PAES 2015 · 2ª etapa · Física · Questões 25 a 29.
PAES 2015 · 2ª etapa · Física · Questões 25 a 29.
Gabarito local da COTEC disponível para conferência.
Caderno de origem (PDF) · Gabarito de origem (PDF)
Texto e alternativas adaptados para leitura digital acessível, com descrição textual das figuras. A reprodução do enunciado original pode ser consultada em cada questão.
Um rapaz com prancha parte do repouso de uma altura H e desliza sem atrito até o solo, onde chega a 40 m/s. Use g = 10 m/s². Determine H.
Sem dissipação:
$$mgH=\frac{mv^2}{2}$$
$$H=\frac{40^2}{2\cdot10}=80\,\mathrm m$$
Alternativa correta: A.
Um foguete inicialmente em repouso tem massa total de 4000 kg. No modelo de uma única ejeção, os gases saem a 2000 m/s no referencial inicial e o restante passa a 500 m/s no sentido oposto. Qual massa é ejetada?
Se x é a massa ejetada, o momento inicial é zero.
$$(4000-x)500=x\cdot2000$$
$$x=800\,\mathrm{kg}$$
O resultado usa o modelo idealizado de ejeção única, com velocidade dos gases medida no referencial inicial, como pressupõem as alternativas.
Alternativa correta: A.
Um automóvel de 1200 kg sobe uma rampa sem atrito a 30° com velocidade constante de 36 km/h. Use g = 10 m/s². Qual potência o motor fornece à subida?
A força de tração compensa a componente do peso.
$$F=1200\cdot10\sin30^\circ=6000\,\mathrm N$$
$$v=36/3{,}6=10\,\mathrm{m/s}$$
$$P=Fv=60000\,\mathrm W$$
Alternativa correta: D.
Uma artista usa um espelho côncavo de raio de curvatura 120 cm para obter imagem direita e ampliada. Onde ela deve ficar?
A distância focal é:
$$f=R/2=60\,\mathrm{cm}$$
A imagem direita e ampliada de um espelho côncavo exige objeto entre foco e vértice: distância positiva menor que 60 cm.
Alternativa correta: B.
Uma locomotiva recebe 8 × 10⁶ cal por quilograma de carvão e tem rendimento de 30%. Ao queimar 3 kg, quanto calor é rejeitado ao ambiente?
O calor recebido é:
$$Q_q=3\cdot8\times10^6=2{,}4\times10^7\,\mathrm{cal}$$
A parcela rejeitada é:
$$Q_f=0{,}70Q_q=1{,}68\times10^7\,\mathrm{cal}$$
Alternativa correta: C.