O conceito de energia é muito utilizado e confundido no nosso dia a dia, principalmente a energia potencial.
Em relação ao chão, quem tem maior energia potencial?
A)Um móvel viajando com velocidade de $80\ \text{km/h}$.
B)Uma mola ($k=20\ \text{N/cm}$) esticada por até $4{,}0\ \text{cm}$.
C)Uma barra de chocolate em que vem escrito “80 cal”.
D)Um corpo de $10\ \text{kg}$ a uma altura de $8{,}0$ metros.
Gabarito oficial — UniEVANGÉLICA 2017/1 · Grupos 1, 2 e 3
D
Resolução
O móvel a 80 km/h tem energia cinética, e as 80 cal do chocolate são energia química — nenhuma das duas é energia potencial em relação ao chão.
Mola: $k=20\ \text{N/cm}=2000\ \text{N/m}$ e $x=0{,}04\ \text{m}$, então $E_{el}=\dfrac{kx^2}{2}=\dfrac{2000\cdot(0{,}04)^2}{2}=1{,}6\ \text{J}$.
Corpo a 8,0 m (com $g\approx10\ \text{m/s}^2$): $E_p=mgh=10\cdot10\cdot8{,}0=800\ \text{J}$.
A maior energia potencial é a do corpo de 10 kg a 8,0 m de altura.
Alternativa correta: D
Q37
Eletricidade — Eletrostática — Potencial elétrico
Quatro cargas pontuais estão no vértice de um quadrado de lado $L$, como descrito na figura a seguir. Considere $K$ como a constante eletrostática no vácuo.
Após a análise da figura, conclui-se que no ponto P o potencial elétrico tem o valor de
A)$\dfrac{-5k}{L}$
B)$\dfrac{-10k}{L\sqrt2}$
C)$\dfrac{-k}{L}$
D)$\dfrac{-k}{5L}$
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B
Resolução
O ponto P é o centro do quadrado; sua distância a cada vértice é metade da diagonal:
$$d=\dfrac{L\sqrt2}{2}=\dfrac{L}{\sqrt2}.$$
O potencial é escalar: somam-se as contribuições com seus sinais. A soma das cargas é $-2+1-3-1=-5$ (em coulombs):
A temperatura final fica entre 30 °C e 70 °C; entre as opções, o valor aproximado é 50 °C. As alternativas 80° e 100° são impossíveis (acima da maior temperatura inicial) e 30° exigiria que só o café determinasse o equilíbrio.
Alternativa correta: A
Q39
Física Moderna — Relatividade — Postulados da relatividade
Considere as informações a seguir para responder às questões 39 e 40. A teoria da relatividade, publicada em 1905 por Albert Einstein, discutiu fenômenos que envolvem sistemas de referência inerciais, contração dos espaços e dilatação do tempo.
Em sua proposta, Einstein garante que a
A)velocidade da luz depende de sistemas de referência.
B)massa de uma partícula não depende da velocidade da mesma.
C)velocidade de uma partícula deve possuir um valor limite.
D)massa de um corpo é menor quando em movimento do que em repouso.
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C
Resolução
Pela relatividade restrita, a velocidade da luz no vácuo é a mesma em todos os referenciais inerciais e funciona como limite: nenhuma partícula com massa pode atingir ou superar $c$ (alternativa C).
A está errada porque $c$ não depende do referencial. B e D estão erradas porque, na formulação clássica da relatividade, a massa relativística aumenta com a velocidade, $m=\gamma m_0$ com $\gamma\ge1$.
Alternativa correta: C
Q40
Mecânica — Dinâmica — Referencial inercial
Considere as informações a seguir para responder às questões 39 e 40. A teoria da relatividade, publicada em 1905 por Albert Einstein, discutiu fenômenos que envolvem sistemas de referência inerciais, contração dos espaços e dilatação do tempo.
Um exemplo literal de sistema de referência inercial é
A)o movimento de rotação realizado pelo planeta Terra em torno de si.
B)um objeto que se move com velocidade constante em relação a um outro.
C)a trajetória elíptica descrita pelo planeta Terra ao girar em torno do Sol.
D)um carro percorrendo uma curva com velocidade constante em módulo.
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B
Resolução
Referencial inercial é aquele em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (velocidade vetorial constante) em relação a outro referencial inercial — nele vale o princípio da inércia (alternativa B).
A rotação da Terra, a órbita elíptica em torno do Sol e o carro em curva envolvem mudança na direção da velocidade, ou seja, aceleração: são referenciais não inerciais.
