Souza Marques | 2001 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular · Física · Q21 a Q40 · 20 questões.

Dados da prova

Fundação Técnico-Educacional Souza Marques · Medicina · 2001

Enunciados, alternativas, dados e referências transcritos integralmente do caderno. Grafias e inconsistências originais são mantidas; as explicações do Método TEF aparecem separadamente.

Fonte: SM-RJ 2001.pdf. Páginas do PDF: 13, 14, 15.

Gabarito: SM-RJ 2001_gab.pdf.

Q21
Mecanica — Grandezas — Ordem De Grandeza

Para muitos efeitos práticos, a Terra pode ser considerada como uma esfera cujo diâmetro é da ordem de grandeza de:

A)$10^{6}\ \mathrm{m}$
B)$10^{7}\ \mathrm{m}$
C)$10^{8}\ \mathrm{m}$
D)$10^{9}\ \mathrm{m}$
E)$10^{10}\ \mathrm{m}$

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O diâmetro terrestre é cerca de $1{,}27\times10^7\ \mathrm m$. Sua ordem de grandeza é $10^7\ \mathrm m$, alternativa B.

Q22
Mecanica — Grandezas — Vetores

Uma grandeza física tem caráter vetorial quando, para ser completamente determinada, é necessário conhecer-se, além de sua intensidade ou módulo, a sua direção e o seu sentido. Dentre as grandezas físicas relacionadas a seguir, assinale aquela que tem caráter vetorial:

A)comprimento
B)pressão hidrostática
C)quantidade de calor
D)quantidade de movimento
E)corrente elétrica

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A quantidade de movimento é $\vec p=m\vec v$: tem módulo, direção e sentido. Comprimento, pressão, calor e corrente elétrica são grandezas escalares. Alternativa D.

Q23
Mecanica — Cinematica — Encontro

Um furgão e um automóvel partem simultaneamente do Rio de Janeiro em direção a São Paulo. O furgão segue com uma velocidade constante de 54 km/h. O automóvel, por sua vez, parte do repouso, mas com uma aceleração constante de 0,01 $\mathrm{m/s^2}$. Nessa situação, o automóvel volta a alcançar o furgão a uma distância do Rio de Janeiro aproximadamente igual a:

A)45 km
B)54 km
C)63 km
D)72 km
E)81 km

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Convertendo, $54\ \mathrm{km/h}=15\ \mathrm{m/s}$. Para o encontro após a partida, $0{,}01t^2/2=15t$, logo $t=3000\ \mathrm s$. Assim, $x=15\cdot3000=45000\ \mathrm m=45\ \mathrm{km}$, alternativa A.

Q24
Mecanica — Dinamica — Elevador

Um estudante de massa m = 70 kg está em pé sobre uma balança no interior de um elevador que sobe com uma aceleração constante de 2 $\mathrm{m/s^2}$ orientada para cima. A aceleração local da gravidade vale g = 10 $\mathrm{m/s^2}$. Nessas circunstâncias, a leitura da balança indica um valor aparente da massa do estudante aproximadamente igual a:

A)56 kg
B)63 kg
C)70 kg
D)77 kg
E)84 kg

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

No estudante, $N-mg=ma$, de modo que $N=70(10+2)=840\ \mathrm N$. A escala da balança divide a força por $g$: $840/10=84\ \mathrm{kg}$. Alternativa E.

Q25
Mecanica — Quantidade De Movimento — Colisoes

Uma partícula de massa $m_1$ = 2,0 kg e movendo-se com uma velocidade inicial $v_1$ = 12 m/s colide frontalmente com outra partícula de massa $m_2$ = 1,0 kg inicialmente em repouso no laboratório. Essas duas partículas formam um sistema isolado. Após a colisão, a partícula de massa $m_2$ move-se com uma velocidade $v_2$ = 10 m/s. Nessas circunstâncias, é correto afirmar que, no decorrer da colisão, o sistema perdeu uma quantidade de energia aproximadamente igual a:

A)14 J
B)20 J
C)45 J
D)69 J
E)94 J

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Conservando o momento: $2\cdot12=2v_1+1\cdot10$, portanto $v_1=7\ \mathrm{m/s}$. As energias são $K_i=144\ \mathrm J$ e $K_f=2\cdot7^2/2+10^2/2=99\ \mathrm J$. A perda é $45\ \mathrm J$, alternativa C.

Q26
Mecanica — Gravitacao — Gravidade Superficial

Imagine um planeta cuja densidade média seja o dobro da densidade média da Terra e que possua um quinto de seu raio. A aceleração da gravidade na superfície desse planeta hipotético valeria, aproximadamente:

A)0,8 $\mathrm{m/s^2}$
B)4 $\mathrm{m/s^2}$
C)12 $\mathrm{m/s^2}$
D)25 $\mathrm{m/s^2}$
E)$10^2$ $\mathrm{m/s^2}$

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Para um planeta esférico, $g=GM/R^2=(4\pi G/3)\rho R$. Assim, $g_P/g_T=2/5$, dando aproximadamente $4\ \mathrm{m/s^2}$. Alternativa B.

Q27
Mecanica — Cinematica — Lancamento Horizontal

Uma bolinha de tênis, movendo-se sobre o tampo horizontal de uma mesa a uma altura h = 1,25 m do solo, chega à beira da mesa e projeta-se no espaço com uma velocidade v = 2,0 m/s. Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10$\mathrm{m/s^2}$, a bolinha irá tocar o chão em um ponto situado a uma distância d da projeção no solo da beira da mesa (figura) aproximadamente igual a:

Diagrama original da questão.
A)1,0 m
B)1,5 m
C)2,0 m
D)2,5 m
E)3,0 m

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Na vertical, $1{,}25=10t^2/2$, então $t=0{,}5\ \mathrm s$. Na horizontal, $d=2\cdot0{,}5=1{,}0\ \mathrm m$. Alternativa A.

Q28
Mecanica — Energia — Trabalho Variavel

Uma partícula de massa m = 200g é capaz de mover-se sem atrito sobre um trilho retilíneo e horizontal. Inicialmente a partícula está em repouso sobre o trilho na posição x = 0, mas, em seguida, ela é submetida à ação de uma força F, paralela ao trilho e cujo módulo varia com o deslocamento x da partícula conforme é ilustrado no gráfico acima. Nessa situação, e após deslocar-se de uma distância $\Delta x$ = 2,0 m a partir da origem, a velocidade da partícula será de, aproximadamente:

Diagrama original da questão.
A)4,5 m/s
B)7,0 m/s
C)10 m/s
D)14 m/s
E)25 m/s

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O trabalho é a área triangular no gráfico: $W=2\cdot10/2=10\ \mathrm J$. Pelo teorema da energia cinética, $10=0{,}2v^2/2$, resultando em $v=10\ \mathrm{m/s}$. Alternativa C.

Q29
Mecanica — Estatica — Torques

Na figura acima, uma barra rígida e homogênea de massa M = 4,0 kg está presa por uma de suas extremidades a uma articulação fixa a uma parede vertical e em torno da qual pode girar livremente. Na outra extremidade da barra, pende um corpo de massa m = 2,0 kg. A barra é mantida na posição horizontal por um fio de massa desprezível preso a seu ponto médio e que faz com a barra um ângulo $\theta=53^\circ$ (sen 53º = 0,80 e cos 53º = 0,60). Nessas circunstâncias, e considerando g = 10 $\mathrm{m/s^2}$, a tensão no fio é de aproximadamente:

Diagrama original da questão.
A)10 N
B)60 N
C)75 N
D)80 N
E)100 N

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Tomando momentos na articulação: $T\sin53^\circ\,L/2=4gL/2+2gL$. Com $g=10$ e $\sin53^\circ=0{,}80$, obtemos $T=100\ \mathrm N$. Alternativa E.

Q30
Mecanica — Hidrostatica — Flutuacao

Na noite do último Natal do milênio passado (24/12/2000), o submarino S-21 Tonelero, da Marinha do Brasil, afundou nas águas da baía da Guanabara. Segundo informações da Marinha, o “peso” desse submarino quando navegando na superfície da água é de $2{,}0\times10^3$ toneladas e quando operando totalmente submerso (isto é, com os tanques de lastro cheios de água) é de $2{,}4\times10^3$ toneladas. Assim, é possível estimar que, ao navegar na superfície da água, esse submarino mantinha emersa (isto é, fora da água) uma fração de seu volume total de, aproximadamente:

A)1,2%
B)4,8%
C)8,3%
D)17%
E)33%

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Em equilíbrio, a massa de água deslocada é a massa do submarino. O volume total desloca $2{,}4\times10^3$ toneladas quando submerso; na superfície desloca $2{,}0\times10^3$. A fração emersa é $1-2{,}0/2{,}4=1/6\approx17\%$. Alternativa D.

Q31
Termologia — Gases — Equacao De Estado

Uma determinada amostra de um gás ideal evolui desde um estado inicial no qual a sua temperatura é de 24ºC até um estado final onde a sua pressão é o triplo e o seu volume é a metade dos respectivos valores originais. Nesse novo estado a temperatura dessa amostra de gás valerá aproximadamente:

A)−75 ºC
B)16 ºC
C)36 ºC
D)107 ºC
E)173 ºC

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Na escala absoluta, $T_i=24+273=297\ \mathrm K$. Como $T\propto PV$, $T_f=3\cdot297/2=445{,}5\ \mathrm K$, ou aproximadamente $173\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa E.

Q32
Termologia — Calorimetria — Equilibrio Termico

Um calorímetro de paredes adiabáticas e capacidade térmica desprezível contém 360 g de água inicialmente a 60 ºC. Um bloco de ferro, de massa m = 1,0 kg e à temperatura inicial de 20 ºC, é então mergulhado na água contida no interior do calorímetro. Considerando o calor específico do ferro como sendo igual a 0,12 cal/g ºC e desprezando as perdas de calor, a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema “ferro+água” no interior do calorímetro será de, aproximadamente:

A)35 ºC
B)40 ºC
C)45 ºC
D)50 ºC
E)55 ºC

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Igualando calor perdido e recebido: $360(60-T)=1000\cdot0{,}12(T-20)$. Logo $480T=24000$ e $T=50\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa D.

Q33
Termologia — Dilatacao — Dilatacao Linear

No decorrer de um determinado ano, a esquadria de alumínio de uma janela de comprimento L = 3,5 m teve a sua temperatura variando desde um mínimo de 15ºC, no inverno, até um máximo de 40ºC, no verão. Assim, e sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do alumínio é de $23\times10^{-6}\ {}^\circ\mathrm{C}^{-1}$, é correto afirmar que, durante aquele ano, o comprimento dessa esquadria variou de aproximadamente:

A)1 mm
B)2 mm
C)3 mm
D)4 mm
E)5 mm

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

$\Delta L=L\alpha\Delta T=3{,}5\cdot23\times10^{-6}\cdot25=0{,}0020125\ \mathrm m\approx2\ \mathrm{mm}$. Alternativa B.

Q34
Ondulatoria — Ondas — Equacao Fundamental

O sinal sonoro que indica a disponibilidade de linha em um telefone fixo tem uma freqüência de, aproximadamente, 425 Hz. Sendo de 340 m/s a velocidade de propagação do som no ar à temperatura ambiente, o comprimento de onda do som correspondente ao sinal que indica a disponibilidade de linha do telefone fixo será de, aproximadamente:

A)0,34 m
B)0,45 m
C)0,80 m
D)1,25 m
E)1,45 m

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

$\lambda=v/f=340/425=0{,}80\ \mathrm m$. Alternativa C.

Q35
Optica — Espelhos — Imagem Virtual

Um estudante, situado diante de um espelho fixo a uma parede vertical, percebe que, por maior que seja a sua distância a esse espelho, a sua imagem formada pelo espelho é sempre virtual e direita (isto é, não é invertida). Desta observação ele pode, corretamente, concluir que tal espelho é, necessariamente:

A)plano
B)côncavo
C)convexo
D)plano ou côncavo
E)plano ou convexo

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O espelho plano produz sempre imagem virtual e direita. O convexo também produz imagem virtual e direita para qualquer posição de um objeto real. O côncavo não mantém essa propriedade para todas as distâncias. Alternativa E.

Q36
Optica — Visao — Miopia

Uma pessoa tem uma deficiência visual que a impossibilita de enxergar bem objetos distantes, mas não a impede, por exemplo, de ler, sem o auxílio de lentes, a bula de um remédio. Dentre as lentes cujos perfis são mostrados abaixo, todas feitas de material mais refringente do que o meio em que estarão imersas, assinale aquela que tal pessoa deve usar para corrigir essa deficiência.

A)
Diagrama da alternativa A.
B)
Diagrama da alternativa B.
C)
Diagrama da alternativa C.
D)
Diagrama da alternativa D.
E)
Diagrama da alternativa E.

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A dificuldade para enxergar objetos distantes caracteriza miopia. Sua correção usa uma lente divergente, de bordas mais espessas que o centro no meio indicado. Esse perfil é o da alternativa C.

Q37
Eletricidade — Eletrostatica — Lei De Coulomb

Duas partículas eletricamente carregadas, afastadas uma da outra por uma distância x, se atraem com uma força coulombiana de módulo F. Duplicando-se as cargas das duas partículas, para que a força de atração entre ambas permaneça a mesma, a nova distância entre elas deverá ser igual a:

A)x/4
B)x/2
C)x
D)2x
E)4x

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Pela lei de Coulomb, $F=k|q_1q_2|/x^2$. Duplicar ambas as cargas multiplica o numerador por quatro; para manter a força, a distância deve dobrar: $x\prime=2x$. Alternativa D.

Q38
Eletricidade — Campo Eletrico — Movimento De Cargas

Uma partícula carregada é lançada em uma região onde existe um campo elétrico uniforme. A partícula penetra no campo com uma velocidade perpendicular à direção das linhas de força do mesmo. A trajetória de tal partícula, enquanto estiver sob a ação exclusivamente desse campo, será:

A)parabólica
B)circular
C)elíptica
D)retilínea
E)helicoidal

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A força elétrica constante produz aceleração constante na direção do campo. Na direção perpendicular, a velocidade inicial permanece constante. A composição é um movimento parabólico, alternativa A.

Q39
Eletricidade — Circuitos — Associacao De Resistores

Um estudante dispõe de três resistores cujas resistências elétricas valem: R, R/2 e R/3. Associando convenientemente esses três resistores, a menor resistência elétrica que o estudante pode obter vale:

A)R/7
B)R/6
C)R/5
D)R/4
E)R/3

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A menor resistência ocorre ligando os três resistores em paralelo: $1/R_{eq}=1/R+2/R+3/R=6/R$. Portanto $R_{eq}=R/6$, alternativa B.

Q40
Eletricidade — Potencia — Efeito Joule

Uma plaqueta afixada em um aquecedor elétrico informa que suas especificações são: 484W / 110V. Portanto, quando em operação nas condições especificadas, a resistência elétrica desse aquecedor valerá, aproximadamente:

A)$25\ \Omega$
B)$11\ \Omega$
C)$4{,}4\ \Omega$
D)$0{,}23\ \Omega$
E)$0{,}040\ \Omega$

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

$P=U^2/R$, portanto $R=110^2/484=25\ \Omega$. Alternativa A.