Um carro desce um plano inclinado com velocidade constante. Nessas condições, a resultante das forças que nele atuam
A)possui direção normal ao plano inclinado.
B)possui direção paralela ao plano inclinado e com o mesmo sentido do vetor velocidade.
C)possui direção paralela ao plano inclinado e com o sentido oposto ao do vetor velocidade.
D)possui direção paralela ao plano inclinado e sem sentido definido.
E)deve ser nula.
Gabarito
E
Resolução
A velocidade é constante, portanto a aceleração é nula. Pela segunda lei de Newton, $\sum\vec F=m\vec a=\vec 0$. O carro pode descer a rampa mesmo com as forças equilibradas.
Logo, alternativa E.
Q18
Energia mecânica
Acredita-se que a extinção dos dinossauros se deva à queda de um meteorito de aproximadamente 12,8 km de diâmetro e massa de $4{,}8\times10^{16}$ kg que se chocou com a Terra a uma velocidade em torno de 72 mil km/h, cerca de 65 milhões de anos atrás. O raio e a massa da Terra são, aproximadamente, iguais a 6.400 km e $6{,}0\times10^{24}$ kg, respectivamente. Considerando que, após o choque, o meteorito penetra completamente na Terra e que a velocidade de recuo da Terra é desprezível, das alternativas abaixo a que mais se aproxima da energia dissipada pelo impacto é
A)$9{,}8\times10^{18}$ J.
B)$3{,}456\times10^{18}$ J.
C)$9{,}6\times10^{24}$ J.
D)$19{,}2\times10^{18}$ J.
E)$1{,}2\times10^{33}$ J.
Gabarito
C
Resolução
Como o recuo da Terra é desprezível, a energia dissipada corresponde aproximadamente à energia cinética do meteorito antes do impacto. Convertendo a velocidade, $72\,000\,\mathrm{km/h}=20\,000\,\mathrm{m/s}$. Assim, $E_c=\tfrac12(4{,}8\times10^{16})(2{,}0\times10^4)^2=9{,}6\times10^{24}\,\mathrm J$.
Logo, alternativa C.
Q19
Pressão atmosférica
Quando se toma suco num copo, utilizando-se um canudo, o líquido sobre até a boca, porque
A)a pressão atmosférica cresce com a altura, ao longo do canudo.
B)a pressão no interior da boca é menor que a atmosférica.
C)a densidade do suco é menor que a do ar.
D)a pressão em um fluido em qualquer ponto é nula.
E)a pressão hidrostática no suco dentro do copo é nula.
Gabarito
B
Resolução
Ao sugar, a pessoa reduz a pressão no interior da boca. A atmosfera continua exercendo pressão sobre a superfície do suco no copo. Essa diferença de pressão sustenta a coluna de líquido que sobe pelo canudo.
Logo, alternativa B.
Q20
Dilatação térmica
A uma temperatura de 20°C, duas esferas, formadas pelo mesmo material, têm a relação entre suas superfícies dadas por $S_2=4S_1$. Se a temperatura for elevada para 40°C, a relação entre seus raios será
A)$R_2=R_1/2$.
B)$R_2=R_1$.
C)$R_2=2R_1$.
D)$R_2=4R_1$.
E)$R_2=8R_1$.
Gabarito
C
Resolução
Como $S=4\pi R^2$, a razão inicial dos raios é $\sqrt{S_2/S_1}=2$. As duas esferas têm o mesmo coeficiente de dilatação e sofrem o mesmo aumento de temperatura, então ambos os raios são multiplicados por $1+\alpha\Delta T$. A razão permanece 2.
Logo, alternativa C.
Q21
Ondulatória
Uma estação de rádio emite ondas de freqüência 3,30 MHz. Se a velocidade de propagação dessas ondas for de 300.000 km/s, seu comprimento de onda será um valor mais próximo de
A)90 m.
B)120 m.
C)150 m.
D)200 m.
E)300 m.
Gabarito
A
Resolução
Em um período, a onda percorre um comprimento de onda. Assim, $\lambda=v/f$. Com $v=3{,}0\times10^8\,\mathrm{m/s}$ e $f=3{,}30\times10^6\,\mathrm{Hz}$, resulta $\lambda=90{,}9\,\mathrm m$, aproximadamente $90\,\mathrm m$.
Logo, alternativa A.
Q22
Espelhos esféricos
Um espelho côncavo de raio de curvatura de 10 cm conjuga uma imagem real a 4 cm de seu vértice. Quanto ao objeto, pode-se afirmar que é
A)real e está a 20 cm do vértice do espelho.
B)virtual e está a 20 cm do vértice do espelho.
C)real e está a 20/3 cm do vértice do espelho.
D)real e está a 20/9 cm do vértice do espelho.
E)real e está a 10/3 cm do vértice do espelho.
Gabarito
B
Resolução
O foco do espelho côncavo é $f=R/2=5\,\mathrm{cm}$. Como a imagem é real, $p'=+4\,\mathrm{cm}$. A equação dos pontos conjugados dá $1/p=1/5-1/4=-1/20\,\mathrm{cm^{-1}}$. Logo, $p=-20\,\mathrm{cm}$, sinal que indica objeto virtual.
Logo, alternativa B.
Q23
Campo elétrico
A intensidade de um campo elétrico em um ponto é numericamente igual
A)à força por unidade de tempo.
B)à força por unidade de distância.
C)ao potencial por unidade de carga.
D)à força por unidade de carga.
E)à energia potencial por unidade de carga.
Gabarito
D
Resolução
O campo é definido pela força elétrica por unidade de carga de prova positiva, $\vec E=\vec F/q$. Já a energia potencial por unidade de carga define o potencial elétrico.
Logo, alternativa D.
Q24
Potência elétrica
Considere uma lâmpada incandescente de 100 W - 110 V, cujo funcionamento seja à base de um único filamento resistivo de resistência R. É CORRETO afirmar que uma outra lâmpada de 220 V, do mesmo tipo e com potência também de 100 W, apresenta uma resistência de
A)R/2
B)R.
C)2R
D)3R
E)4R
Gabarito
E
Resolução
Para um filamento resistivo, $P=UI=U^2/R$. Como as duas lâmpadas têm a mesma potência nominal, $R_{220}/R_{110}=(220/110)^2=4$. A resistência pedida é $4R$.