10 questões de Física · Junho de 2001.
Edição identificada pelo semestre de ingresso. Texto e alternativas adaptados para leitura digital; figuras e redação original disponíveis em cada questão. As respostas foram calculadas na revisão TEF. Ressalvas editoriais não representam anulação oficial.
Um corpo é totalmente imerso em dois líquidos de densidades diferentes, mantendo seu volume. Como se compara o empuxo?
Com o mesmo corpo completamente imerso, o volume deslocado e g permanecem iguais.
$$E=\rho_{liquido}gV$$
Logo, o empuxo é maior no líquido mais denso.
Alternativa correta: D.
Uma rede tem resistores de 6 Ω, 10 Ω e 15 Ω em paralelo entre A e um nó C. Um resistor de 2 Ω liga C a B. A tensão entre A e B é 10 V. Qual corrente passa no resistor de 6 Ω?
No paralelo:
$$1/R_p=1/6+1/10+1/15=1/3$$
$$I_{total}=10/(3+2)=2\,\mathrm A$$
$$U_p=2\cdot3=6\,\mathrm V$$
$$I_6=6/6=1\,\mathrm A$$
Alternativa correta: C.
Questão com ressalva editorial: disponível para estudo, excluída do desempenho. Consulte a resolução.
Um raio entra perpendicularmente numa face de um prisma de vidro de índice 1,5. Na face seguinte, o ângulo de incidência é 90° − α. Deseja-se reflexão total para ângulos α maiores ou iguais a 45°. Que condição impõe ao índice nX do meio externo?
Na condição de transição com α = 45°:
$$n_X=1{,}5\sin45^\circ=\frac{3\sqrt2}{4}$$
Para reflexão total com incidência i, vale sen i ≥ nX/1,5. A redação original de “α maior ou igual” e as desigualdades apresentadas não caracterizam de modo consistente a faixa pretendida; consulte a ressalva editorial da edição antes de usar essa questão no desempenho.
Uma bola de vôlei é lançada obliquamente sem resistência do ar. Nos desenhos do original, compare velocidade, força resultante e aceleração durante a subida e no ponto mais alto. Escolha a representação fisicamente correta.
A velocidade é tangente à trajetória. No ápice ela é horizontal. A única força é o peso, sempre para baixo, assim como a aceleração gravitacional. O desenho correto conserva essas direções nos dois instantes.
Alternativa correta: A.
Duas esferas condutoras afastadas têm capacitâncias 4 × 10⁻¹² F e 2 × 10⁻¹² F e são conectadas por fio fino. Uma carga total de +3 × 10⁻¹¹ C se distribui entre elas em equilíbrio. Determine as cargas, desprezando influência mútua nas capacitâncias.
As cargas são proporcionais às capacitâncias.
$$Q_A/Q_B=C_A/C_B=2$$
$$Q_A+Q_B=3\times10^{-11}\,\mathrm C$$
$$Q_A=2\times10^{-11}\,\mathrm C$$
$$Q_B=1\times10^{-11}\,\mathrm C$$
Alternativa correta: B.
Num tubo em U aberto, o líquido 1 tem coluna de 0,20 m acima da interface. Sua pressão cresce de 1,00 × 10⁵ para 1,14 × 10⁵ Pa. Abaixo da interface, há 0,30 m do líquido 2 até o fundo, onde a pressão é 1,56 × 10⁵ Pa. Use g = 10 m/s². Determine as densidades 1 e 2.
No líquido 1:
$$\rho_1=\frac{1{,}14\times10^5-1{,}00\times10^5}{10\cdot0{,}20}=7000\,\mathrm{kg/m^3}$$
No líquido 2:
$$\rho_2=\frac{1{,}56\times10^5-1{,}14\times10^5}{10\cdot0{,}30}=14000\,\mathrm{kg/m^3}$$
Alternativa correta: C.
Um íon positivo, de massa m e carga q, é acelerado eletricamente e entra perpendicularmente em campo magnético B com velocidade v. Ele faz uma semicircunferência e retorna por uma abertura a 2L da entrada. Ao aumentar a aceleração elétrica, como manter a mesma trajetória?
O raio é L.
$$qvB=mv^2/L$$
$$B=mv/(qL)$$
Se a aceleração elétrica eleva v, B deve crescer na mesma proporção para conservar a trajetória. Dentro do campo magnético, o módulo da velocidade não muda.
Alternativa correta: A.
Um corpo de 20 g parte do repouso num plano sem atrito. Recebe dois pulsos positivos de força: triângulos de base 4 s e altura 12 N, entre 0 e 4 s e entre 6 e 10 s. Quais velocidades tem após o primeiro, pouco antes do segundo e após o segundo pulso?
Cada pulso tem impulso:
$$J=12\cdot4/2=24\,\mathrm{N\,s}$$
$$\Delta v=24/0{,}020=1200\,\mathrm{m/s}$$
As velocidades são 1200 m/s, 1200 m/s e 2400 m/s, respectivamente.
Alternativa correta: C.
Trilhos de aço de 5 m têm coeficiente de dilatação linear de 1,1 × 10⁻⁵ K⁻¹. Para uma variação de temperatura de 100 °C, qual folga mínima por junta evita compressão no modelo de expansão uniforme?
A folga deve acomodar o aumento de comprimento por trilho.
$$\Delta L=5\cdot1{,}1\times10^{-5}\cdot100$$
$$\Delta L=0{,}0055\,\mathrm m=0{,}55\,\mathrm{cm}$$
Alternativa correta: C.
Um objeto A é lançado a 200 m/s, a 60° da horizontal, em direção à vertical situada 200 m adiante, onde B é lançado verticalmente no mesmo instante e nível. Sem resistência do ar, qual tempo de encontro e velocidade inicial de B permitem a colisão?
Na horizontal:
$$t=200/(200\cos60^\circ)=2\,\mathrm s$$
Na vertical, a igualdade exige:
$$v_{0B}=200\sin60^\circ\approx173\,\mathrm{m/s}$$
Alternativa correta: A.