PUC Minas · 2016.1 — Física com resolução comentada

Ao aquecer uniformemente a chapa, todas as suas dimensões lineares aumentam, inclusive o diâmetro do furo.

$$D=D_0(1+\alpha\Delta T)$$

A esfera, sem aquecimento, mantém seu diâmetro no modelo. Um aumento suficiente do furo permite sua passagem.

O resultado pressupõe dilatação térmica usual, sem restrições mecânicas e dentro da faixa de validade do modelo.

Alternativa D.

No modelo de igual energia absorvida por recipientes de mesma massa:

$$Q=mc\Delta T$$

$$\Delta T=\frac{Q}{mc}$$

O cobre tem o menor calor específico da tabela, portanto apresenta a maior elevação de temperatura. A ordem de elevação é cobre, ferro e alumínio, do maior para o menor.

A comparação pressupõe exposição e absorção equivalentes e despreza diferenças de perdas durante o intervalo. Em uma situação real, a temperatura final também depende dessas trocas.

Alternativa C.

A diferença de pressão entre as torneiras é:

$$\Delta p=4{,}0\times10^5-1{,}0\times10^5=3{,}0\times10^5\ \mathrm{Pa}$$

Pela lei de Stevin, para água em repouso:

$$\Delta p=\rho g\Delta h$$

$$\Delta h=\frac{3{,}0\times10^5}{1000\cdot10}=30\ \mathrm m$$

Esse desnível corresponde a dez pavimentos.

$$h=\frac{30}{10}=3{,}0\ \mathrm m$$

Alternativa A.

Adotando o sentido para cima como positivo:

$$T-mg=ma$$

No limite de tração:

$$a_{\max}=\frac{T_{\max}-mg}{m}$$

$$a_{\max}=\frac{12000-1000\cdot10}{1000}$$

$$a_{\max}=2{,}0\ \mathrm{m/s^2}$$

Alternativa B.

O ultrassom é uma onda mecânica sonora. No ar, as partículas vibram paralelamente à direção de propagação, formando compressões e rarefações.

Portanto, a onda é longitudinal. Sua frequência acima da faixa audível humana não muda essa natureza e não permite propagação no vácuo.

Alternativa B.