Assinale a alternativa que apresenta a situação em que a resultante de todas as forças é nula.
A)Satélite de comunicações em órbita geoestacionária.
B)Projétil em trajetória parabólica, ao passar pelo ponto mais alto da curva.
C)Esfera descendo rampa inclinada sem atrito.
D)Carro movendo-se com velocidade vetorial constante.
E)Tijolo em queda livre.
Gabarito oficial
D
Resolução
Pela segunda lei de Newton, $\vec F_R=m\vec a$. A resultante é nula quando a aceleração vetorial é zero, o que exige velocidade vetorial constante. Isso ocorre na alternativa D. O satélite possui aceleração centrípeta; no projétil, mesmo no ponto mais alto, a gravidade continua atuando.
Q22
Física
Um cubo de madeira, de densidade $d_1=0{,}6\,\mathrm{g/cm^3}$ flutua em álcool, cuja densidade é $d_2=0{,}8\,\mathrm{g/cm^3}$. Determine, em porcentagem, a parte do cubo de madeira que fica fora do líquido.
A)75%
B)60%
C)50%
D)25%
E)20%
Gabarito oficial
A
Resolução
No equilíbrio, empuxo e peso são iguais: $d_2gV_i=d_1gV$. Assim, $V_i/V=0,6/0,8=0,75$: 75% do cubo fica imerso. A parte fora do líquido é $100-75=25\%$, alternativa D. O gabarito oficial marca A (75%), valor correspondente à parte imersa. Preserva-se a resposta oficial, mas a divergência está registrada e esta questão não pontua no quiz.
Q23
Física
Um professor entrega, a um grupo de alunos, uma tabela onde estão registradas as posições escalares de um móvel sobre um eixo orientado. Na mesma tabela estão os instantes de tempo referentes às respectivas posições.
$t$(s)
s($m$)
0
0
10
0,5
20
2,0
30
4,5
40
8,0
Os alunos resolvem construir um gráfico em escala, relativo ao movimento assinalado na tabela. A esse respeito, assinale a alternativa correta.
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial
C
Resolução
Os valores obedecem a $s=0,005t^2$. Por exemplo, $s(20)=2,0$ $m$ e $s(40)=8,0$ $m$. Portanto, o gráfico é uma curva crescente, com concavidade para cima e origem em zero. A alternativa qualitativamente correspondente é C. Uma reta implicaria velocidade constante, o que não ocorre.
Q24
Física
No esquema a seguir, a roldana fixa sustenta dois blocos idênticos, de massa $M=1{,}0\,\mathrm{kg}$ cada um. Despreze atritos nos cabos de ligação e considere $g=10\,\mathrm{m/s^2}$. Em dado instante, colocamos um bloquinho de massa $m=500\,\mathrm{g}$ sobre o bloco da esquerda, iniciando o movimento do sistema, conforme sugere a figura. Determine a aceleração escalar de cada bloco.
A)$2{,}0\,\mathrm{m/s^2}$
B)$2{,}5\,\mathrm{m/s^2}$
C)$3{,}2\,\mathrm{m/s^2}$
D)$3{,}8\,\mathrm{m/s^2}$
E)$4{,}5\,\mathrm{m/s^2}$
Gabarito oficial
A
Resolução
A massa do lado esquerdo é $1,0+0,5=1,5\,\mathrm{kg}$ e a do direito é $1{,}0\,\mathrm{kg}$. Somando as equações de Newton dos dois lados, a tração se cancela: $(1,5-1,0)g=(1,5+1,0)a$. Logo, $a=0,5\cdot10/2,5=2,0\,\mathrm{m/s^2}$. O fio impõe módulos de aceleração iguais. Alternativa A.
Q25
Física
Em termometria, as três principais escalas de temperatura, usualmente estudadas, são a Kelvin (K), a Fahrenheit ($F$) e a Celsius (C). Na figura anexa, mostram-se as escalas com seus respectivos pontos “do gelo” e “do vapor”. Com base nos números informados, assinale a alternativa que apresente em que temperatura as escalas Kelvin e Fahrenheit serão lidas com o mesmo número.
A)–40
B)85
C)290
D)326
E)574
Gabarito oficial
E
Resolução
As escalas obedecem a $K=C+273$ e $F=1,8C+32$. Para leituras numericamente iguais, $C+273=1,8C+32$, portanto $C=301,25$. A leitura comum é $574,25$, aproximadamente 574. Alternativa $E$.
Q26
Física
Um recipiente, de capacidade térmica desprezível, contém o equivalente a 10 copos $d$’água, na temperatura ambiente. Colocam-se, então, 6 copos $d$’água a $60\,{}^\circ\mathrm{C}$ no interior do recipiente, notando-se que a temperatura final de toda a água passa a ser $35\,{}^\circ\mathrm{C}$. Desprezando-se todas as possíveis perdas de calor durante o processo, pode-se prever que a temperatura ambiente é de:
A)$16\,{}^\circ\mathrm{C}$
B)$20\,{}^\circ\mathrm{C}$
C)$25\,{}^\circ\mathrm{C}$
D)$28\,{}^\circ\mathrm{C}$
E)$30\,{}^\circ\mathrm{C}$
Gabarito oficial
B
Resolução
Como as massas são proporcionais ao número de copos e não há perdas, $6c(60-35)=10c(35-T)$. Cancelando o calor específico, $150=350-10T$, logo $T=20\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa B. A água mais quente fornece o calor recebido pela água à temperatura ambiente.
Q27
Física
A figura apresenta dois espelhos planos dispostos em ângulo diedro de $45\,{}^\circ$ em D. Um raio luminoso origina-se em $P$ e, após duas reflexões, emerge em Q. Determine o ângulo $\alpha$.
A)$90\,{}^\circ$
B)$80\,{}^\circ$
C)$70\,{}^\circ$
D)$60\,{}^\circ$
E)$50\,{}^\circ$
Gabarito oficial
A
Resolução
Duas reflexões sucessivas em espelhos planos que formam $45\,{}^\circ$ entre si mudam a direção de propagação em $2\cdot45^\circ=90^\circ$. Isso resulta da igualdade dos ângulos de incidência e reflexão em cada superfície. Os trajetos incidente e emergente são perpendiculares, logo $\alpha=90^\circ$. Alternativa A.
Q28
Física
O chuveiro elétrico de sua casa tem uma placa onde se lê: “$220\,\mathrm{V}$-$2500\,\mathrm{W}$”. Admita que você tomou um banho de 10 minutos e a empresa de energia elétrica está cobrando um preço de R$ 0,36 pelo kWh. Nesse caso, pode-se afirmar que você gastou, no referido banho:
A)85 centavos.
B)50 centavos.
C)32 centavos.
D)20 centavos.
E)15 centavos.
Gabarito oficial
E
Resolução
A potência é $2{,}5\,\mathrm{kW}$ e o tempo é $10/60=1/6\,\mathrm{h}$. A energia consumida é $E=Pt=2,5/6\,\mathrm{kWh}$. Multiplicando pela tarifa, $C=0,36\cdot2,5/6=0,15$ real, ou 15 centavos. Alternativa $E$.
Q29
Física
Um elétron (e–) é lançado através da abertura (A), onde penetra em um campo magnético uniforme $\vec B$ conforme mostrado na figura. São também sugeridas duas trajetórias (I e II) para o elétron no interior do campo.
Assinale a alternativa que apresenta o módulo da força sobre o elétron, bem como sua correta trajetória.
A)$3,2\times10^{-18}\,\mathrm{N}$ — Trajetória I
B)$1,6\times10^{-18}\,\mathrm{N}$ — Trajetória I
C)$3,2\times10^{-18}\,\mathrm{N}$ — Trajetória II
D)$6,4\times10^{-16}\,\mathrm{N}$ — Trajetória I
E)$6,4\times10^{-16}\,\mathrm{N}$ — Trajetória II
Gabarito oficial
C
Resolução
Como velocidade e campo são perpendiculares, $F=|q|vB=1,6\times10^{-19}\cdot2,0\times10^3\cdot1,0\times10^{-2}=3,2\times10^{-18}\,\mathrm N$. Para carga positiva, a regra da mão direita apontaria a força para cima. O elétron é negativo, portanto a força aponta para baixo, produzindo a trajetória II. Alternativa C.
Q30
Física
No cinema, são comuns as cenas de viajantes através do deserto, cansados e famintos, começarem a ver “miragens”. O interessante é que as ditas “miragens” possuem explicação física bastante clara. Elas são fenômenos ópticos com base nos mecanismos de:
A)sombra e penumbra.
B)refração múltipla.
C)comprimento de onda luminosa.
D)difração luminosa.
E)ângulo limite de refração.
Gabarito oficial
E
Resolução
A temperatura do ar varia com a altura acima do solo quente, alterando seu índice de refração. Os raios se curvam ao atravessar essas camadas, e o observador percebe uma imagem aparente ao prolongá-los em linha reta. Na descrição adotada pelo gabarito, o fenômeno é associado ao ângulo limite e à reflexão total. Resposta oficial $E$. A refração gradual também faz parte da explicação física da miragem.
