Fonte: Unifeso-RJ 2005.1.pdf, páginas 4 e 5; gabarito da página 13.
Q21
Física
O gráfico velocidade−tempo mostra o movimento de um carro (identificado pelo nº 1) e um caminhão (identificado pelo nº 2). No instante $t=0$, eles estão lado a lado, quando surge um obstáculo à frente, obrigando-os a frear. Quando eles finalmente pararem, qual será a distância entre eles?
A)$15{,}0\,\mathrm{m}$
B)$24{,}5\,\mathrm{m}$
C)$40{,}0\,\mathrm{m}$
D)$62{,}5\,\mathrm{m}$
E)$70{,}0\,\mathrm{m}$
Gabarito do caderno
D
Resolução
Os deslocamentos correspondem às áreas sob os gráficos velocidade-tempo. A velocidade inicial é $90/3,6=25\,\mathrm{m/s}$. Para o carro, $s_1=25\cdot5/2=62,5\,\mathrm m$; para o caminhão, $s_2=25\cdot10/2=125\,\mathrm m$. Como partem lado a lado, a separação final é $125-62,5=62,5\,\mathrm m$. Alternativa D.
Q22
Física
Sobre uma superfície plana e horizontal, um carrinho A, de massa $4{,}0\,\mathrm{kg}$, move-se com velocidade constante $v$ antes de colidir INELASTICAMENTE com um carrinho B, de massa $16\,\mathrm{kg}$, que está em repouso. Para o carrinho A, de quantos por cento será a redução de sua velocidade, causada pela colisão?
A)80%
B)60%
C)40%
D)20%
E)5%
Gabarito do caderno
A
Resolução
A resposta do caderno pressupõe uma colisão totalmente inelástica, com os carrinhos seguindo juntos. Conservando o momento: $4v=(4+16)u$, portanto $u=0,20v$. A redução da velocidade de A é $(v-u)/v=0,80$, ou 80%, alternativa A. O termo inelástica, isoladamente, não determina uma velocidade final única; a hipótese de união dos carrinhos é necessária para o resultado oficial.
Q23
Física
Um tijolo, de $2{,}0\,\mathrm{kg}$ de massa, cai do alto de um prédio em obras, chegando ao solo com uma energia cinética equivalente a $900\,\mathrm{J}$. Se forem consideradas desprezíveis as perdas de energia por atrito durante a queda, podemos estimar a altura da queda como sendo, aproximadamente:
A)$70\,\mathrm{m}$
B)$55\,\mathrm{m}$
C)$45\,\mathrm{m}$
D)$30\,\mathrm{m}$
E)$25\,\mathrm{m}$
Gabarito do caderno
C
Resolução
Admitindo que o tijolo partiu do repouso, a perda de energia potencial transforma-se em energia cinética: $mgh=900$. Usando $g\approx10\,\mathrm{m/s^2}$, $h=900/(2\cdot10)=45\,\mathrm m$. Alternativa C.
Q24
Física
Um grupo de estudantes, no laboratório de sua escola, dispõe de vários elementos ópticos, dos quais destacam-se os seguintes: I. um espelho plano; II. um espelho côncavo; III. um espelho convexo; IV. uma lente convergente; $V$. uma lente divergente. Para melhor examinar um mosquito, preso por uma pinça, que elementos ópticos eles devem preferir?
A)II ou IV
B)II ou $V$
C)III ou IV
D)III ou $V$
E)I, II ou III
Gabarito do caderno
A
Resolução
Para examinar o mosquito, deseja-se uma imagem ampliada. O espelho côncavo e a lente convergente podem produzir imagem virtual, direita e ampliada quando o objeto é colocado entre o foco e o elemento óptico. Espelho plano não amplia; espelho convexo e lente divergente produzem imagens reduzidas de objetos reais. Portanto, II ou IV: alternativa A.
Q25
Física
Dispondo de um espelho esférico côncavo e de uma lâmpada em forma de bastão, um estudante conseguiu obter uma imagem da mesma, projetada sobre um papelão, a $80\,\mathrm{cm}$ do espelho. O curioso é que o papelão ficou praticamente colado à lâmpada. Com isto, pode-se afirmar que a distância focal do espelho vale:
A)$10\,\mathrm{cm}$
B)$20\,\mathrm{cm}$
C)$40\,\mathrm{cm}$
D)$80\,\mathrm{cm}$
E)$160\,\mathrm{cm}$
Gabarito do caderno
C
Resolução
A imagem é projetada no papelão, logo é real. Como papelão e lâmpada ficam praticamente juntos, as distâncias do objeto e da imagem ao espelho são aproximadamente iguais: $p=p_i=80\,\mathrm{cm}$. Pela equação dos espelhos, $1/f=1/80+1/80=1/40$, logo $f=40\,\mathrm{cm}$. Alternativa C.
Q26
Física
Duas pequenas esferas metálicas, ambas eletrizadas positivamente, repelem-se com uma força de intensidade $F$. Mantendo-se inalteradas suas cargas, porém reduzindo à metade a distância entre elas, a força de repulsão passará a valer:
A)$\frac F4$
B)$\frac F2$
C)$F$
D)$2F$
E)$4F$
Gabarito do caderno
E
Resolução
Pela lei de Coulomb, $F=kq_1q_2/d^2$. Mantendo as cargas e substituindo a distância por $d/2$, temos $F_f=kq_1q_2/(d/2)^2=4F$. A força quadruplica, alternativa $E$.
Q27
Física
O gráfico a seguir relaciona a potência do total de aparelhos elétricos em funcionamento numa residência, ao longo de um dia. Determine, em quilowatts-hora (kWh), a energia consumida nesta residência no período de maior atividade, entre 6 e 8 horas da noite.
A)5,0
B)8,5
C)10,0
D)12,5
E)18,0
Gabarito do caderno
C
Resolução
O intervalo solicitado vai de $18\,\mathrm{h}$ a $20\,\mathrm{h}$. Nesse trecho, o gráfico indica potência constante de $5000\,\mathrm{W}$, ou $5\,\mathrm{kW}$. A energia é a área sob o gráfico: $E=P\Delta t=5\cdot2=10\,\mathrm{kWh}$. Alternativa C. Não se deve usar a duração do dia inteiro.
Q28
Física
Em um recipiente totalmente isolado termicamente, colocamos algumas pedras de gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$ e uma certa quantidade de água a $20\,{}^\circ\mathrm{C}$. Como não são conhecidas as quantidades de gelo e água envolvidas no processo, formulamos 4 hipóteses sobre o que teremos no recipiente após atingido o equilíbrio térmico: I. somente água a $10\,{}^\circ\mathrm{C}$; II. somente água a $20\,{}^\circ\mathrm{C}$; III. água e gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$; IV. somente gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$. Das hipóteses apresentadas, as IMPOSSÍVEIS de ocorrer são, APENAS:
A)II
B)IV
C)I e III
D)II e IV
E)II, III e IV
Gabarito do caderno
D
Resolução
A água inicialmente a $20\,{}^\circ\mathrm{C}$ cede calor ao gelo. Assim, não pode terminar novamente a $20\,{}^\circ\mathrm{C}$, pois parte de sua energia é necessária para aquecer e fundir o gelo: II é impossível. Também não pode terminar somente como gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$: a água quente fornece energia que funde parte do gelo, não havendo fonte fria abaixo de $0\,{}^\circ\mathrm{C}$ para congelar toda a água. IV é impossível. Dependendo das massas, pode haver apenas água a $10\,{}^\circ\mathrm{C}$ ou uma mistura de água e gelo a $0\,{}^\circ\mathrm{C}$. Alternativa D.
Q29
Física
No circuito elétrico apresentado a seguir, todos os resistores são idênticos, de valor $R=20\,\Omega$. O gerador ideal opera em $220\,\mathrm{V}$. Qual o valor da intensidade de corrente registrada no amperímetro ideal?
A)$7{,}0\,\mathrm{A}$
B)$5{,}5\,\mathrm{A}$
C)$4{,}0\,\mathrm{A}$
D)$2{,}5\,\mathrm{A}$
E)$1{,}0\,\mathrm{A}$
Gabarito do caderno
C
Resolução
O amperímetro está antes da divisão dos ramos, portanto mede a corrente total. Os três resistores do ramo à direita estão em série: $3R=60\,\Omega$. Esse ramo fica em paralelo com o resistor central: $R_p=20\cdot60/(20+60)=15\,\Omega$. Os resistores à esquerda, um superior e um inferior, estão em série com o paralelo: $R_{eq}=20+15+20=55\,\Omega$. Logo, $I=220/55=4,0\,\mathrm A$. Alternativa C.
Q30
Física
A figura a seguir mostra um triângulo eqüilátero ABC, no qual os vértices B e C estão ocupados por partículas de cargas +Q e −Q. Qual das opções a seguir mostra corretamente o vetor campo elétrico produzido em A como resultado da ação das duas cargas?
A)$\vec 0$ (vetor nulo)
B)$\downarrow$
C)$\uparrow$
D)$\leftarrow$
E)$\rightarrow$
Gabarito do caderno
E
Resolução
As cargas têm módulos iguais e estão à mesma distância de A; por isso, seus campos em A têm intensidades iguais. O campo de +Q aponta para longe de B, para cima e para a direita. O campo de −Q aponta para C, para baixo e para a direita. As componentes verticais cancelam-se, enquanto as horizontais se somam para a direita. Alternativa $E$.
