31. O gálio é um metal cuja temperatura de fusão é aproximadamente 30 oC. Um pequeno pedaço desse metal, a 0 oC, é colocado em um recipiente que contém um certo volume de água a 80 oC. O recipiente tem capacidade térmica desprezível e é mantido termicamente isolado do ambiente. As temperaturas do metal e da água são monitoradas independentemente, a partir do instante em que são colocados em contato. Dentre os gráficos abaixo, aquele que representa as variações da temperatura (T) da água e do metal como função do tempo (t), obtidas no experimento, é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial, caderno 1.
A
Resolução comentada
A água esfria e o gálio aquece até 30 °C. Durante a fusão a temperatura do metal permanece constante, enquanto a água continua cedendo calor. Depois as temperaturas convergem para um mesmo equilíbrio, compatível com A.
Q32
Óptica — Refração
32. Um raio de luz monocromática proveniente da água incide na interface plana água-ar. A figura abaixo que representa CORRETAMENTE os raios incidente, refletido e refratado é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial, caderno 1.
C
Resolução comentada
O raio refletido deve ter o mesmo ângulo do incidente em relação à normal. Ao passar da água para o ar, o raio refratado se afasta da normal. A figura C satisfaz ambas as condições.
Q33
Mecânica — Quantidade de movimento e atrito
33. Dois blocos feitos de materiais idênticos, um de massa M e outro de massa 2M, encontram-se inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e com atrito, separados por uma carga explosiva cuja massa é desprezível. A situação é ilustrada na figura abaixo.
Após a explosão da carga, o bloco de massa M percorre uma distância L, deslizando pela superficie antes de parar. É CORRETO afirmar que a distância percorrida pelo bloco de massa 2M será:
A)
2L
B)
L
C)
L/2
D)
L/4
E)
4L
Gabarito oficial, caderno 1.
D
Resolução comentada
Na explosão, Mv = 2MV, logo a velocidade do bloco maior é metade da do menor. O trabalho do atrito dá distância de frenagem proporcional a v², pois a = μg é a mesma. Assim a distância do bloco 2M é L/4.
Q34
Eletricidade — Potência elétrica
34. O circuito elétrico de um chuveiro comum consiste de duas resistências (R1 e R2) e uma chave (S), ligadas a uma fonte de tensão (V). A posição da chave S pode ser ajustada em uma das três situações ilustradas abaixo, a fim de permitir, em cada caso, uma diferente temperatura da água do banho.
Os banhos correspondentes às situações I, II e III são, respectivamente:
A)
frio, quente e morno.
B)
morno, quente e frio.
C)
quente, frio e morno.
D)
quente, morno e frio.
E)
morno, frio e quente.
Gabarito oficial, caderno 1.
C
Resolução comentada
Na situação I, a chave desvia uma das resistências e a resistência efetiva é menor, produzindo maior potência e banho quente. Na situação II, o contato está aberto e não há corrente: banho frio. Na situação III, as resistências ficam em série, com menor potência e banho morno. A sequência é quente, frio e morno.
Q35
Eletricidade — Capacitores
35. Duplicando-se a diferença de potencial entre as placas de um capacitor, é CORRETO afirmar que:
A)
a carga e a capacitância do capacitor também são duplicadas.
B)
a carga e a capacitância do capacitor permanecem constantes.
C)
a carga do capacitor é duplicada, mas sua capacitância permanece constante.
D)
a carga e a capacitância do capacitor são reduzidas à metade dos valores iniciais.
E)
a carga do capacitor é duplicada e sua capacitância é reduzida à metade.
Gabarito oficial, caderno 1.
C
Resolução comentada
Para geometria e dielétrico fixos, C é constante. Como Q = CV, duplicar V duplica Q sem alterar C.
Q36
Mecânica — Ação e reação
36. A figura I, abaixo, ilustra um bloco A apoiado sobre um bloco B, estando o conjunto em repouso sobre uma mesa horizontal. Na figura II são apresentados diagramas que representam as forças que agem sobre cada um dos blocos, considerados como sistemas isolados. Nessa figura, as linhas tracejadas são igualmente espaçadas e os tamanhos dos vetores são proporcionais aos módulos das respectivas forças.
⃗
Das forças representadas nos diagramas, aquelas que podem configurar um par ação-reação são:
A)
F⃗1 e F⃗4
B)
F⃗1 e F⃗2
C)
F⃗3 e F⃗4
D)
F⃗2 e F⃗5
E)
F⃗1 e F⃗3
Gabarito oficial, caderno 1.
A
Resolução comentada
F₁ é a força de contato de B sobre A. Sua reação é F₄, força de A sobre B. Têm mesmo módulo, sentidos opostos e atuam em corpos diferentes. Peso e normal sobre um mesmo corpo não são par ação-reação.
Q37
Eletricidade — Indução eletromagnética
37. A figura abaixo ilustra uma espira circular, nas proximidades de um circuito, inicialmente percorrido por uma corrente i constante. S é a chave desse circuito.
É CORRETO afirmar que:
A)
haverá corrente elétrica constante na espira enquanto a chave S for mantida fechada.
B)
haverá uma corrente elétrica instantânea na espira se a chave S for subitamente aberta.
C)
haverá corrente elétrica constante na espira se a chave S for aberta e assim mantida.
D)
não haverá uma corrente elétrica na espira se ela for aproximada do circuito enquanto a chave S está fechada.
E)
haverá uma corrente elétrica constante na espira se ela for afastada do circuito após a chave S ser aberta.
Gabarito oficial, caderno 1.
B
Resolução comentada
Abrir a chave altera o fluxo magnético na espira e produz corrente induzida durante o transitório. Manter uma corrente constante no circuito estacionário não mantém corrente induzida.
Q38
Termologia — Primeira lei da termodinâmica
38. Um gás ideal monoatômico expandiu-se, realizando um trabalho sobre a vizinhança igual, em módulo, à quantidade de calor absorvida por ele durante a expansão. Sabendo-se que a energia interna de um gás ideal é proporcional a sua temperatura absoluta pode-se afirmar que, na transformação relatada acima, a temperatura absoluta do gás:
A)
necessariamente aumentou.
B)
necessariamente permaneceu constante.
C)
necessariamente diminuiu.
D)
aumentou ou permaneceu constante.
E)
diminuiu ou permaneceu constante.
Gabarito oficial, caderno 1.
B
Resolução comentada
Pela primeira lei, ΔU = Q − W. Como Q = W, ΔU = 0. Para o gás ideal, U depende só da temperatura, que permanece constante entre os estados considerados.
Q39
Eletricidade — Campo magnético
39. A figura I ilustra um corte transversal de um fio cilíndrico, perpendicular ao plano desta página, muito próximo a duas barras imantadas. Quando não há corrente no fio, as barras alinham-se com o campo magnético da Terra, conforme ilustrado.
Figura I
Das figuras abaixo, a que ilustra CORRETAMENTE a orientação das barras, quando o fio é percorrido por uma corrente elétrica contínua de grande intensidade e dirigida para fora desta página, é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial, caderno 1.
D
Resolução comentada
Para a corrente saindo da página, as linhas de B são anti-horárias. À esquerda do fio, o campo aponta para baixo; à direita, para cima. O pólo norte de cada barra aponta nesses sentidos, configuração D.
Q40
Ondulatória — Tipos de ondas
40. É CORRETO afirmar que:
A)
o som é uma onda mecânica e sua velocidade não depende do meio de propagação.
B)
a luz visível, os raios X, as microondas e as ondas de rádio são exemplos de ondas eletromagnéticas.
C)
um feixe de luz com um único comprimento de onda, proveniente do ar, separa-se em várias cores ao penetrar em um prisma de vidro.
D)
a interferência de duas ondas sonoras de mesma freqüência em um ponto do espaço não pode resultar em uma intensidade sonora nula.
E)
o ouvido humano é sensível a qualquer onda sonora independente da freqüência.
Gabarito oficial, caderno 1.
B
Resolução comentada
Luz visível, raios X, microondas e ondas de rádio pertencem ao espectro eletromagnético. Som é mecânico e sua velocidade depende do meio.
Q41
Mecânica — Empuxo
41. Um navio cargueiro proveniente do Oceano Atlântico passa a navegar nas águas menos densas do Rio Amazonas. Em comparação com a situação no mar, é CORRETO afirmar que no rio:
A)
o empuxo e a porção imersa do navio serão menores.
B)
o empuxo será menor e a porção imersa do navio será maior.
C)
o empuxo será maior e a porção imersa do navio será menor.
D)
o empuxo e a porção imersa do navio serão maiores.
E)
o empuxo será igual e a porção imersa do navio será maior.
Gabarito oficial, caderno 1.
E
Resolução comentada
Em equilíbrio de flutuação, o empuxo continua igual ao peso do navio. Com menor densidade do líquido, é necessário deslocar maior volume, aumentando a porção imersa.
Q42
Eletricidade — Energia potencial elétrica
42. A figura abaixo ilustra uma partícula com carga elétrica positiva (Q), inicialmente mantida em repouso no ponto B, presa a uma linha isolante inextensível. Esse conjunto se encontra numa região onde há um campo ⃗ elétrico uniforme representado pelo vetor E .
Supondo que, após a partícula ser abandonada, as únicas forças que atuam sobre ela são a força elétrica e a tensão na linha, é CORRETO afirmar que a partícula:
A)
se moverá ciclicamente entre os pontos B e D, percorrendo a trajetória pontilhada da figura.
B)
se moverá do ponto B para o ponto C, percorrendo a trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no ponto C.
C)
se moverá do ponto B para o ponto D, percorrendo a trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no ponto D.
D)
se moverá em linha reta do ponto B para o ponto A e então permanecerá em repouso no ponto A.
E)
permanecerá em repouso no ponto B.
Gabarito oficial, caderno 1.
A
Resolução comentada
A força elétrica é constante para a direita. A tensão não realiza trabalho no movimento circular. A partícula ganha velocidade de B a C e depois perde até parar em D, à mesma coordenada horizontal de B; sem dissipação, repete o movimento entre B e D.
Q43
Mecânica — Conservação de energia
43. Um bloco de massa 2,0 kg sobe a rampa ilustrada na figura abaixo, comprimindo uma mola de constante elástica k = 200 N/m, até parar em B.
Sabe-se que a velocidade do bloco em A era 8,0 m/s e que não houve quaisquer efeitos dissipativos no trecho entre os pontos A e B. Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2 , pode-se afirmar que a compressão máxima da mola terá sido:
A)
0,60 m
B)
0,65 m
C)
0,50 m
D)
0,80 m
E)
0,85 m
Gabarito oficial, caderno 1.
A
Resolução comentada
A energia cinética inicial é 2 × 8²/2 = 64 J. A energia potencial gravitacional aumenta 2 × 10 × 1,40 = 28 J, restando 36 J na mola. Como kx²/2 = 100x², x = 0,60 m.
Q44
Ondulatória — Efeito Doppler
44. Um trem apita parado na estação. Uma pessoa inicialmente em repouso longe da estação, ao ouvir o apito, passa a correr em linha reta ao encontro do trem. É CORRETO afirmar que imediatamente após iniciar a corrida, comparado com sua situação anterior de repouso, a pessoa passa a perceber:
A)
um som de freqüência ligeiramente maior e de intensidade ligeiramente menor.
B)
um som de freqüência ligeiramente maior e de intensidade ligeiramente maior.
C)
um som de freqüência ligeiramente menor e de intensidade ligeiramente menor.
D)
um som de freqüência ligeiramente menor e de intensidade ligeiramente maior.
E)
um som de freqüência ligeiramente menor e de mesma intensidade.
Gabarito oficial, caderno 1.
B
Resolução comentada
Ao correr em direção à fonte, o observador encontra as frentes de onda com maior frequência: efeito Doppler. Ao se aproximar, recebe também maior intensidade sonora, no modelo usual da questão.
Q45
Mecânica — Movimento curvilíneo
45. As curvas pontilhadas abaixo ilustram a trajetória descrita por um caminhão numa estrada plana. Das figuras apresentadas, a que indica ⃗ CORRETAMENTE a força resultante ( F ) que atua no caminhão e a sua ⃗ velocidade instantânea ( V ) é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial, caderno 1.
B
Resolução comentada
A velocidade deve ser tangente à trajetória. A força resultante precisa ter componente apontando para o lado côncavo da curva. A configuração B cumpre essas condições no ponto indicado.
