Provas Anteriores | Souza Marques 2008 | Física

Q21

Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Considere que uma única força F seja aplicada, isolada e separadamente, a três corpos I, II e III. As acelerações obtidas apresentam valores $a_1=2\,\mathrm{m/s^2}$, $a_2=3\,\mathrm{m/s^2}$ e $a_3=6\,\mathrm{m/s^2}$ respectivamente. Qual será o valor da aceleração obtida, se a mesma e única força F for aplicada ao conjunto dos três corpos, reunidos num bloco, mantidas todas as condições iniciais?

A)$\frac1{11}\,\mathrm{m/s^2}$.

B)$1\,\mathrm{m/s^2}$.

C)$11\,\mathrm{m/s^2}$.

D)$5{,}5\,\mathrm{m/s^2}$.

E)$36\,\mathrm{m/s^2}$.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Pela segunda lei de Newton, $m_i=F/a_i$. Assim, $m_1+m_2+m_3=F(1/2+1/3+1/6)=F$ e $a=F/(m_1+m_2+m_3)=1\,\mathrm{m/s^2}$.

Q22

Termologia — Gases ideais — Transformação isotérmica

Os gases perfeitos podem sofrer algumas transformações particulares intituladas isotérmicas, isobáricas e isométricas (ou isocóricas). Tais transformações costumam vir apresentadas em gráficos, relacionando as grandezas pressão (P), volume (V) e temperatura absoluta (T). Que gráficos (ou gráficos) pode(m) representar uma transformação isotérmica?

Cinco gráficos de transformações gasosas, identificados de I a V.

A)Somente o I.

B)Apenas o I e o V.

C)Somente o IV.

D)Apenas e II e o III.

E)Apenas o IV e o V.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Em uma transformação isotérmica, a temperatura absoluta é constante e $PV$ permanece constante. IV apresenta a hipérbole $P\propto1/V$ e V mantém $T$ constante. I não é uma hipérbole, II mantém volume constante e III varia a temperatura.

Q23

Mecânica — Hidrostática — Empuxo

Colocamos um cubo de madeira maciça em recipiente contendo água (d = 1,0 g/m³), verificando que 40% dele ficam submersos (figura 1). O mesmo cubo é transferido para outro recipiente contendo um líquido desconhecido, ficando agora com 25% de seu volume submersos (figura 2). Qual é o valor, em g/m³, da densidade do líquido desconhecido?

Cubo flutuando parcialmente imerso na água e no líquido desconhecido.

A)0,5.

B)0,8.

C)1,2.

D)1,6.

E)2,0.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

No equilíbrio de flutuação, $\rho_cVg=\rho_\ell V_{\mathrm{sub}}g$. Para a água, $\rho_c=0{,}40\rho_a$; no segundo líquido, $\rho_c=0{,}25\rho_\ell$. Portanto, $\rho_\ell=(0{,}40/0{,}25)\cdot1{,}0=1{,}6\,\mathrm{g/m^3}$, usando a unidade impressa na prova.

A prova imprime g/m³ para a densidade da água e para a resposta. Essa unidade foi preservada, embora a densidade usual da água seja 1 g/cm³.

Q24

Termologia — Calorimetria — Mudança de fase

Em um laboratório escolar, um professor, auxiliado por alguns alunos, vai realizar uma experiência para determinar o calor latente de fusão do gelo. Ele coloca uma esfera de metal, de 300g de massa e calor específico 0,25 cal/g°C, em um forno elétrico. Quando a temperatura da esfera chega a 500°C, ela é retirada do forno e rapidamente colocada sobre uma grande pedra de gelo fundente. Quando o equilíbrio térmico é estabelecido, recolheu-se 1/2 litro de água, proveniente do gelo. Com esses resultados, qual foi o valor encontrado para o calor latente de fusão do gelo?

A)82 cal/g.

B)80 cal/g.

C)78 cal/g.

D)75 cal/g.

E)70 cal/g.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A esfera cede $Q=mc\Delta T=300\cdot0{,}25\cdot500=37500\,\mathrm{cal}$. A água de fusão tem massa de aproximadamente $500\,\mathrm g$, de modo que $L=Q/m_{\mathrm{gelo}}=37500/500=75\,\mathrm{cal/g}$.

Q25

Eletricidade — Circuitos elétricos — Ponte equilibrada

O circuito elétrico mostrado a seguir é constituído de quatro lâmpadas idênticas, acesas por estarem ligadas a gerador adequado. Existe também uma chave S, no momento desligada. Se, em determinado momento, a chave S for ligada, o que se espera que, corretamente, aconteça?

Circuito de quatro lâmpadas idênticas e chave S entre os pontos médios.

A)Nada, pois as lâmpadas continuarão com o mesmo brilho.

B)O brilho das lâmpadas aumentará.

C)O brilho das lâmpadas diminuirá.

D)As lâmpadas apagarão.

E)As lâmpadas "queimarão".

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

As duas associações em série têm resistências iguais. Seus pontos médios ficam no mesmo potencial, de modo que ligar a chave não estabelece corrente no ramo central. As correntes e os brilhos das quatro lâmpadas permanecem iguais aos anteriores.

Q26

Mecânica — Cinemática — Gráficos do movimento

Uma partícula percorre uma trajetória retilínea, entre 0 e 8 segundos, descrita no gráfico S x t (posição-tempo) a seguir: Sabendo-se que o trecho entre 0 e 4s é um arco de parábola, qual dos gráficos V x t (velocidade-tempo) corresponde ao movimento descrito?

Gráfico velocidade versus tempo da alternativa A

Gráfico velocidade versus tempo da alternativa B

Gráfico velocidade versus tempo da alternativa C

Gráfico velocidade versus tempo da alternativa D

Gráfico velocidade versus tempo da alternativa E

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A velocidade é a inclinação do gráfico de posição. No trecho parabólico, ela diminui linearmente até zero em $t=4\,\mathrm s$; de 4 a 8 s, a posição é constante e a velocidade é nula. Esse comportamento corresponde ao gráfico C.

Q27

Óptica — Lentes esféricas — Imagem virtual ampliada

Um estudante encontrou uma lente sobre a mesa do laboratório, pousada sobre a capa de uma apostila. O que ele viu está mostrado na figura (1). O estudante sabe que as lentes esféricas podem ser classificadas da forma mostrada na figura (2). Que lente (ou lentes) pode(m) provocar o efeito observado pelo estudante sobre a mesa do laboratório?

Lente ampliando letras sobre uma apostila e perfis de lentes I, II, III e IV.

A)Somente a I.

B)Apenas a I e a II.

C)Somente a III.

D)Apenas a III e a IV.

E)Somente a IV.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A ampliação de um objeto real observado através da lente corresponde a uma imagem virtual e direita produzida por uma lente convergente com o objeto entre a lente e o foco. No meio usual ar–vidro, I e II são convergentes e III e IV são divergentes.

Q28

Eletricidade — Eletrostática — Energia potencial elétrica

Uma carga puntiforme positiva Q, colocada no ponto A da figura, gera ao seu redor um campo elétrico. No ponto B do campo, é fixada uma carga de prova q, a uma distância d da carga geradora. Sabemos que a força aplicada sobre a carga q vale 400N e que a energia potencial eletrostática, naquele ponto, mede 100J. Qual é o valor, em cm, da distância d?

Cargas Q e q nos pontos A e B separadas pela distância d.

A)80.

B)64.

C)50.

D)32.

E)25.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Para as cargas puntiformes, $F=kQq/d^2$ e $U=kQq/d$. Logo, $U/F=d=100/400=0{,}25\,\mathrm m=25\,\mathrm{cm}$.

Q29

Ondulatória — Ondas estacionárias — Cordas e tubos sonoros

Dispomos de uma corda vibrante e de um tubo sonoro fechado, ambos com 40cm de comprimento, nos quais podemos produzir ondas estacionárias. Tocando a corda, ela emite um som fundamental de freqüência f1. Soprando no tubo, o som fundamental produzido tem freqüência f2. Determine a razão f1/f2.

A)2

B)1/2

C)4

D)1/4

E)1

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Para uma corda fixa nas duas extremidades, $f_1=v_c/(2L)$; para um tubo fechado em uma extremidade, $f_2=v_a/(4L)$. Assim, $f_1/f_2=2v_c/v_a$. A alternativa A do gabarito oficial corresponde a supor velocidades de propagação iguais. O enunciado não fornece essa igualdade; apenas os comprimentos iguais não bastam para fixar a razão.

Gabarito oficial A. Falta no enunciado uma relação entre as velocidades de propagação na corda e no ar; não se deve apresentar o resultado 2 como dedutível apenas dos dados fornecidos.

Q30

Mecânica — Energia — Dissipação de energia

É sabido que, no vácuo, se lançarmos verticalmente para cima, a partir do solo, uma pedra com velocidade inicial $v_0$, ela retorna com a mesma velocidade em módulo. No ar, porém, o atrito consumirá parte da energia cinética, não havendo mais conservação de energia. Lançamos uma pedra verticalmente para cima, com velocidade inicial 30m/s. Supondo que a resistência do ar provoque uma perda de 36% de sua energia durante o movimento, com que velocidade a pedra retornará ao ponto de partida?

A)28m/s.

B)26,8m/s.

C)24m/s.

D)19,2m/s.

E)16m/s.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A energia cinética final é $64\%$ da inicial: $\tfrac12mv^2=0{,}64\,\tfrac12m\cdot30^2$. Logo, $v=30\sqrt{0{,}64}=24\,\mathrm{m/s}$.

Souza Marques | 2008 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova