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

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:

Bloco subindo um plano inclinado com velocidade inicial V0.
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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