Um corpo de massa $m=2{,}0\,\mathrm{kg}$ desloca-se em movimento retilíneo uniforme sobre superfície horizontal com $v=8{,}0\,\mathrm{m/s}$. Uma força $F$ está puxando o corpo, mas a superfície apresenta atrito cinético $\mu$ = 0,20. Observa-se que o atrito deixa de existir a partir do ponto A, isto é, a superfície torna-se idealmente lisa. Assinale a alternativa que indique a velocidade com a qual o corpo passa pelo ponto B, distante $20\,\mathrm{m}$ de A.
A)$9{,}0\,\mathrm{m/s}$.
B)$10\,\mathrm{m/s}$.
C)$11\,\mathrm{m/s}$.
D)$12\,\mathrm{m/s}$.
E)$13\,\mathrm{m/s}$.
Gabarito oficial
D
Resolução
Antes de A, o movimento é uniforme: a tração equilibra o atrito, $F=\mu mg$. Após A, mantendo essa força, a aceleração é $a=F/m=\mu g=2,0\,\mathrm{m/s^2}$, usando $g=10\,\mathrm{m/s^2}$. Pela equação de Torricelli, $v_B^2=8^2+2\cdot2\cdot20=144$, portanto $v_B=12\,\mathrm{m/s}$. Alternativa D.
Q22
Física
O gráfico $S\times t$ (posição-tempo), referente ao movimento de uma partícula, é apresentado a seguir: Assinale a alternativa que indique o gráfico $V\times t$ (velocidade- tempo) da mesma partícula.
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial
B
Resolução
A velocidade é a inclinação do gráfico posição-tempo. Até $t_1$, a reta é mais inclinada: velocidade positiva constante maior. De $t_1$ a $t_2$, a reta continua crescente, mas com menor inclinação: velocidade positiva constante menor. O gráfico correspondente é B. A posição não fica constante no segundo trecho.
Q23
Física
Uma pequena esfera é abandonada no alto de um plano inclinado sem atrito, chegando ao solo com uma energia cinética $E_1$ (Figura 1). Muda-se a posição do plano inclinado e repete-se a experiência com a mesma esfera. Ela chega ao solo com energia cinética $E_2$ (Figura 2). Figura 1 Figura 2 Assinale a alternativa que indique o valor da razão $E_1$ / $E_2$.
A)$\frac{3}{4}$
B)$\frac{4}{3}$
C)$\frac{9}{16}$
D)$\frac{16}{9}$
E)1
Gabarito oficial
A
Resolução
Sem atrito, a energia potencial inicial transforma-se em cinética: $E=mgh$. Na primeira situação, a altura é $3\,\mathrm{m}$; na segunda, $4\,\mathrm{m}$. Assim, $E_1/E_2=mg\cdot3/(mg\cdot4)=3/4$. Alternativa A. O ângulo do plano não altera o resultado para uma mesma altura.
Q24
Física
Uma amostra de $5{,}0\,\mathrm{g}$ de gelo está a uma temperatura inicial $\theta$ muito abaixo de zero quando começa a receber calor continuamente. As quantidades de calor necessárias para aquecer o gelo até $0\,{}^\circ\mathrm{C}$, fundir o gelo e aquecer a água resultante até $60\,{}^\circ\mathrm{C}$ são, respectivamente, $Q_1$, $Q_2$ e $Q_3$. Verifica-se que os valores de $Q_1$, $Q_2$ e $Q_3$ estão em progressão aritmética, nesta ordem. Dados: Calor específico do gelo: $0{,}5\,\mathrm{cal/(g\cdot{}^\circ C)}$ Calor latente de fusão do gelo: $80\,\mathrm{cal/g}$ Calor específico da água: $1{,}0\,\mathrm{cal/(g\cdot{}^\circ C)}$ Assinale a alternativa que indique o valor de $\theta$.
A)$-240\,{}^\circ$
B)$-220\,{}^\circ$
C)$-200\,{}^\circ$
D)$-100\,{}^\circ$
E)$-50\,{}^\circ$
Gabarito oficial
C
Resolução
O calor de fusão é $Q_2=mL=5\cdot80=400\,\mathrm{cal}$. Para aquecer a água até $60\,{}^\circ\mathrm{C}$, $Q_3=mc\Delta T=5\cdot1\cdot60=300\,\mathrm{cal}$. Em uma progressão aritmética, $2Q_2=Q_1+Q_3$, portanto $Q_1=500\,\mathrm{cal}$. Para o gelo, $500=5\cdot0,5\cdot(0-\theta)$, de onde $\theta=-200\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa C.
Q25
Física
Um menino está enchendo o pneu de sua bicicleta, aplicando movimentos rápidos e firmes em uma bomba manual. O menino percebe, surpreso, que a bomba vai esquentando gradativamente, embora não exista nenhuma fonte térmica nas proximidades. O fenômeno descrito é uma transformação:
A)isotérmica.
B)isobárica.
C)isovolumétrica.
D)adiabática.
E)calorimétrica.
Gabarito oficial
D
Resolução
Os movimentos rápidos comprimem o ar, deixando pouco tempo para trocas de calor com o ambiente. A transformação é aproximadamente adiabática, $Q\approx0$. Pela primeira lei, o trabalho realizado sobre o gás aumenta sua energia interna e sua temperatura. A bomba aquece por contato com o ar aquecido. Alternativa D.
Q26
Física
Uma garota bate com um bastão de madeira na superfície tranquila da água de um lago. As ondas concêntricas que se formam vão fazer oscilar um pequeno barco de brinquedo distante $6\,\mathrm{m}$ da origem das ondas. Na figura acima, as linhas cheias são cristas de onda e as tracejadas, vales. Sabendo-se que as ondas se propagam a uma velocidade de $3\,\mathrm{m/s}$, assinale a alternativa que indique, em hertz, a frequência de oscilação do barco.
A)2.
B)4.
C)6.
D)8.
E)12.
Gabarito oficial
A
Resolução
Entre a origem e o barco, a figura representa quatro comprimentos de onda em $6\,\mathrm{m}$. Logo, $\lambda=6/4=1,5\,\mathrm m$. Pela relação $v=\lambda f$, a frequência é $f=3/1,5=2\,\mathrm{Hz}$. O barco oscila com a frequência da onda. Alternativa A.
Q27
Física
Um homem se coloca de pé, frente a um espelho plano, a uma distância de $8{,}0\,\mathrm{m}$, originando uma imagem $i_1$ sobre o eixo AB, como mostrado na figura a seguir. Substituindo o espelho plano por um outro esférico côncavo de distância focal $10\,\mathrm{m}$, surge uma nova imagem $i_2$. Determine a distância entre $i_1$ e $i_2$.
A)$10\,\mathrm{m}$.
B)$16\,\mathrm{m}$.
C)$20\,\mathrm{m}$.
D)$25\,\mathrm{m}$.
E)$32\,\mathrm{m}$.
Gabarito oficial
E
Resolução
O espelho plano produz a imagem $8\,\mathrm{m}$ atrás dele: $p_{i1}=-8\,\mathrm m$. Para o côncavo, com $f=10\,\mathrm m$ e $p=8\,\mathrm m$, $1/p_{i2}=1/10-1/8=-1/40$, logo $p_{i2}=-40\,\mathrm m$. As duas imagens ficam atrás do espelho; sua separação é $40-8=32\,\mathrm m$. Alternativa $E$.
Q28
Física
Duas cargas elétricas puntiformes, +Q e −Q, estão fixadas nas extremidades, de um segmento AB. Cada uma gera um campo elétrico $\vec E$ e um potencial $V$ no ponto $M$, médio do segmento AB. Assinale a alternativa que indique corretamente o campo elétrico e o potencial no ponto $M$.
A)$2\vec E\;\rightarrow$ e zero.
B)$2\vec E\;\rightarrow$ e $2\,\mathrm{V}$.
C)$2\vec E\;\rightarrow$ e $V$.
D)zero e zero.
E)zero e $2\,\mathrm{V}$.
Gabarito oficial
A
Resolução
No ponto médio, as distâncias às cargas são iguais. O campo da carga positiva aponta para longe dela, para a direita. O da negativa aponta em direção a ela, também para a direita. Os módulos se somam: $E_{res}=2E$. O potencial é escalar e as contribuições têm sinais opostos: $V_{res}=kQ/r-kQ/r=0$. Alternativa A.
Q29
Física
A figura a seguir mostra 4 pilhas comuns de $1{,}5\,\mathrm{V}$ cada, supostas ideais, ligadas a um conjunto de seis microlâmpadas de $6\,\Omega$ de resistência cada uma. Assinale a alternativa que indique o valor da intensidade de corrente, em ampères, registrado pelo amperímetro ideal (A).
A)0,25
B)0,50
C)0,75
D)1,0
E)1,25
Gabarito oficial
C
Resolução
Cada par de pilhas em série fornece $3\,\mathrm{V}$. Os dois pares estão em paralelo, mantendo a tensão total em $3\,\mathrm{V}$. Cada ramo de lâmpadas contém duas resistências em série, somando $6+6=12\,\Omega$. Os três ramos iguais em paralelo resultam em $R_{eq}=12/3=4\,\Omega$. O amperímetro mede a corrente total: $I=3/4=0,75\,\mathrm A$. Alternativa C.
Q30
Física
Fábio instalou um novo chuveiro elétrico em sua casa. À noite, ao ler o manual, ficou muito preocupado porque as intruções informavam que a potência do chuveiro era de $5000\,\mathrm{W}$. Em razão disso, tomou um banho rápido de apenas 4 minutos. Sabendo-se que a empresa de energia elétrica cobra R$ 0,45 por kWh, o custo desse banho é de:
A)R$ 0,10.
B)R$ 0,15.
C)R$ 0,20.
D)R$ 0,25.
E)R$ 0,50.
Gabarito oficial
B
Resolução
A potência é $5000\,\mathrm{W}$, ou $5\,\mathrm{kW}$; a duração é $4/60=1/15\,\mathrm{h}$. A energia consumida é $E=Pt=5/15=1/3\,\mathrm{kWh}$. Multiplicando pela tarifa, o custo é $(1/3)\cdot0,45=0,15$ real. Alternativa B. É necessário usar horas ao calcular a energia em kWh.
