Edição identificada pela capa: 2018.2. Aplicação: 27/05/2018. Cópia do acervo local fornecido; nome original da pasta: 2018.1. Não foi fornecido gabarito oficial separado; respostas calculadas pelo TEF. Ressalvas e exclusões do desempenho são explicadas nas questões.
Q30
Equilíbrio térmico com fusão parcial
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 80 g de água à temperatura de 20 °C. Introduz-se no calorímetro uma pedra de gelo de 20 g à temperatura de −40 °C. A tabela a seguir apresenta o calor latente de fusão do gelo (L) e os calores específicos da água e do gelo:
Grandeza
Valor
Calor latente de fusão do gelo
80 cal/g
Calor específico da água
1 cal/(g·°C)
Calor específico do gelo
0,5 cal/(g·°C)
Alcançado o equilíbrio térmico a 0 °C, a massa de água no interior do calorímetro, em gramas, será de:
A)85
B)90
C)95
D)100
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
C
Resolução
A água libera $Q_a=80\cdot1\cdot20=1600\text{ cal}$ ao chegar a 0 °C. Para aquecer o gelo de −40 °C a 0 °C, são necessárias $20\cdot0{,}5\cdot40=400\text{ cal}$. Sobram 1200 cal para fundir $1200/80=15\text{ g}$ de gelo. A massa de água final é $80+15=95\text{ g}$; ainda restam 5 g de gelo.
Resposta calculada pelo TEF: C.
Q34
Equilíbrio de uma carga em campo elétrico
Uma partícula com carga positiva e massa m é abandonada a uma determinada altura no interior de uma câmara onde a resistência do ar é desprezível. No momento imediato ao abandono, é gerado um campo elétrico no interior da câmara para equilibrar a força gravitacional e para impedir a queda dessa partícula, mantendo-a estática no ar. Nesse caso, o sentido do campo elétrico gerado é:
A)da direita para esquerda
B)da esquerda para direita
C)de baixo para cima
D)de cima para baixo
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
C
Resolução
O peso atua de cima para baixo. Para equilibrá-lo, a força elétrica deve apontar para cima. Como a carga é positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido do campo, que deve ser de baixo para cima.
Resposta calculada pelo TEF: C.
Q35
Energia elástica e subida em rampa
Uma caixa com massa igual a 5,0 kg é mantida em contato com uma mola na base de um plano inclinado sem atrito. O plano inclinado forma um ângulo de 300 com a horizontal, conforme representado na imagem abaixo.
A caixa é pressionada contra a mola, comprimindo-a em 10 cm a partir de seu estado de equilíbrio. Logo em seguida, é solta. Após ser solta, a caixa sobe ao longo do plano inclinado. Considere que o coeficiente elástico da mola é de 4000 N/m e que a aceleração local da gravidade é de 10 m/s². A distância, em centímetros, de subida percorrida pela caixa no plano inclinado é igual a:
A)80
B)60
C)40
D)20
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
A
Resolução
A energia inicialmente armazenada na mola é $E_e=kx^2/2=4000\cdot0{,}10^2/2=20\text{ J}$. Sem atrito, essa energia vira energia potencial gravitacional: $20=mgs\sin30^{\circ}=5\cdot10\cdot s\cdot0{,}5$. Logo, $s=0{,}80\text{ m}=80\text{ cm}$, medidos desde a posição comprimida inicial.
Resposta calculada pelo TEF: A.
Q37
Trabalho e velocidade final
Um bloco com massa de 1,0 kg desliza por uma superfície plana sem atrito, em um movimento retilíneo uniforme, com velocidade de 3 m/s. Em um determinado instante, uma força F, na mesma direção e no mesmo sentido do movimento, realiza, por um certo intervalo de tempo, um trabalho de 8 J sobre o bloco, aumentando sua velocidade. Após a ação da força, o tempo necessário para o bloco percorrer uma distância de 100 metros, em segundos, corresponde a:
A)05
B)10
C)15
D)20
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
D
Resolução
Inicialmente, $K_i=1\cdot3^2/2=4{,}5\text{ J}$. Após o trabalho de 8 J, $K_f=12{,}5\text{ J}$, de onde $v_f=\sqrt{2K_f/m}=5\text{ m/s}$. Cessada a força e sem atrito, o bloco leva $t=100/5=20\text{ s}$ para percorrer 100 m.
Resposta calculada pelo TEF: D.
Q43
Empuxo e pressão hidrostática
Paredes de barragens são mais espessas na parte inferior, pois suportam pressão mais elevada. Admita uma barragem de base a 10 m de profundidade, contendo um fluido homogêneo que permite uma pedra de gelo flutuar com 50% de seu volume submerso. Considere a densidade do gelo igual a 900 kg/m³, a pressão atmosférica igual a 10⁵ Pa e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². A pressão suportada na base dessa barragem, em Pascal, equivalerá a:
A)150.000
B)180.000
C)250.000
D)280.000
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
D
Resolução
O gelo flutua com metade do volume submerso. Pelo equilíbrio, $\rho_f(0{,}5V)g=\rho_gVg$, portanto $\rho_f=900/0{,}5=1800\text{ kg/m}^3$. Na base, $p=p_{atm}+\rho_fgh=10^5+1800\cdot10\cdot10=280000\text{ Pa}$.
