Como a pergunta é pela temperatura lida na escala Fahrenheit, a resposta é $68\ ^\circ\text{F}$ (e não $68\ ^\circ\text{C}$).
Q21
Termologia — Calorimetria — Conversão de energia cinética em fusão de gelo
Um bloco de gelo de 16 kg a 0 °C é lançado com uma velocidade de 20 m/s sobre uma pista de gelo horizontal também a 0 °C. Devido ao atrito, o bloco para. Adote: 1 cal = 4 J e calor latente de fusão da água 80 cal/g. A massa de gelo que se funde é:
(a)12 g.
(b)14 g.
(c)10 g.
(d)16 g.
(e)1 g.
(f)I.R.
Gabarito oficial
Questão anulada
Resolução comentada
Toda a energia cinética do bloco é dissipada pelo atrito e transformada em calor, que funde parte do gelo (tudo permanece a $0\ ^\circ\text{C}$):
Esse valor consta entre as alternativas, porém o gabarito definitivo registra a questão como anulada, sem apresentar o motivo.
Q22
Ondulatória — Ondas — Comprimento de onda, período e frequência
Um marinheiro, observando o mar de um navio ancorado, avaliou em 12 m a distância entre as cristas das ondas que se sucediam. Além disso, constatou que se passaram 50 s até que passassem 20 cristas. A velocidade de propagação, o período e a frequência das ondas são, respectivamente,
(a)4,6 m/s; 2,6 s; 0,38 Hz.
(b)4,6 m/s; 2,5 s; 0,38 Hz.
(c)4,8 m/s; 2,6 s; 0,38 Hz.
(d)4,8 m/s; 2,5 s; 0,40 Hz.
(e)4,8 m/s; 2,6 s; 0,40 Hz.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(d)
Resolução comentada
A distância entre cristas é o comprimento de onda, $\lambda=12\text{ m}$. Passam 20 cristas em $50\text{ s}$, então
Um barco de polícia, P, aproxima-se da praia, com a sirene soando, e sua velocidade está dirigida para o banhista 2 (veja figura abaixo).
Sejam fs a frequência da sirene, ouvida pelo piloto do barco, e f1, f2 e f3 as frequências ouvidas pelos banhistas de números 1, 2 e 3, respectivamente. No instante mostrado na figura, podemos afirmar que:
(a)f1 = f3 > f2 > fs.
(b)f1 < fs < f3 < f2.
(c)fs < f1 < f2 < f3.
(d)f1 = f2 < f3 > fs.
(e)f2 > f3 > f1 < fs.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(b)
Resolução comentada
No efeito Doppler com a fonte em movimento e o observador em repouso, a frequência percebida depende da componente da velocidade da fonte na direção que a liga ao observador:
— Banhista 2: o barco se move diretamente em sua direção, então a componente radial é a máxima e $f_2$ é a maior frequência.
— Banhista 3: a velocidade tem componente para a direita, então o barco também se aproxima dele, mas com componente radial menor que em 2, de modo que $f_s
— Banhista 1: a velocidade tem componente para a direita, afastando-se dele, então $f_1
$$f_1
Q24
Óptica — Refração — Mudança de meio: velocidade, comprimento de onda e frequência
Uma luz monocromática de comprimento de onda λ = 700 nm propaga-se no ar (de índice de refração n = 1,00) e incide sobre a água (de índice de refração n = 1,33). Considerando a velocidade da luz no ar como sendo 3,00×108 m/s, a luz propaga-se no interior da água:
(a)com sua frequência inalterada e seu comprimento de onda inalterado, porém com uma nova velocidade v’ = 2,25×108 m/s.
(b)com um novo comprimento de onda λ’ = 526 nm e uma nova frequência f’ = 3,75×1014 Hz, mas com velocidade inalterada.
(c)com nova frequência f’ = 3,75×1014 Hz e uma nova velocidade v’ = 2,25×108 m/s, mas com o comprimento de onda inalterado.
(d)com uma nova frequência f’ = 3,75×1014 Hz, um novo comprimento de onda λ’ = 526 nm e uma nova velocidade v’ = 2,25×108 m/s.
(e)com um novo comprimento de onda λ’ = 526 nm e uma nova velocidade v’ = 2,25×108 m/s, mas com a frequência inalterada.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(e)
Resolução comentada
A frequência é determinada pela fonte e não muda na refração. A velocidade e o comprimento de onda ficam divididos pelo índice de refração:
A frequência no ar é $f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3{,}00\cdot10^{8}}{700\cdot10^{-9}}\approx4{,}3\cdot10^{14}\text{ Hz}$, valor que permanece o mesmo na água ($f'=\dfrac{v'}{\lambda'}=f$).
Q25
Óptica — Instrumentos ópticos — Lente convergente: duas posições de imagem nítida
Com o auxílio de uma lente convergente, na posição 1, a imagem da chama de uma vela é projetada sobre uma tela, como mostra a figura a seguir.
Mantendo-se fixas a posição da vela e a da tela, verifica-se, experimentalmente, que uma nova imagem da chama sobre a tela é obtida quando a lente passa para a posição 2. As posições 1 e 2 estão separadas pela distância d = 20 cm. Sendo D = 100 cm a distância entre a lâmpada e a tela, podemos afirmar que a distância focal da lente é:
(a)120 cm.
(b)250 cm.
(c)24 cm.
(d)180 cm.
(e)20 cm.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(c)
Resolução comentada
As duas posições da lente que formam imagem nítida são simétricas: a distância objeto-lente numa posição é igual à distância lente-imagem na outra. Sendo $p$ a distância da vela à lente na posição 1 e $p'$ a da lente à tela:
