Universidade Estadual de Londrina
Física · prova única (objetiva) · janeiro de 1995 · Respostas e resoluções comentadas.
UEL — Vestibular 1995 · ingresso em 1995.
Prova única (objetiva): aplicada em janeiro de 1995, com 39 questões de Física, numeradas de 1 a 40. Esta página traz 39 delas, com enunciados preservados. Gabarito: resolvido pelo Método TEF (o caderno de origem não traz o gabarito oficial da UEL).
O caderno de origem é uma apostila do Colégio Dr. José Ferreira e não inclui o gabarito oficial; as respostas foram obtidas pela resolução de cada questão. A questão 27 não foi incluída, porque o enunciado dá amplitude de 0,50 m e nenhuma alternativa traz esse valor (as duas primeiras indicam 0,050). Na questão 31, a cota de 10 cm da figura leva a distâncias focais de cerca de 4,6 cm e 15,4 cm; a alternativa D (5,0 e 15) é a mais próxima. Na questão 38, a leitura de 1,5 V em 30 mA é aproximada. Nas questões 24 e 25 foram corrigidas falhas de digitação do original (temperatura inicial de 0 °C; capacidade térmica de 50 cal/°C), e na 22 a alternativa A foi mantida como impressa (2500).
O restante do caderno contém outras disciplinas e não integra esta seção de Física.
São unidades de medida de energia:
A caloria é unidade de energia (calor), e o quilowatt-hora é potência multiplicada por tempo, isto é, energia: $1\ \mathrm{kWh}=3{,}6\times10^{6}$ J.
As demais alternativas trazem unidades de força (N, kgf, dina), de potência (kW, cal/s), de pressão (Pa, atm) ou de força por comprimento (N/m, dina/cm). Alternativa A.
Considere a figura abaixo.
Dadas as forças $\vec F_1$, $\vec F_2$ e $\vec F_3$, o módulo de sua resultante, em N, é
Lendo as componentes no quadriculado (cada quadrado vale 10 N): $\vec F_1=(20;\,20)$ N, $\vec F_2=(-20;\,0)$ N e $\vec F_3=(30;\,20)$ N.
Soma: $R_x=20-20+30=30$ N e $R_y=20+0+20=40$ N.
$R=\sqrt{30^2+40^2}=50$ N. Alternativa C.
No Sistema Internacional de Unidades, a aceleração de $360\ \mathrm{km/h^2}$ vale
$1\ \mathrm{km/h^2}=\dfrac{1000\ \mathrm{m}}{(3600\ \mathrm{s})^2}=\dfrac{1}{12\,960}\ \mathrm{m/s^2}$.
Então $360\ \mathrm{km/h^2}=\dfrac{360}{12\,960}=\dfrac{1}{36}\ \mathrm{m/s^2}$. Alternativa B.
Dois blocos maciços de alumínio são tais que as dimensões de um deles são exatamente três vezes maiores que as dimensões homólogas do outro. A razão entre as massas dos blocos maior e menor é
Os blocos têm a mesma densidade, então a massa é proporcional ao volume. Triplicando as três dimensões, o volume fica multiplicado por $3^3=27$.
Logo $\dfrac{m_{\text{maior}}}{m_{\text{menor}}}=27$. Alternativa E.
Um carro percorreu a metade de uma estrada viajando a $30$ km/h e, a outra metade da estrada a $60$ km/h. Sua velocidade média no percurso total foi, em km/h, de
Seja $d$ cada metade. Tempos: $t_1=\dfrac{d}{30}$ e $t_2=\dfrac{d}{60}$, somando $\dfrac{3d}{60}=\dfrac{d}{20}$.
$v_m=\dfrac{2d}{d/20}=40$ km/h. Não é a média aritmética (45 km/h), porque o carro gasta mais tempo no trecho lento. Alternativa D.
Certo trem começa a ser observado quando sua velocidade é de $30$ m/s e ele mantém essa velocidade durante $15$ s; logo após, ele freia com aceleração constante de módulo $0{,}50\ \mathrm{m/s^2}$ até parar numa estação. O trem começou a ser observado quando estava distando da estação
Trecho com velocidade constante: $d_1=30\cdot15=450$ m.
Frenagem: $v^2=v_0^2-2a\,d_2\Rightarrow 0=30^2-2\cdot0{,}50\,d_2\Rightarrow d_2=900$ m.
Distância total: $450+900=1\,350$ m. Alternativa C.
A função horária da posição de um móvel que se desloca sobre o eixo dos $x$ é, no Sistema Internacional de Unidades, $x=-10+4t+t^2$. A função horária da velocidade para o referido movimento é
Comparando com $x=x_0+v_0t+\dfrac{a}{2}t^2$: $v_0=4$ m/s e $\dfrac{a}{2}=1$, ou seja, $a=2\ \mathrm{m/s^2}$.
Logo $v=v_0+at=4+2t$. Alternativa A.
Um corpo A é abandonado da altura de $180$ m, sob ação exclusiva da gravidade, cuja aceleração pode ser considerada $10\ \mathrm{m/s^2}$. Do mesmo ponto, outro corpo B é abandonado $2{,}0$ s mais tarde. Nesta queda de $180$ m, a máxima distância entre A e B é de
A cai $180$ m em $t=\sqrt{\dfrac{2\cdot180}{10}}=6{,}0$ s. A distância entre os corpos aumenta enquanto os dois estão em queda, porque A é sempre mais rápido.
A distância é máxima quando A chega ao solo, em $t=6{,}0$ s. Nesse instante, B caiu durante $4{,}0$ s: $\dfrac{10\cdot4^2}{2}=80$ m.
Distância entre eles: $180-80=100$ m. Alternativa B.
Uma única força atua sobre um corpo, inicialmente em repouso. A força varia com o tempo, de acordo com o gráfico abaixo, e o corpo se desloca sobre uma reta.
Pode-se concluir que o movimento é retardado SOMENTE no trecho
O movimento é retardado quando a força tem sentido contrário ao da velocidade. Partindo do repouso, o corpo adquire velocidade no sentido da força positiva.
Nos trechos I, II e III a força é positiva (de mesmo sentido que a velocidade) e a velocidade aumenta. No trecho IV a força é nula e a velocidade se mantém constante.
Só no trecho V a força é negativa, oposta à velocidade, que continua positiva por algum tempo: o movimento é retardado. Alternativa E.
Um corpo de massa $2{,}0$ kg é abandonado sobre um plano perfeitamente liso e inclinado de $37^\circ$ com a horizontal. Adotando $g=10\ \mathrm{m/s^2}$, $\operatorname{sen}37^\circ=0{,}60$ e $\cos37^\circ=0{,}80$, conclui-se que a aceleração com que o corpo desce o plano tem módulo, em $\mathrm{m/s^2}$,
Sem atrito, a única força ao longo do plano é a componente do peso: $ma=mg\operatorname{sen}37^\circ$.
$a=10\cdot0{,}60=6{,}0\ \mathrm{m/s^2}$. A massa não influencia o resultado. Alternativa C.
Os corpos A e B são puxados para cima, com aceleração de $2{,}0\ \mathrm{m/s^2}$, por meio da força $\vec F$, conforme o esquema abaixo. Sendo $m_A=4{,}0$ kg, $m_B=3{,}0$ kg e $g=10\ \mathrm{m/s^2}$, a força de tração na corda que une os corpos A e B tem módulo, em N, de
Considere só o corpo B, que fica abaixo e é puxado pela corda: a tração $T$ aponta para cima e o peso $m_Bg$, para baixo.
$T-m_Bg=m_Ba\Rightarrow T=m_B(g+a)=3{,}0\,(10+2{,}0)=36$ N. Alternativa D.
Um corpo é abandonado, de grande altura, no ar e cai, como uma gota de chuva, por exemplo. Levando em conta a resistência do ar, suposta proporcional à velocidade do corpo, considere as afirmações seguintes:
I – Inicialmente, a aceleração do corpo é $g$, aceleração local da gravidade.
II – O movimento não é uniformemente variado, pois a aceleração do corpo vai se reduzindo até se anular.
III – A velocidade, após certo tempo de queda, deve permanecer constante.
Dentre elas,
I é correta: no início a velocidade é nula, a resistência $kv$ também é nula, e só o peso atua, de modo que $a=g$.
II é correta: com o aumento de $v$, a resistência cresce e a aceleração $a=g-\dfrac{kv}{m}$ diminui. Como $a$ não é constante, o movimento não é uniformemente variado.
III é correta: quando $kv=mg$, a aceleração se anula e a velocidade passa a ser constante (velocidade limite). Alternativa E.
Um carro de massa $m$ realiza uma curva, numa pista plana e horizontal de raio $R$, com velocidade $v$. A força de atrito entre os pneus e o solo, resultante centrípeta, tem módulo dado por
Em movimento circular de raio $R$ e velocidade $v$, a resultante centrípeta é $F_c=ma_c=\dfrac{mv^2}{R}$.
Na curva plana, essa resultante é a própria força de atrito. Alternativa A.
Dois guindastes G1 e G2 transportam a mesma carga de peso $P$ até uma mesma altura $H$. O primeiro gasta $20$ s nessa tarefa e o segundo, $30$ s. Sendo $\tau_1$ e $\tau_2$ os trabalhos realizados e $W_1$ e $W_2$ as potências desenvolvidas por G1 e G2, respectivamente, é correto afirmar que
Os dois guindastes elevam o mesmo peso à mesma altura, e por isso realizam o mesmo trabalho: $\tau_1=\tau_2=PH$.
As potências são $W_1=\dfrac{PH}{20}$ e $W_2=\dfrac{PH}{30}$, de modo que $\dfrac{W_1}{W_2}=\dfrac{30}{20}=\dfrac{3}{2}$, isto é, $2W_1=3W_2$. Alternativa C.
Uma bola, submetida à ação de uma força de intensidade $10$ N, está deformada de $2{,}0$ cm. O módulo do trabalho realizado pela força elástica na deformação de $0$ a $2{,}0$ cm foi, em joules, de
A constante elástica é $k=\dfrac{F}{x}=\dfrac{10}{0{,}020}=500$ N/m.
O módulo do trabalho da força elástica entre $0$ e $x$ é $\dfrac{kx^2}{2}=\dfrac{500\cdot(0{,}020)^2}{2}=0{,}10$ J. Alternativa A.
O erro mais comum é calcular $F\cdot x=0{,}20$ J, que desconsidera a variação da força elástica durante a deformação.
Um corpo de massa $3{,}0$ kg, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito por uma força constante, também horizontal, de intensidade $12$ N. Após percorrer $8{,}0$ m, a velocidade do corpo, em m/s, vale
Trabalho da força: $\tau=Fd=12\cdot8{,}0=96$ J.
Teorema da energia cinética: $96=\dfrac{3{,}0\,v^2}{2}\Rightarrow v^2=64\Rightarrow v=8{,}0$ m/s. Alternativa B.
Impulsiona-se um carrinho, como indicado na figura abaixo, fazendo-o subir por um trilho circular de raio $R$, num plano vertical.
Desprezando os atritos e sendo $g$ a aceleração da gravidade, a menor velocidade $V_0$ com que se deve impulsionar o carrinho para que ele percorra totalmente o trilho circular é
No ponto mais alto, a condição limite é normal nula nesse ponto: só o peso é a resultante centrípeta, $mg=\dfrac{mv_{\text{topo}}^2}{R}\Rightarrow v_{\text{topo}}^2=gR$.
Conservação da energia entre a base e o topo, que fica $2R$ acima: $\dfrac{mV_0^2}{2}=\dfrac{mv_{\text{topo}}^2}{2}+mg\,(2R)$.
$V_0^2=gR+4gR=5gR$, ou seja, $V_0=\sqrt{5gR}$. Alternativa E.
Um corpo de massa $2{,}0$ kg é lançado verticalmente para cima, com velocidade inicial de $20$ m/s. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade $g=10\ \mathrm{m/s^2}$. O módulo do impulso exercido pela força-peso, desde o lançamento até atingir a altura máxima, em unidades do Sistema Internacional, vale
Tempo de subida: $t=\dfrac{v_0}{g}=\dfrac{20}{10}=2{,}0$ s.
Impulso do peso: $I=mg\,t=2{,}0\cdot10\cdot2{,}0=40\ \mathrm{N\cdot s}$. O mesmo valor sai do teorema do impulso: $|\Delta p|=m\,|0-v_0|=2{,}0\cdot20=40$. Alternativa D.
Uma partícula de massa $2{,}0$ kg move-se com velocidade escalar de $3{,}0$ m/s no instante em que recebe a ação de uma força $\vec F$, de intensidade constante, que nela atua durante $2{,}0$ s. A partícula passa, então, a se mover na direção perpendicular à inicial com quantidade de movimento de módulo $8{,}0\ \mathrm{kg\,m/s}$. A intensidade da força $\vec F$, em N, vale
Quantidade de movimento inicial: $p_0=2{,}0\cdot3{,}0=6{,}0\ \mathrm{kg\,m/s}$. A final, perpendicular à inicial, vale $p=8{,}0\ \mathrm{kg\,m/s}$.
A variação é vetorial: $|\Delta\vec p|=\sqrt{6{,}0^2+8{,}0^2}=10\ \mathrm{kg\,m/s}$.
Teorema do impulso: $F\,\Delta t=|\Delta\vec p|\Rightarrow F=\dfrac{10}{2{,}0}=5{,}0$ N. Alternativa B.
Para medir a pressão $p$ exercida por um gás, contido num recipiente, utilizou-se um manômetro de mercúrio, obtendo-se os valores indicados na figura abaixo.
A pressão atmosférica local medida por um barômetro indicava $750$ mm Hg. O valor de $p$, em mm Hg, vale
O mercúrio está mais alto no ramo aberto do que no ramo ligado ao gás; assim, a pressão do gás é maior que a atmosférica.
Desnível entre as superfícies: $170-20=150$ mm de mercúrio.
Igualando as pressões na superfície do mercúrio do ramo do gás: $p=p_{atm}+150=750+150=900$ mm Hg. Alternativa D.
Na prensa hidráulica representada abaixo, os diâmetros dos êmbolos são $d_1$ e $d_2$, tais que $d_1=2d_2$.
A relação $F_1/F_2$ entre as intensidades das forças exercidas nos dois êmbolos, quando situados no mesmo nível, vale
No mesmo nível, a pressão é a mesma nos dois êmbolos (princípio de Pascal): $\dfrac{F_1}{A_1}=\dfrac{F_2}{A_2}$.
As áreas são proporcionais ao quadrado dos diâmetros: $\dfrac{F_1}{F_2}=\dfrac{A_1}{A_2}=\left(\dfrac{d_1}{d_2}\right)^2=2^2=4$. Alternativa A.
Uma escala de temperatura arbitrária $X$ está relacionada com a escala Celsius, conforme o gráfico abaixo.
As temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão normal, na escala $X$ são, respectivamente,
A reta passa por $(30\,{}^\circ\mathrm{C};\,0\,{}^\circ X)$ e por $(50\,{}^\circ\mathrm{C};\,100\,{}^\circ X)$. Coeficiente angular: $\dfrac{100-0}{50-30}=5$ unidades $X$ por grau Celsius.
Equação: $X=5\,(\theta_C-30)=5\theta_C-150$.
Fusão do gelo ($\theta_C=0$): $X=-150$. Ebulição da água ($\theta_C=100$): $X=500-150=350$. Alternativa C.
Dois recipientes I e II estão interligados por um tubo de volume desprezível dotado de torneira T, conforme esquema abaixo.
Num determinado instante o recipiente I contém $10$ litros de um gás, à temperatura ambiente e pressão de $2{,}0$ atm, enquanto o recipiente II está vazio. Abrindo-se a torneira, o gás se expande exercendo pressão de $0{,}50$ atm, quando retornar à temperatura ambiente. O volume do recipiente II, em litros, vale
A temperatura volta ao valor inicial, e a transformação é isotérmica: $p_1V_1=p_2V_2$.
$2{,}0\cdot10=0{,}50\,V_2\Rightarrow V_2=40$ L, que é o volume total ocupado pelo gás.
Volume do recipiente II: $40-10=30$ L. Alternativa D.
Um recipiente de vidro de capacidade $2{,}0\times10^{2}\ \mathrm{cm^3}$ está completamente cheio de mercúrio, a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$. Os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e do mercúrio são, respectivamente, $4{,}0\times10^{-5}\,{}^\circ\mathrm{C^{-1}}$ e $1{,}8\times10^{-4}\,{}^\circ\mathrm{C^{-1}}$. Aquecendo o conjunto a $100\,{}^\circ\mathrm{C}$, o volume de mercúrio que extravasa, em $\mathrm{cm^3}$, vale
O mercúrio extravasa porque se dilata mais que o vidro. O volume derramado é a diferença das dilatações: $\Delta V=V_0\,(\gamma_{Hg}-\gamma_{v})\,\Delta\theta$.
$\Delta V=200\,(1{,}8\times10^{-4}-0{,}40\times10^{-4})\cdot100=200\cdot1{,}4\times10^{-4}\cdot100=2{,}8\ \mathrm{cm^3}$. Alternativa E.
Um recipiente de capacidade térmica $50\ \mathrm{cal/{}^\circ C}$ contém $200$ g de água a $40\,{}^\circ\mathrm{C}$. Introduz-se no recipiente $50$ g de gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$. Admitindo que não há trocas de calor com o ambiente, a temperatura final de equilíbrio, em ${}^\circ\mathrm{C}$, é
Dados: calor específico da água $=1\ \mathrm{cal/g\,{}^\circ C}$; calor latente de fusão do gelo $=80\ \mathrm{cal/g}$.
Calor para derreter todo o gelo: $50\cdot80=4\,000$ cal. Calor que a água e o recipiente liberam ao esfriar até $0\,{}^\circ$C: $200\cdot40+50\cdot40=10\,000$ cal. Como $10\,000>4\,000$, o gelo derrete por completo e a temperatura final é maior que zero.
Balanço, com $\theta$ a temperatura final: $200\,(\theta-40)+50\,(\theta-40)+50\cdot80+50\,\theta=0$.
$250\theta-10\,000+4\,000+50\theta=0\Rightarrow300\theta=6\,000\Rightarrow\theta=20\,{}^\circ$C. Alternativa B.
Uma determinada máquina térmica deve operar em ciclo entre as temperaturas de $27\,{}^\circ\mathrm{C}$ e $227\,{}^\circ\mathrm{C}$. Em cada ciclo ela recebe $1\,000$ cal da fonte quente. O máximo de trabalho que a máquina pode fornecer por ciclo ao exterior, em calorias, vale
Em kelvin: $T_f=27+273=300$ K e $T_q=227+273=500$ K.
O rendimento máximo é o de Carnot: $\eta=1-\dfrac{T_f}{T_q}=1-\dfrac{300}{500}=0{,}40$.
Trabalho máximo por ciclo: $\tau=\eta\,Q_q=0{,}40\cdot1\,000=400$ cal. Alternativa D.
Uma onda periódica transversal se propaga numa mola, onde cada ponto executa uma oscilação completa a cada $0{,}20$ s. Sabendo-se que a distância entre duas cristas consecutivas é $30$ cm, pode-se concluir que a velocidade de propagação dessa onda é, em m/s, igual a
O período da onda é $T=0{,}20$ s, e a distância entre duas cristas consecutivas é o comprimento de onda $\lambda=30\ \mathrm{cm}=0{,}30$ m.
$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{0{,}30}{0{,}20}=1{,}5$ m/s. Alternativa C.
Um raio de luz $r$ atravessa uma lâmina de faces paralelas, sendo parcialmente refletido nas duas faces.
Considerando os ângulos indicados no esquema, o ângulo $\theta$ é igual a
Numa lâmina de faces paralelas, o raio que emerge é paralelo ao raio incidente. Assim, o raio emergente forma com a normal o mesmo ângulo $\alpha$ que o raio incidente.
O ângulo $\theta$ é medido entre o raio emergente e a face inferior, e a face é perpendicular à normal. Portanto $\theta=90^\circ-\alpha$.
Dentro da lâmina, $\delta=\gamma$ (ângulos alternos internos entre as duas normais paralelas), que é o ângulo de refração e difere de $\alpha$; por isso $90^\circ-\delta$ e $90^\circ-\gamma$ não valem. O ângulo $\beta$ é medido entre o raio refletido e a face, de modo que $90^\circ-\beta=\alpha\neq\theta$. Alternativa E.
O esquema abaixo representa um espelho côncavo de pequena abertura, seu eixo principal e os raios incidentes $r_1$ e $r_2$.
Pelas indicações do esquema, a imagem de um objeto real apoiada sobre o eixo principal, formada pelo espelho, será virtual
O raio $r_1$, paralelo ao eixo principal, reflete-se passando pelo foco; logo N é o foco. O raio $r_2$ incide passando por P e volta sobre si mesmo, o que só ocorre com um raio que passa pelo centro de curvatura; logo P é o centro de curvatura e M é o vértice do espelho.
Num espelho côncavo, um objeto real tem imagem virtual (direita e maior) somente quando está entre o foco e o vértice, isto é, entre M e N. Alternativa A.
Um raio de luz $r_1$ incide num sistema de duas lentes convergentes, $L_1$ e $L_2$, produzindo um raio emergente $r_3$, conforme indicações e medidas do esquema abaixo.
As distâncias focais das lentes $L_1$ e $L_2$ são, respectivamente, em cm, iguais a
O raio entra e sai paralelo ao eixo principal: o sistema é afocal. O raio $r_1$, paralelo ao eixo, refrata-se em $L_1$ passando pelo foco imagem de $L_1$; para sair de $L_2$ paralelo ao eixo, esse ponto precisa ser também o foco objeto de $L_2$. Então $f_1+f_2=20$ cm, que é a distância entre as lentes.
Por semelhança de triângulos, as alturas do raio nas duas lentes estão na razão das distâncias focais: $\dfrac{h_2}{h_1}=\dfrac{f_2}{f_1}$. Com os valores da figura, $\dfrac{10}{3{,}0}\approx3{,}3$.
Entre as alternativas com $f_1+f_2=20$ cm (a, b, c e d), a razão $f_2/f_1$ mais próxima de $3{,}3$ é a da alternativa D: $\dfrac{15}{5{,}0}=3{,}0$. Alternativa D.
Os corpos ficam eletrizados quando perdem ou ganham elétrons. Imagine um corpo que tivesse um mol de átomos e que cada átomo perdesse um elétron. Esse corpo ficaria eletrizado com uma carga, em coulombs, igual a
Dados: carga do elétron $=1{,}6\times10^{-19}$ C; $1$ mol $=6{,}0\times10^{23}$.
Um mol de átomos tem $6{,}0\times10^{23}$ átomos; cada um perde um elétron, e o corpo perde $n=6{,}0\times10^{23}$ elétrons.
$Q=ne=6{,}0\times10^{23}\cdot1{,}6\times10^{-19}=9{,}6\times10^{4}$ C. Alternativa D.
A diferença de potencial entre as duas placas condutoras paralelas indicadas no esquema é $500$ V.
Quando um elétron é transportado de $P_1$ a $P_2$, o trabalho realizado pelo campo elétrico é, em joules, igual a
Dado: carga do elétron $=1{,}6\times10^{-19}$ C.
O campo entre as placas é uniforme: $E=\dfrac{U}{d}=\dfrac{500}{0{,}10}=5\,000$ V/m.
A distância entre $P_1$ e $P_2$, ao longo do campo, é $10-1{,}0-1{,}0=8{,}0$ cm. A diferença de potencial entre eles é $U_{12}=E\cdot0{,}080=400$ V, e $P_2$, mais perto da placa positiva, está em potencial mais alto.
O elétron vai de $P_1$ (potencial menor) para $P_2$ (maior), e a força elétrica, orientada para a placa positiva, realiza trabalho positivo: $\tau=|q|\,U_{12}=1{,}6\times10^{-19}\cdot400=6{,}4\times10^{-17}$ J. Alternativa C.
Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam $12{,}0$ C a cada minuto. A intensidade da corrente elétrica, em ampères, é igual a
$i=\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}=\dfrac{12{,}0\ \mathrm{C}}{60\ \mathrm{s}}=0{,}20$ A. Alternativa B. O erro típico é esquecer de converter o minuto em segundos.
Uma bateria de $12$ volts alimenta uma lâmpada, fornecendo uma corrente elétrica de $500$ mA, durante $50$ minutos. A bateria forneceu uma energia, em joules, igual a
Potência fornecida: $P=Ui=12\cdot0{,}50=6{,}0$ W. Tempo: $50\ \mathrm{min}=3\,000$ s.
Energia: $E=P\,\Delta t=6{,}0\cdot3\,000=1{,}8\times10^{4}$ J. Alternativa D.
Considere os valores indicados no esquema abaixo, que representa uma associação de resistores.
O resistor equivalente dessa associação, em ohms, vale
Em série, a tensão total é a soma das tensões: $U=7{,}0+5{,}0+8{,}0=20$ V, e a corrente é a mesma, $I=0{,}40$ A.
$R_{eq}=\dfrac{U}{I}=\dfrac{20}{0{,}40}=50\ \Omega$. Alternativa E.
No circuito representado no esquema abaixo, a resistência de $R_2$ é igual ao triplo da resistência de $R_1$.
O valor do resistor $R$, em ohms, é igual a
$R_1$ e $R_2$ estão em paralelo e, portanto, submetidos à mesma tensão. Como $R_2=3R_1$, a corrente em $R_1$ é o triplo da corrente em $R_2$: $i_1=3\cdot0{,}30=0{,}90$ A.
A corrente total, que atravessa $R$, é $i=i_1+i_2=0{,}90+0{,}30=1{,}2$ A.
$R=\dfrac{U_R}{i}=\dfrac{6{,}0}{1{,}2}=5{,}0\ \Omega$. Alternativa C.
Para responder a esta questão, considere o gráfico abaixo, que representa a curva característica de um componente eletrônico, e as afirmativas referentes a esse mesmo componente.
I – A resistência elétrica do componente eletrônico é constante, qualquer que seja a corrente elétrica.
II – A resistência elétrica do componente será igual a $50$ ohms quando a corrente for $30$ miliampères.
III – A resistência elétrica do componente será $50$ ohms quando a d.d.p. nos terminais for $4{,}0$ V.
Pode-se concluir que
I é falsa: a curva não é uma reta pela origem, e a razão $R=V/I$ muda ao longo do gráfico (o componente não é ôhmico).
II é verdadeira: para $I=30$ mA, a curva marca $V\approx1{,}5$ V, e $R=\dfrac{1{,}5}{30\times10^{-3}}=50\ \Omega$.
III é falsa: em $V=4{,}0$ V, a curva marca $I\approx43$ mA, e $R=\dfrac{4{,}0}{43\times10^{-3}}\approx93\ \Omega$. Para $R=50\ \Omega$ seria preciso $I=80$ mA, valor fora do gráfico. Somente II é correta. Alternativa B.
Considere o campo magnético nos pontos $P_1$, $P_2$, $P_3$, $P_4$ e $P_5$ nas proximidades de um ímã em barra, conforme representado na figura abaixo.
A intensidade do campo magnético é menor no ponto
O campo de um ímã em barra é mais intenso perto dos polos e enfraquece com a distância. Modelando o ímã por dois polos de sinais opostos nas extremidades, o campo num ponto é a soma vetorial dos campos dos dois polos, cada um proporcional a $1/r^2$.
$P_2$, $P_3$ e $P_4$ estão sobre o eixo, perto de um dos polos; nesses pontos o polo mais próximo domina e o campo é intenso. $P_5$ também está perto do polo inferior.
$P_1$ está ao lado do ímã, na altura do centro e a cerca de três quadrados do eixo; é o ponto mais afastado dos dois polos. Medindo as distâncias no quadriculado e somando os campos dos dois polos, o campo em $P_1$ resulta aproximadamente a metade do de $P_5$ e bem menor que o dos pontos sobre o eixo. Alternativa A.
Considere a afirmativa abaixo.
“As linhas de força de um campo magnético são I. Então esse campo pode ter sido gerado por II, onde flui uma corrente.” Os espaços I e II devem ser preenchidos, respectivamente, por
Ao redor de um condutor retilíneo percorrido por corrente, as linhas de indução formam circunferências concêntricas com o fio, e o sentido é dado pela regra da mão direita.
Na espira circular e na bobina as linhas de campo não são circunferências em torno do condutor: elas atravessam o interior da espira ou da bobina e se fecham por fora. Além disso, linhas de campo magnético são sempre fechadas e não podem ser retas, o que elimina as alternativas a e b. Alternativa E.