PUC Minas · 2005.1 · Física I — Física com resolução comentada

Para somar valores de uma mesma grandeza, é preciso expressá-los em uma unidade comum. Por exemplo:

$$1\ \mathrm m+20\ \mathrm{cm}=1\ \mathrm m+0{,}20\ \mathrm m$$

$$1\ \mathrm m+0{,}20\ \mathrm m=1{,}20\ \mathrm m$$

Na multiplicação, unidades diferentes podem ser combinadas, como força e distância no trabalho. A frase correta do caderno pressupõe a conversão prévia na adição.

Alternativa A.

Os gases aquecidos se expandem e, em condições comparáveis de pressão, ficam menos densos que o ar externo. A diferença de densidade favorece sua subida e a circulação pela chaminé.

Esse transporte de energia com movimento do fluido caracteriza convecção. O termo “convexão” foi preservado na alternativa como erro de grafia do original.

Alternativa B.

Desprezando a resistência do ar e tomando o sentido para cima como positivo:

$$a=-g$$

No ponto mais alto:

$$v=0$$

$$a=-g\ne0$$

A bola deixa de subir e começa a descer porque a aceleração continua apontando para baixo.

Alternativa C.

Os deslocamentos para leste e norte formam os catetos de um triângulo retângulo:

$$|\Delta\vec r|^2=4^2+3^2$$

$$|\Delta\vec r|^2=25\ \mathrm{km^2}$$

$$|\Delta\vec r|=5\ \mathrm{km}$$

O caminho total é 7 km, mas a questão pede o deslocamento.

Alternativa C.

Como há aceleração não nula:

$$\vec F_1+\vec F_2=m\vec a\ne0$$

A primeira afirmação é verdadeira e a quarta é falsa. A velocidade pode ser nula instantaneamente, portanto a segunda é falsa.

Aceleração não nula impede velocidade vetorial constante durante o movimento, tornando a terceira verdadeira. As afirmações verdadeiras são a primeira e a terceira.

Alternativa A.

A massa do objeto permanece a mesma. O peso depende da aceleração gravitacional local:

$$P=mg$$

Ao levar o objeto a uma região com outro campo gravitacional, seu peso muda. Não é necessário supor que o campo seja exatamente nulo no espaço.

Alternativa C.

Se nenhuma força atua sobre o corpo, a força resultante é nula. Em um referencial inercial:

$$\sum\vec F=0$$

$$\vec a=0$$

O contrário não exige ausência de forças: um livro em repouso sobre uma mesa sofre peso e normal equilibrados. A massa não depende do local, e ação e reação pertencem a corpos distintos.

Alternativa A.

Na interpretação eletrostática da questão, dois elétrons têm cargas de mesmo sinal e se repelem. A primeira afirmação é verdadeira.

A gravitação newtoniana entre massas é atrativa, logo a segunda é falsa. Para as cargas elementares:

$$q_p=+e$$

$$q_e=-e$$

Os módulos são iguais, mas as cargas não são iguais como grandezas com sinal. A terceira é falsa. Apenas a primeira afirmação é verdadeira.

Alternativa B.

Para o corpo totalmente imerso:

$$P=\rho_c gV$$

$$E=\rho_{\mathrm{água}}gV$$

Se a densidade do corpo é maior que a da água:

$$P>E$$

Sem outro apoio, o corpo afunda. Para um mesmo volume submerso, alterar apenas a forma não muda o empuxo.

Alternativa A.

O som depende das vibrações e interações entre partículas de um meio material. Por isso, não se propaga no vácuo.

No ar, as ondas sonoras são longitudinais e sua velocidade aumenta com a temperatura. Ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com velocidade aproximadamente igual a:

$$c=3{,}0\times10^8\ \mathrm{m/s}$$

A afirmação de propagação do som no vácuo é a incorreta.

Alternativa D.