Provas Anteriores | Souza Marques 2009 | Física

Q21

Mecânica — Cinemática — Gráficos do movimento

Uma partícula inicia seu movimento na origem de um eixo orientado em t = 0. Seu gráfico velocidade-tempo é apresentado a seguir: Pela análise do gráfico, em que instante a partícula passará novamente pela origem?

Gráfico velocidade-tempo com mudança de sentido em 6 s.

A)t = 4s.

B)t = 6s.

C)t = 8s.

D)t = 11s.

E)t = 12s.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A área algébrica sob o gráfico fornece o deslocamento. Até 6 s, a área positiva vale $10+20+10=40\,\mathrm m$. Entre 6 e 8 s, a área negativa vale $10\,\mathrm m$, restando 30 m. A partir de 8 s, a velocidade é $-10\,\mathrm{m/s}$ e são necessários mais 3 s para retornar: $t=11\,\mathrm s$.

Q22

Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Automóveis vêm equipados com cintos de segurança, e alguns (mais modernos) até com air bags. A finalidade é proteger o motorista em caso de acidente. Assinale a alternativa que aponte corretamente o conhecimento físico utilizado pelas técnicas acima apresentadas.

A)1a Lei de Newton

B)conservação da quantidade de movimento

C)conservação da quantidade de energia

D)1a Lei de Kleper

E)Teorema de Arquimedes

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A primeira lei de Newton descreve a inércia: o ocupante tende a manter sua velocidade quando o automóvel sofre uma parada brusca. Cinto e air bag exercem forças que alteram o movimento do corpo e reduzem o impacto.

Q23

Mecânica — Energia — Dissipação de energia

Uma pequena esfera é abandonada em repouso no ponto A da rampa mostrada a seguir. Após rolar por ela, chega ao ponto B com velocidade de 30m/s. Sendo h = 80m, m (massa da esfera) = 1,0kg e g = 10m/s², qual é a perda de energia da esfera, durante a descida, provocada pelo atrito?

Esfera descendo da altura h entre A e B.

A)400J.

B)350J.

C)200J.

D)150J.

E)Zero (isto é, não há atrito).

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Na interpretação adotada pelo gabarito, a energia inicial é $mgh=1\cdot10\cdot80=800\,\mathrm J$ e a energia cinética final é $mv^2/2=450\,\mathrm J$. A perda é $800-450=350\,\mathrm J$.

O texto usa “rolar”, mas o gabarito desconsidera a energia cinética de rotação; não há dados para determiná-la.

Q24

Mecânica — Hidrostática — Densidade e flutuação

Três pequenos cubos, identificados pelos nº I, II e III, são colocados totalmente imersos num recipiente com água. Os cubos são maciços e homogêneos. A tabela a seguir fornece a massa (m) e o volume (v) de cada um.

	M (g)	V (cm³)
I	200	50
II	50	200
III	100	100

Após serem colocados no interior do líquido, eles são deixados livres. Qual deles subirá à superfície?

A)I somente.

B)II somente.

C)III somente.

D)Todos os três.

E)Nenhum dos três.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

As densidades são $200/50=4$, $50/200=0{,}25$ e $100/100=1\,\mathrm{g/cm^3}$. Somente II é menos denso que a água e sobe à superfície. I afunda e III pode permanecer em equilíbrio quando totalmente imerso.

Q25

Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico

Dois pedaços de alumínio, de massas $m_1=30\mathrm g$ e $m_2=70\mathrm g$, inicialmente em temperaturas diferentes, são colocados em contato, de modo a trocarem calor apenas entre eles. A evolução de suas temperaturas, em função do tempo, é vista no gráfico. Qual é o valor de θ?

Temperaturas dos pedaços de alumínio convergindo ao equilíbrio θ.

A)32°C.

B)30°C.

C)25°C.

D)20°C.

E)12°C.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Os pedaços têm o mesmo calor específico e trocam calor apenas entre si. Pelo gráfico, $30c(\theta+10)+70c(\theta-40)=0$. Assim, $100\theta=2500$ e $\theta=25\,^{\circ}\mathrm C$.

Q26

Termologia — Dilatação térmica — Dilatação linear

Observe, na figura a seguir, o cilindro metálico composto de dois metais diferentes, na temperatura de 0°C. Na mesma figura, são informados o comprimento e o coeficiente de dilatação linear de cada parte do cilindro. Qual é o valor do coeficiente de dilatação do cilindro composto?

Cilindro de duas partes com comprimentos e coeficientes de dilatação.

A)$3{,}8\times10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

B)$5{,}4\times10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

C)$6\times10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

D)$7\times10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

E)$8{,}1\times10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A dilatação total é $\Delta L=(L_1\alpha_1+L_2\alpha_2)\Delta T$. Portanto, $\alpha_{\mathrm{eq}}=(1\cdot3+2\cdot9)10^{-5}/3=7\cdot10^{-5}\,^{\circ}\mathrm C^{-1}$.

Q27

Óptica — Refração — Lei de Snell

Uma lâmina, em forma de paralelepípedo, tem 1,0cm de espessura, é feita de um plástico transparente, com índice de refração $n=\sqrt{\frac32}$ e repousa sobre um espelho plano conforme figura a seguir.

Também na figura, vê-se um raio de luz monocromática que, incidindo em A, proveniente do ar, emerge em B.

Determine a distância AB.

Raio luminoso refratado em lâmina e refletido por espelho plano.

A)2,0cm

B)2,5cm

C)3,0cm

D)3,5cm

E)4,0cm

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Pela lei de Snell, $\sin r=\sin60^{\circ}/\sqrt{3/2}=1/\sqrt2$, logo $r=45^{\circ}$. O raio percorre a espessura duas vezes e o deslocamento lateral total é $AB=2e\tan r=2\cdot1\cdot1=2{,}0\,\mathrm{cm}$.

Q28

Óptica — Espelhos esféricos — Construção de imagens

Apresenta-se a seguir o esquema usual de um espelho esférico côncavo onde estão indicados o vértice (v), o foco (F) e o centro de curvatura (C). Também aparecem cinco pontos numerados de 1 (um) a 5 (cinco).

Preencha as lacunas da frase a seguir:

Se um objeto for colocado na posição de nº ___, sua imagem correspondente aparecerá na posição de nº___.

Assinale a alternativa que corresponda ao par de números corretos que preenchem as lacuna da afirmação acima.

Espelho côncavo com vértice, foco, centro e cinco posições indicadas.

A)1 – 5

B)2 – 4

C)4 – 4

D)4 – 3

E)3 – 1

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Um objeto colocado no centro de curvatura de um espelho côncavo produz uma imagem real, invertida e de mesmo tamanho no próprio centro de curvatura. O ponto 4 representa esse centro, de modo que o par correto é 4 – 4.

Q29

Eletricidade — Campo elétrico — Equilíbrio de cargas

No interior de um campo elétrico uniforme $(\vec E)$, vamos colocar uma partícula subatômica de massa m. Pretendemos que a partícula fique em repouso, graças à ação simultânea dos campos elétrico e gravitacional.

Com que combinação entre partícula e orientação de campo elétrico conseguiremos nosso objetivo?

A)Elétron;

B)Elétron;

C)Próton;

D)Próton; $\vec E=\vec0$ (nulo)

E)Nêutron; $\vec E=\vec0$ (nulo)

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O peso aponta para baixo. Para equilibrá-lo, a força elétrica deve apontar para cima. Como o elétron tem carga negativa, a força elétrica tem sentido contrário ao campo; portanto, um elétron em um campo para baixo pode ficar em equilíbrio.

Q30

Eletricidade — Circuitos elétricos — Associação de resistores

O circuito elétrico simples da figura abaixo é constituído de dois resistores ôhmicos, um amperímetro e um gerador, considerados ideais, isto é, de resistências internas nulas. Desejamos duplicar a intensidade de corrente no amperímetro. Para isso, vamos colocar uma resistência R’, entre os pontos A e B, em paralelo com a resistência de 6Ω. Qual é o valor de R’?

Gerador de 120 V, amperímetro e resistores de 4 e 6 Ω.

A)6,0Ω.

B)4,8Ω.

C)3,0Ω.

D)2,0Ω.

E)1,2Ω.

Gabarito oficial

Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Inicialmente, $R_{\mathrm{eq}}=4+6=10\,\Omega$. Para duplicar a corrente com a mesma tensão, a resistência total deve cair para $5\,\Omega$. A associação em paralelo deve valer $1\,\Omega$: $6R\prime/(6+R\prime)=1$, de onde $R\prime=1{,}2\,\Omega$.

Souza Marques | 2009 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova