Edição: FACERES 2016 · MaioFísica: questões 25 a 32Fonte: Gabarito separado fornecido na pasta de origem. Organização por mês de aplicação, sem presumir o ano de ingresso.
Q25
Posição, velocidade e retorno na parábola
Uma partícula em movimento retilíneo uniformemente variado tem posição dada, em unidades SI, por $x(t)=14-12t+2t^2$. Analise:
I. A velocidade escalar é nula em t = 3,0 s.
II. Entre t = 0 e t = 6,0 s, o módulo da velocidade vetorial média é nulo.
III. A figura pode representar a posição e o sentido do movimento em t = 0.
Assinale a alternativa correta.
A)apenas as afirmações I e II estão corretas.
B)apenas as afirmações II e III estão corretas.
C)apenas as afirmações I e III estão corretas.
D)nenhuma afirmação está correta.
E)todas as afirmações estão corretas.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
A função é:
\[x(t)=14-12t+2t^2\]
A velocidade vale:
\[v(t)=-12+4t\]
Em t = 3 s, v = 0, portanto I é verdadeira.
As posições extremas do intervalo são:
\[x(0)=14\,m\]
\[x(6)=14-72+72=14\,m\]
O deslocamento total é zero e a velocidade vetorial média também; II é verdadeira.
Inicialmente o corpo está em x = 14 m e tem velocidade negativa, como indica a figura. III é verdadeira.
Alternativa correta: E.
Q26
Dimensão da área sob força e tempo
O garoto Cléberson, muito interessado em física, está estudando análise dimensional e, para fixar seus conhecimentos, resolve criar seu próprio sistema de unidades para mecânica. Substitui as grandezas metro, quilograma e segundo, que são medidas de comprimento, massa e tempo, respectivamente, por palmin (comprimento, cujo símbolo é PAL), punhadin (massa, cujo símbolo é PUN) e jajazin (tempo, cujo símbolo é JAJ). O gráfico abaixo mostra a variação da grandeza física G em função do tempo T em unidades do sistema inventado pelo criativo garoto. A área da parte hachurada pode fornecer dimensão da grandeza física:
A)velocidade.
B)impulso.
C)empuxo.
D)densidade.
E)aceleração.
Gabarito fornecido · prova amarela.
B
Resolução
No gráfico, a unidade de G é PUN·PAL/JAJ². Em dimensões mecânicas:
\[[G]=MLT^{-2}\]
A área sob G em função de T tem dimensão:
\[[Área]=MLT^{-2}\cdot T\]
\[[Área]=MLT^{-1}\]
Essa é a dimensão do impulso e da quantidade de movimento. O gráfico não fornece diretamente energia, que exigiria força vezes distância.
Alternativa correta: B.
Q27
Emersão a velocidade constante
Um guindaste iça verticalmente uma estátua do fundo de um poço. Os instantes t₁ e t₂ representam o início e o fim da emersão. A velocidade de ascensão é constante durante todo o processo. Assinale os gráficos que apresentam corretamente a força resultante R e o empuxo E em função do tempo.
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito fornecido · prova amarela.
C
Resolução
A velocidade constante implica aceleração nula em todo o processo.
\[R=ma=0\]
Antes de t₁, a estátua está totalmente submersa e o empuxo é constante. Entre t₁ e t₂, o volume imerso diminui e o empuxo cai. Após t₂, o empuxo da água é zero.
\[E=\rho_{água}gV_{imerso}\]
O gráfico adequado mantém R nula e mostra E constante antes da emersão, decrescente durante ela e nulo depois. A queda linear desenhada corresponde à geometria idealizada pelo gráfico da questão.
Alternativa correta: C.
Q28
Rendimento real em relação a Carnot
O rendimento máximo de uma máquina de Carnot é $\eta=1-T_2/T_1$, com temperaturas em Kelvin. Uma máquina real opera com metade do rendimento ideal entre uma fonte quente a 327 °C e uma fonte fria a 27 °C. Qual seu rendimento real?
A)45 %.
B)35 %.
C)30 %.
D)25 %.
E)10 %.
Gabarito fornecido · prova amarela.
D
Resolução
As temperaturas absolutas são:
\[T_q=327+273=600\,K\]
\[T_f=27+273=300\,K\]
O limite de Carnot é:
\[\eta_C=1-\frac{300}{600}=0{,}50\]
A máquina opera com metade desse rendimento:
\[\eta=0{,}5\cdot0{,}50=0{,}25=25\%\]
Alternativa correta: D.
Q29
Imagem real de objeto entre foco e ponto antiprincipal
Uma criança coloca o boneco do seu super-herói em frente a uma lente delgada convergente, conforme a figura. Sobre o eixo principal EP, A e A′ são os pontos antiprincipais, F e F′ os focos e O o centro óptico. Nas condições de Gauss, a imagem conjugada pela lente:
A)pode ser projetada em um anteparo.
B)é real e direita em relação ao objeto (boneco).
C)é real e menor que o objeto (boneco).
D)é invertida e virtual.
E)é virtual e do mesmo tamanho que o objeto (boneco).
Gabarito fornecido · prova amarela.
A
Resolução
Na figura, o objeto está entre o foco e o ponto antiprincipal da lente convergente. Os raios emergentes se cruzam efetivamente no outro lado da lente, além do ponto antiprincipal imagem. A imagem é real, invertida e ampliada. Por ser real, pode ser recebida em um anteparo.
Alternativa correta: A.
Q30
Associação de três resistores proporcionais
Três resistores ôhmicos de resistências $R_1$, $R_2$ e $R_3$ satisfazem $R_1=R_2=R_3/2$. Em série, a resistência equivalente é 10,0 Ω. Qual a resistência equivalente quando associados em paralelo?
Duas cargas elétricas puntiformes Q e q, ambas positivas, encontram-se em uma malha quadriculada contida em um plano xy, representada na figura abaixo: Q, fixa no ponto K, exerce sobre q, fixa no ponto L, uma força elétrica de repulsão cuja intensidade é de N 2 10 0,2 − × . Qual o módulo da força elétrica que a carga Q, fixa em K, exerceria sobre uma terceira carga q’ = 2.q, colocada no ponto B?
A)$5{,}0\cdot10^{-3}\,N$
B)$1{,}0\cdot10^{-2}\,N$
C)$2{,}0\cdot10^{-2}\,N$
D)$5{,}0\sqrt2\cdot10^{-3}\,N$
E)$2{,}0\sqrt2\cdot10^{-2}\,N$
Gabarito fornecido · prova amarela.
C
Resolução
Na malha, KL mede quatro quadrículas. De K a B há quatro quadrículas horizontais e quatro verticais.
O cão Hertz emitia um som cujo nível medido por sua dona era de 65,0 dB. Se fossem três cachorros idênticos latindo simultaneamente, em uníssono, qual seria o nível de intensidade sonora? Considere o limiar de audibilidade 10⁻¹² W/m² e, se necessário, log₁₀3 = 0,48.
A)69,48 dB.
B)195 dB.
C)27,4 dB.
D)65 dB.
E)69,8 dB.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
Para três fontes independentes com a mesma intensidade individual no receptor:
\[I_{total}=3I\]
O novo nível é:
\[\beta=65+10\log_{10}3\]
\[\beta\approx65+4{,}77\]
\[\beta\approx69{,}8\,dB\]
A expressão “em uníssono” é interpretada como emissão simultânea; não implica coerência de fase entre os cães.
