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 2004.pdf. Páginas do PDF: 3, 4.
Gabarito: SM-RJ 2004_gab.pdf.
Q21
Mecanica — Cinematica — Graficos
O movimento de uma partícula pode ser estudado com a ajuda dos gráficos posição−tempo (s x t), velocidade−tempo (v x t) e aceleração−tempo (a x t). Em qual das opções abaixo os 3 gráficos podem corresponder a uma mesma situação de movimento?
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial
E
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Os gráficos devem obedecer a $v=ds/dt$ e $a=dv/dt$. Em E, a posição é uma parábola côncava para baixo, a velocidade diminui linearmente e a aceleração é constante negativa. As três representações são compatíveis. Alternativa E.
Q22
Mecanica — Dinamica Circular — Looping
Durante uma exibição de acrobacias aéreas, um piloto executa um loop com seu avião, isto é, descreve uma circunferência completa, de raio 100m, no plano vertical. Ao passar pelo ponto mais baixo do loop, sua velocidade é de 180km/h. Este é o ponto da curva onde o piloto mais sofre, pois a força do assento sobre ele é muito grande. Se o piloto tem massa 70kg, esta força tem valor:
A)2 900N
B)2 450N
C)2 000N
D)1 870N
E)1 625N
Gabarito oficial
B
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
$180\ \mathrm{km/h}=50\ \mathrm{m/s}$. No ponto inferior, $N-mg=mv^2/R$. Com $g\approx10\ \mathrm{m/s^2}$, $N=70(10+2500/100)=2450\ \mathrm N$. Alternativa B.
Q23
Mecanica — Quantidade De Movimento — Colisao Inelastica
Considere duas esferas de mesmo raio, deslocando-se sobre uma superfície plana e horizontal e que vão colidir frontalmente. Os valores de suas massas e respectivas velocidades são apresentados no esquema abaixo. Notando-se que, após o choque, as esferas seguiram grupadas uma à outra, qual a velocidade adquirida pelo sistema das duas esferas?
A)2,4m/s
B)3,6m/s
C)4,8m/s
D)5,2m/s
E)6,0m/s
Gabarito oficial
A
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Tomando para a direita como positivo, $4\cdot9-6\cdot2=(4+6)v$. Logo $v=2{,}4\ \mathrm{m/s}$ para a direita, alternativa A.
Q24
Mecanica — Estatica — Mola
Uma barra rígida e homogênea, de massa 4,0kg e comprimento 80cm, é pendurada por uma de suas extremidades a uma mola que pende do teto, ficando a outra extremidade apoiada no solo, conforme mostrado: Se a constante elástica da mola é k = 400N/m, podemos concluir que a mola sofrerá uma deformação de:
A)10cm
B)8cm
C)5cm
D)3cm
E)1cm
Gabarito oficial
C
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Os momentos em torno da extremidade apoiada dão $F_e L\cos\theta=mg(L/2)\cos\theta$. Assim $F_e=mg/2=20\ \mathrm N$. Pela lei de Hooke, $x=F_e/k=20/400=0{,}05\ \mathrm m=5\ \mathrm{cm}$. Alternativa C.
Q25
Eletricidade — Circuitos — Tensao
Estudando atentamente as informações contidas no circuito apresentado a seguir, pode-se determinar o valor da tensão (ou diferença de potencial) entre os pólos A e B do circuito. O valor correto para a tensão é:
A)12V
B)25V
C)32V
D)40V
E)60V
Gabarito oficial
B
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
No ramo direito há três resistores de 1 Ω em série e corrente de 5 A, logo a tensão entre os nós centrais é 15 V. No resistor central de 3 Ω passam também 5 A. Portanto cada resistor externo de 0,5 Ω conduz 10 A e perde 5 V. A tensão total é $5+15+5=25\ \mathrm V$. Alternativa B.
Q26
Optica — Lentes — Lupa
Um estudante precisa examinar melhor a asa de uma borboleta, colocando-a próxima a um elemento óptico que lhe forneça uma imagem aumentada da asa. Para atingir este objetivo ele deve contar com o auxílio de:
A)um espelho plano.
B)um espelho esférico convexo.
C)uma lente divergente.
D)uma lente convergente.
E)um prisma de reflexão total.
Gabarito oficial
D
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
A lente convergente, com o objeto entre o foco e a lente, forma imagem virtual, direita e ampliada. É a utilização como lupa, alternativa D.
Q27
Ondulatoria — Ondas — Comprimento De Onda
A figura a seguir mostra uma onda periódica, gerada a partir de um ponto A e que se propaga para a direita com velocidade v = 2,0m/s: Determinando-se a freqüência (f) e a amplitude (A) referentes a esta onda, encontraremos que valores?
A)f = 16Hz; A = 10cm
B)f = 16Hz; A = 75cm
C)f = 16Hz; A = 40cm
D)f = 4,0Hz; A = 20cm
E)f = 4,0Hz; A = 10cm
Gabarito oficial
E
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Os 0,75 m indicados correspondem a $3\lambda/2$, portanto $\lambda=0{,}50\ \mathrm m$. Assim $f=v/\lambda=2/0{,}5=4\ \mathrm{Hz}$. A altura pico a vale é 0,20 m, logo $A=0{,}10\ \mathrm m=10\ \mathrm{cm}$. Alternativa E.
Q28
Eletricidade — Eletrostatica — Contato
Duas esferas idênticas, carregadas com cargas respectivamente iguais a +6,0C e −12C são fixadas a uma certa distância d uma da outra. A seguir, colocamos as esferas em contato, separamos e recolocamos nos mesmos lugares originais, mantendo portanto a mesma distância d. Comparando a nova força de interação elétrica com a antiga, podemos prever que a nova força:
A)é o quádruplo da antiga.
B)é igual à antiga.
C)é igual a ¼ da antiga.
D)é igual a ⅛ da antiga.
E)é atrativa, mas não se pode avaliar seu novo valor comparativo.
Gabarito oficial
D
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Após o contato de esferas idênticas, cada uma fica com $(6-12)/2=-3\ \mathrm C$. O módulo inicial é proporcional a 72, e o final a 9. Logo $F_f/F_i=9/72=1/8$. A nova força é repulsiva. Alternativa D.
Q29
Eletricidade — Campo Eletrico — Dipolo
A situação mostrada a seguir evidencia a presença de um dipolo elétrico, isto é, um par de partículas de cargas iguais em módulo e sinais opostos, situadas em A e B. Sabendo-se que o ponto R pertence à mediatriz do segmento AB , qual das opções melhor mostra informações sobre o sentido do campo elétrico ($\vec E$) e o valor do potencial elétrico (V) neste ponto?
A)$\rightarrow;\ V=0$
B)$\leftarrow;\ V\ne0$
C)$\downarrow;\ V=0$
D)$\uparrow;\ V\ne0$
E)$\vec E=\vec0;\ V=0$
Gabarito oficial
A
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
Na mediatriz, as distâncias às duas cargas são iguais: os potenciais se cancelam, $V=0$. As componentes verticais dos campos também se cancelam, e as horizontais somam-se para a direita, do positivo para o negativo. Alternativa A.
Q30
Termologia — Calorimetria — Fusao
Um pedaço de gelo, de massa 400g, inicialmente a 0°C, é colocado numa panela e, em seguida, num forno que fornece uma potência térmica de 160kcal/h. Desprezando as possíveis perdas de calor no processo e lembrando que o calor latente de fusão do gelo é 80cal/g, em quanto tempo a panela conterá somente água a 20°C? Considere desprezível a capacidade térmica da panela.
A)45 min
B)30 min
C)15 min
D)10 min
E)5 min
Gabarito oficial
C
Resolução — Método TEF
Gabarito oficial.
A fusão consome $400\cdot80=32000\ \mathrm{cal}$ e o aquecimento até 20 °C, $400\cdot20=8000\ \mathrm{cal}$. Assim $Q=40\ \mathrm{kcal}$ e $t=Q/P=40/160=0{,}25\ \mathrm h=15\ \mathrm{min}$. Alternativa C.
