De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, as grandezas físicas fundamentais e suas respectivas unidades.
As sete grandezas fundamentais do SI são: comprimento (m), massa (kg), tempo (s), corrente elétrica (A), temperatura termodinâmica (K), quantidade de matéria (mol) e intensidade luminosa (cd).
Potência, força, velocidade e área são grandezas derivadas (W, N, m/s, m²); por isso as alternativas A–D, que misturam uma delas, não servem. Só a E traz três grandezas fundamentais.
Supondo que a ordem de grandeza do raio de um elétron seja de $10^{-15}\,\mathrm{m}$ e que a ordem de grandeza do raio de um átomo de hidrogênio seja de $10^{-12}\,\mathrm{m}$, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a razão entre as grandezas dos raios do elétron e do hidrogênio.
A razão elétron/hidrogênio é $\dfrac{10^{-15}}{10^{-12}}=10^{-15-(-12)}=10^{-3}$.
Um caminhão, que desenvolve velocidade média de $80\,\mathrm{km/h}$, deverá percorrer a distância de $700\,\mathrm{km}$ ao longo de uma estrada retilínea. João, seu condutor, deverá chegar com a carga em seu destino exatamente às $19\,\mathrm{h}$, então decidiu sair ao meio dia.
Com relação a esse contexto, assinale a alternativa correta.
O tempo necessário é $t=\dfrac{700}{80}=8{,}75\,\mathrm{h}=8\,\mathrm{h}\,45\,\mathrm{min}$: saindo ao meio-dia, João chegaria às $20\,\mathrm{h}\,45\,\mathrm{min}$, depois das $19\,\mathrm{h}$.
Às $19\,\mathrm{h}$ ele viajou $7\,\mathrm{h}$, isto é, $80\cdot7=560\,\mathrm{km}$, e faltam $700-560=140\,\mathrm{km}$.
Uma caixa é puxada utilizando uma corda que descreve um ângulo de $60^\circ$ em relação ao sentido de deslocamento do objeto.
Se a corda fosse puxada no mesmo sentido do deslocamento da caixa, a força aplicada realizaria
O trabalho de uma força constante é $W=F\,d\cos\theta$.
Com $\theta=60^\circ$: $W_1=F\,d\cdot\dfrac12$. Com a força na direção do deslocamento ($\theta=0$): $W_2=F\,d$.
$\dfrac{W_2}{W_1}=\dfrac{1}{1/2}=2$: o dobro do trabalho.
Um objeto desliza por uma rampa sem atrito ao longo de $40\,\mathrm{cm}$. Considere que a rampa possui uma inclinação de $30^\circ$, que o objeto parte do repouso e que a aceleração da gravidade corresponde a $10\,\mathrm{m/s^2}$.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a velocidade do objeto ao final do trecho percorrido.
A aceleração ao longo da rampa é $a=g\sin30^\circ=5\,\mathrm{m/s^2}$. Com $d=0{,}40\,\mathrm{m}$, Torricelli dá $v^2=2ad=2\cdot5\cdot0{,}4=4$, logo $v=2\,\mathrm{m/s}$.
(Por energia: a altura perdida é $h=d\sin30^\circ=0{,}2\,\mathrm{m}$ e $v=\sqrt{2gh}=2\,\mathrm{m/s}$.)
Sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta.
Pela equação de Einstein, $E_c=hf-\phi$: a energia cinética máxima dos elétrons é a energia do fóton $hf$ menos a função trabalho $\phi$ do metal, e cresce linearmente com a frequência.
A intensidade da luz só altera a quantidade de elétrons emitidos, não a sua energia (B); a função trabalho é a energia mínima para arrancar o elétron, não uma soma (C); só há emissão se $hf\ge\phi$, e não se for menor (D e E).
Certa massa de gás ideal estava retida em um recipiente sob pressão de $6\,\mathrm{atm}$, com temperatura igual a $300\,\mathrm{K}$ e volume de $1\,\mathrm{m^3}$. Após passar por um processo adiabático e isovolumétrico, sua temperatura cai para $200\,\mathrm{K}$.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor de mudança de pressão dessa massa de gás.
A transformação a volume constante obedece à lei de Gay-Lussac: $\dfrac{P_1}{T_1}=\dfrac{P_2}{T_2}\Rightarrow P_2=6\cdot\dfrac{200}{300}=4\,\mathrm{atm}$.
A mudança de pressão é $\Delta P=P_2-P_1=4-6=-2\,\mathrm{atm}$ (queda de $2\,\mathrm{atm}$), valor da alternativa B. O gabarito oficial indica $4\,\mathrm{atm}$, que é a pressão final, e não a mudança de pressão pedida.
Observação: o enunciado também é fisicamente inconsistente ao pedir um processo adiabático e isovolumétrico ao mesmo tempo: sem trabalho ($\Delta V=0$) e sem calor ($Q=0$), a energia interna e a temperatura não variariam.
Um cubo de ferro com arestas de $1\,\mathrm{cm}$, cujo coeficiente de dilatação térmica linear $\alpha$ é igual a $1{,}05\times10^{-5}\,{}^\circ\mathrm{C^{-1}}$, sofre um acréscimo de temperatura de $100\,\mathrm{K}$.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o volume dilatado desse cubo.
O volume inicial vale $V_0=1\,\mathrm{cm^3}$ e o coeficiente volumétrico é $\gamma=3\alpha=3{,}15\times10^{-5}\,{}^\circ\mathrm{C^{-1}}$. Uma variação de $100\,\mathrm{K}$ equivale a $100\,{}^\circ\mathrm{C}$.
$\Delta V=V_0\,\gamma\,\Delta\theta=1\cdot3{,}15\times10^{-5}\cdot100=3{,}15\times10^{-3}\,\mathrm{cm^3}$ (a dilatação do volume, que o enunciado chama de “volume dilatado”).
Em um determinado planeta, a gravidade é diretamente proporcional à constante gravitacional $G\approx6{,}6\times10^{-11}\,\mathrm{N\,m^2\,kg^{-2}}$ e a sua massa $M=2{,}5\times10^{26}\,\mathrm{kg}$, porém inversamente proporcional ao quadrado de seu raio.
Supondo que esse planeta possua um raio $r=5\times10^{7}\,\mathrm{m}$, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a aceleração da gravidade próxima a sua superfície.
$g=\dfrac{GM}{r^2}=\dfrac{6{,}6\times10^{-11}\cdot2{,}5\times10^{26}}{(5\times10^{7})^2}=\dfrac{16{,}5\times10^{15}}{25\times10^{14}}=6{,}6\,\mathrm{m/s^2}$.
A equação de uma onda unidimensional que fornece a elongação de um ponto qualquer, em função do tempo, é dada pela fórmula a seguir.
$$y=A\cdot\cos\!\left[2\pi\left(\dfrac{t}{T}-\dfrac{x}{\lambda}\right)+\varphi_0\right]$$
Sendo a equação de uma onda específica dada por $y=3\cos\!\left[2\pi(4t-5x)+\dfrac{\pi}{3}\right]$, com $x$ em metros e $t$ em segundos, assinale a alternativa correta.
Comparando as duas formas: $A=3\,\mathrm{m}$; $\dfrac1T=4\Rightarrow T=0{,}25\,\mathrm{s}$ e $f=4\,\mathrm{Hz}$; $\dfrac1\lambda=5\Rightarrow\lambda=0{,}2\,\mathrm{m}$; $\varphi_0=\dfrac\pi3\,\mathrm{rad}$.
$v=\lambda f=0{,}2\cdot4=0{,}8=\dfrac45\,\mathrm{m/s}$. As alternativas A–D trocam ou erram esses parâmetros.
Um objeto é colocado entre o foco e o vértice de um espelho esférico côncavo, respeitando a orientação do eixo óptico do espelho.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, como será a imagem desse objeto formada pelo espelho.
Com o objeto entre o foco e o vértice ($p
O aumento é $A=-\dfrac{p'}{p}>0$ e $|A|>1$: a imagem é direita e maior que o objeto, como no espelho de maquiagem.
Considere três esferas congruentes A, B e C com cargas elétricas $Q$, $2Q$ e nula, respectivamente. As esferas A e B são colocadas em contato e, em seguida, separadas. Na sequência, a esfera A é colocada em contato com a esfera C e, por fim, separadas.
Em relação aos passos descritos, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a carga elétrica final da esfera A.
Esferas idênticas em contato dividem igualmente a carga total.
A com B: $\dfrac{Q+2Q}2=\dfrac{3Q}2$ para cada uma. A com C: $\dfrac{3Q/2+0}2=\dfrac{3Q}4$.
Uma carga elétrica, com velocidade $\vec v$, entra em uma região onde existe um campo magnético uniforme.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o desvio de direção sofrido por essa carga elétrica.
A força magnética é $\vec F=q\,\vec v\times\vec B$. Com $\vec v$ para a direita, em cada figura:
Campo entrando ($\times$): $\vec v\times\vec B$ aponta para cima; carga positiva é desviada para cima e negativa para baixo. Campo saindo ($\bullet$): $\vec v\times\vec B$ aponta para baixo; positiva é desviada para baixo e negativa para cima.
Só a primeira figura (carga negativa, campo entrando, desvio para baixo) obedece a essa regra; nas demais o desvio desenhado é o oposto do previsto.
Observe a figura a seguir.
Considerando que, no circuito elétrico da figura, a fonte tem resistência interna desprezível, assinale a alternativa correta.
Paralelo: $R_{23}=\dfrac{6\cdot12}{6+12}=4\,\Omega$. Total: $R_{eq}=8+4=12\,\Omega$.
Corrente: $i=\dfrac{3{,}6}{12}=0{,}3\,\mathrm{A}$ (em ampères, e não em ohms). Entre A e B: $V_{AB}=R_{23}\,i=4\cdot0{,}3=1{,}2\,\mathrm{V}$.
Sobre a indução eletromagnética, formalizada pela Lei de Faraday, assinale a alternativa correta.
A Lei de Faraday diz que $\varepsilon=-\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$: a fem induzida depende da variação do fluxo no tempo, e não do valor do campo nem do fluxo em si.
Com campo (e fluxo) constantes a fem é nula, e não constante; também não existe um valor mínimo de campo para a indução.