Um mergulhador, a uma certa profundidade do mar, consulta os seus aparelhos modernos e observa que a pressão que está sofrendo é de $3{,}5\times10^5\,\mathrm{Pa}$ e que a densidade da água é de $10^3\,\mathrm{kg/m^3}$. Após alguns cálculos em que considerou a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e a pressão atmosférica de $10^5\,\mathrm{Pa}$, o mergulhador descobriu que estava na profundidade abaixo da superfície do mar de:
A)10 m
B)15 m
C)20 m
D)25 m
Gabarito oficial
D
Resolução
A pressão medida inclui a pressão atmosférica. Pela relação $p=p_{\rm atm}+\rho gh$, a contribuição da coluna de água é $3{,}5\times10^5-10^5=2{,}5\times10^5\,\mathrm{Pa}$. Logo, $h=(2{,}5\times10^5)/(10^3\cdot10)=25\,\mathrm m$.
Logo, alternativa D.
Q37
Calorimetria
Um rapaz quer resfriar 10 litros de refrigerante de 20ºC para 0ºC. Para isso, coloca a bebida em contato com o gelo em fusão. Supondo somente trocas de calor entre o gelo e o refrigerante, a quantidade mínima de gelo em fusão que o rapaz deve comprar para ter sucesso é de: Dados: Densidade do refrigerante = 1,0 g/ml Calor específico do refrigerante = 1,0 cal/gºC Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.
A)1 kg
B)2 kg
C)3 kg
D)4 kg
Gabarito oficial
C
Resolução
Pela densidade fornecida, $10\,\mathrm L$ de refrigerante correspondem a $10\,000\,\mathrm g$. A energia retirada ao resfriar de $20$ a $0\,^\circ\mathrm C$ é $Q=mc\Delta T=10\,000(1{,}0)(20)=200\,000\,\mathrm{cal}$. Dividindo pelo calor latente de fusão, a massa necessária é $200\,000/80=2500\,\mathrm g=2{,}5\,\mathrm{kg}$. Entre as opções oferecidas, $3\,\mathrm{kg}$ é a menor quantidade suficiente.
Logo, alternativa C.
Q38
Velocidade escalar média
Usain Bolt, nas Olimpíadas de 2012, correu a prova de 200 metros rasos em 19,32 s. A sua velocidade escalar média durante o percurso total da prova foi aproximadamente de:
A)10 km/h
B)36 km/h
C)100 km/h
D)3,6 km/h
Gabarito oficial
B
Resolução
Dividindo o percurso total pelo tempo, $v_m=200/19{,}32=10{,}35\,\mathrm{m/s}$. A conversão para quilômetros por hora dá $10{,}35(3{,}6)\approx37{,}3\,\mathrm{km/h}$. A opção mais próxima é $36\,\mathrm{km/h}$.
Logo, alternativa B.
Q39
Comprimento de onda
O ouvido do ser humano escuta as frequências compreendidas entre 20 Hz e 20.000 Hz. Considerando que a velocidade do som no ar seja de 340 m/s, o comprimento de onda que a pessoa recebe quando escuta um som agudo de 50 Hz é de:
A)3,4 m
B)5,6 m
C)6,2 m
D)6,8 m
Gabarito oficial
D
Resolução
Em um período, a onda sonora percorre um comprimento de onda. Portanto, $v=f\lambda$. Usando a frequência dada, $\lambda=340/50=6{,}8\,\mathrm m$.
Logo, alternativa D.
Q40
Lei de Coulomb
Duas cargas pontuais de sinais opostos e de mesmo valor em módulo, 8 uC, encontram-se separadas a uma distância de 0,4 metro no vácuo. Lembrando que o valor da constante elétrica no vácuo é igual a $9\times10^9\,\mathrm{N\,m^2/C^2}$, a força de atração que uma carga faz na outra é de:
A)3,6 N
B)4,7 N
C)2,8 N
D)1,4 N
Gabarito oficial
A
Resolução
Como as cargas têm sinais opostos, a força é atrativa. Seu módulo é $F=k|q_1q_2|/r^2$. Com $8\,\mathrm{\mu C}=8\times10^{-6}\,\mathrm C$, resulta $F=(9\times10^9)(8\times10^{-6})^2/(0{,}4)^2=3{,}6\,\mathrm N$.