O movimento de uma partícula é descrito por um gráfico velocidade-tempo ($v\times t$), conforme mostrado abaixo: Com relação ao deslocamento da partícula entre zero e trinta segundos, podemos garantir que seu valor em metros, está situado entre:
A)500 e 600
B)400 e 500
C)300 e 400
D)200 e 300
E)100 e 200
Gabarito oficial
A
Resolução
O deslocamento é a área sob o gráfico velocidade-tempo. Entre 10 e $30\,\mathrm{s}$, a área é $20\cdot20=400\,\mathrm m$. Nos primeiros $10\,\mathrm{s}$, a curva está acima da reta que liga seus extremos e abaixo de $20\,\mathrm{m/s}$. Essa área fica entre $10\cdot20/2=100$ $m$ e $200\,\mathrm{m}$. Logo, o total está entre 500 e $600\,\mathrm{m}$. Alternativa A.
Q22
Física
Um automóvel de 1,0 tonelada de massa está se deslocando sobre uma estrada plana e horizontal, desenvolvendo $108\,\mathrm{km/h}$. Ao passar por um ponto A, o motorista desliga o carro, deixando que ele continue se movendo por inércia. Ao passar por um ponto B, os diversos atritos reduziram sua velocidade para $72\,\mathrm{km/h}$. Determine, em Joules, o trabalho realizado por estas forças de atrito, entre A e B.
A)$-1,8\times10^3\,\mathrm{J}$
B)$-2,5\times10^4\,\mathrm{J}$
C)$-4,0\times10^4\,\mathrm{J}$
D)$-1,5\times10^5\,\mathrm{J}$
E)$-2,5\times10^5\,\mathrm{J}$
Gabarito oficial
E
Resolução
Convertemos as velocidades: $108/3,6=30\,\mathrm{m/s}$ e $72/3,6=20\,\mathrm{m/s}$. A massa é $1000\,\mathrm{kg}$. Pelo teorema da energia cinética, o trabalho do atrito é $W=\Delta E_c=1000(20^2-30^2)/2=-250000\,\mathrm J$. O sinal negativo expressa a retirada de energia cinética. Alternativa $E$.
Q23
Física
Um cubo de gelo, de volume $200\,\mathrm{cm^3}$, é colocado em um tanque com água e em seguida, transferido para outro tanque contendo óleo, de acordo com o esquema a seguir. Sendo a densidade da água igual a $1{,}0\,\mathrm{g/cm^3}$, o valor aproximado da densidade do óleo será de:
A)$0{,}83\,\mathrm{g/cm^3}$
B)$0{,}94\,\mathrm{g/cm^3}$
C)$0{,}68\,\mathrm{g/cm^3}$
D)$0{,}50\,\mathrm{g/cm^3}$
E)$1{,}24\,\mathrm{g/cm^3}$
Gabarito oficial
A
Resolução
Na água, o volume imerso é $200-50=150\,\mathrm{cm^3}$. Em equilíbrio, o empuxo corresponde ao peso do gelo, que tem massa de $150\,\mathrm{g}$. No óleo, o volume imerso é $200-20=180\,\mathrm{cm^3}$. Igualando novamente peso e empuxo, $\rho_{\text{óleo}}=150/180\approx0,83\,\mathrm{g/cm^3}$. Alternativa A.
Q24
Física
Utilizamos um aquecedor elétrico de imersão para aumentar a temperatura da água contida em uma panela. O aquecedor, de potência $3{,}0\,\mathrm{kW}$, ficou ligado durante 2 minutos no interior de 10 litros de água pura. Considerando a relação aproximada $1\,\mathrm{cal}=4\,\mathrm{J}$ e desprezando as perdas para o ambiente (e a panela), podemos concluir que a elevação da temperatura da água será de:
A)$6{,}0\,{}^\circ\mathrm{C}$
B)$9{,}0\,{}^\circ\mathrm{C}$
C)$12\,{}^\circ\mathrm{C}$
D)$15\,{}^\circ\mathrm{C}$
E)$18\,{}^\circ\mathrm{C}$
Gabarito oficial
B
Resolução
A energia fornecida é $Q=Pt=3000\cdot120=360000\,\mathrm J=90000\,\mathrm{cal}$. A massa de 10 litros de água é aproximadamente $10000\,\mathrm{g}$. Com $c=1\,\mathrm{cal/(g\,{}^\circ C)}$, $\Delta T=Q/(mc)=90000/10000=9\,{}^\circ\mathrm C$. Alternativa B.
Q25
Física
Uma amostra de gás perfeito sofre uma transformação isotérmica, na temperatura de $150\,\mathrm{K}$. A seguir ocorre uma transformação isobárica, na qual a temperatura original é triplicada. As sucessivas etapas estão descritas no gráfico pressão- volume a seguir: A partir do gráfico acima, determine o valor de $v$’.
A)$15\,\mathrm{L}$
B)$20\,\mathrm{L}$
C)$40\,\mathrm{L}$
D)$60\,\mathrm{L}$
E)$75\,\mathrm{L}$
Gabarito oficial
D
Resolução
Na transformação isotérmica, $p_1V_1=p_2V_2$. Logo, $10\cdot4=2V_2$, de onde $V_2=20$ $L$. Depois, na transformação isobárica, o volume é proporcional à temperatura absoluta. Como a temperatura triplica, $V_3=3V_2=60$ $L$. Alternativa D.
Q26
Física
O fenômeno luminoso denominado arco-íris, que consiste na formação de um belo trecho de circunferência ostentando várias cores, no céu de um dia chuvoso, tem sua explicação baseada, principalmente, em:
A)reflexão da luz.
B)refração da luz.
C)difração em fendas estreitas.
D)interferência luminosa.
E)polarização de ondas.
Gabarito oficial
B
Resolução
A luz branca sofre refração e dispersão ao entrar e sair das gotas, pois o índice de refração depende da cor. Também há reflexão interna na gota. A separação das cores que caracteriza o arco-íris está associada principalmente à refração dispersiva. Alternativa B.
Q27
Física
Um raio luminoso foi lançado paralelamente ao eixo principal AB de um sistema de lentes afocal, como se pode observar na figura a seguir: Com base nas medidas apresentadas na figura, podemos concluir que a distância focal da lente convergente vale:
A)$30\,\mathrm{cm}$
B)$20\,\mathrm{cm}$
C)$15\,\mathrm{cm}$
D)$8\,\mathrm{cm}$
E)zero
Gabarito oficial
C
Resolução
Entre as lentes, o raio cai de $30\,\mathrm{cm}$ para $10\,\mathrm{cm}$ de altura em uma distância horizontal de $10\,\mathrm{cm}$. Sua inclinação em módulo é $20/10=2$. A partir da primeira lente, precisaria percorrer horizontalmente $30/2=15\,\mathrm{cm}$ para atingir o eixo. Como incidiu paralelamente ao eixo na lente convergente, esse ponto é o foco. Logo, $f=15\,\mathrm{cm}$. Alternativa C.
Q28
Física
Duas pequenas esferas idênticas estão eletrizadas com cargas $+4\,\mathrm{C}$ e $-10\,\mathrm{C}$ e são mantidas fixas a 2,0 metros uma da outra. Por meio de processos adequados de eletrização, modificamos as cargas para $+10\,\mathrm{C}$ e $-16\,\mathrm{C}$, respectivamente. Se desejarmos que a força de atração entre elas continue a mesma de antes, a nova distância entre as esferas deve ser de:
A)$10\,\mathrm{m}$
B)$8{,}4\,\mathrm{m}$
C)$7{,}5\,\mathrm{m}$
D)$5\,\mathrm{m}$
E)$4\,\mathrm{m}$
Gabarito oficial
E
Resolução
O produto dos módulos das cargas passa de $4\cdot10=40$ para $10\cdot16=160$, quadruplicando. Pela lei de Coulomb, $F\propto|q_1q_2|/r^2$. Para manter a força, a distância deve dobrar: $r_f=2\cdot2=4$ $m$. Alternativa $E$.
Q29
Física
Dois pedaços de fio de cobre, retilíneos e de mesmo comprimento ($L$), são soldados e ligados a uma bateria de 12 volts, como mostra a figura a seguir. O pedaço (1) tem espessura de raio $1{,}0\,\mathrm{mm}$ enquanto o pedaço (2) tem raio $2{,}0\,\mathrm{mm}$. A partir da figura, determine o valor da diferença de potencial, em volts, de cada um dos pedaços, (1) e (2).
A)$u_1 = 2,4\,\mathrm{V}$ e $u_2 = 9,6\,\mathrm{V}$
B)$u_1 = 9,6\,\mathrm{V}$ e $u_2 = 2,4\,\mathrm{V}$
C)$u_1 = 4,0\,\mathrm{V}$ e $u_2 = 8,0\,\mathrm{V}$
D)$u_1 = 8,0\,\mathrm{V}$ e $u_2 = 4,0\,\mathrm{V}$
E)$u_1 = 6,0\,\mathrm{V}$ e $u_2 = 6,0\,\mathrm{V}$
Gabarito oficial
B
Resolução
Os fios são do mesmo material e têm o mesmo comprimento, portanto $R=\rho L/(\pi r^2)$. Como o raio do fio 2 é o dobro, $R_2=R_1/4$. Em série, a corrente é igual e a tensão é proporcional à resistência: $U_1=4U_2$. Como $U_1+U_2=12$, resulta $U_2=2,4\,\mathrm{V}$ e $U_1=9,6\,\mathrm{V}$. Alternativa B.
Q30
Física
Três resistores idênticos, de resistência elétrica $R$ cada um, podem ser disposto em associações diferentes conforme mostrado a seguir: Figura I Figura II Figura III Assinale a alternativa que apresente a sequência dos valores destas associações, ordenadas de forma crescente.
A)I, II e III
B)III, II e I
C)I, III e II
D)II, III e I
E)II, I e III
Gabarito oficial
A
Resolução
Na figura I, os três resistores estão em paralelo: $R_I=R/3$. Na figura II, um resistor fica em paralelo com dois em série: $R_{II}=R\cdot2R/(R+2R)=2R/3$. Na figura III, um resistor está em série com dois em paralelo: $R_{III}=R+R/2=3R/2$. Portanto, $R_I<R_{II}<R_{III}$: alternativa A.
