Vestibular Estadual 2025 · prova aplicada em 8 de setembro de 2024 · Física objetiva: Q01, Q36, Q39, Q42 e Q45.
Na cidade do Rio de Janeiro, a população já experimentou sensação térmica de $55\text{ °C}$.
Com base nos dados do texto, essa mesma temperatura, em graus Fahrenheit, corresponde a:
A relação entre Celsius e Fahrenheit é:
$F=1{,}8C+32$.
Para $C=55$:
$F=1{,}8\cdot55+32=99+32=131\text{ °F}$.
Alternativa A.
Durante um treino, quatro posições ocupadas pelos corredores A e B, deslocando-se em movimento uniforme, foram verificadas em intervalos sucessivos de $10\text{ s}$, obtendo-se os seguintes resultados:
| Posição | Corredor A | Corredor B |
|---|---|---|
| 1 | $0\text{ m}$ | $0\text{ m}$ |
| 2 | $30\text{ m}$ | $40\text{ m}$ |
| 3 | $60\text{ m}$ | $80\text{ m}$ |
| 4 | $90\text{ m}$ | $120\text{ m}$ |
Após $60\text{ s}$ do início do treino, a distância, em metros, entre os corredores é igual a:
Pela tabela, o corredor A percorre $30\text{ m}$ a cada $10\text{ s}$:
$v_A=3\text{ m/s}$.
O corredor B percorre $40\text{ m}$ a cada $10\text{ s}$:
$v_B=4\text{ m/s}$.
Após $60\text{ s}$:
$s_A=3\cdot60=180\text{ m}$ e $s_B=4\cdot60=240\text{ m}$.
A distância entre eles é:
$\Delta s=240-180=60\text{ m}$.
Alternativa B.
Para determinar a potência dissipada por um equipamento industrial, verificou-se a relação entre a corrente elétrica $i$, em ampères, e a tensão $U$, em volts, aferidas no circuito. O valor da tensão $x$, correspondente à corrente de $5\text{ A}$, não foi registrado, conforme indica o gráfico.
Nesse circuito, quando $i=5\text{ A}$, a potência instantânea dissipada pelo equipamento, em watts, é igual a:
O gráfico mostra uma relação linear: a cada aumento de $1\text{ A}$ na corrente, a tensão aumenta $5\text{ V}$.
Assim, para $i=5\text{ A}$:
$U=25\text{ V}$.
A potência elétrica dissipada é:
$P=U\cdot i$.
$P=25\cdot5=125\text{ W}$.
Alternativa A.
Oppenheimer, vencedor do Oscar de melhor filme em 2024, retrata o desenvolvimento das duas primeiras bombas atômicas, produzidas pelos Estados Unidos, no contexto da Segunda Guerra Mundial. A energia liberada pelos dispositivos nucleares, lançados nas cidades de Hiroshima e Nagasaki em 1945, foi capaz de provocar a morte de milhares de pessoas, em função de seu poder destrutivo, oriundo das reações nucleares em cadeia conduzidas por nêutrons.
Considere que toda a energia liberada em um intervalo de tempo de $1\text{ s}$ pelas duas bombas corresponde a $1{,}5\times10^{14}\text{ J}$.
O gráfico que representa a potência média dessas bombas ao explodirem é:
A potência média é a razão entre a energia liberada e o intervalo de tempo:
$P_m=\dfrac{E}{\Delta t}=\dfrac{1{,}5\times10^{14}}{1}=1{,}5\times10^{14}\text{ W}$.
Em um gráfico de tensão $U$ por corrente $i$, o produto $U\cdot i$ tem unidade de potência:
$P=U\cdot i$.
Na alternativa A, o retângulo indicado possui dimensões $1{,}5\times10^5\text{ V}$ e $10^9\text{ A}$:
$P=(1{,}5\times10^5)(10^9)=1{,}5\times10^{14}\text{ W}$.
Alternativa A.
Para variar em $60\text{ °C}$ a temperatura de $m$ quilogramas de água, foi utilizada toda a energia produzida pela queima de $100\text{ g}$ de etanol. Para essas condições, considere os seguintes valores:
• poder calorífico do etanol igual a $30{,}00\text{ kJ/g}$;
• calor específico da água igual a $4{,}20\text{ J/g °C}$.
O valor de $m$, em quilogramas, é aproximadamente igual a:
A energia liberada pela queima do etanol é:
$E=100\cdot30{,}00=3000\text{ kJ}=3{,}0\times10^6\text{ J}$.
Toda essa energia aquece a água:
$Q=m\cdot c\cdot\Delta T$.
Usando a massa em gramas:
$3{,}0\times10^6=m\cdot4{,}20\cdot60$.
$m\approx11905\text{ g}\approx11{,}9\text{ kg}$.
Portanto, aproximadamente:
$m\approx12\text{ kg}$.
Alternativa D.