Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

PUC Minas · 2011.2 · Física I — Física com resolução comentada

Vestibular · Geral · Física I · Física: questões 33 a 39.

Q33
Mecânica — PLANO INCLINADO — ACELERAÇÃO NA SUBIDA
Bloco subindo um plano inclinado com velocidade inicial V0.

REFERE-SE AO PLANO INCLINADO AO LADO. QUESTÃO 33 Um bloco sofre um impulso e começa a subir uma rampa com velocidade inicial V0 e para ao atingir uma certa altura na rampa. A aceleração desse bloco é CORRETAMENTE representada pelo gráfico:

A)
Aceleração decresce linearmente até zero.
B)
Aceleração constante ao longo do tempo.
C)
Aceleração cresce de modo não linear.
D)
Aceleração diminui de modo não linear.

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B
Resolução comentada

Após o impulso inicial, a componente do peso paralela a uma rampa de inclinação constante também é constante. No modelo sem atrito:

$$|a|=g\sin\theta$$

Assim, o módulo da aceleração não varia durante a subida. Se o eixo positivo for para cima da rampa, a aceleração será negativa; se for para baixo, será positiva.

O gráfico horizontal representa a constância pretendida pelo caderno. O bloco perde velocidade até parar, mas sua aceleração não cai a zero nesse instante. Atrito cinético constante também manteria a aceleração constante durante o trecho de subida.

Alternativa B.

Q34
Mecânica — ENERGIA MECÂNICA — ALTURA EM TRÊS TRILHOS

Três massas idênticas são lançadas de uma altura h e correm sobre os trilhos A, B e C. As massas atingem as alturas hA, hB e hC, respectivamente. É CORRETO afirmar que:

Três trilhos A, B e C partindo da mesma altura h e subindo até suas alturas máximas.
A)
$h_A>h_B>h_C$
B)
$h_B>h_A>h_C$
C)
$h_C>h_B>h_A$
D)
$h_A=h_B=h_C$

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D
Resolução comentada

Na idealização de trilhos sem atrito e lançamentos com a mesma energia inicial:

$$E_{m,i}=E_{m,f}$$

Nos pontos de altura máxima, a velocidade se anula. Como as massas e as condições iniciais são iguais:

$$mgh_A=mgh_B=mgh_C$$

$$h_A=h_B=h_C$$

A ausência de perdas e a igualdade dos lançamentos são as hipóteses implícitas na resposta do caderno.

Alternativa D.

Q35
Mecânica — MOVIMENTOS CELESTES — COMPARAÇÃO DE PERÍODOS

Os movimentos de rotação fazem parte de nosso cotidiano. Eles acontecem desde os níveis atômicos até a escala cósmica em que existem por exemplo a rotação da Terra em torno de seu próprio eixo, a rotação da Lua em torno da Terra e o movimento de nosso planeta em torno do Sol. Sobre esses movimentos, é CORRETO afirmar:

A)
A frequência do movimento terrestre em torno de seu próprio eixo é menor que a frequência do movimento terrestre em torno do Sol.
B)
O período de rotação da Lua em torno da Terra é de aproximadamente sete dias.
C)
Os três movimentos têm o mesmo período por não haver força de atrito, já que esses corpos giram livremente pelo universo.
D)
O período de rotação da Lua em torno da Terra é maior que o período de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo.

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D
Resolução comentada

O período de rotação da Terra é de aproximadamente um dia. O movimento orbital da Lua em torno da Terra leva aproximadamente 27 dias em relação às estrelas.

Logo, o período orbital lunar é maior que o período de rotação terrestre. A ausência de atrito não iguala os períodos de movimentos distintos.

O caderno chama a órbita da Lua de “rotação em torno da Terra”; o termo apropriado nesse contexto é revolução ou movimento orbital.

Alternativa D.

Q36
OSCILAÇÕES — PÊNDULO SIMPLES — COMPRIMENTO E PERÍODO

Construíram-se três pêndulos simples utilizando-se bolinhas e fios finos. Pêndulo 1 – Uma bolinha de 50g presa à extremidade de um fio com 40 cm de comprimento. Pêndulo 2 – Uma bolinha de 100g presa à extremidade de um fio com 80 cm de comprimento. Pêndulo 3 – Uma bolinha de 25 g presa à extremidade de um fio com 40 cm de comprimento. Os três pêndulos foram postos a oscilar separadamente durante10 segundos e foi anotado o número de oscilações completas que cada um deles realizou nesse intervalo de tempo. É CORRETO afirmar:

A)
O pêndulo 3 oscilou mais vezes que o pêndulo 1.
B)
O pêndulo 2 oscilou mais vezes que os outros dois.
C)
Os pêndulos 1 e 3 oscilaram o mesmo número de vezes.
D)
O pêndulo 1 oscilou um maior número de vezes que os outros dois.

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C
Resolução comentada

Para pequenas amplitudes, fio ideal e mesma gravidade:

$$T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$$

Os pêndulos 1 e 3 têm comprimento de 40 cm, portanto apresentam o mesmo período. A diferença de massa não entra nessa expressão.

Para o pêndulo 2:

$$\frac{T_2}{T_1}=\sqrt{\frac{80}{40}}=\sqrt2$$

Ele oscila mais lentamente. Os pêndulos 1 e 3 completam o mesmo número de oscilações nos dez segundos, na idealização usada.

Alternativa C.

Q37
Eletricidade — POTÊNCIA — ENERGIA CONSUMIDA PELA LÂMPADA

Uma lâmpada eletrônica possui as seguintes especificações do fabricante 60w 120v (60 watts e 120 volts). É CORRETO afirmar:

A)
Essa lâmpada é percorrida por uma corrente de 60w.
B)
Ela consome uma energia de 60 Joules a cada segundo de funcionamento.
C)
A corrente elétrica correta para essa lâmpada é de 120v.
D)
O tempo de vida útil dessa lâmpada é de 120 x 60 horas.

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B
Resolução comentada

A unidade watt corresponde a joule por segundo:

$$1\ \mathrm W=1\ \mathrm{J/s}$$

Na condição nominal, a potência de 60 W significa consumo de 60 J a cada segundo:

$$E=P\Delta t=60\cdot1=60\ \mathrm J$$

Os 120 V indicam a tensão nominal de alimentação, não uma corrente nem a duração de vida da lâmpada.

Alternativa B.

Q38
Óptica — Lentes — IMAGEM REAL E AMPLIADA

Um professor, ao fazer um teste com uma lente, observa uma imagem invertida e maior com relação ao objeto original. Com base nessa informação, pode-se concluir que o tipo de lente e a posição do objeto são:

A)
Lente convergente com o objeto entre o foco e a lente.
B)
Lente convergente com o objeto além do foco.
C)
Lente divergente com o objeto além do foco.
D)
Lente divergente com o objeto entre o foco e a lente.

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B
Resolução comentada

Uma imagem invertida de objeto real formada por uma lente delgada é real. Para ser também maior, a lente deve ser convergente e o objeto deve estar na faixa:

$$f<p<2f$$

Essa faixa está além do foco. A alternativa do caderno que indica lente convergente e objeto além do foco é a compatível, embora não explicite o limite 2f.

Se o objeto estivesse entre o foco e a lente, a imagem seria virtual, direita e ampliada.

Alternativa B.

Q39
Mecânica — Hidrostática — EQUILÍBRIO DO NAVIO

O navio Solstício, pesando cerca de 134 mil toneladas, tem mais de mil pés (304 m) de comprimento e pode transportar até 4.250 passageiros. Sobre o fato de o navio flutuar, é CORRETO afirmar:

A)
O empuxo da água do mar sobre o navio é igual ao seu peso.
B)
O empuxo da água do mar sobre o navio é maior que o seu peso.
C)
A maioria dos materiais usados na construção do navio tem densidade menor que a da água.
D)
A maioria dos materiais usados na construção do navio tem densidade maior que a da água.

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A
Resolução comentada

Para o navio flutuando em equilíbrio, sem aceleração vertical:

$$E-P=0$$

$$E=P$$

Pelo princípio de Arquimedes, a água deslocada exerce um empuxo que iguala o peso total do navio.

Materiais mais densos que a água podem compor o casco; o volume deslocado e a massa total do conjunto é que permitem a flutuação. O enunciado não fornece um inventário para quantificar a “maioria dos materiais” das outras opções.

Alternativa A.

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