Fonte: Unifeso-RJ 2003.1.pdf, páginas 3 e 4; gabarito da página 12.
Q21
Física
A busca da velocidade “Imagine voar em apenas duas horas de São Paulo a Tóquio, um percurso que hoje demora mais de um dia. Não existe um avião rápido o suficiente para executar tal proeza. Mas não se trata de um sonho impossível. Na semana passada, um grupo de cientistas australianos da Universidade de Queensland realizou o primeiro vôo bem-sucedido com um motor hipersônico, capaz de chegar a 9 800 quilômetros por hora, mais de oito vezes a velocidade do som.” (Revista VEJA, 7 de agosto de 2002) Esta espantosa velocidade, se expressa em metros por segundo, dará um valor próximo de:
A)500
B)1 300
C)1 800
D)2 700
E)3 100
Gabarito do caderno
D
Resolução
Para converter km/h para $\mathrm{m/s}$, dividimos por 3,6: $v=9800/3,6\approx2722\,\mathrm{m/s}$. O valor mais próximo é $2700\,\mathrm{m/s}$. Alternativa D.
Q22
Física
Um corpo de massa $m$ está colocado sobre um plano inclinado de $\theta=30^\circ$, num local onde a gravidade vale $g$. Observa-se que o corpo permanece em repouso. Dentre os polígonos abaixo, o que melhor representa as forças que atuam no corpo de massa $m$ é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito do caderno
A
Resolução
O corpo está em equilíbrio, portanto os vetores força devem formar um polígono fechado. O peso aponta verticalmente para baixo; a normal é perpendicular ao plano; o atrito estático aponta para cima da rampa. As intensidades satisfazem $N=mg\cos30^\circ$ e $F_{at}=mg\sin30^\circ$. O polígono A representa essas relações.
Q23
Física
Um professor, para mostrar a seus alunos o que é uma onda, sacode uma corda de maneira periódica, gerando uma propagação de velocidade $10\,\mathrm{m/s}$. Observa-se que o ponto $P$, ao ser atingido pela onda, leva um tempo de $0{,}4\,\mathrm{s}$ para chegar ao ponto mais alto de seu deslocamento transversal. Concluímos que o comprimento de onda desta propagação ondulatória vale:
A)$4\,\mathrm{m}$
B)$8\,\mathrm{m}$
C)$16\,\mathrm{m}$
D)$32\,\mathrm{m}$
E)$64\,\mathrm{m}$
Gabarito do caderno
C
Resolução
Da posição de equilíbrio até a altura máxima decorre um quarto do período. Assim, $T=4\cdot0,4=1,6\,\mathrm s$. Pela relação $\lambda=vT$, resulta $\lambda=10\cdot1,6=16\,\mathrm m$. Alternativa C.
Q24
Física
Em um calorímetro estão colocados 2 litros de água a $50\,{}^\circ\mathrm{C}$. Derramamos então, no interior do calorímetro, 6 copos $d$’água a $30\,{}^\circ\mathrm{C}$. Desprezando todas as possíveis perdas e lembrando que 1 litro de água corresponde a aproximadamente 5 copos, qual será a temperatura final de equílibrio térmico no interior do calorímetro?
A)$46\,{}^\circ\mathrm{C}$
B)$42{,}5\,{}^\circ\mathrm{C}$
C)$38\,{}^\circ\mathrm{C}$
D)$35{,}5\,{}^\circ\mathrm{C}$
E)$32\,{}^\circ\mathrm{C}$
Gabarito do caderno
B
Resolução
Os 2 litros correspondem a 10 copos. Desprezando a capacidade térmica do calorímetro, o calor cedido pela água quente iguala o recebido pela fria: $10c(50-T)=6c(T-30)$. Logo, $680=16T$, portanto $T=42,5\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa B.
Q25
Física
Um gás, suposto perfeito, é levado a sofrer três transformações sucessivas. Estas transformações estão descritas no gráfico volume $\times$ temperatura a seguir: Assinale a opção que informa corretamente os nomes das transformações ocorridas.
AB é horizontal no gráfico volume-temperatura: volume constante, transformação isométrica. BC pertence a uma reta que passa pela origem, portanto $V/T$ é constante e a pressão é constante: isobárica. CD é vertical, indicando temperatura constante: isotérmica. Alternativa B.
Q26
Física
Um grupo de estudantes estava realizando experiências com uma mola, para conhecer melhor as forças e energias envolvidas no processo. Em uma situação A (inicial), um corpo de massa $1{,}0\,\mathrm{kg}$ estava preso a uma mola, sem forçá-la. Neste caso, a energia potencial elástica é nula. Em uma situação B (final), o corpo foi deslocado de $x=10\,\mathrm{cm}$, notando-se o aparecimento de uma força elástica de intensidade $40\,\mathrm{N}$. Agora, a energia potencial elástica tem valor:
A)$8{,}0\,\mathrm{J}$
B)$6{,}5\,\mathrm{J}$
C)$4{,}0\,\mathrm{J}$
D)$2{,}0\,\mathrm{J}$
E)$0{,}25\,\mathrm{J}$
Gabarito do caderno
D
Resolução
A deformação é $x=0,10\,\mathrm m$. Pela lei de Hooke, $k=F/x=40/0,10=400\,\mathrm{N/m}$. A energia elástica é $E=kx^2/2=400\cdot0,10^2/2=2,0\,\mathrm J$. Alternativa D. A força cresce durante a deformação; por isso, a energia não é simplesmente o produto da força final por $x$.
Q27
Física
O chuveiro elétrico de uma residência tem uma pequena placa com a informação: $4200\,\mathrm{W}$ – $220\,\mathrm{V}$ Uma pessoa quer tomar um banho com água na temperatura de $38\,{}^\circ\mathrm{C}$, mas a água está chegando ao chuveiro na temperatura de $28\,{}^\circ\mathrm{C}$. Desprezando as possíveis perdas de calor e lembrando que $1\,\mathrm{cal}=4{,}2\,\mathrm{J}$, qual deve ser a vazão, em litros por segundo, da água que atravessa o chuveiro?
A)0,1
B)0,5
C)0,8
D)1
E)1,2
Gabarito do caderno
A
Resolução
A elevação de temperatura é $38-28=10\,{}^\circ\mathrm C$. Usando $c=4,2\,\mathrm{J/(g\,{}^\circ C)}$, temos $P=(m/t)c\Delta T$. Logo, $m/t=4200/(4,2\cdot10)=100\,\mathrm{g/s}$. Para a água, isso corresponde a $0,1\,\mathrm{L/s}$. Alternativa A.
Q28
Física
Uma lente convergente apresenta vergência igual a 4 dioptrias. Um objeto é colocado sobre o eixo principal desta lente, a $50\,\mathrm{cm}$ do centro óptico. Com relação à imagem produzida, é correto afirmar que:
A)sua amplificação linear será igual a −1.
B)será menor que o objeto e real.
C)não poderá ser projetada sobre uma tela.
D)será invertida e maior que o objeto.
E)tenderá para o infinito, isto é, será uma imagem imprópria.
Gabarito do caderno
A
Resolução
A vergência é o inverso da distância focal em metros: $f=1/4=0,25\,\mathrm m=25\,\mathrm{cm}$. O objeto está em $2f$. Pela equação das lentes, $1/25=1/50+1/p_i$, logo $p_i=50\,\mathrm{cm}$. A amplificação é $A=-p_i/p=-1$: imagem real, invertida e de mesmo tamanho. Alternativa A.
Q29
Física
Considere um campo elétrico uniforme e uma pequena carga de valor $q$ colocada no ponto $P$ do referido campo. A pequena carga será movimentada no interior do campo de modo que seu potencial irá variar conforme o gráfico: Qual a possível trajetória seguida pela carga?
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito do caderno
C
Resolução
O potencial aumenta quando a carga se aproxima da placa positiva e diminui quando se aproxima da negativa. O gráfico exige aumento em PQ, valor constante em QR e diminuição em RS. Portanto, PQ aponta para a placa positiva; QR percorre uma equipotencial paralela às placas; RS aponta para a negativa. Alternativa C.
Q30
Física
Em uma experiência de laboratório, direcionamos um feixe de raios luminosos paralelos e monocromáticos para duas caixas transparentes. Observamos em seguida o que acontece com os raios devido à presença das caixas: Pelo comportamento dos raios luminosos, o que pode existir no interior de cada caixa?
D)Caixa 1: lente divergente; Caixa 2: espelho plano
E)Caixa 1: lente convergente; Caixa 2: espelho plano
Gabarito do caderno
E
Resolução
A caixa 1 transforma raios paralelos em convergentes: contém uma lente convergente. Após cruzarem o foco, os raios chegam divergentes à caixa 2 e são refletidos para a esquerda, conforme a reflexão em espelho plano. A combinação é lente convergente e espelho plano. Alternativa $E$.
