem e retornarem no final do crepúsculo matinal. Diga quais as razões para os pescadores tomarem essa decisão?
Esta questão apresenta inconsistência ou ambiguidade. Consulte a revisão na resolução; esta questão não recebe pontuação.
A)Eles não tem conhecimento e por isso decidem de forma aleatória.
B)Eles sabem que a brisa marítima termina no final da tarde e a brisa terrestre termina no final da manhã.
C)Eles acreditam que no crepúsculo vespertino o vento se dá do mar para a Terra.
D)Eles acreditam que no crepúsculo matutino o vento se dá da terra para o mar.
E)Eles viajam somente com a fé de um Deus oceânico.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
Sem alternativa correta
Resolução comentada
De dia, a brisa marítima sopra do mar para a terra; à noite, a terrestre sopra da terra para o mar. Saída ao anoitecer e retorno ao amanhecer procuram aproveitar a inversão. C e D invertem os sentidos, e B afirma que a terrestre termina no final da manhã, sem explicar precisamente o retorno no crepúsculo matinal. Nenhuma opção formula adequadamente a explicação pedida; a questão não recebe pontuação.
Q06
Mecânica — Gravitação — Terceira lei de Kepler
Considere um planeta desconhecido orbitando em torno do Sol em uma trajetória circular. Sabendo que o raio da órbita deste planeta é quatro vezes maior do que a órbita do Planeta Terra supondo que apresenta também uma trajetória circular, marque o período de translação desse planeta em anos terrestres:
A)Duas vezes maior.
B)Quatro vezes maior.
C)Oito vezes maior.
D)Dezesseis vezes maior.
E)É igual ao da Terra.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
C
Resolução comentada
$T^2\propto r^3$. A razão de raios é 4, então $T/T_T=4^{3/2}=8$. Alternativa C: oito anos terrestres.
Q07
Mecânica — Energia — Velocidades no escorregador
A figura abaixo mostra uma criança de massa “m” brincando em um escorregador (desconsidere influência de atrito e resistência do ar). Ela sai do repouso no ponto A. Observando o desenho “H” é altura da criança no ponto A e “h” a altura da criança no ponto B, marque a alternativa que corresponde o módulo da velocidade da criança no ponto B e no ponto de chegada C.
A)$0$ e $\sqrt{2gH}$
B)$\sqrt{2g(H-h)}$ e $\sqrt{2g(H-h)}$
C)$\sqrt{2g(H-h)}$ e $0$
D)$\sqrt{2gH}$ e $\sqrt{2g(H-h)}$
E)$\sqrt{2g(H-h)}$ e $\sqrt{2gH}$
Gabarito revisado — URCA 2025.1
E
Resolução comentada
Sem dissipação, $v_B=\sqrt{2g(H-h)}$ e $v_C=\sqrt{2gH}$, tomando C como referência de altura. Alternativa E.
Q08
Ondulatória — Espectro eletromagnético — Rádio e luz
Ultimamente na região do cariri cearense está muito quente devido ao aumento da temperatura devido a radiação solar cada vez mais intensa. É preciso muito cuidado com a exposição a luz do Sol para evitar os raios ultravioleta e infravermelho que podem provocar problemas de saúde na pele. Dentro do estudo do espectro eletromagnético qual das opções não é aceita dentro do contexto da ciência física:
A)As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas que possuem maiores valores de frequência e menores comprimentos de onda comparadas com a luz solar.
B)A radiação solar que chega na região do cariri é um tipo de onda eletromagnética.
C)A luz do Sol que chega na região do cariri é composta por várias ondas eletromagnéticas que diferem pelo valor da frequência.
D)A radiação ultravioleta possui um alto poder de penetração na pele humana porque possui baixo comprimento de onda que provoca alta frquência e elevada capacidade energética.
E)A radiação infravermelha possui frequência menor do que a frequência da luz vermelha e pode provocar aquecimento da pele e órgão internos.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
A
Resolução comentada
A inverte as propriedades: rádio tem, em geral, frequência menor e comprimento de onda maior que a luz visível. A é a resposta pretendida. D também exige ressalva: maior energia do fóton não implica automaticamente maior penetração na pele; UVA e UVB têm comportamentos diferentes. A simplificação não deve ser tratada como orientação de saúde.
Eletrodinâmica — Corrente e potência — Conceitos básicos
Muito cuidado ao carregar o celular para evitar acidentes que pode acontecer durante a carga da bateria (choque elétricos, queimaduras). Os aparelhos aquecem devido o efeito Joule com o aumento da passagem da corrente elétrica durante o carregamento da bateria. Os aparelhos são fabricados para suportar temperaturas de aproximadamente 135°C podendo interromper o fornecimento da corrente elétrica, a recomendação é que se use carregadores originais que passam por testes de qualidade enquanto outros paralelos podem não funcionar com as mesmas certificações e não apresentem dispositivos de segurança. Analise as afirmações a seguir sobre eletrodinâmica: I. A corrente elétrica é definida pela quantidade de carga que atravessa uma dada superfície transversal ao fio condutor dividida pelo tempo. II. A corrente elétrica no interior de um fio é devida à existência de um campo elétrico nessa região. III. Se um fio ligado aos terminais de uma bateria for substituído por outro de comprimento menor, a tensão em seus terminais continua tendo o mesmo valor fornecido pela fonte, mas a intensidade do campo elétrico no interior desse novo fio será diferente. IV. Uma corrente elétrica relativa a 1 Coulomb de carga corresponde ao deslocamento de $6{,}25\times10^{18}$ elétrons, o que significa dizer que a carga de um único elétron é $1{,}6\times10^{-19}$ Coulomb. V. A potência elétrica dissipada de um aparelho resistivo é a capacidade de transferência de energia elétrica em térmica pelo aparelho ao ambiente por unidade de tempo. Estão corretas:
A)I e II.
B)I, II e III.
C)I, II, III e IV.
D)I, II, III, IV e V.
E)Nenhuma correta.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
D
Resolução comentada
I define corrente média; II associa condução ao campo elétrico; III usa $E=U/L$ para fio uniforme e fonte ideal; IV corresponde a $N=Q/e=6{,}25\times10^{18}$ elétrons por coulomb; V define potência como energia por tempo. Nesse modelo, todas são corretas: D. Coulomb mede carga, não corrente, e 135 °C não é especificação geral de celulares.
Q10
Física moderna — Ondas de matéria — Momento relativístico
De acordo com Louis de Broglie (1924), uma partícula de massa inercial m possui onda associada de comprimento $\lambda=h/p$, sendo h a constante de Planck e p a quantidade de movimento num referencial inercial. Pela relatividade, $p=mv[1-(v/c)^2]^{-1/2}$. Para velocidade igual a 60% da velocidade c da luz no vácuo, o comprimento de onda associado é:
A)$4h/(3mc)$
B)$3h/(4mc)$
C)$6h/(5mc)$
D)$5h/(7mc)$
E)$7h/(5mc)$
Gabarito revisado — URCA 2025.1
A
Resolução comentada
Para $v=0{,}6c$, $\gamma=1{,}25$ e $p=0{,}75mc=3mc/4$. Logo, $\lambda=h/p=4h/(3mc)$. Alternativa A.
Suponha que um inventor afirme ter construído uma máquina térmica (cíclica) operando entre as temperaturas de 0°celsius e 273°celsius e com rendimento de 80%. Podemos afirmar que:
A)Isto é possível pois o rendimento teórico máximo para estas temperaturas é de 90%.
B)Isto é possível pois o rendimento teórico máximo para estas temperaturas é de 85%.
C)Isto é possível pois o rendimento teórico máximo para estas temperaturas é de 95%.
D)Isto é possível pois o rendimento teórico máximo para estas temperaturas é de 81%.
E)Isto é impossível pois o rendimento teórico máximo para estas temperaturas é de 50%.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
E
Resolução comentada
As temperaturas absolutas são aproximadamente 273 K e 546 K. Carnot limita o rendimento a $1-273/546=50\%$. Uma máquina cíclica com 80% entre essas fontes é impossível. Alternativa E.
Q12
Termologia — Gases ideais — Coeficiente de dilatação
Suponha que n mols de gás ideal, com equação de estado $PV=nRT$, evoluam por processo isobárico sob pressão $P_0$, no qual a temperatura absoluta aumenta de $T_0$ para $T_0+\Delta T$ e o volume aumenta de $V_0$ para $V_0+\Delta V$. O coeficiente de dilatação médio $\gamma=\Delta V/(V_0\Delta T)$ nesse processo é:
A)$\gamma=1/T_0$
B)$\gamma=2/T_0$
C)$\gamma=3/T_0$
D)$\gamma=4/T_0$
E)$\gamma=5/T_0$
Gabarito revisado — URCA 2025.1
A
Resolução comentada
A pressão constante, $V/T$ é constante. Logo, $\Delta V/V_0=\Delta T/T_0$ e $\gamma=\Delta V/(V_0\Delta T)=1/T_0$. Alternativa A.
Q13
Termologia — Gases ideais — Expansão isotérmica
Oito litros de gás ideal de massa constante (com equação de estado PV = nRT ) está inicialmente sob uma pressão de 4 atmosfera. Deixa-se então o gás se expandir isotermicamente, mas recebendo 2500 calorias de energia via calor, até que sua pressão seja reduzida a 1 atmosfera. Podemos dizer que o volume final do gás e o trabalho por ele realizado neste processo são, respectivamente:
A)30 litros e 2000 calorias.
B)32 litros e 2500 calorias.
C)320 litros e 2500 calorias.
D)300 litros e 200 calorias.
E)2500 litros e 32 calorias.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
B
Resolução comentada
$P_iV_i=P_fV_f$ dá $V_f=4\cdot8=32$ L. Num gás ideal isotérmico, $\Delta U=0$, portanto o trabalho é igual ao calor recebido: 2500 cal. Alternativa B.
Q14
Termologia — Primeira lei — Agitação adiabática
Ao sacodir um recipiente adiabático de volume constante contendo um líquido, podemos afirmar que:
A)O líquido recebe energia via calor.
B)O líquido recebe energia devido a realização de trabalho do agente externo ao sacudir o recipiente.
C)O líquido tem sua energia interna inalterada.
D)O líquido sofre diminuição de sua energia interna.
E)Não há realização de trabalho sobre o líquido pois seu volume permanece constante.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
B
Resolução comentada
A parede adiabática impede calor, mas não trabalho de agitação. O agente externo fornece energia que aumenta a energia interna. Alternativa B; volume constante elimina apenas o trabalho de expansão PV.
Q15
Mecânica — Cinemática — Deslocamento no MUV
Suponha que um corpo acelere retilínea e uniformemente, a partir do repouso, até atingir a velocidade de 6 m/s, em relação a um certo referencial. Se sua aceleração é de 6 m/s² o deslocamento deste corpo (para o referencia em questão) até atingir a velocidade mencionada foi de:
A)6 m.
B)10 m.
C)12 m.
D)3 m.
E)20 m.
Gabarito revisado — URCA 2025.1
D
Resolução comentada
$v^2=v_0^2+2a\Delta x$. Do repouso, $\Delta x=6^2/(2\cdot6)=3$ m. Alternativa D.
