Vestibular Regional — 1980 · Prova de Física e Matemática
Física (Q1–25) — resolução comentada Método TEF.
Vestibular Regional — 1980 · Prova de Física e Matemática · Total de 50 questões · Duração: 3 horas.
Três blocos iguais, ligados por fios inelásticos e de massas desprezíveis, são arrastados sobre uma superfície sem atrito por uma força $F$. Se a aceleração do bloco do meio é $a$, a força $F$ vale
Os três blocos têm a mesma aceleração $a$. Para o sistema completo, a massa total é $3M$ e a única força horizontal externa é $F$.
$F=(3M)a=3Ma$
Um sistema mecânico de massa total $M$ está isolado. Qual deve ser a variação de sua energia cinética, se a potencial varia de $0{,}1E$?
No modelo ideal implícito na questão, considera-se que não há dissipação de energia mecânica. Assim, a soma da energia cinética com a energia potencial permanece constante:
$\Delta E_c+\Delta E_p=0$.
Se $\Delta E_p=0{,}1E$, então
$\Delta E_c=-0{,}1E$.
Para que dois corpos de massas iguais e separados de um metro se atraiam com a força de um Newton, a massa de cada corpo (em kg) deve ser igual a
Pela lei da gravitação universal, para massas iguais $m$ separadas por $r=1\text{m}$:
$1=G\frac{m^2}{1^2}$
$m=\frac{1}{\sqrt{G}}$
Sobre o eixo de uma lente delgada de $5\text{cm}$ de distância focal, se encontra um objeto iluminado a $30\text{cm}$ da mesma. A que distância da lente se encontra a imagem deste objeto?
Pela equação de Gauss para lentes delgadas, adotando $f=5\text{ cm}$ e $p=30\text{ cm}$:
$\frac{1}{f}=\frac{1}{p}+\frac{1}{p^{\prime}}$.
$\frac{1}{5}=\frac{1}{30}+\frac{1}{p^{\prime}}\Rightarrow\frac{1}{p^{\prime}}=\frac{1}{6}$.
Portanto, $p^{\prime}=6\text{ cm}$.
Indique o gráfico que representa, corretamente, a soma de dois vetores $A$ e $B$, relacionados entre si, como mostra a figura ao lado.
Com $A$ e $B$ aplicados na mesma origem, a soma $A+B$ é a diagonal do paralelogramo construído sobre os dois vetores, partindo da origem comum.
O módulo da força entre duas cargas varia com o inverso do quadrado da distância entre elas e é proporcional à grandeza de cada carga.
O enunciado acima corresponde
A descrição corresponde diretamente à lei de Coulomb:
$F=k\frac{|q_1q_2|}{r^2}$
O movimento de um corpo cuja velocidade varia no tempo, segundo a tabela abaixo,
| $t$ (segundo) | $V$ (m/s) |
|---|---|
| 1 | 7 |
| 2 | 11 |
| 3 | 15 |
| 4 | 19 |
A velocidade cresce $4\text{m/s}$ a cada segundo. Portanto, a aceleração é constante e positiva:
$a=4\text{m/s}^2$
Um móvel parte no tempo zero, de uma posição $S_i$ não nula, afasta-se da origem e por fim assume uma posição simétrica à inicial. Que representação espaço-tempo corresponde ao movimento descrito?
O móvel parte de uma posição inicial não nula. No gráfico correto, sua distância à origem deve inicialmente aumentar e, ao final, sua posição deve ser a simétrica da inicial, isto é, $S_f=-S_i$.
Entre as representações fornecidas, esse comportamento corresponde à
Quantos dynas correspondem a 10 unidades de força do sistema M.K.S.?
No CGS, $1\text{N}=10^5\text{dyn}$. Logo:
$10\text{N}=10^6\text{dyn}$
Um corpo é liberado sobre uma rampa, no lado 1. (Ver a figura). Para que o mesmo passe ao lado 2, se não existe atrito, basta que:
Como não há atrito, a energia mecânica se conserva. O corpo é liberado, portanto parte do repouso. Para transpor a elevação de altura $H$ e efetivamente passar ao lado 2, sua energia potencial inicial deve superar $mgH$.
Isso exige uma altura inicial maior que $H$. A massa se cancela na comparação energética.
Um feixe de luz monocromática incide perpendicularmente na superfície de um prisma de vidro. Indique a trajetória mais provável da luz, conforme a figura dada.
Na primeira face, a incidência é normal e não há desvio. Ao sair do vidro para o ar na face inclinada, o raio refratado afasta-se da normal. Entre as trajetórias indicadas, isso corresponde ao caminho ABCG.
Define-se a energia potencial de um corpo como sendo “a energia de posição”. Se esta definição é suficiente, marque S; se não, diga o que está faltando.
Energia potencial não é determinada apenas pela posição absoluta de um corpo: é necessário definir uma referência para a configuração ou para o nível de energia potencial.
No contexto da questão, o elemento que falta é um sistema de referência.
Três resistores conectados entre si estão submetidos à mesma ddp e suas correntes são diferentes. Pode-se afirmar que estes resistores estão associados em.................... e são.................... . Completam-se as lacunas com
Resistores submetidos à mesma ddp estão em paralelo. Como as correntes são diferentes, pela relação $I=U/R$, suas resistências também são diferentes.
Um corpo é deslocado de dois metros, na horizontal, por uma força $F$ de componente horizontal igual a $4\text{N}$ e vertical, $3\text{N}$. Encontre o trabalho (em Joule) realizado por $F$.
Como o deslocamento é horizontal, apenas a componente horizontal da força realiza trabalho:
$W=F_x\,d=4\cdot2=8\text{J}$
A escala de um termômetro clínico varia de 35 a 42 graus centígrados. Que escala teria este termômetro, se a temperatura fosse medida em graus Fahrenheit?
Usando $F=\frac95C+32$:
$35^\circ\text{C}=95^\circ\text{F}$
$42^\circ\text{C}=107{,}6^\circ\text{F}$
A maior corrente que uma bateria é capaz de gerar, depende
Para uma bateria de fem $\varepsilon$ e resistência interna $r$, ligada a uma resistência externa $R$, a corrente é
$I=\frac{\varepsilon}{R+r}$.
A maior corrente ocorre no limite de curto-circuito, $R\to0$, resultando em
$I_{\max}=\frac{\varepsilon}{r}$.
Logo, a corrente máxima depende da fem e da resistência interna da bateria.
Um corpo de massa $m$ adquire uma quantidade de calor $Q$, quando sua temperatura varia de $\Delta t$. Que relação entre estas grandezas determina o calor específico do corpo?
Da equação fundamental da calorimetria:
$Q=mc\Delta t$
Logo:
$c=\frac{Q}{m\Delta t}$
Indique a figura que representa corretamente uma linha de força do campo magnético $B$ gerado pela corrente $I$ num condutor retilíneo.
As linhas do campo magnético de um fio retilíneo são circunferências centradas no fio. O sentido é dado pela regra da mão direita.
Para medir a ddp e a corrente do resistor $R$ do circuito abaixo, os círculos 1 e 2 deverão representar, respectivamente,
Para medir a corrente que atravessa o resistor, o amperímetro deve ser inserido em série com ele. Para medir a diferença de potencial entre seus terminais, o voltímetro deve ser ligado em paralelo.
Na figura, o instrumento 1 está no ramo em série e o instrumento 2 está em paralelo com $R$. Portanto, 1 é amperímetro e 2 é voltímetro.
O princípio zero da termodinâmica afirma que, se dois corpos A e B estão em equilíbrio com um terceiro C, então A e B
O princípio zero estabelece a transitividade do equilíbrio térmico: se A e C estão em equilíbrio térmico e B e C também, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si.
As velocidades de propagação da luz no ar e na água são, respectivamente, $C$ e $v$. O índice de refração da água em relação ao do ar é dado por:
O índice de refração relativo da água em relação ao ar é a razão entre a velocidade da luz no ar e a velocidade na água:
$n_{\text{água/ar}}=\frac{C}{v}$
Sendo $h$ a constante de Planck e $C$ a velocidade da luz, a energia de um fóton da luz de comprimento de onda $\lambda$ é dada por:
Como $E=h\nu$ e $\nu=C/\lambda$:
$E=\frac{hC}{\lambda}$
Um raio de luz incide num plano, fazendo um ângulo de $120^\circ$ com o raio refletido. Determine o ângulo entre o plano e o raio incidente.
Se $i$ é o ângulo de incidência medido em relação à normal, o ângulo formado pelas direções dos raios incidente e refletido, na configuração mostrada, é $180^\circ-2i$.
$180^\circ-2i=120^\circ\Rightarrow i=30^\circ$.
O ângulo entre o raio incidente e o plano refletor é o complementar de $i$:
$90^\circ-30^\circ=60^\circ$.
Afirmativas:
I — Capacitores só podem ser associados em série se contiverem cargas iguais.
II — Capacitores associados em série adquirem sempre a mesma carga.
Quanto às afirmativas acima, pode-se dizer que:
A afirmativa I é falsa: capacitores podem ser conectados em série sem que possuam previamente cargas iguais.
No modelo usual de uma associação em série inicialmente descarregada, os capacitores ficam com cargas de mesmo módulo, pois os nós internos não recebem carga líquida externa. Nesse contexto, a afirmativa II é verdadeira.
Portanto, somente II é verdadeira.
Três cargas elétricas se movimentam dentro de um campo magnético uniforme como mostra a figura. Qual (quais) carga (cargas) não está (estão) sofrendo a ação de força magnética?
O módulo da força magnética sobre uma carga em movimento é
$F=|q|vB\sin\theta$.
A força é nula quando a velocidade é paralela ou antiparalela ao campo magnético, isto é, quando $\theta=0^\circ$ ou $180^\circ$.
Na figura fornecida, somente a carga 3 apresenta velocidade paralela ao campo.