Feevale Inverno 2016: Física com Gabarito e Resolução

Q31

Mecânica — Cinemática — Percurso e tempo de viagem

Um caminhão que transporta inseticida, o qual é usado no combate ao mosquito da dengue, parte do depósito em Porto Alegre e segue até Novo Hamburgo, distante 45 km. Se o trajeto é percorrido em 36 minutos, qual é o módulo de sua velocidade média?

A)70 km/h

B)75 km/h

C)80 km/h

D)85 km/h

E)90 km/h

Resolução comentada

O tempo da viagem em horas é:

$$\Delta t=\frac{36}{60}=0{,}6\ \mathrm h$$

Usando a distância percorrida informada:

$$\bar v_{\rm esc}=\frac{d}{\Delta t}$$

$$\bar v_{\rm esc}=\frac{45}{0{,}6}=75\ \mathrm{km/h}$$

A banca usa velocidade média no sentido de rapidez média. Rigorosamente, o módulo da velocidade vetorial média usa o deslocamento entre posições inicial e final, que não é necessariamente igual ao comprimento da rota. Não é preciso supor velocidade constante ao longo da viagem para calcular a rapidez média.

Alternativa B.

Q32

Mecânica — Leis de Newton — Drone em movimento uniforme

Os drones, veículos aéreos não tripulados, têm sido utilizados na fiscalização de terrenos e casas contra os focos de infestação de insetos. O modo como eles se deslocam influencia no consumo de sua bateria. Suponha que um drone, com 600 g de massa, voe em uma trajetória retilínea e horizontal, com velocidade constante de 30 cm/s. A força resultante que atua sobre ele nesse momento é

A)$0\ \mathrm N$

B)$2\ \mathrm N$

C)$2\times10^{-2}\ \mathrm N$

D)$5\ \mathrm N$

E)$5\times10^{-2}\ \mathrm N$

Resolução comentada

A trajetória é retilínea e a velocidade é constante. Logo, o vetor velocidade não varia.

$$\vec a=\vec0$$

$$\vec F_{\rm res}=m\vec a$$

$$\vec F_{\rm res}=\vec0$$

O resultado independe dos 600 g e dos 30 cm/s. O peso, a sustentação e outras forças podem existir, mas se equilibram no regime descrito.

Alternativa A.

Q33

Ondulatória — Equação da onda — Comprimento de onda

Encontramos nos mercados alguns repelentes eletrônicos de mosquito. Um desses aparelhos, conforme o fabricante, “emite ondas mecânicas na mesma frequência do batimento das asas do mosquito e o repele”. Embora esse tipo de equipamento não encontre respaldo na comunidade científica que corrobore tal eficiência, podemos determinar o comprimento de onda relacionado a essa frequência. Sabendo que essas ondas têm frequência de 150 kHz e viajam com a velocidade igual à das ondas sonoras no ar, isto é, a 330 m/s, determine qual é esse comprimento de onda em metros.

A)$2{,}20$

B)$2{,}20\times10^{-1}$

C)$2{,}20\times10^{-2}$

D)$2{,}20\times10^{-3}$

E)$2{,}20\times10^{-4}$

Resolução comentada

A frequência deve estar em hertz para combinar com a velocidade em metros por segundo.

$$f=150\ \mathrm{kHz}=150000\ \mathrm{Hz}$$

Pela equação fundamental das ondas:

$$v=\lambda f$$

$$\lambda=\frac vf$$

$$\lambda=\frac{330}{150000}$$

$$\lambda=2{,}20\times10^{-3}\ \mathrm m$$

O cálculo responde apenas ao comprimento de onda sob as hipóteses do enunciado. Não testa nem demonstra que o dispositivo repele mosquitos.

Alternativa D.

Q34

Eletricidade — Energia elétrica — Consumo de um aparelho

João ligou um repelente elétrico de insetos. Há uma inscrição no aparelho indicando que a potência é de 10 W. Se esse aparelho ficar ligado durante seis horas por dia, durante 30 dias, seu consumo total nesse período, em kWh, será

A)1,8

B)18

C)180

D)1.800

E)18.000

Resolução comentada

O tempo total de funcionamento é:

$$t=6\cdot30=180\ \mathrm h$$

Convertendo a potência:

$$P=10\ \mathrm W=0{,}010\ \mathrm{kW}$$

Com potência constante, o consumo é:

$$E=Pt$$

$$E=0{,}010\cdot180$$

$$E=1{,}8\ \mathrm{kWh}$$

O resultado considera o aparelho ligado durante todo o intervalo indicado, sem ciclos de desligamento não informados.

Alternativa A.