Um objeto, partindo do repouso, cai em queda livre atingindo o solo com velocidade de 72 km/h. Podemos deduzir que a altura de queda do objeto foi de:
$72\ \text{km/h} = 20\ \text{m/s}$. Com $g = 10\ \text{m/s}^2$:
$$v^2 = 2\,g\,h \Rightarrow h = \frac{20^2}{2 \cdot 10} = 20\ \text{m}$$Alternativa B.
Um objeto de massa 0,2 kg, partindo do repouso, cai em queda livre de uma altura de 20 m e atinge o solo com velocidade de 72 km/h (20 m/s).
A sua energia mecânica inicial e a sua energia cinética final na queda, em Joules, eram, respectivamente, de:
- Energia mecânica inicial (no repouso, só potencial): $m\,g\,h = 0{,}2 \cdot 10 \cdot 20 = 40\ \text{J}$.
- Energia cinética final: $\tfrac{1}{2}\,m\,v^2 = \tfrac{1}{2}\cdot 0{,}2 \cdot 20^2 = 40\ \text{J}$.
Em queda livre a energia mecânica se conserva, então os dois valores são iguais: 40 J e 40 J.
Alternativa D.
A figura ao lado representa a trajetória parabólica de um jato de água produzido por uma mangueira colocada na posição horizontal.
$H = 0{,}80\ \text{m}$ é a altura da mangueira em relação ao nível considerado.
$D = 2{,}0\ \text{m}$ é a distância horizontal de deslocamento da água.
Podemos deduzir que a velocidade $V$ de lançamento da água, em m/s, é de:
Tempo de queda: $H = \tfrac{1}{2}g\,t^2 \Rightarrow t = \sqrt{\dfrac{2 \cdot 0{,}8}{10}} = 0{,}4\ \text{s}$.
Na horizontal, o movimento é uniforme:
$$V = \frac{D}{t} = \frac{2{,}0}{0{,}4} = 5{,}0\ \text{m/s}$$Alternativa C.
Um bloco, partindo do repouso, desliza numa rampa, sem atrito. Das afirmativas abaixo, relativas a essa situação, a CORRETA é:
Sem atrito, a força resultante é $m\,g\,\text{sen}\,\theta$, constante e não nula, então a aceleração $a = g\,\text{sen}\,\theta$ é uniforme (constante) em uma rampa reta.
- A e E são falsas: o bloco acelera, então $v$ e $E_c$ aumentam.
- C é falsa: a resultante é a componente do peso na direção da rampa.
- D é falsa: sem atrito a energia mecânica se conserva.
Alternativa B.
No tubo em U da figura estão colocados dois líquidos, I e II, em equilíbrio. Para que os líquidos não se misturem há entre eles uma fina membrana impermeável de massa desprezível. Consultando a tabela de densidades, podemos afirmar que os líquidos I e II são, respectivamente:
| Líquido | Densidade (g/cm³) |
|---|---|
| Gasolina | 0,70 |
| Água | 1,00 |
| Glicerina | 1,25 |
Na altura da membrana, as pressões dos dois lados são iguais: $\rho_I\,g\,h_I = \rho_{II}\,g\,h_{II}$, logo
$$\frac{\rho_I}{\rho_{II}} = \frac{h_{II}}{h_I} = \frac{14}{25} = 0{,}56$$A coluna mais alta é a do líquido menos denso (I). Razões possíveis com a tabela:
- gasolina / água: $0{,}70/1{,}00 = 0{,}70$;
- água / glicerina: $1{,}00/1{,}25 = 0{,}80$;
- gasolina / glicerina: $0{,}70/1{,}25 = 0{,}56$ ✔.
Líquido I: gasolina; líquido II: glicerina.
Alternativa C.
Três lâmpadas idênticas são ligadas em uma determinada bateria de tensão $V$, ora no circuito I, com as três lâmpadas em série, ora no circuito II, com as três lâmpadas em paralelo. Supondo que cada uma das lâmpadas tem resistência elétrica de 10 Ohm e que a tensão da bateria é de 12 Volt, um estudante fez as seguintes afirmações:
1. O valor da corrente elétrica fornecida pela bateria no circuito I é de 0,4 A
2. O valor da corrente elétrica fornecida pela bateria no circuito II é de 2,4 A
3. O valor da corrente elétrica que passa em cada lâmpada no circuito II é de 1,2 A
4. O valor da corrente elétrica que passa em cada lâmpada no circuito I é de 0,2 A
Observe as afirmativas e assinale a opção de acordo com as respostas.
- Circuito I (série): $R_{eq} = 30\ \Omega$ e $i = 12/30 = 0{,}4\ \text{A}$ (a mesma em cada lâmpada). 1 é verdadeira; 4 é falsa (a corrente em cada lâmpada é 0,4 A, e não 0,2 A).
- Circuito II (paralelo): cada lâmpada recebe 12 V: $i = 12/10 = 1{,}2\ \text{A}$ em cada uma. 3 é verdadeira. A corrente da bateria é $3 \cdot 1{,}2 = 3{,}6\ \text{A}$, então 2 é falsa (2,4 A).
Corretas: 1 e 3.
Alternativa B.
Uma partícula de massa $m$, com carga elétrica $-Q$, é lançada com velocidade $V$ em direção a uma região onde existe um campo magnético $B$, conforme a figura.
Podemos deduzir que a partícula adquirirá um movimento circular uniforme cujo raio é dado por:
A força magnética é perpendicular à velocidade e faz o papel de força centrípeta:
$$Q\,V\,B = \frac{m\,V^2}{R} \Rightarrow R = \frac{m\,V}{Q\,B}$$Alternativa A.
A figura mostra dois circuitos elétricos próximos, mas independentes entre si. O circuito da esquerda contém uma bateria ($V$), uma chave interruptora ($S$), uma bobina ($B$) e um resistor ($R$). O circuito da direita contém uma bobina ($B$), um resistor ($R$) e um amperímetro ($A$).
Das afirmações abaixo relativas a essa situação, a INCORRETA é:
Uma corrente é induzida na bobina da direita sempre que o fluxo magnético nela varia:
- A é correta: com a chave fechada há corrente contínua constante só à esquerda (fluxo constante, sem indução).
- B é correta: ao desligar, a corrente (e o campo) à esquerda cai a zero, o fluxo varia e o amperímetro acusa corrente por um instante.
- C é correta: sem a chave ligada, não há bateria funcionando em nenhum circuito.
- D é incorreta: ao ligar a chave a corrente cresce de zero ao valor final e o fluxo varia por um instante, induzindo corrente também no circuito da direita.
- E é correta: com corrente alternada o fluxo varia continuamente.
Alternativa D.
Vários estudantes fizeram as afirmações seguintes sobre Termodinâmica:
1. Coeficiente de dilatação volumétrica de um sólido é igual à fração de volume dilatado quando o corpo é aquecido de 1 °C.
2. Caloria é a quantidade de energia calorífica que equivale a 1 Joule.
3. Calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para aquecer 1 grama dessa substância de 1 °C.
4. Calor latente de fusão de um corpo é a quantidade de calor que ele libera quando ele é fundido.
Observe as afirmativas e assinale a opção de acordo com as respostas.
- 1 é verdadeira: $\gamma = \dfrac{\Delta V / V_0}{\Delta\theta}$, a fração dilatada por 1 °C.
- 2 é falsa: $1\ \text{cal} \approx 4{,}2\ \text{J}$.
- 3 é verdadeira: é a definição de calor específico.
- 4 é falsa: na fusão o corpo absorve calor.
Corretas: 1 e 3.
Alternativa B.
Sobre ondas eletromagnéticas (espectro representado na figura), vários estudantes fizeram as afirmações:
1. As ondas de maior freqüência possuem maior velocidade num determinado meio de propagação
2. A energia de uma onda eletromagnética é proporcional à sua freqüência
3. Os raios-X não sofrem o fenômeno da difração
4. O comprimento de onda das micro-ondas é maior do que do ultravioleta
- 1 é falsa: em um mesmo meio todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade (no vácuo, $c$).
- 2 é verdadeira: $E = h\,f$.
- 3 é falsa: os raios-X sofrem difração (usada para estudar estruturas cristalinas).
- 4 é verdadeira: as micro-ondas têm frequência menor que a do ultravioleta, então $\lambda = c/f$ maior.
Corretas: 2 e 4.
Alternativa C.
Numa determinada situação (A), um gás ideal contido num recipiente fechado por um pistão recebe uma quantidade de calor de 600 Joules e se expande isotermicamente. Em outra situação (B), o mesmo gás, recebe a mesma quantidade de calor de 600 Joules, com o pistão impedido de se deslocar.
Comparando as duas situações podemos afirmar que:
1. Na situação (A), o gás realiza um trabalho de 600 J e sua energia interna permanece constante
2. Na situação (A), o gás realiza um trabalho de 600 J e sua energia interna diminui
3. Na situação (B), o gás não realiza trabalho e sua energia interna aumenta de 600 J
4. Na situação (B), o gás não realiza trabalho e sua energia interna diminui de 600 J
Observe as afirmativas e assinale a opção de acordo com as respostas.
- Situação (A), isotérmica: $\Delta T = 0 \Rightarrow \Delta U = 0$, então $W = Q = 600\ \text{J}$. 1 é verdadeira; 2 é falsa.
- Situação (B), volume constante: $W = 0$ e $\Delta U = Q = +600\ \text{J}$. 3 é verdadeira; 4 é falsa.
Corretas: 1 e 3.
Alternativa B.
Das afirmativas abaixo sobre lentes, a CORRETA é:
- A é falsa: a miopia é corrigida com lentes divergentes.
- B é falsa: a lupa é uma lente convergente.
- C é verdadeira: com o objeto entre o foco e a lente, a lente convergente forma imagem virtual, direita e maior (lupa).
- D é falsa: uma lente divergente forma, de objeto real, apenas imagem virtual.
- E é falsa: a objetiva de um telescópio refrator é convergente.
Alternativa C.
Sobre espelhos curvos é CORRETO afirmar:
- A é falsa: o espelho convexo forma, de objeto real, imagem virtual.
- B é falsa: o côncavo forma imagem real quando o objeto está além do foco.
- C é falsa: a imagem do espelho convexo é sempre menor.
- D é falsa: o côncavo pode ampliar (objeto entre o foco e o vértice, ou entre o foco e o centro).
- E é verdadeira: nos espelhos esféricos (condições de Gauss), $f = R/2$.
Alternativa E.