Provas Anteriores | EMESCAM 2009.2 | Prof. Ricardo Bastos

Q26

Cinemática — Frenagem e Tempo de Reação

Um motociclista move-se com velocidade constante de ${108}\text{ km/h}$ em uma estrada retilínea. Ao ver um animal a ${120}\text{ m}$, leva ${1}\text{ s}$ para iniciar a frenagem.

Qual é o módulo da desaceleração mínima necessária para parar antes de atingir o animal?

a)${2}\text{ m/s}^2$

b)${3}\text{ m/s}^2$

c)${4}\text{ m/s}^2$

d)${5}\text{ m/s}^2$

e)${6}\text{ m/s}^2$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Convertendo a velocidade: ${108}\text{ km/h}={30}\text{ m/s}$.

Durante o tempo de reação, a moto percorre $\Delta s_r=vt=30\cdot1={30}\text{ m}$.

Restam ${90}\text{ m}$ para a frenagem. Usando $v^2=v_0^2+2a\Delta s$:

$0=30^2-2a\cdot90\Rightarrow a={5}\text{ m/s}^2$.

Alternativa correta: D

Q27

Dinâmica — Conservação da Quantidade de Movimento

Uma pessoa está parada sobre um barco inicialmente em repouso em um lago sem correnteza. Ela caminha de uma extremidade para a outra do barco.

Assinale a alternativa que descreve corretamente o movimento do sistema.

a)O barco permanece em repouso, pois a força resultante sobre ele é nula.

b)O barco se desloca no mesmo sentido da pessoa.

c)A pessoa fica em repouso em relação à margem e somente o barco se desloca.

d)O barco se desloca no sentido oposto e a energia mecânica do sistema permanece constante.

e)O barco se desloca no sentido oposto e a quantidade de movimento total do sistema permanece constante.

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Na direção horizontal, o sistema pessoa–barco pode ser considerado isolado, pois as forças externas horizontais são desprezíveis.

Como a quantidade de movimento inicial é nula, a pessoa e o barco adquirem quantidades de movimento de mesmo módulo e sentidos opostos.

Assim, quando a pessoa caminha em um sentido, o barco recua no sentido contrário.

Alternativa correta: E

Q28

Gravitação — Lei da Gravitação Universal

Duas estrelas possuem massas $m_1=3m_0$ e $m_2=2m_0$ e estão separadas por uma distância $d_0$. A estrela 1 captura uma massa $m_0$ da estrela 2.

Supondo que a força gravitacional entre elas permaneça a mesma, qual deve ser a nova distância entre as estrelas?

a)$\dfrac{\sqrt7}{3}d_0$

b)$\dfrac{\sqrt6}{3}d_0$

c)$\dfrac{\sqrt5}{3}d_0$

d)$\dfrac{\sqrt3}{3}d_0$

e)$\dfrac{\sqrt2}{3}d_0$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Inicialmente:

$F=G\dfrac{(3m_0)(2m_0)}{d_0^2}=G\dfrac{6m_0^2}{d_0^2}$.

Após a transferência de massa, as massas passam a ser $4m_0$ e $m_0$:

$F=G\dfrac{4m_0^2}{d^2}$.

Igualando as forças: $\dfrac6{d_0^2}=\dfrac4{d^2}\Rightarrow d=d_0\sqrt{\dfrac23}=\dfrac{\sqrt6}{3}d_0$.

Alternativa correta: B

Q29

Hidrostática e Dilatação — Corpo Flutuante

Um objeto flutua em um líquido com metade de seu volume submerso. A temperatura do sistema é aumentada em $\Delta T$.

Determine o novo volume submerso em função do volume final do objeto $V_F$, do coeficiente de dilatação linear do objeto $\alpha_O$ e do coeficiente de dilatação volumétrica do líquido $\gamma_L$.

a)$\dfrac{V_F}{2}\left(\dfrac{1+\gamma_L\Delta T}{1+3\alpha_O\Delta T}\right)$

b)$\dfrac{V_F}{2}\left(\dfrac{1+\gamma_L\Delta T}{1+\alpha_O\Delta T}\right)$

c)$V_F\left(\dfrac{1+\gamma_L\Delta T}{1+3\alpha_O\Delta T}\right)$

d)$\dfrac{V_F}{2}\left(\dfrac{1+\gamma_L\Delta T}{1-\alpha_O\Delta T}\right)$

e)$V_F\left(\dfrac{1-\gamma_L\Delta T}{1-3\alpha_O\Delta T}\right)$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Inicialmente, como metade do volume está submersa, $\rho_O=\rho_L/2$.

Após o aquecimento, a densidade do líquido passa a ser $\rho_L'=\rho_L/(1+\gamma_L\Delta T)$.

O volume do objeto varia com o coeficiente volumétrico $3\alpha_O$, de modo que sua densidade final é $\rho_O'=\rho_O/(1+3\alpha_O\Delta T)$.

Na flutuação, $\rho_O'V_F=\rho_L'V_s$. Portanto:

$V_s=\dfrac{V_F}{2}\left(\dfrac{1+\gamma_L\Delta T}{1+3\alpha_O\Delta T}\right)$.

Alternativa correta: A

Q30

Calorimetria — Equivalente Mecânico do Calor

O experimento de Joule converte energia mecânica em energia térmica por meio da descida de dois corpos que movimentam hélices dentro de um recipiente termicamente isolado contendo água.

INSERIR FIGURA — Montagem do experimento de Joule (massas suspensas e hélices imersas em água) — Q30

Considere duas massas de ${10,5}\text{ kg}$, cada uma descendo ${10}\text{ m}$, e ${2}\text{ L}$ de água. Desprezando perdas, determine a variação de temperatura da água.

a)${0,05}\,°\text{C}$

b)${0,15}\,°\text{C}$

c)${0,25}\,°\text{C}$

d)${0,35}\,°\text{C}$

e)${0,45}\,°\text{C}$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

A energia potencial gravitacional total é:

$E=2mgh=2\cdot10,5\cdot10\cdot10={2.100}\text{ J}$.

Convertendo para calorias: $Q=2.100/4,2={500}\text{ cal}$.

A massa de água é ${2.000}\text{ g}$. Assim:

$Q=mc\Delta T\Rightarrow500=2.000\cdot1\cdot\Delta T$.

$\Delta T={0,25}\,°\text{C}$.

Alternativa correta: C

Q31

Eletrodinâmica — Associação de Fontes e Resistores

Um aluno dispõe de duas fontes ideais de ${2}\text{ V}$ cada e dois resistores de ${2}\,\Omega$ cada. Ele deve montar um circuito em que a corrente nos resistores seja mínima e outro em que seja máxima.

Quais são, respectivamente, essas correntes?

a)${0,5}\text{ A}$ e ${2}\text{ A}$

b)${1}\text{ A}$ e ${2}\text{ A}$

c)${0,5}\text{ A}$ e ${4}\text{ A}$

d)${1}\text{ A}$ e ${4}\text{ A}$

e)${0,5}\text{ A}$ e ${8}\text{ A}$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Para a corrente mínima, ligam-se as fontes em paralelo, mantendo ${2}\text{ V}$, e os resistores em série, resultando em ${4}\,\Omega$:

$i_{\min}=2/4={0,5}\text{ A}$.

Para a corrente máxima, ligam-se as fontes em série, totalizando ${4}\text{ V}$, e os resistores em paralelo, com resistência equivalente de ${1}\,\Omega$:

$i_{\max}=4/1={4}\text{ A}$.

Alternativa correta: C

Q32

Ondulatória — Intensidade e Nível Sonoro

Uma fonte sonora isotrópica emite uma onda de frequência ${1.000}\text{ Hz}$. A ${10}\text{ m}$ da fonte, o nível sonoro é de ${100}\text{ dB}$.

Mantendo-se constante a potência da fonte, qual será o nível sonoro a ${100}\text{ m}$?

a)${50}\text{ dB}$

b)${60}\text{ dB}$

c)${70}\text{ dB}$

d)${80}\text{ dB}$

e)${90}\text{ dB}$

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

Para uma fonte isotrópica, a intensidade é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

Ao aumentar a distância de ${10}\text{ m}$ para ${100}\text{ m}$, ela é multiplicada por 10; portanto, a intensidade cai por um fator 100.

A variação do nível sonoro é:

$\Delta\beta=10\log(1/100)=-20\text{ dB}$.

Logo, $\beta_2=100-20={80}\text{ dB}$.

Alternativa correta: D

Q33

Óptica — Refração, Reflexão Total e Cores

Analise as afirmações:

I. Ao passar do ar para o vidro, a luz vermelha sofre maior desvio que a violeta.

II. A piscina parece mais rasa porque o raio luminoso se aproxima da normal ao passar da água para o ar.

III. A reflexão total só ocorre quando a luz passa de um meio menos refringente para outro mais refringente.

IV. Um objeto verde iluminado, separadamente, por luz vermelha, verde e branca parece, respectivamente, preto, verde e verde.

V. Em uma lâmina de faces paralelas, o ângulo de emergência no ar obedece à expressão indicada no enunciado, diferente do ângulo de incidência.

Quais afirmações estão corretas?

a)Todas.

b)Somente IV.

c)Somente III e IV.

d)Somente II e IV.

e)Somente I e V.

Gabarito — EMESCAM 2009.2

Resolução

I. Incorreta. A luz violeta possui maior índice de refração no vidro e sofre maior desvio.

II. Incorreta. Ao passar da água para o ar, o raio se afasta da normal.

III. Incorreta. A reflexão total ocorre na passagem do meio mais refringente para o menos refringente.

IV. Correta. O objeto verde absorve a luz vermelha e reflete luz verde; sob luz branca, continua refletindo predominantemente verde.

V. Incorreta. Em uma lâmina de faces paralelas imersa no mesmo meio nas duas faces, o raio emergente é paralelo ao incidente e o ângulo de emergência é igual ao de incidência.

Alternativa correta: B

Dados da prova