CESUPA 2016.1

A Lei da Gravitação Universal é assim chamada porque se aplica tanto a fenômenos astronômicos, quanto aos movimentos de queda que experimentamos diariamente na superfície da Terra. Esta lei é formulada matematicamente como $F=G\dfrac{M_1M_2}{R^2}$. Considerando o caso de uma pessoa em repouso sobre a superfície do planeta, marque a única alternativa que descreve corretamente parâmetros que aparecem na fórmula:

Um automóvel de 500kg tem velocidade de 20 m/s (72 km/h). Quando o motorista aciona o freio, o carro leva 10 segundos para parar completamente, convertendo, na freada, toda a energia cinética (E = m v²/2) em calor. Para ter uma ideia da potência desenvolvida nessa conversão de energia, marque a alternativa com o dispositivo que funciona com a potência que mais se aproxima da potência média desenvolvida na freada.

A energia cinética convertida em calor na questão anterior é de 10⁵ Joules, que equivalem a 23.889,0 calorias. Esta energia aquece o sistema de freios do carro. Se toda esta energia fosse usada para aquecer uma massa de uma tonelada de água (equivalente a 1000 litros), o aumento da temperatura conforme a água ganha energia é descrito pelo gráfico abaixo: Quando toda a energia do problema for convertida, qual o aumento de temperatura da água obtido?

A luz é uma onda eletromagnética, da mesma natureza que as ondas de rádio e TV que captamos cotidianamente. As cores que percebemos correspondem a diferentes faixas de frequências no espectro da luz, sendo as frequências mais baixas correspondentes à luz vermelha e as mais altas correspondendo à luz violeta. Se o comprimento de onda correspondente a um determinado tom de amarelo é de 5 × 10⁻⁷ m, marque a alternativa com a relação correta entre a frequência desta onda e a de uma onda de rádio de comprimento de 1 m.

Uma família utiliza em sua residência um chuveiro elétrico que possui potência de 5.000W, resultando em um consumo mensal de 75 kWh de energia deste aparelho. Desejando-se diminuir este consumo, o antigo chuveiro é substituído por um novo, de 4.000 W de potência. Sabendo-se que o tempo de utilização mensal do chuveiro será o mesmo, que percentual de economia de energia elétrica é esperado com a mudança?

Um trabalhador necessita pesar uma carga e para isso dispõe apenas de uma balança de molas, como a da figura abaixo, com capacidade de medir o peso de objetos de no máximo 10 kg de massa. Temendo quebrar a balança com uma carga excessiva, o trabalhador coloca a carga suspensa por dois cabos presos ao teto e em um dos cabos coloca a balança, conforme o esquema abaixo: Nesta situação qual será, aproximadamente, o valor máximo da carga que o trabalhador poderá pesar?

Na figura abaixo à esquerda, temos a representação de uma espira sendo atravessada por um campo magnético. Pelo fenômeno da indução magnética, se o fluxo magnético for variável, ele irá induzir uma corrente elétrica na espira. Em um experimento no laboratório, um estudante estimou esta corrente induzida por um fluxo magnético variável e a representou em um gráfico como função do tempo, de acordo com a figura à direita. Podemos afirmar que: