UEL 1999.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Considere um sistema de unidades em que as grandezas fundamentais sejam velocidade [V], tempo [T] e força [F]. Nesse sistema, a dimensão da grandeza massa é dada por:

Em 1984, o navegador Amyr Klink atravessou o Oceano Atlântico em um barco a remo, percorrendo a distância de, aproximadamente, 7.000 km em 100 dias. Nessa tarefa, sua velocidade média foi, em km/h, igual a:

Para calcular a altura de uma ponte sobre o leito de um rio, um garoto abandonou uma pedra da ponte, a partir do repouso, e mediu o tempo transcorrido até que ela atingisse a superfície da água. Considerando a aceleração da gravidade igual a $10\ \mathrm{m/s^2}$ e sabendo que o tempo de queda da pedra foi de 2,2 segundos, pode-se afirmar que a altura da ponte, em metros, é um valor mais próximo de:

O gráfico a seguir representa a posição $x$ de um corpo em função do tempo $t$.

(Figura incompleta no caderno de origem: a curva de $x$ em função de $t$ desce em degraus, com trechos em que o corpo avança alternados com trechos em que quase para.)

O movimento representado no gráfico pode ser o de um:

Um antigo relógio de bolso tem a forma mostrada na figura abaixo, com o ponteiro dos segundos separado dos outros dois.

A velocidade angular do ponteiro dos segundos, cujo comprimento é 0,50 cm, em rad/s, e a velocidade linear de um ponto na extremidade de tal ponteiro, em cm/s, são respectivamente, iguais a:

Um corpo é lançado para cima, com velocidade inicial de 50 m/s, numa direção que forma um ângulo de $60^\circ$ com a horizontal. Desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que no ponto mais alto da trajetória a velocidade do corpo, em m/s, será:

Dados: $\operatorname{sen}60^\circ=0{,}87$; $\cos60^\circ=0{,}50$.

Um observador vê um pêndulo preso ao teto de um vagão e deslocado da vertical como mostra a figura a seguir.

Sabendo que o vagão se desloca em trajetória retilínea, ele pode estar se movendo de:

Numa academia de ginástica, dois estudantes observam uma barra apoiada em dois pontos e que sustenta duas massas de 10 kg, uma de cada lado, conforme a figura a seguir.

Após consultarem o professor, obtiveram a informação de que a massa da barra era 12 kg. Dessa forma, concluíram que seria possível acrescentar em um dos lados da barra, junto à massa já existente e sem que a barra saísse do equilíbrio, uma outra massa de, no máximo:

Dois blocos A e B, com massas respectivamente iguais a $m_A=4{,}0$ kg e $m_B=2{,}0$ kg, estão unidos conforme mostra a figura a seguir.

O fio que prende o corpo A tem a outra extremidade presa a um pino fixo no chão. Despreze as massas dos fios e da roldana, considere que não há atritos e que a intensidade da força aplicada em B é 36 N. Lembrando que, na situação esquematizada, a aceleração do corpo A será igual ao dobro da aceleração do corpo B, a tração no fio, em newtons, será igual a:

O planeta Vênus descreve uma trajetória praticamente circular de raio $1{,}0\times10^{11}$ m ao redor do Sol. Sendo a massa de Vênus igual a $5{,}0\times10^{24}$ kg e seu período de translação 224,7 dias ($2{,}0\times10^{7}$ segundos), pode-se afirmar que a força exercida pelo Sol sobre Vênus é, em newtons, aproximadamente:

Em uma partida de handebol, um atleta arremessa a bola a uma velocidade de 72 km/h. Sendo a massa da bola igual a 450 g e admitindo que a bola estava inicialmente em repouso, pode-se afirmar que o trabalho realizado sobre ela foi, em joules, igual a:

A figura 1 representa um sistema composto de três esferas de mesma massa unidas por três molas idênticas. O sistema é posto a oscilar, deslocando-se entre as posições indicadas nas figuras 2 e 3.

(Figuras incompletas no caderno de origem. Figura 1: triângulo de molas, cada uma com 2 cm, na posição de equilíbrio. Figura 2: triângulo menor, com molas de 1 cm. Figura 3: triângulo maior, com molas de 3 cm.)

Pode-se dizer que a energia potencial elástica máxima do sistema ocorre:

Considere a tabela abaixo para responder à questão.

Ao ser abandonado de uma altura de 5,0 m, a partir do repouso, um corpo chega ao solo com velocidade de aproximadamente 4,0 m/s. Admitindo que durante a queda a única força agindo sobre o corpo foi seu próprio peso, pode-se concluir que a queda aconteceu na superfície:

Um veículo de massa 500 kg, percorrendo uma estrada horizontal, entra numa curva com velocidade de 50 km/h e sai numa direção que forma ângulo de $60^\circ$ com a direção inicial e com a mesma velocidade de 50 km/h. Em unidades do Sistema Internacional, a variação da quantidade de movimento do veículo ao fazer a curva, em módulo, foi de:

Para responder às questões 16 e 17, utilize as informações abaixo. Uma esfera de massa $m_1=400$ g, com velocidade $v_1=10{,}0$ m/s, colide frontalmente com outra esfera de massa $m_2=600$ g, inicialmente em repouso, numa colisão perfeitamente anelástica.

O módulo da quantidade de movimento do sistema constituído pelas duas esferas, imediatamente após a colisão, em unidades do Sistema Internacional, vale:

(Continuação do enunciado da questão 16: esfera de $400$ g a $10{,}0$ m/s colide frontalmente com outra de $600$ g em repouso, numa colisão perfeitamente anelástica.)

A energia cinética que o sistema constituído pelas duas esferas perde, devido à colisão, em unidades do Sistema Internacional, vale:

Um bloco de massa 5,0 kg está em queda livre em um local onde a aceleração da gravidade vale $9{,}8\ \mathrm{m/s^2}$. É correto afirmar a respeito que:

Sobre uma superfície horizontal está apoiado um cubo de massa 80 kg. A pressão sobre a região em que o cubo se apoia é de $1{,}2\times10^{5}$ Pa, incluindo a pressão atmosférica. Nessas condições, a aresta do cubo, em metros, vale:

Dados: pressão atmosférica $=1{,}0\times10^{5}$ Pa; aceleração da gravidade $=10\ \mathrm{m/s^2}$.

As densidades de dois líquidos A e B, que não reagem quimicamente entre si, são $d_A=0{,}80\ \mathrm{g/cm^3}$ e $d_B=1{,}2\ \mathrm{g/cm^3}$, respectivamente. Fazendo-se a adição de volumes iguais dos dois líquidos obtém-se uma mistura cuja densidade é $x$. Adicionando-se massas iguais de A e de B, a mistura obtida tem densidade $y$. Os valores de $x$ e $y$, em $\mathrm{g/cm^3}$, são, respectivamente, mais próximos de:

O peso de um corpo homogêneo, de densidade $7{,}8\ \mathrm{g/cm^3}$, é obtido por meio de um dinamômetro, que registra 3,9 N, no ar. Mergulhando o corpo completamente em um líquido, o dinamômetro acusa 3,0 N. Nessas condições, a densidade do líquido, em $\mathrm{g/cm^3}$, vale:

Dado: $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.

Uma dada massa de gás sofre uma transformação e sua temperatura absoluta varia de 300 K para 600 K. A variação de temperatura do gás, medida na escala Fahrenheit, vale:

Um copo de vidro de capacidade $100\ \mathrm{cm^3}$, a $20{,}0\,{}^\circ\mathrm{C}$, contém $98{,}0\ \mathrm{cm^3}$ de mercúrio a essa temperatura. O mercúrio começará a extravasar quando a temperatura do conjunto, em ${}^\circ\mathrm{C}$, atingir o valor de:

Dados: coeficientes de dilatação volumétrica: mercúrio $=180\times10^{-6}\ {}^\circ\mathrm{C}^{-1}$; vidro $=9{,}00\times10^{-6}\ {}^\circ\mathrm{C}^{-1}$.

Para se determinar o calor específico de uma liga metálica, um bloco de massa 500 g dessa liga foi introduzido no interior de um forno a $250\,{}^\circ\mathrm{C}$. Estabelecido o equilíbrio térmico, o bloco foi retirado do forno e colocado no interior de um calorímetro de capacidade térmica $80\ \mathrm{cal/{}^\circ C}$, contendo 400 g de água a $20\,{}^\circ\mathrm{C}$. A temperatura final de equilíbrio foi obtida de $30\,{}^\circ\mathrm{C}$. Nessas condições, o calor específico da liga, em $\mathrm{cal/g\,{}^\circ C}$, vale:

Dado: calor específico da água $=1{,}0\ \mathrm{cal/g\,{}^\circ C}$.

Uma dada massa de gás perfeito realiza uma transformação cíclica, como está representada no gráfico $p\times V$ abaixo.

(No caderno de origem a unidade da pressão não está indicada; admite-se $10^{5}$ Pa.) O trabalho realizado pelo gás ao descrever o ciclo ABCA, em joules, vale:

Uma máquina térmica de Carnot é operada entre duas fontes de calor a temperaturas de 400 K e 300 K. Se, em cada ciclo, o motor recebe 1.200 calorias da fonte quente, o calor rejeitado por ciclo à fonte fria, em calorias, vale:

A velocidade de propagação $v$ de um pulso transversal numa corda depende da força de tração $T$ com que a corda é esticada e de sua densidade linear $d$ (massa por unidade de comprimento): $v=\sqrt{\dfrac{T}{d}}$. Um cabo de aço, com 2,0 m de comprimento e 200 g de massa é esticado com força de tração de 40 N. A velocidade de propagação de um pulso nesse cabo é, em m/s:

Ondas mecânicas, de frequência 50 Hz, propagam-se num meio A com velocidade de 300 m/s e sofrem refração quando chegam a um outro meio, B. Se o índice de refração do meio B em relação ao A for 1,2, o comprimento de onda no meio B vale, em metros:

Duas fontes pontuais emitem ondas sonoras idênticas, de comprimento de onda $\lambda$, em fase. As fontes são separadas por uma distância igual à metade do comprimento de onda $\lambda$. Nessas condições, considere as afirmativas:

1. Num ponto P, localizado na linha que passa pelas duas fontes, externamente a elas, ocorre interferência destrutiva.
2. Num ponto Q, localizado na mediatriz do segmento entre as fontes, ocorre interferência construtiva.
3. Em outro ponto, R, à meia distância entre as fontes, a interferência é destrutiva.

Dentre elas, SOMENTE:

Um raio de luz incide na superfície de separação de dois meios transparentes, de índices de refração $n_1=1{,}0$ e $n_2=1{,}5$.

Dados: $\operatorname{sen}30^\circ=0{,}50$; $\cos30^\circ=0{,}87$. O ângulo $\theta$ indicado na figura é tal que:

Um hipermétrope não consegue ver com nitidez objetos situados a uma distância menor que 1,0 m. Para que ele possa ver com clareza a uma distância de 25 cm, seus óculos devem ter convergência, em dioptrias, igual a:

Considere uma esfera metálica eletrizada positivamente, no vácuo e distante de outros corpos. Nessas condições:

Quatro cargas elétricas estão fixadas nos vértices de um quadrado de lado $L$, como na figura, estando indicados os módulos e os sinais das cargas.

Para que a força elétrica total em uma das cargas $+q$ seja nula, o módulo da carga $-Q$ deve ser igual a:

Uma carga elétrica positiva $Q$ gera um campo elétrico à sua volta. Duas superfícies equipotenciais e o percurso de uma carga elétrica $q=2\times10^{-6}$ C, que se desloca de A para B, estão representados na figura:

O trabalho realizado pelo campo elétrico de $Q$ sobre a carga $q$ nesse deslocamento vale, em joules:

Sabe-se que a carga do elétron tem módulo $1{,}6\times10^{-19}$ C. A ordem de grandeza do número de elétrons que passam por segundo pela secção transversal constante de um condutor que transporta corrente de 0,15 A é:

No circuito elétrico abaixo, as resistências são todas iguais e G é um gerador ideal. A potência dissipada em $R_4$ é de 2,0 W.

A potência dissipada em $R_1$ é, em W:

Deseja-se construir uma resistência elétrica de $1{,}0\ \Omega$ com um fio de constantan de $1{,}0$ mm de diâmetro. A resistividade do material é $4{,}8\times10^{-7}\ \Omega\,\mathrm{m}$ e $\pi$ pode ser adotado como 3,1. O comprimento do fio utilizado deve ser, em metros:

Considere as seguintes afirmativas:

1. Um prego será atraído por um ímã somente se já estiver imantado.
2. As linhas de força de um campo magnético são fechadas.
3. Correntes elétricas fluindo por dois condutores paralelos provocam força magnética entre eles.

Pode-se afirmar que SOMENTE:

Considere que, no Equador, o campo magnético da Terra é horizontal, aponta para o Norte e tem intensidade $1{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{Wb/m^2}$. Lá, uma linha de transmissão transporta corrente de 500 A de Oeste para Leste. A força que o campo magnético da Terra exerce em 200 m da linha de transmissão tem módulo, em newtons: