Enunciados transcritos da fonte, com figuras originais. Respostas, resoluções e níveis TEF revistos editorialmente. Eventuais divergências são descritas no próprio item; não equivalem a uma anulação oficial.
Q1
Mecânica — Massa e peso
Depois de analisar as afirmativas abaixo, indique a opção correta.
I - Massa e peso representam uma mesma quantidade física expressa em unidades diferentes.
II - A massa é uma propriedade dos corpos enquanto o peso é o resultado da interação entre dois corpos.
III - O peso de um corpo é proporcional à sua massa.
A)apenas a afirmativa I é correta.
B)apenas a afirmativa II é correta.
C)apenas a afirmativa III é correta.
D)as afirmativas I e III são corretas.
E)as afirmativas II e III são corretas
Resposta da revisão
E
Resolução comentada
Massa mede a inércia do corpo; peso é a força gravitacional exercida por outro corpo. Em um mesmo campo gravitacional:
\[P=mg\]
A primeira afirmação é falsa; as duas seguintes são verdadeiras.
Q2
Mecânica — Colisão e energia cinética
Um objeto, de massa m e velocidade $v_0$, colide frontalmente com um outro objeto de massa 4m, inicialmente em repouso sobre uma superfície lisa. Após a colisão, o objeto de massa m fica em repouso. A razão entre a energia cinética final e a energia cinética inicial, $K_f/K_i$, para essa colisão é:
A)zero
B)0,25
C)0,50
D)0,75
E)1,00
Resposta da revisão
B
Resolução comentada
Conserve a quantidade de movimento:
\[mv=4mV\]
\[V=v/4\]
A razão das energias é:
\[K_f/K_i=4(V/v)^2\]
\[K_f/K_i=1/4\]
A energia mecânica não se conserva nessa colisão.
Q3
Física Geral — Conversão de volume
A superfície do Estado do Piauí mede cerca de 252.000 quilômetros quadrados (km$^{2}$). A precipitação pluviométrica média, anual, no Estado, é de cerca de 800 mm. Isto significa que o valor médio do volume de água que o Piauí recebe por ano, sob a forma de chuvas, é de 200 quilômetros cúbicos (km$^{3}$). Esse volume, expresso em bilhões de metros cúbicos (m$^{3}$), vale:
O volume equivale a 200 bilhões de metros cúbicos.
Q4
Mecânica — Velocidade média vetorial
Na figura ao lado, A e B são cidades, situadas numa planície e ligadas por cinco diferentes caminhos, numerados de 1 a 5. Cinco atletas corredores, também numerados de 1 a 5, partem de A para B, cada um seguindo o caminho correspondente a seu próprio número. Todos os atletas completam o percurso em um mesmo tempo. Assinale a opção correta.
A)Todos os atletas foram, em média, igualmente rápidos.
B)O atleta de número 5 foi o mais rápido.
C)O vetor velocidade média foi o mesmo para todos os atletas.
D)O módulo do vetor velocidade média variou, em ordem decrescente, entre o atleta 1 e o atleta 5.
E)O módulo do vetor velocidade média variou, em ordem crescente, entre o atleta 1 e o atleta 5.
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
Todos partem de A, chegam a B e gastam o mesmo tempo. Portanto:
\[\vec v_m=\overrightarrow{AB}/\Delta t\]
O vetor velocidade média é o mesmo, embora as distâncias percorridas possam diferir.
Q5
Eletricidade — Potencial e energia
Uma partícula, com carga elétrica $q=2\times10^{-9}\,\mathrm{C}$, é liberada do repouso numa região onde existe um campo elétrico externo. Após se afastar alguns centímetros da posição inicial, a partícula já adquiriu uma energia cinética, dada por $K=4\times10^{-6}\,\mathrm{J}$. Sobre a diferença de potencial ($\Delta V=V_f-V_i$), entre essas duas posições, podemos afirmar:
A)$\Delta V=-2\,\mathrm{kV}$
B)$\Delta V=-4\,\mathrm{kV}$
C)$\Delta v=0$
D)$\Delta V=+4\,\mathrm{kV}$
E)$\Delta V=+2\,\mathrm{kV}$
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
O ganho cinético é o oposto da variação de energia potencial elétrica:
Um jogador de basquetebol consegue dar um grande impulso ao saltar e seus pés atingem a altura de 1,25 m. A aceleração da gravidade no local tem o valor de 10 m/s$^{2}$. O tempo que o jogador fica no ar, aproximadamente, é:
A)1 s
B)2 s
C)3 s
D)4 s
E)5 s
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
Adote subida e descida com a mesma altura de referência:
É o modelo idealizado de salto empregado pelo item.
Q7
Física Geral — Distância astronômica
A unidade astronômica, UA, (1 UA ≈ 150 milhões de quilômetros) é a distância da Terra até o Sol. O raio da órbita do planeta Marte é, aproximadamente, 1,5 UA. Considere a situação em que a linha que une a Terra ao Sol é perpendicular à linha que une Marte ao Sol. Nessa situação, podemos afirmar que a distância entre a Terra e Marte, em UA, é, aproximadamente:
A)0,9
B)1,8
C)2,7
D)3,6
E)4,5
Resposta da revisão
B
Resolução comentada
Os dois raios orbitais formam catetos de um triângulo retângulo:
A nossa galáxia, a Via Láctea, contém cerca de 400 bilhões de estrelas. Suponha que 0,05% dessas estrelas possuam um sistema planetário onde exista um planeta semelhante à Terra. O número de planetas semelhantes à Terra, na Via Láctea, é:
O físico brasileiro Marcelo Gleiser escreveu, em 6 de junho de 1999, um artigo para o jornal Folha de São Paulo, intitulado: "O alquimista e o físico nuclear". Quatro das afirmativas abaixo são corretas e estão contidas no mencionado artigo. Uma quinta afirmativa, falsa, foi acrescentada abaixo. Assinale-a.
A)Elementos químicos podem combinar-se entre si, formando moléculas.
B)Transmutação dos elementos, ou seja, transformação de um elemento químico em outro, é possível, basta mudar o número de prótons em seus núcleos por meio de reações nucleares.
C)Elementos químicos podem se transformar uns em outros por meio de reações químicas.
D)Reações nucleares envolvem energias muito maiores que as de reações químicas típicas.
E)Chumbo não irá virar ouro em uma reação química.
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
Uma reação química rearranja elétrons e ligações, preservando a identidade dos núcleos. Transformar um elemento em outro requer mudar o número de prótons por um processo nuclear. Logo, é falsa a afirmação que atribui essa mudança a reações químicas.
Q10
Óptica — Refração e comprimento de onda
Um feixe de luz verde tem comprimento de onda de 600 nm ($6\times10^{-7}\,\mathrm{m}$) no ar. Qual é o comprimento de onda dessa luz, em mm, dentro d'água, onde a velocidade da luz vale somente 75% do seu valor no ar?
Item com ressalva editorial. Consulte a resolução; ele não entra no seu desempenho.
O material pede milímetros, mas lista números compatíveis com nanômetros. Há erro de unidade na reprodução; não se afirma anulação oficial.
Situação após revisão: Sem alternativa correta
Q11
Termologia — Pressão e temperatura absoluta
Os pneus de um automóvel foram calibrados a uma temperatura de 27 °C. Suponha que a temperatura deles aumentou 27 °C devido ao atrito e ao contato com a estrada. Considerando desprezível o aumento de volume, o aumento percentual da pressão dos pneus foi:
Uma pessoa sai de casa a caminhar, em linha reta, afasta-se 4 km, de onde retorna, chegando em casa 90 minutos após a partida. A figura ao lado mostra como sua posição em relação à casa variou com o tempo, durante a caminhada. Observe a figura e marque a alternativa correta sobre a velocidade dessa pessoa.
A)Foi nula nos tempos t = 10 min, 30 min e 70 min
B)Foi crescente nos tempos t = 20 min, 30 min e 50 min
C)Foi decrescente nos tempos t = 50 min e 70 min
D)Foi crescente no tempo t = 20 min
E)Foi constante entre os tempos t = 10 min e t = 30 min
Resposta da revisão
D
Resolução comentada
A velocidade instantânea é a inclinação da tangente ao gráfico de posição. Próximo de 20 min, a curva fica progressivamente mais inclinada para cima: a velocidade aumenta. No trecho horizontal a velocidade é nula; na reta de retorno ela é negativa e constante.
Q13
Física Geral — Razão adimensional
Ao percorrer o rio Parnaíba, de seu delta até suas nascentes, você estará subindo, em média, 60 centímetros por cada quilômetro percorrido. Expresse a relação entre essas duas quantidades sob a forma de um número que não tenha unidades.
A figura ao lado mostra a força em função da aceleração para três diferentes corpos, 1, 2 e 3.
Sobre esses corpos é correto afirmar:
A)o corpo 1 tem a menor inércia
B)o corpo 3 tem a maior inércia.
C)o corpo 2 tem a menor inércia
D)o corpo 1 tem a menor inércia maior inércia
E)o corpo 2 tem a maior inércia
Resposta da revisão
D
Resolução comentada
Pela segunda lei de Newton:
\[F=ma\]
\[m=\Delta F/\Delta a\]
A reta do corpo 1 tem a maior inclinação; ele apresenta maior massa e maior inércia.
Q15
Termologia — Mistura de água
Um cozinheiro coloca um litro de água gelada (à temperatura de 0 °C) em uma panela que contém água à temperatura de 80 °C. A temperatura final da mistura é 60 °C. A quantidade de água quente que havia na panela, não levando em conta a troca de calor da panela com a água, era, em litros:
A)2
B)3
C)4
D)5
E)6
Resposta da revisão
B
Resolução comentada
Despreze a capacidade térmica do recipiente e as perdas:
\[m_qc(80-60)=m_fc(60-0)\]
\[m_q=3m_f\]
Como o volume frio é um litro e se adota a mesma densidade, o volume quente é três litros.
Q16
Eletricidade — Lâmpadas em série
Duas lâmpadas, $L_1$ e $L_2$, de 80 watts e de 60 watts, respectivamente, estão ligadas, em série, alimentadas por uma bateria. Sejam: $V_1$, a diferença de potencial entre os terminais de $L_1$ e $V_2$, a diferença de potencial entre os terminais de $L_2$. Admitindo que as resistências mantêm os mesmos valores que têm quando dissipam as potências nominais, então a razão $V_2/V_1$ é igual a:
A)3/4
B)1
C)4/3
D)5/3
E)7/4
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
Admitindo a mesma tensão nominal das lâmpadas:
\[R=U_n^2/P_n\]
\[R_2/R_1=80/60\]
Em série a corrente é a mesma:
\[V_2/V_1=R_2/R_1\]
\[V_2/V_1=4/3\]
A hipótese de tensão nominal comum é necessária à comparação.
Q17
Termologia — Capacidade térmica pelo gráfico
No gráfico ao lado está mostrada a variação (em função da temperatura absoluta) da energia interna de 1 mol de gás hélio, mantido a volume constante. O gás tem massa igual a 4,0 g. O valor do calor específico, a volume constante, desse gás é, em cal/(g·K):
A)0,25
B)0,50
C)0,75
D)1,0
E)1,25
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
No volume constante, o calor recebido coincide com a variação de energia interna:
Um raio de luz incide, verticalmente, sobre um espelho plano que está inclinado 20° em relação à horizontal (ver figura). O raio refletido faz, com a superfície do espelho, um ângulo de:
A)10°
B)30°
C)50°
D)70°
E)90°
Resposta da revisão
D
Resolução comentada
A normal ao espelho faz 20° com a vertical. Logo, o ângulo de incidência com a normal é 20°. O refletido faz o mesmo ângulo com a normal e, com a superfície:
\[\theta=90^\circ-20^\circ\]
\[\theta=70^\circ\]
Q19
Mecânica — Empuxo e densidade
Um objeto, quando completamente mergulhado na água, tem um peso aparente igual a três quartos de seu peso real. O número de vezes que a densidade média desse objeto é maior que a densidade da água é:
A)4
B)2
C)1
D)$\frac{1}{2}$
E)$\frac{1}{4}$
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
O peso aparente é o peso menos o empuxo:
\[P-E=3P/4\]
\[E=P/4\]
Com imersão completa:
\[\rho_a Vg=\rho_o Vg/4\]
\[\rho_o/\rho_a=4\]
Q20
Mecânica — Velocidade no ápice
Uma bala de canhão é lançada com velocidade inicial, $v_0$, fazendo um ângulo de $60^\circ$ com a direção horizontal, e descreve uma trajetória parabólica. O módulo da velocidade da bala no ponto mais alto de sua trajetória é:
A)$\frac{1}{2}v_0$
B)0
C)$v_0$
D)$\frac{3}{2}v_0$
E)$2v_0$
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
Sem resistência do ar, a componente horizontal permanece constante. No ápice a componente vertical se anula:
\[v=v_0\cos60^\circ\]
\[v=v_0/2\]
A aceleração continua sendo gravitacional.
Q21
Física Geral — Conservação de volume
Oito gotas esféricas de mercúrio, cada uma com raio igual a 1 mm, se agregam, formando uma gota esférica, única. O raio da gota resultante é, em mm:
Na figura abaixo, o peixe maior, de massa M = 5,0 kg, nada para a direita a uma velocidade v = 1,0 m/s e o peixe menor, de massa m = 1,0 kg, se aproxima dele a uma velocidade u = 8,0 m/s, para a esquerda. Após engolir o peixe menor, o peixe maior terá uma velocidade de (despreze qualquer efeito de resistência da água):
A)0,50 m/s, para a esquerda
B)1,0 m/s, para a esquerda
C)nula
D)0,50 m/s, para a esquerda para a direita
E)1,0 m/s, para a direita
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
Escolha a direita como positiva e conserve o momento:
\[5(1)+1(-8)=(5+1)V\]
\[V=-0{,}50\ \text{m/s}\]
Após a captura os peixes se deslocam juntos para a esquerda.
Q23
Física Moderna — Equivalência massa e energia
A famosa equação de Einstein, $\Delta E=\Delta m\,c^{2}$, estabelece que ao fornecermos uma quantidade de energia, $\Delta E$, a um objeto, estamos aumentando sua massa de um valor $\Delta m$, que obedece à relação acima. Suponha que é fornecida energia a um objeto de massa inicial igual a 1,0 kg e que essa energia é suficiente para acelerá-lo do repouso até a velocidade de 100 m/s. A variação na massa do objeto será mais próxima de:
Item com ressalva editorial. Consulte a resolução; ele não entra no seu desempenho.
A)$10^{-2}$
B)$10^{-6}$
C)$10^{-8}$
D)$10^{-14}$
E)$10^{-20}$
Resposta da revisão
D
Resolução comentada
A velocidade é muito menor que a da luz, permitindo usar a energia cinética clássica:
A reprodução do gabarito traz uma letra inexistente nessa posição; esta conclusão é editorial.
Situação após revisão: D
Q24
Ondulatória — Comprimento de onda de rádio
Determinada emissora de rádio transmite na freqüência de $6{,}1\,\mathrm{MHz}$ ($6{,}1\times10^{6}\,\mathrm{Hz}$). A velocidade da luz no ar é $3{,}0\times10^{8}\,\mathrm{m/s}$. Para sintonizar essa emissora necessitamos de um receptor de ondas curtas que opere na faixa de:
Uma amostra de 20 g de uma substância sólida é aquecida até tornar-se totalmente líquida. O gráfico ao lado mostra a variação da temperatura da amostra, em função da quantidade de calor, Q, absorvida por ela. O calor latente de fusão da substância, em J/g, vale:
No circuito da figura abaixo, composto de uma bateria, um resistor e um fio condutor longo, existe uma corrente elétrica.
Podemos afirmar que, devido à corrente:
A)haverá uma força de atração, entre cargas, que tende a aproximar os segmentos de fio AB e CD.
B)haverá uma força magnética que tende a separar os segmentos de fio AB e CD.
C)haverá uma força magnética que tende a aproximar os segmentos de fio AB e CD.
D)haverá uma força de repulsão, entre cargas, que tende a separar os segmentos de fio AB e CD.
E)não haverá qualquer tipo de força eletromagnética entre os segmentos AB e CD.
Resposta da revisão
B
Resolução comentada
Nos trechos AB e CD, a corrente percorre sentidos opostos. Fios paralelos com correntes antiparalelas se repelem por interação magnética. Não se trata de repulsão eletrostática de cargas acumuladas nos fios.
Q27
Óptica — Refração e velocidade
A figura abaixo mostra um raio luminoso incidindo sobre a superfície de separação de dois meios transparentes, 1 e 2. Considere as afirmações:
I - no meio 1 a freqüência da luz é maior que no meio 2.
II - no meio 1 o comprimento de onda da luz é maior que no meio 2.
III - o meio 1 é mais denso do que o meio 2.
IV - no meio 1 a velocidade da luz é maior do que no meio 2.
As afirmações corretas são:
A)I e II
B)II e III
C)III e IV
D)I e IV
E)II e IV
Resposta da revisão
E
Resolução comentada
O desenho indica aproximação da normal na passagem para o meio 2. Logo, a luz é mais lenta nesse meio. A frequência permanece constante:
\[v=\lambda f\]
Portanto, no meio 1 a velocidade e o comprimento de onda são maiores. Densidade material e índice óptico não são sinônimos.
Q28
Mecânica — Energia orbital
Um planeta gira, em órbita elíptica, em torno do Sol. Considere as afirmações:
I - Na posição A, a quantidade de movimento linear do planeta tem módulo máximo.
II - Na posição C, a energia potencial do sistema (Sol + planeta) é máxima.
III - Na posição B, a energia total do sistema (Sol + planeta) tem um valor intermediário, situado entre os correspondentes valores em A e C.
Assinale a alternativa correta.
A)I e III são verdadeiras.
B)I e II são verdadeiras.
C)II e III são verdadeiras.
D)Apenas II é verdadeira.
E)Apenas I é verdadeira.
Resposta da revisão
B
Resolução comentada
Em A, o planeta está mais próximo do Sol e sua rapidez, logo o módulo do momento, é máxima. Em C, a separação é máxima e a energia potencial é menos negativa:
\[U=-GMm/r\]
A energia mecânica total permanece constante ao longo da órbita.
Q29
Eletricidade — Circuito com diodos ideais
No circuito abaixo considere a bateria sem resistência interna e os diodos (D) ideais, somente permitindo passagem de corrente no sentido indicado. A corrente $i$, neste caso, será (em ampères):
A)0,75
B)1,0
C)1,5
D)2,0
E)3,0
Resposta da revisão
D
Resolução comentada
O diodo superior conduz e une os nós superiores. O diodo inferior fica reversamente polarizado. Os dois resistores superiores de 10 Ω ficam em paralelo e o inferior esquerdo de 10 Ω completa o caminho:
Um caixote repousa no centro da carroceria de um caminhão estacionado numa estrada horizontal. Se o caminhão começa a se mover com uma aceleração de $2{,}0\,\mathrm{m/s^2}$ o coeficiente de atrito, mínimo, capaz de impedir o deslizamento do caixote sobre a carroceria, será (a aceleração da gravidade no local tem módulo igual a $10\,\mathrm{m/s^2}$):
A)0,01
B)0,02
C)0,05
D)0,10
E)0,20
Resposta da revisão
E
Resolução comentada
O atrito precisa fornecer a aceleração do caixote: