Dados insuficientes para uma solução única. Disponível para estudo, sem pontuação automática.
Durante a prática de rapel na antiga pedreira de Dourados, Paulo (Massa 95 kg) teve um mal súbito e ficou pendurado somente pela corda (sem encostar na parede de pedra). Pedro, vendo que seu amigo estava em perigo, desceu rapidamente para ajudá-lo, levando apenas 5 segundos para chegar até Paulo. Durante a descida, Pedro se deslocava em cada salto 2,5m. Considerando que a gravidade no local é $g=9{,}8\ \mathrm{m/s^2}$, determine qual a velocidade média de descida de Pedro, qual a tração exercida na corda que segurava Paulo e qual foi o deslocamento total de Pedro para chegar até Paulo, respectivamente.
A)
7m/s, 950 N e 12,5m
B)
7m/s, 931N e 35m.
C)
49m/s, 950 N e 18,75m.
D)
10m/s, 931N e 50m.
E)
49m/s, 950 N e 50m.
Gabarito definitivo oficial
B
Resolução comentada
Paulo está pendurado em repouso, portanto:
$$T=mg$$
$$T=95\cdot9{,}8=931\ \mathrm N$$
Se Pedro der n saltos de 2,5 m, o deslocamento e a velocidade média seriam:
$$\Delta s=2{,}5n\ \mathrm m$$
$$v_m=\frac{2{,}5n}{5}=0{,}5n\ \mathrm{m/s}$$
O número de saltos não é fornecido. A combinação de 35 m e 7 m/s pressupõe 14 saltos, hipótese ausente do enunciado. Por isso, esta questão fica disponível para estudo sem pontuação automática.
Gabarito oficial: B.
Q37
Mecânica — Colisões — Frenagem antes do impacto
Durante a tarde desta terça feira, um acidente do tipo colisão traseira foi registrado na avenida Guaicurus, que liga o centro da cidade de Dourados à cidade universitária e ao aeroporto. Conforme o relato de um dos motoristas (o que colidiu), “Eu estava acima da velocidade permitida da via e trafegava à 126 km/h quando avistei o veículo à frente (o qual estava parado na via, com pane elétrica) a aproximadamente 200 metros. Pisei no freio nesse mesmo instante, mas não consegui parar e aconteceu a batida”. A perícia concluiu que a velocidade na hora da colisão era de 54km/h e ainda anotou os seguintes dados: coeficiente de restituição (e) = 0; quantidade de movimento = conservada; energia cinética dissipada ao máximo; massa do veículo que colidiu = 1400 kg e, massa do seu respectivo condutor = 100kg. Analisando essas informações, o perito chegará a conclusão que a colisão foi de que tipo? E o trabalho (em módulo) realizado pelos freios do veículo que colidiu, até atingir o veículo na traseira, equivale em joules, respectivamente a:
A)
Perfeitamente elástica e $|W|=7{,}2\cdot10^8\ J$.
B)
Inelástica e $|W|=3{,}5\cdot10^7\ J$.
C)
Parcialmente elástica e $|W|=5{,}2\cdot10^6\ J$.
D)
Inelástica e $|W|=7{,}5\cdot10^5\ J$.
E)
Parcialmente elástica e $|W|=5{,}0\cdot10^4\ J$.
Gabarito definitivo oficial
D
Resolução comentada
O coeficiente de restituição zero caracteriza choque perfeitamente inelástico.
A massa em movimento é:
$$m=1400+100=1500\ \mathrm{kg}$$
As velocidades antes e ao fim da frenagem são:
$$v_i=126/3{,}6=35\ \mathrm{m/s}$$
$$v_f=54/3{,}6=15\ \mathrm{m/s}$$
O módulo do trabalho resistente vale:
$$|W|=\frac m2(v_i^2-v_f^2)$$
$$|W|=750(1225-225)=7{,}5\cdot10^5\ \mathrm J$$
Alternativa D.
Q38
Ondulatória — Fenômenos — Refração, polarização e difração
No estudo das ondas, é de fundamental importância entender, definir e classificar os fenômenos ondulatórios. Observe a figura a seguir: Os fenômenos ondulatórios destacados em X, Y e Z, respectivamente, são:
A)
reflexão, refração e difração.
B)
refração, difração e reflexão.
C)
polarização, refração e reflexão.
D)
reflexão, polarização e difração.
E)
refração, polarização e difração.
Gabarito definitivo oficial
E
Resolução comentada
Em X, a onda passa para outro meio e altera seu comprimento de onda: ocorre refração.
Em Y, o dispositivo seleciona uma direção de vibração: ocorre polarização.
Em Z, as ondas contornam o obstáculo e alcançam a região atrás dele: ocorre difração.
Alternativa E.
Q39
Mecânica — Pressão — Rodados duplos no solo
Historicamente, agricultura, pecuária e agroindústria são as principais atividades econômicas no Mato Grosso do Sul. A região se destaca pela produção bastante diversificada no agronegócio, sendo uma grande fornecedora de vários produtos, como cana-de-açúcar, milho, gado, soja e celulose. Durante o plantio da cultura da soja no ano de 2020, devido ao grande peso da enorme plantadeira a ser puxada, um agricultor teve que “filipar” o trator (filipar consiste em colocar rodados duplos em todos os eixos do trator e, em muitos casos, alongar os eixos do trator). Sob a ótica da Física, é correto afirmar que esse procedimento feito pelo agricultor pode ser explicado assim:
A)
como o trator é um maquinário pesado, é ideal fazer a distribuição da pressão com um maior número de pneus, diminuindo a área de contato com o solo. Os rodados duplos proporcionam a possibilidade de uma tração menor, ou seja, conseguem puxar implementos agrícolas maiores se eles forem tecnicamente bem utilizados e também melhoraram a capacidade de tração em solos de baixa sustentação (não afundam com o atrito e a patinação das rodas com o solo).
B)
ao filipar o trator, ocorre um ganho de torque e uma melhor distribuição da pressão, pois a área de contato com o solo aumenta, os rodados duplos podem proporcionar a possibilidade de tracionar implementos maiores se eles forem tecnicamente bem utilizados e também melhoraram a capacidade de tração em solos de baixa sustentação (não afundam, com o atrito e a patinação das rodas com o solo).
C)
ao filipar o trator, ocorre um aumento na pressão, pois a área de contato com o solo diminui, os rodados duplos proporcionam a possibilidade de tracionar implementos maiores se eles forem tecnicamente bem utilizados e também melhoraram a capacidade de tração em solos de baixa sustentação (não afundam, com o atrito e patinação das rodas com o solo).
D)
aumentando a área de contato com o solo ao filipar os pneus, aumenta-se proporcionalmente a pressão exercida. Logo, a tração é diminuída e em consequência disso pode-se puxar objetos mais pesados sem receio de atolar o maquinário no solo.
E)
diminuindo a área de contato com o solo, diminui-se proporcionalmente a pressão. Logo, ao fazer o procedimento, o agricultor nota que o desempenho do trator aumenta em 50%, visto que foram colocados mais quatro pneus iguais aos já utilizados.
Gabarito definitivo oficial
B
Resolução comentada
A pressão média exercida no solo é:
$$p=\frac{F}{A}$$
Para a mesma carga, aumentar a área de contato reduz a pressão média, diminui o afundamento e pode melhorar a tração em solo deformável.
O gabarito seleciona a descrição que reconhece esse aumento de área. A alegação de ganho de torque deve ser entendida com ressalva: os rodados duplos não aumentam, por si, o torque produzido pelo motor.
Alternativa B.
Q40
Mecânica — Hidrostática — Peso aparente e densidade
Ao fazer um experimento hidrostático, o professor e físico Alaor utilizou um objeto de massa 500 gramas, uma balança (dinamômetro) e duas caixas A e B, com líquidos diferentes. Na caixa A, encontra-se um líquido cuja massa específica é $2\ \mathrm{g/cm^3}$, e a caixa B possui um líquido cujo densidade é de aproximadamente $13{,}6\ \mathrm{g/cm^3}$. Alaor pega o objeto e o suspende na balança, mergulha totalmente esse objeto na caixa A e observa que o dinamômetro aponta uma redução de 20% da massa inicial desse objeto. Determine o volume (V) do objeto utilizado pelo professor Alaor, sua densidade (d) aproximada e o que irá acontecer quando o professor Alaor colocar o objeto na caixa B, respectivamente. (Dados: o experimento foi feito onde $g=10\ \mathrm{m/s^2}$; como o objeto é constituído de um único material, a densidade é chamada de massa específica do material)
A)
$V=50\ \mathrm{cm^3}$; $d=10\ \mathrm{g/cm^3}$. Quando colocado na caixa B, o objeto irá flutuar na superfície do referido líquido, pois a densidade do objeto é menor que a densidade do líquido.
B)
$V=50\ \mathrm{cm^3}$; $d=20\ \mathrm{g/cm^3}$. Quando colocado na caixa B, o objeto irá afundar totalmente no referido líquido, pois a densidade do objeto é maior que a densidade do líquido.
C)
$V=100\ \mathrm{cm^3}$; $d=10\ \mathrm{g/cm^3}$. Quando colocado na caixa B, o objeto irá flutuar na superfície do referido líquido, pois a densidade do objeto é menor que a densidade do líquido.
D)
$V=100\ \mathrm{cm^3}$; $d=5\ \mathrm{g/cm^3}$. Quando colocado na caixa B, o objeto irá flutuar na superfície do referido líquido, pois a densidade do objeto é menor que a densidade do líquido.
E)
$V=60\ \mathrm{cm^3}$; $d=8{,}3\ \mathrm{g/cm^3}$. Quando colocado na caixa B, o objeto irá ficar exatamente na metade do referido líquido, pois a densidade do objeto é menor que a densidade do líquido.
Gabarito definitivo oficial
A
Resolução comentada
A redução da leitura corresponde ao empuxo em A:
$$E=0{,}20mg$$
Pelo princípio de Arquimedes:
$$\rho_A Vg=0{,}20mg$$
Usando gramas e centímetros cúbicos na razão:
$$V=\frac{0{,}20\cdot500}{2}=50\ \mathrm{cm^3}$$
A densidade do objeto é:
$$\rho=\frac{500}{50}=10\ \mathrm{g/cm^3}$$
Como essa densidade é menor que $13{,}6\ \mathrm{g/cm^3}$, o objeto flutua no líquido B.
