Edição identificada pela capa: 2021.1. Aplicação: 31/01/2021. Cópia do acervo local fornecido; nome original da pasta: 2020.2. Não foi fornecido gabarito oficial separado; respostas calculadas pelo TEF. Ressalvas e exclusões do desempenho são explicadas nas questões.
Q23
Velocidade tangencial no movimento circular
Uma partícula desenvolve movimento circular uniforme ao longo da trajetória apresentada na figura abaixo.
Os vetores que representam a velocidade da partícula, ao passar pelos pontos e da trajetória, respectivamente, são: I II
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
D
Resolução
No ponto I, no quadrante inferior direito, a velocidade tangencial no sentido anti-horário aponta para cima e à direita. No ponto II, no quadrante superior esquerdo, ela aponta para baixo e à esquerda. A alternativa D apresenta esse par. A velocidade é tangente à circunferência; o vetor que aponta para o centro é a aceleração centrípeta.
Resposta calculada pelo TEF: D.
Q24
Decomposição de forças e aceleração
No esquema abaixo, as forças $\vec F_1$ e $\vec F_2$ atuam sobre um bloco com massa de 12 kg apoiado sobre uma superfície horizontal. Dados: $\sin60^{\circ}=\sqrt3/2$ e $\cos60^{\circ}=1/2$.
Sabe-se que as forças formam ângulo de 60° com a horizontal e têm módulos de 40 N e 32 N, respectivamente. Desprezando os atritos com a superfície de apoio e a influência do ar, determine, em m/s², o valor da aceleração do bloco na direção horizontal.
A)0
B)2,0
C)3,0
D)4,0
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
C
Resolução
As componentes horizontais das duas forças apontam no mesmo sentido, conforme o esquema. A resultante horizontal é $(40+32)\cos60^{\circ}=36\text{ N}$. Pela segunda lei de Newton, $a=36/12=3{,}0\text{ m/s}^2$. As componentes verticais são compensadas pela normal enquanto o bloco permanece em contato com o apoio.
Resposta calculada pelo TEF: C.
Q25
Equilíbrio de uma mola vertical
Um objeto de massa de 2,0 kg está preso a uma mola, conforme apresentado na figura abaixo. Inicialmente, o bloco se encontra em repouso sobre um apoio e a mola relaxada. Quando o apoio é removido, o sistema oscila até atingir a posição de equilíbrio, deformando a mola em 40 cm. Considerando a mola ideal e a aceleração da gravidade 10 m/s² , determine, em N/m, a constante elástica da mola, desprezando o atrito com o ar.
A)4,0
B)5,0
C)50
D)70
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
C
Resolução
Na posição de equilíbrio, a força elástica equilibra o peso: $kx=mg$. Com $m=2\text{ kg}$, $g=10\text{ m/s}^2$ e $x=0{,}40\text{ m}$, $k=20/0{,}40=50\text{ N/m}$. A referência a oscilar até atingir o equilíbrio pressupõe algum amortecimento; no sistema perfeitamente ideal, as oscilações não cessariam.
Resposta calculada pelo TEF: C.
Q26
Lei de Faraday e fluxo magnético
Um ímã sobre um skate se aproxima, com velocidade constante, de uma espira circular, conforme mostrado na figura abaixo. Em t0 = 0 s, o campo no centro da espira tem módulo B0 = 0,2 T. Em t = 0,4 s, o ímã se encontra mais próximo da espira e o campo assume o valor B = 0,6 T.
Considerando que a espira tem área de 0,7 m², e o fio tem resistência elétrica de 10 Ω, calcule, em Volts, o módulo da f.e.m induzida na espira.
A)0,5
B)0,7
C)0,8
D)7,0
Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.
B
Resolução
Adotando o campo aproximadamente uniforme e perpendicular ao plano da espira, a variação de fluxo é $\Delta\Phi=A\Delta B=0{,}7(0{,}6-0{,}2)=0{,}28\text{ Wb}$. Pela lei de Faraday, o módulo médio da f.e.m. é $|\varepsilon|=\Delta\Phi/\Delta t=0{,}28/0{,}4=0{,}7\text{ V}$. A resistência só seria necessária para calcular a corrente. O valor do campo no centro é usado como aproximação para o campo médio sobre a área.
