UFPI 2008 · PSIU · 1ª série | Física com resolução

Q42

Física Geral — Grandezas vetoriais no SI

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é composto por unidades de base (ou fundamentais) e unidades derivadas, que estão associadas às grandezas físicas. Assinale a alternativa que contém apenas os símbolos corretos para unidades, no SI, de grandezas físicas vetoriais.

A)m – s – kg

B)m – N – Pa

C)N – m/s – kg.m/s

D)s – J – m/s$^{2}$

E)Cal – J – N.s

Resposta da revisão

Resolução comentada

Força, velocidade e quantidade de movimento são vetoriais. Suas unidades são, respectivamente, newton, metro por segundo e quilograma metro por segundo. Tempo, massa, energia e pressão são escalares, mesmo quando suas unidades pertencem ao SI.

Q43

Física Geral — Leitura e incerteza de régua

Veja a figura abaixo. Nela você pode fazer a leitura da medida do comprimento do corpo de um inseto com uma régua milimetrada, mostrada de forma aumentada. Utilizando a regra habitual para medidas diretas com instrumentos analógicos e adotando como valor da incerteza a metade da menor divisão da escala do instrumento de medida, é correto expressar o comprimento medido como:

Figura da questão 43 — Leitura e incerteza de régua

A)1,55 cm

B)15,5 mm

C)1,5 cm ± 0,5 mm

D)(15 ± 0,5) mm

E)(1,55 ± 0,05) cm

Resposta da revisão

Resolução comentada

O comprimento indicado é 15,5 mm. A menor divisão é 1 mm e a incerteza adotada é 0,5 mm:

\[L=(15{,}5\pm0{,}5)\ \text{mm}\]

Em centímetros:

\[L=(1{,}55\pm0{,}05)\ \text{cm}\]

Q44

Mecânica — Soma vetorial de forças coplanares

As formigas costumam trabalhar em grupo. Considere que a figura abaixo representa um grupo de formigas carregando uma folha e que as forças mostradas, exercidas pelas formigas sobre a folha, sejam coplanares e de mesmo módulo F. É correto afirmar que a folha:

Dados: $\mathrm{sen}\,60^\circ=\sqrt{3}/2$; $\cos 60^\circ=1/2$.

Figura da questão 44 — Soma vetorial de forças coplanares

A)encontra-se em equilíbrio.

B)desloca-se para a esquerda sob a ação de uma força resultante de módulo 2F.

C)desloca-se para a esquerda sob a ação de uma força resultante de módulo F.

D)desloca-se para cima sob a ação de uma força resultante de módulo F.

E)desloca-se para cima sob a ação de uma força resultante de módulo 1,5F.

Resposta da revisão

Resolução comentada

Decomponha as forças inclinadas usando os ângulos indicados. As contribuições horizontais se cancelam e as verticais deixam uma resultante F para cima. A alternativa correspondente descreve essa resultante. Rigorosamente, a resultante determina a aceleração; a direção instantânea do deslocamento exigiria também o estado inicial de movimento.

Q45

Mecânica — Inércia e ruptura de cordas

Considere a situação representada na figura abaixo na qual dois blocos massivos, A e B, de mesmo peso, estão suspensos por cordas iguais e presos ao teto. Duas pessoas são levadas a puxarem as cordas abaixo dos blocos no sentido descendente e o fazem de modo diferente.

Se o bloco A é puxado com uma força que aumenta gradualmente e o bloco B é puxado bruscamente, pode-se observar que a corda se rompe:

Figura da questão 45 — Inércia e ruptura de cordas

A)abaixo do bloco A.

B)abaixo do bloco B.

C)abaixo dos blocos em ambos os casos.

D)acima dos blocos em ambos os casos.

E)acima do bloco B.

Resposta da revisão

Resolução comentada

Na tração lenta, o sistema se aproxima do equilíbrio: a corda superior sustenta peso mais força aplicada e tende a romper primeiro. Na puxada brusca, a inércia do bloco dificulta sua aceleração imediata e a corda inferior pode romper antes da transmissão integral do esforço à superior.

Q46

Mecânica — Comprimento por velocidade relativa

Dois trens, A e B, movendo-se com velocidades cujos módulos são V$_{A}$ = V$_{B}$ = 10 m/s, em relação ao solo, cruzam- se. Por curiosidade, um passageiro do trem B mede o tempo que o trem A leva para passar à sua frente. Se o tempo medido foi de 7,0 s, é correto afirmar que o comprimento do trem A é de:

A)30 m

B)70 m

C)100 m

D)140 m

E)210 m

Resposta da revisão

Resolução comentada

Os trens se cruzam em sentidos opostos:

\[v_{rel}=10+10\] \[v_{rel}=20\ \text{m/s}\]

O passageiro é uma referência pontual:

\[L_A=v_{rel}t\] \[L_A=140\ \text{m}\]

Q47

Mecânica — Energia em sistemas cotidianos

O Princípio da Conservação da Energia diz que “A energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas transformada de uma forma para outra”. Analise as afirmativas que seguem e assinale V, para as verdadeiras, ou F, para as falsas.

( ) Nas mesmas condições, um carro a 80 km/h percorre uma distância duas vezes maior para parar do que um carro a 40 km/h.

( ) A variação com a posição da energia potencial gravitacional, experimentada por um corpo que desce um plano inclinado depende do atrito.

( ) Uma máquina pode multiplicar uma força, mas não pode mudar sua direção.

( ) O corpo humano é uma máquina que transforma energia potencial, quimicamente armazenada nos alimentos, através do metabolismo, em outras formas de energia.

( ) A fonte primária das energias provenientes das hidrelétricas, dos moinhos de vento e da queima de combustíveis fósseis, é o Sol.

Assinale a alternativa que traz a seqüência correta.

A)V-V-V-V-V

B)F-V-V-V-V

C)F-F-V-V-V

D)F-F-F-V-V

E)F-F-F-F-V

Resposta da revisão

Resolução comentada

A frenagem varia com o quadrado da velocidade, tornando a primeira falsa. A energia potencial gravitacional depende da posição, não do atrito: segunda falsa. Máquinas também podem mudar direções de forças: terceira falsa. Metabolismo converte energia química e a radiação solar sustenta os ciclos naturais mencionados: as duas últimas são verdadeiras.

Q48

Mecânica — Potência e carga de elevador

Um elevador projetado para subir com velocidade média constante de 0,8 m/s tem potência motora de 9,0 kW.

Considere que a massa do elevador, quando vazio, é igual a 400 kg e a aceleração da gravidade, 10 m/s$^{2}$. Qual o número de pessoas, com 70 kg cada uma, que esse elevador pode transportar?

A)7

B)8

C)9

D)10

E)11

Resposta da revisão

Resolução comentada

Em subida uniforme ideal:

\[P=mgv\] \[m_{total}=9000/(10\times0{,}8)\] \[m_{total}=1125\ \text{kg}\]

A capacidade para passageiros é 725 kg:

\[725/70\approx10{,}36\]

O número inteiro máximo é dez.

Q49

Mecânica — Colisão seguida de queda

Um garoto joga uma porção de massa de modelar (m = 50 g) em um pequeno jarro de barro (M = 300 g) que se encontra no parapeito da janela de seu apartamento. A massa adere ao jarro e os dois caem de uma altura de 6 m.

Sabendo que, imediatamente antes do choque com o jarro, a massa de modelar tinha a velocidade de 7 m/s; considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s$^{2}$; e desprezando qualquer tipo de resistência que possa atuar durante a queda, o módulo da velocidade com que o conjunto toca o solo é, aproximadamente, de:

A)1,1 m/s

B)11 m/s

C)13 m/s

D)110 m/s

E)130 m/s

Resposta da revisão

Resolução comentada

Na colisão, a massa adere ao jarro:

\[v_0=\frac{0{,}050(7)}{0{,}350}\] \[v_0=1\ \text{m/s}\]

Durante a queda conserva-se a energia mecânica:

\[v_f^2=v_0^2+2gh\] \[v_f=\sqrt{1+120}\] \[v_f=11\ \text{m/s}\]