Questões de Física com gabarito e resolução comentada.
Q7
Mecânica — Cinemática
Maria saiu de Juiz de Fora às 6 horas e 30 minutos, de um ponto da estrada BR-040 onde o marco na estrada indicava o quilômetro 800. Ela chegou a Belo Horizonte às 9 horas e 50 minutos, onde o marco da estrada indicava quilômetro 536. A velocidade média do carro de Maria, em sua viagem de Juiz de Fora até Belo Horizonte, foi:
A)
50,1 km/h
B)
65,3 km/h
C)
79,2 km/h
D)
120,4 km/h
E)
198,5 km/h
Gabarito fornecido com o caderno
C
Resolução comentada
A distância percorrida foi 800 − 536 = 264 km. O intervalo de 6 h 30 min a 9 h 50 min é 3 h 20 min = 10/3 h. A rapidez média é 264/(10/3) = 79,2 km/h.
A prova usa “velocidade média” como módulo da rapidez média da viagem.
Alternativa C.
Q8
Mecânica — Energia e potência
Uma caixa de massa 2 kg está submetida a uma força resultante constante. A velocidade da caixa varia com o tempo, de acordo com o gráfico. Podemos afirmar que o trabalho realizado pela força resultante nos 10 primeiros segundos tem módulo de:
A)
1000 J
B)
2000 J
C)
3500 J
D)
4500 J
E)
5500 J
Gabarito fornecido com o caderno
D
Resolução comentada
Pelo teorema da energia cinética, W = ΔEc = m(vf² − vi²)/2. No gráfico, a velocidade passa de 20 m/s para 70 m/s nos primeiros 10 s. Assim W = (2/2)(70² − 20²) = 4900 − 400 = 4500 J.
Alternativa D.
Q9
Óptica — Sistemas ópticos
João ganhou uma camisa do seu time de basquete preferido. A camisa possui impresso o número 45, o mesmo número do cestinha do time. Ao se olhar de frente para um espelho plano, vestindo a camisa, João verá a imagem do número como:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito fornecido com o caderno
B
Resolução comentada
O espelho plano produz reversão da orientação ao longo do eixo perpendicular ao espelho. A sequência e o desenho dos algarismos devem aparecer refletidos; a opção B mostra a imagem especular de 45.
Alternativa B.
Q10
Eletricidade — Circuitos elétricos
Dona Ana mudou-se de cidade e de estado e levou consigo na mudança um chuveiro elétrico, cuja potência nominal é de 4400 W. O chuveiro funcionava perfeitamente quando ligado à rede elétrica de sua cidade de origem, cuja tensão é de 110 V. Ao chegar à sua casa nova, ela soube que a tensão da rede elétrica local é de 220 V. Para que o chuveiro elétrico continue a dissipar, por efeito Joule, a mesma potência nominal, será necessário mudar sua resistência tal que:
A)
O valor da resistência seja diminuído em 50%.
B)
O valor da resistência seja quadruplicado.
C)
O valor da resistência seja triplicado.
D)
O valor da resistência seja duplicado.
E)
O valor da resistência fique inalterado.
Gabarito fornecido com o caderno
B
Resolução comentada
A potência dissipada é P = V²/R. Para manter a mesma potência quando a tensão dobra, a resistência deve crescer pelo quadrado da razão das tensões: R2/R1 = (220/110)² = 4.
Alternativa B.
Q11
Termologia — Calorimetria e transmissão de calor
Suponha que a radiação solar total média em Juiz de Fora seja de 5,0 kWh por metro quadrado, por dia. Desejamos aquecer 360 litros de água, a cada dia, da temperatura ambiente de 20 graus até os 40 graus centígrados. Usando placas solares e ignorando perdas, qual a área dessas placas que devemos instalar? (1 cal = 4,18 J; c da água = 1 cal/(g·°C); densidade da água = 1 g/cm³)
A)
0,5 m²
B)
1,66 m²
C)
2,44 m²
D)
6,66 m²
E)
10,0 m²
Gabarito fornecido com o caderno
B
Resolução comentada
A energia necessária é Q = mcΔT = 360 × 1000 × 1 × 20 = 7,2 × 10⁶ cal = 30,096 MJ. Cada metro quadrado recebe 5 kWh = 18 MJ por dia. Com absorção integral, A = 30,096/18 ≈ 1,67 m², correspondente a 1,66 m².
Alternativa B.
Q12
Termologia — Termodinâmica
Antes de iniciar uma viagem, um motorista revisou o seu carro, dando atenção ao estado dos pneus. Ele verificou que a temperatura do ar dentro do pneu e sua pressão eram respectivamente 27 °C e 200 kPa. Se no final da viagem a pressão dos pneus era de 240 kPa, qual era o valor aproximado da temperatura do ar em seu interior, supondo que não ocorre modificação do volume dos pneus? (Tome K = °C + 273.)
A)
15 °C
B)
37 °C
C)
42 °C
D)
66 °C
E)
87 °C
Gabarito fornecido com o caderno
E
Resolução comentada
Mantidos o volume e a quantidade de gás, P/T é constante em kelvin. Assim T2 = 300 × (240/200) = 360 K. Convertendo, T2 = 360 − 273 = 87 °C.
