Vestibular · Interior · Física: questões 26 a 35.
PUC Minas · 2010.1 · Interior · Q26–Q35.
Respostas conferidas no gabarito oficial correspondente arquivado na pasta pessoal.
Resoluções, níveis e análises editoriais: Método TEF. Os níveis descrevem a demanda conceitual da tarefa e não representam discriminação estatística.
Três lâmpadas idênticas estão ligadas em paralelo entre si. Se a resistência de cada lâmpada é X Ohms, a resistência equivalente da combinação em paralelo é:
Para três resistências X em paralelo:
$$\frac{1}{R_{\mathrm{eq}}}=\frac1X+\frac1X+\frac1X$$
$$\frac{1}{R_{\mathrm{eq}}}=\frac3X$$
$$R_{\mathrm{eq}}=\frac X3$$
Alternativa B.
Um veículo espacial de 1200 Kg move-se com a velocidade de 4,8 m/s sobre uma superfície plana em Marte, onde a aceleração gravitacional é de 3,7 m/s². A força normal sobre o veículo é, em Newtons, aproximadamente:
Na superfície plana, sem aceleração vertical:
$$N-mg=0$$
$$N=1200\cdot3{,}7$$
$$N=4440\ \mathrm N$$
O valor aproximado apresentado nas alternativas é 4400 N.
Alternativa C.
O diagrama mostra um objeto movendo-se no sentido anti-horário, em uma trajetória circular horizontal. Assinale o diagrama que melhor representa a direção e sentido da velocidade do objeto e a direção e sentido da força centrípeta sobre ele.
No ponto mais à direita da circunferência, o movimento anti-horário tem velocidade vertical para cima.
A força centrípeta aponta sempre para o centro da trajetória. Nessa posição, seu sentido é horizontal para a esquerda.
Os dois vetores são perpendiculares.
Alternativa B.
O diagrama representa duas forças concorrentes. A força que, adicionada a essas duas, promoverá o equilíbrio, está ADEQUADAMENTE representada em:
As forças desenhadas possuem resultante para cima e para a esquerda. Para haver equilíbrio:
$$\vec F_{\mathrm{eq}}+\vec F_1+\vec F_2=0$$
$$\vec F_{\mathrm{eq}}=-(\vec F_1+\vec F_2)$$
A força adicional aponta diagonalmente para baixo e para a direita.
Alternativa C.
Uma furadeira elétrica, ligada em 120 Volts, demanda uma corrente de 3,00 Amperes. A quantidade de energia elétrica usada pela furadeira durante 1 minuto de operação é, em Joules, igual a:
A potência elétrica é:
$$P=UI$$
$$P=120\cdot3{,}00$$
$$P=360\ \mathrm W$$
Para um minuto de operação:
$$\Delta t=60\ \mathrm s$$
$$E=P\Delta t$$
$$E=360\cdot60$$
$$E=2{,}16\times10^4\ \mathrm J$$
Alternativa A.
Dentre as afirmações a seguir, assinale aquela em que o objeto se encontra em equilíbrio.
Um carro com velocidade constante em uma estrada reta horizontal tem aceleração nula:
$$\vec a=0$$
$$\sum\vec F=m\vec a=0$$
O satélite em órbita circular, a bola em queda e o projétil no ponto mais alto continuam sujeitos a aceleração.
Alternativa C.
Assinale o fenômeno que evidencia o caráter ondulatório da luz.
A difração é o espalhamento da onda ao passar por uma abertura ou contornar um obstáculo. Ela se torna mais evidente quando a abertura tem dimensão comparável ao comprimento de onda.
Esse comportamento caracteriza a natureza ondulatória da luz.
Alternativa B.
Leia com atenção as afirmativas abaixo. I. Quando um corpo não está acelerado, a resultante das forças que agem sobre ele é nula. II. Ação só é igual à reação quando os corpos não estão acelerados. III. A inércia de um corpo depende da velocidade angular do corpo. A afirmativa está CORRETA em:
Se a aceleração é nula, a segunda lei fornece:
$$\sum\vec F=m\vec a=0$$
A primeira afirmação é verdadeira. Ação e reação têm módulos iguais e sentidos opostos mesmo quando os corpos aceleram, portanto a segunda é falsa.
A inércia translacional é associada à massa; o momento de inércia de rotação depende da distribuição de massa em relação ao eixo, não da velocidade angular. A terceira é falsa.
Apenas a primeira afirmação é verdadeira.
Alternativa A.
O gabarito oficial diverge do balanço de energia. A questão permanece disponível para estudo, fora do desempenho; consulte a resolução.
Um trem com 120m de comprimento desloca-se com uma velocidade constante de 20m/s. Durante a travessia de uma ponte, o trem é freado uniformemente, saindo da mesma com uma velocidade de 10 m/s. Considerando-se que o comprimento da ponte é de 30m, o calor gerado por quilograma de massa do trem ao final da travessia da ponte é de:
Admitindo que a perda de energia cinética se converte em energia térmica:
$$Q=\frac{m v_i^2}{2}-\frac{m v_f^2}{2}$$
Dividindo pela massa:
$$\frac Qm=\frac{v_i^2-v_f^2}{2}$$
$$\frac Qm=\frac{20^2-10^2}{2}$$
$$\frac Qm=150\ \mathrm{J/kg}$$
O gabarito oficial registra 100 J/kg, valor que não decorre das velocidades fornecidas. A questão fica fora do desempenho. A alternativa encerrada abaixo corresponde ao cálculo físico.
Alternativa C.
Com relação à calorimetria, é CORRETO afirmar:
No aquecimento ou resfriamento sem mudança de fase:
$$Q=mc\Delta T$$
Assim, a energia transferida depende da massa, da substância e da variação de temperatura. Para massa e calor iguais:
$$\Delta T=\frac Q{mc}$$
Maior calor específico implica menor variação de temperatura. Calor é energia em trânsito por diferença de temperatura; não é temperatura nem uma propriedade exclusiva de corpos quentes.
Alternativa D.