Souza Marques | 2002 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular · Física · Q21 a Q30 · 10 questões.

Dados da prova

Fundação Técnico-Educacional Souza Marques · Medicina · 2002

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 2002.pdf. Páginas do PDF: 4, 5.

Gabarito: SM-RJ 2002_gab.pdf.

Q21
Mecanica — Cinematica — Grafico Posicao

Um bloco de massa m = 5,00 kg move-se, numa trajetória retilínea, sobre uma superfície plana horizontal. O gráfico a seguir mostra como a posição desse bloco varia com o tempo. Nessa situação, a resultante de todas as forças que atuam sobre o bloco tem módulo constante e aproximadamente igual a:

Diagrama original da questão.
A)10 N
B)12 N
C)14 N
D)16 N
E)18 N

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Os pontos do gráfico seguem $x=t^2+2t$. Comparando com $x=x_0+v_0t+at^2/2$, temos $a=2\ \mathrm{m/s^2}$. Então $F=ma=5\cdot2=10\ \mathrm N$. Alternativa A.

Q22
Mecanica — Quantidade De Movimento — Colisao Inelastica

No laboratório de uma escola (considerado como um referencial inercial), uma partícula de massa $m_1$, movendo-se com uma velocidade $\vec V_1$ de módulo igual a 4,0 m/s, vai colidir direta e frontalmente com outra partícula de massa $m_2$ que se move na mesma direção mas em sentido contrário, com uma velocidade $\vec V_2$ de módulo igual a 2,0 m/s (figura). Sabendo que as duas partículas formam um sistema isolado e que permanecem juntas após a colisão, movendo-se com a mesma velocidade $\vec V$ de módulo igual a 3,0 m/s, a razão $m_1$/$m_2$ entre as massas dessas duas partículas vale, aproximadamente:

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

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Escolhendo positivo o sentido inicial de $m_1$, a conservação do momento dá $4m_1-2m_2=3(m_1+m_2)$. Logo $m_1=5m_2$ e $m_1/m_2=5{,}0$. Alternativa E.

Q23
Mecanica — Hidrostatica — Empuxo

Quando uma esfera homogênea é totalmente mergulhada em um líquido, ele exerce sobre ela uma força de empuxo de módulo igual a F. Uma vez abandonada livremente no líquido, essa esfera passa a flutuar com 2/3 do seu volume acima da superfície livre do líquido. Assim, o peso dessa esfera vale:

A)F/3
B)F/2
C)2F/3
D)3F/2
E)3F

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Com toda a esfera imersa, $F=\rho gV$. Flutuando com dois terços fora, apenas $V/3$ desloca líquido. O peso equilibra o empuxo: $P=\rho gV/3=F/3$. Alternativa A.

Q24
Termologia — Gases — Isotermica

O gráfico acima ilustra, no plano “Pressão x Volume”, um ciclo de transformações ocorridas com uma certa quantidade de um gás ideal. Nesse ciclo, é(são) isotérmica(s), apenas a(s) transformação(ões):

Diagrama original da questão.
A)MN
B)NP
C)PQ
D)QM
E)NP e QM

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Uma transformação isotérmica de gás ideal conserva $PV$. Entre N e P, os produtos indicados são $4\cdot6=2\cdot12=24$; o trecho corresponde à hipérbole isotérmica. Os demais trechos não conservam esse produto. Alternativa B.

Q25
Mecanica — Energia — Energia Elastica

Sobre uma mola ideal relaxada, mantida na posição vertical, é colocada uma esfera de aço (fig. 1). Uma vez equilibrada sobre a mola, a esfera a comprime de uma distância y em relação ao seu tamanho inicial (fig. 2). A seguir, o sistema esfera−mola é pressionado de forma a retrair a mola de mais 3y (fig. 3). Finalmente, o sistema é subitamente liberado, e a esfera, a partir do repouso, é lançada verticalmente para cima, atingindo uma altura máxima $h_{\text{máx}}$ em relação a sua posição mais baixa em todo o processo (fig. 4). Sendo desprezível a resistência do ar, é correto afirmar que:

Diagrama original da questão.
A)$h_{\text{máx}}$ = 4,0 y
B)$h_{\text{máx}}$ = 4,5 y
C)$h_{\text{máx}}$ = 6,0 y
D)$h_{\text{máx}}$ = 8,0 y
E)$h_{\text{máx}}$ = 9,0 y

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

No equilíbrio, $ky=mg$. Na posição de lançamento, a compressão é $4y$. Pela conservação da energia entre essa posição e o ponto mais alto, $k(4y)^2/2=mgh_{\text{máx}}$. Substituindo $ky=mg$, resulta $h_{\text{máx}}=8y$. Alternativa D.

Q26
Mecanica — Estatica — Torques

Na figura, uma barra homogênea de massa M encontra-se em equilíbrio na horizontal, sustentada por um fio preso a uma distância de uma de suas extremidades igual a 1/3 de seu comprimento. Dessa extremidade, pende um objeto de massa $m_1$, e, da outra extremidade, um objeto de massa $m_2$. Nessas condições, é correto afirmar que:

Diagrama original da questão.
A)$m_1=3m_2/2$
B)$m_1=2m_2$
C)$m_1=M/2+2m_2$
D)$m_1=M+2m_2$
E)$m_1=M+3m_2$

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Em torno do ponto de suspensão: $m_1gL/3=Mg(L/2-L/3)+m_2g(2L/3)$. Simplificando, $m_1=M/2+2m_2$. Alternativa C.

Q27
Ondulatoria — Ondas Estacionarias — Corda

Uma corda de violão de comprimento L = 1,0 m e fixa por suas extremidades é posta a vibrar como mostrado na figura acima. Sendo a freqüência de vibração igual a 400 Hz, a velocidade de propagação de ondas transversais nessa corda é aproximadamente igual a:

Diagrama original da questão.
A)100 m/s
B)200 m/s
C)400 m/s
D)600 m/s
E)800 m/s

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A figura representa o modo fundamental, com $L=\lambda/2$. Logo $\lambda=2\ \mathrm m$ e $v=f\lambda=400\cdot2=800\ \mathrm{m/s}$. Alternativa E.

Q28
Optica — Espelhos — Espelho Concavo

Um estudante, ao olhar a imagem de seu rosto formada por um espelho, percebe que ela é virtual, direita (i.e., não invertida) e ampliada (i.e., maior do que seu próprio rosto). Assim, ele conclui corretamente que tal espelho é, necessariamente:

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

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Uma imagem virtual, direita e ampliada de objeto real é produzida pelo espelho côncavo quando o objeto fica entre o foco e o vértice. Alternativa C.

Q29
Eletricidade — Circuitos — Associacao De Resistores

No circuito apresentado no esquema acima, todos os resistores são idênticos, e a corrente elétrica que percorre o ramo com três resistores vale i = 60 mA. Nessas circunstâncias, a corrente elétrica que percorre o ramo com dois resistores valerá, aproximadamente:

Diagrama original da questão.
A)30 mA
B)40 mA
C)60 mA
D)90 mA
E)120 mA

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Os ramos têm a mesma tensão. No ramo com três resistores, $U=3R\cdot60\ \mathrm{mA}$. No ramo com dois, $i=U/(2R)=90\ \mathrm{mA}$. Alternativa D.

Q30
Termologia — Calorimetria — Aquecimento Eletrico

Um resistor de resistência elétrica R = 35 Ù e diretamente conectado a uma fonte ideal de força eletromotriz å = 140V é usado para aquecer um volume de 8,0 litros de água, encerrado no interior de um recipiente de paredes adiabáticas. Considerando que toda a energia liberada pelo aquecedor seja absorvida pela água e que sua temperatura seja continuamente homogeneizada, essa temperatura deverá elevar-se de 30 ºC em aproximadamente (1 cal = 4,2 J):

A)15 min
B)30 min
C)45 min
D)60 min
E)75 min

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Interpretando os glifos da fonte como $R=35\ \Omega$ e $U=140\ \mathrm V$, a potência é $P=U^2/R=560\ \mathrm W$. A água requer $Q=8000\cdot1\cdot30=240000\ \mathrm{cal}=1008000\ \mathrm J$. Assim $t=Q/P=1800\ \mathrm s=30\ \mathrm{min}$. Alternativa B.

O PDF imprime os glifos “Ù” para a unidade de resistência e “å” para a força eletromotriz. Eles foram preservados na transcrição; no cálculo, interpretam-se respectivamente como ohm e força eletromotriz.