Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

FGV · 2001 — Física com resolução

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Vestibular FGV 2001 · Processo seletivo 1º semestre de 2001 (EAESP/EESP) · Ciências: questões de Física (Q68–Q74).

Q68
Mecânica — Dinâmica — Movimento circular e atrito

Um automóvel de ${1\,720\text{ kg}}$ entra em uma curva de raio ${r=200\text{ m}}$, a ${108\text{ km/h}}$. Sabendo que o coeficiente de atrito entre os pneus do automóvel e a rodovia é igual a $0{,}3$, considere as afirmações:

I – O automóvel está a uma velocidade segura para fazer a curva.

II – O automóvel irá derrapar radialmente para fora da curva.

III – A força centrípeta do automóvel excede a força de atrito.

IV – A força de atrito é o produto da força normal do automóvel e o coeficiente de atrito.

Baseado nas afirmações acima, responda:

A)
Apenas I está correta.
B)
As afirmativas I e IV estão corretas.
C)
Apenas II e III estão corretas.
D)
Estão corretas I, III e IV.
E)
Estão corretas II, III e IV.

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

E
Resolução comentada

$v=30\text{ m/s}$; força centrípeta necessária: $F_{cp}=\dfrac{mv^2}{r}=\dfrac{1\,720\cdot900}{200}=7\,740\text{ N}$.

Atrito máximo: $F_{at}=\mu\,m\,g=0{,}3\cdot17\,200=5\,160\text{ N}$.

Como $F_{cp}>F_{at}^{max}$, o carro derrapa para fora: I falsa; II, III e IV verdadeiras.

Q69
Mecânica — Estática — Roldanas, força e trabalho

Dois trabalhadores, (A) e (B), erguem um bloco de massa $M$ a uma altura $h$ do solo. Cada um desenvolve um arranjo diferente de roldanas.

Arranjo (A): uma roldana fixa, com o bloco de um lado da corda e o trabalhador do outro. Arranjo (B): roldana fixa e roldana móvel presa ao bloco, com a extremidade da corda presa ao teto.

Outros trabalhadores começam uma discussão a respeito do que observam e se dividem segundo as idéias:

I – O trabalhador (A) exerce a mesma força que o trabalhador (B).

II – O trabalho realizado pela força-peso sobre o bloco é igual nos dois casos.

III – O trabalhador (B) irá puxar mais corda que o trabalhador (A).

IV – Não importa o arranjo, em ambos os casos os trabalhadores puxarão a corda com a mesma tensão.

A alternativa correta é:

A)
Apenas II e III estão corretas.
B)
I e II estão corretas.
C)
Apenas III está errada.
D)
Apenas IV e II estão corretas.
E)
Somente I está correta.

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

A
Resolução comentada

(A): $T_A=Mg$. (B): a roldana móvel sustenta o bloco com dois trechos de corda: $T_B=\dfrac{Mg}{2}$.

I: falsa ($T_A=2T_B$). II: verdadeira ($\tau_P=-Mgh$ nos dois casos). III: verdadeira ($T_A d_A=T_B d_B\Rightarrow d_B=2d_A$). IV: falsa (as trações são diferentes).

Q70
Mecânica — Energia — Rendimento

Um veículo de massa ${1\,500\text{ kg}}$ gasta uma quantidade de combustível equivalente a ${7{,}5\cdot10^{6}\text{ J}}$ para subir um morro de ${100\text{ m}}$ e chegar até o topo. O rendimento do motor do veículo para essa subida será de:

A)
$75\%$
B)
$40\%$
C)
$60\%$
D)
$50\%$
E)
$20\%$

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

E
Resolução comentada

$E_p=mgh=1\,500\cdot10\cdot100=1{,}5\cdot10^{6}\text{ J}$.

$$\eta=\frac{1{,}5\cdot10^{6}}{7{,}5\cdot10^{6}}=0{,}20=20\%$$

Q71
Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Colisão com a estaca

Um bate-estacas de ${500\text{ kg}}$ cai de uma altura de ${1{,}8\text{ m}}$. O bloco se choca sobre uma estaca e leva ${50}$ milésimos de segundo para atingir o repouso. Qual é a força exercida pelo bloco na estaca?

A)
$3{,}6\cdot10^{4}\text{ N}$
B)
$4{,}0\cdot10^{4}\text{ N}$
C)
$6{,}0\cdot10^{4}\text{ N}$
D)
$3\,000\text{ N}$
E)
$5\,000\text{ N}$

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

C
Resolução comentada

$v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot1{,}8}=6\text{ m/s}$.

$$F_m\,\Delta t=m\,v\Rightarrow F_m=\frac{500\cdot6}{50\cdot10^{-3}}=6\cdot10^{4}\text{ N}$$

Se o peso fosse considerado, $F=6{,}5\cdot10^{4}$ N (aproximadamente a mesma ordem; o gabarito é C).

Q72
Termologia — Dilatação — Dilatação volumétrica de líquidos

O dono de um posto de gasolina recebeu ${4\,000\text{ L}}$ de combustível por volta das 12 horas, quando a temperatura era de ${35\,{}^{\circ}\text{C}}$. Ao cair da tarde, uma massa polar vinda do Sul baixou a temperatura para ${15\,{}^{\circ}\text{C}}$ e permaneceu até que toda a gasolina fosse totalmente vendida. Qual foi o prejuízo, em litros de combustível, que o dono do posto sofreu?

Dado: coeficiente de dilatação do combustível $=1{,}0\cdot10^{-3}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}$.

A)
$4\text{ L}$
B)
$80\text{ L}$
C)
$40\text{ L}$
D)
$140\text{ L}$
E)
$60\text{ L}$

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

B
Resolução comentada

$$|\Delta V|=V_0\,\gamma\,|\Delta\theta|=4\,000\cdot10^{-3}\cdot20=80\text{ L}$$

Q73
Mecânica — Cinemática — Gráficos v×t e a×t numa queda com resistência

A figura abaixo representa uma fotografia estroboscópica de um objeto em queda livre em um meio líquido, partindo de uma altura $h$. Cada imagem foi registrada em intervalos de tempos iguais. Quais são os gráficos que melhor representam, respectivamente, a velocidade e a aceleração do objeto?

Fotografia estroboscópica: posições do objeto ao longo de uma régua de 0 a h; os espaços entre as imagens crescem no início e se tornam iguais no fim.
A)
Opção A: gráfico v×t com reta crescente seguida de trecho constante; gráfico a×t com valor constante e depois zero.
B)
Opção B: v×t com curva de concavidade para baixo e depois quase reta crescente; a×t decrescente tendendo a um valor constante.
C)
Opção C: v×t com curva crescente de concavidade para cima; a×t constante e depois caindo a zero.
D)
Opção D: v×t em parábola (sobe e desce); a×t ondulado.
E)
Opção E: v×t com reta crescente que cai abruptamente a zero; a×t constante e depois zero.

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

A
Resolução comentada

Nas imagens, os espaçamentos aumentam e depois ficam iguais (intervalos de tempo iguais): primeiro movimento acelerado, depois movimento uniforme.

Portanto $v$ cresce e depois permanece constante, e $a$ é diferente de zero e depois nula: opção A.

Observação: com resistência do líquido crescente com a velocidade, a aceleração não é constante e $v(t)$ seria uma curva suave até a velocidade limite. O Objetivo considerou que nenhuma alternativa é satisfatória; o Anglo indica a A, que adotamos.

Q74
Termologia — Dilatação — Lâmina bimetálica

O princípio de um termostato pode ser esquematizado pela figura abaixo. Ele é constituído de duas lâminas de metais, A e B, firmemente ligadas. Sabendo-se que o metal A apresenta coeficiente de dilatação volumétrica maior que o metal B, um aumento de temperatura levaria a qual das condições abaixo?

Lâmina bimetálica vertical fixa a uma base: o metal A à esquerda (escuro) e o metal B à direita (claro).
A)
Opção A: lâmina reta, com A ligeiramente mais alta que B.
B)
Opção B: lâmina curvada para a esquerda, com A do lado de fora da curva.
C)
Opção C: lâmina reta, com A ligeiramente mais alta que B, de outro modo.
D)
Opção D: lâmina curvada para a direita, com A do lado de fora da curva.
E)
Opção E: duas lâminas separadas, curvadas em sentidos opostos.

Gabarito conferido por duas resoluções independentes (Anglo e Objetivo) e pela resolução TEF — FGV 2001 (Ciências: questões de Física)

D
Resolução comentada

Com o aumento de temperatura, A (maior coeficiente) dilata mais que B.

Como estão firmemente ligadas, a lâmina se curva, com A no lado externo e B no lado interno: curvatura para o lado de B (direita), opção D.

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