Depois de ficar desligado por 14 meses, o LHC (Large Hadron Collider ou Grande Colisor de Hádrons), maior acelerador de partículas do mundo, foi reativado dia 20 de novembro de 2009. O objetivo do LHC é criar novas partículas, a partir das colisões entre prótons, e recriar os instantes posteriores ao Big Bang, o que confirmará ou não a teoria física baseada no Bóson de Higgs. Nele, o feixe de prótons manterá uma trajetória circular de 27 km de comprimento, com velocidades muito próximas à velocidade da luz no vácuo. O movimento circular é mantido devido ao campo magnético criado por um conjunto de ímãs.
Sabendo que a velocidade da luz no vácuo é de 3·105 km/s, podemos afirmar que o intervalo de tempo aproximado para que cada próton do feixe complete uma volta é de:
a)1·10-6 s.
b)1·10-5 s.
c)9·10-6 s.
d)9·10-5 s.
e)1·106 s.
Gabarito oficial anexado: D.
D
Resolução
A volta tem 27 km. Aproximando a velocidade dos prótons por 3 × 10⁵ km/s, T = 27/(3 × 10⁵) = 9 × 10⁻⁵ s.
Alternativa correta: D.
Q17
Mecânica — Trabalho e energia
Um estudante estava praticando rapel nas Cataratas do Iguaçu e, quando estava a uma altura de 45 m em relação à superfície do rio, deixou caírem seus óculos.
Considerando que a aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2 e desprezando todas as forças dissipativas, podemos afirmar que:
a)antes de caírem seus óculos tinham apenas energia cinética.
b)quando chegaram à superfície do rio a velocidade dos óculos era de 30 m/s.
c)ao chegarem à superfície do rio a energia dos óculos era puramente potencial.
d)se o estudante também caísse ele chegaria à superfície do rio com uma velocidade diferente da dos óculos.
e)a energia mecânica dos óculos não é constante em seu movimento de queda.
Gabarito oficial anexado: B.
B
Resolução
Sem dissipação e partindo do repouso, mgh = mv²/2. Portanto, v = √(2 × 10 × 45) = 30 m/s. A energia mecânica se conserva, convertendo energia potencial gravitacional em cinética.
Alternativa correta: B.
Q18
Termologia — Calorimetria
Antes de irem para o local da prova do vestibular, alguns alunos resolveram ir a uma lanchonete tomar um café com leite. Chegando lá, um aluno mais atento resolveu tentar descobrir qual era a temperatura final da mistura que ele ia beber. Para isso, ele descobriu que, no preparo, foram utilizados 120 g de leite a 5oC e 70 g de café a 100oC. Sabendo que a temperatura do copo no início do preparo era de 20oC, que sua capacidade térmica é de 10 cal/oC e desprezando as trocas de calor com o ambiente, a temperatura final encontrada pelo aluno foi de: Dados: calor específico do leite e do café cleite = ccafé = 1 cal/goC.
a)30oC.
b)35oC.
c)39oC.
d)42oC.
e)45oC.
Gabarito oficial anexado: C.
C
Resolução
O balanço térmico inclui o copo: 120(T − 5) + 70(T − 100) + 10(T − 20) = 0. Assim, 200T = 7800 e T = 39 °C.
Alternativa correta: C.
Q19
Óptica — Lentes e instrumentos ópticos
O ano de 2009 é considerado o Ano Internacional da Astronomia em comemoração aos 400 anos das grandes descobertas obtidas por Galileu. Essas descobertas só puderam acontecer devido à sua luneta. Outros objetos de observação já existiam em 1609, porém, com a luneta desenvolvida por Galileu, maiores detalhes dos astros podiam ser observados. Enquanto a luneta de Galileu produzia um aumento de 20 vezes, as outras existentes na época produziam um aumento de apenas três vezes. As lunetas fabricadas por Galileu eram compostas por duas lentes: uma objetiva convergente e uma ocular divergente.
Sabendo que essas lentes tinham um índice de refração maior que o do ar, podemos afirmar que elas tinham, respectivamente:
a)bordas finas e espessas.
b)bordas finas e finas.
c)bordas espessas e finas.
d)bordas espessas e espessas.
e)as bordas das lentes não interferem na vergência das lentes.
Gabarito oficial anexado: A.
A
Resolução
Para lentes de material com índice maior que o meio externo, bordas finas caracterizam uma lente convergente e bordas espessas uma divergente. A objetiva é convergente e a ocular, divergente.
Alternativa correta: A.
Q20
Eletricidade — Eletrodinâmica
Um estudante, querendo ligar mais de um aparelho, em uma tomada, utiliza um benjamim (multiplicador de tomadas) em seu quarto. Não sabendo dos perigos que isso poderia acarretar para sua residência, ele ligou vários aparelhos de uma só vez. Após algum tempo, ele notou que a tomada estava pegando fogo. Uma possível causa desse incêndio é:
a)o aumento da resistência equivalente ligada na tomada.
b)a diminuição da diferença de potencial da tomada.
c)o aumento da diferença de potencial da tomada.
d)a diminuição da corrente elétrica que passa pela tomada.
e)o aumento da corrente elétrica que passa pela tomada.
Gabarito oficial anexado: E.
E
Resolução
A ligação simultânea de mais aparelhos em paralelo pode aumentar a corrente total na tomada. Nas resistências dos contatos e dos fios, a potência dissipada é Ri². A sobrecarga eleva o aquecimento e pode provocar incêndio.
