FGV · 2011 — Física com resolução

Antes da adoção do Sistema Internacional de Unidades como sistema universal para mensuração científica, outros sistemas como o MKS (metro – quilograma – segundo) e o CGS (centímetro – grama – segundo) foram amplamente utilizados. Um dos motivos do declínio desses antigos sistemas de unidades foi destacarem grandezas físicas puramente mecânicas, a distância, a massa e o tempo. Com o surgimento da eletricidade, foram necessárias adaptações para novas grandezas e assim, por exemplo, foi criado o CGSES (CGS eletrostático). Se hoje a constante eletrostática do vácuo tem valor $9\cdot10^{9}\ \dfrac{\text{N}\cdot\text{m}^2}{\text{C}^2}$, isso se deve ao fato da escolha arbitrária do valor $1\ \dfrac{\text{dina}\cdot\text{cm}^2}{\text{statc}^2}$ para essa mesma grandeza, representada no sistema CGSES. Comparando as duas versões da escrita dessa grandeza física, é possível observar que a unidade usada para a carga elétrica, no CGSES, era o statc, abreviação de statcoulomb. No CGSES, uma carga elétrica de valor 1 statcoulomb era a carga elétrica puntiforme que, colocada no vácuo, a 1 cm de outra carga de igual valor, trocaria com esta, uma força de intensidade 1 dina. Dado $1\text{ N}=10^{5}$ dina, a carga presente em 1 statcoulomb é equivalente a

Empresas de transportes rodoviários equipam seus veículos com um aparelho chamado tacógrafo, capaz de produzir sobre um disco de papel, o registro ininterrupto do movimento do veículo no decorrer de um dia.

Analisando os registros da folha do tacógrafo representada acima, correspondente ao período de um dia completo, a empresa pode avaliar que seu veículo percorreu nesse tempo uma distância, em km, aproximadamente igual a

Durante a cerimônia de formatura, o professor de física, teve seu pensamento absorvido pela pilha de duas camadas de estojos de diplomas, todos iguais, escorada de ambos os lados, por um copo contendo água.

O professor lembrava que $\text{sen}\,30^{\circ}=\cos60^{\circ}=\dfrac12$ e que $\text{sen}\,60^{\circ}=\cos30^{\circ}=\dfrac{\sqrt3}{2}$. Admitindo que cada estojo tivesse o mesmo peso de módulo $P$, determinou mentalmente a intensidade da força de contato exercida por um estojo da fila superior sobre um da fila inferior, força que, escrita em termos de $P$, é

Em festas de aniversário, um dispositivo bastante simples arremessa confetes. A engenhoca é constituída essencialmente por um tubo de papelão e uma mola helicoidal comprimida. No interior do tubo estão acondicionados os confetes. Uma pequena torção na base plástica do tubo destrava a mola que, em seu processo de relaxamento, empurra, por ${20\text{ cm}}$, os confetes para fora do dispositivo.

Ao serem lançados com o tubo na posição vertical, os confetes atingem no máximo 4 metros de altura, 20% do que conseguiriam se não houvesse a resistência do ar. Considerando que a porção de confetes a ser arremessada tem massa total de ${10\text{ g}}$, e que a aceleração da gravidade seja de ${10\text{ m/s}^2}$, o valor da constante elástica da mola utilizada é, aproximadamente, em N/m,

Em um poste, uma trave horizontal feita de madeira serve de suporte para os três isoladores de alta tensão, responsáveis, também, por manter os fios sobrelevados.

Os pesos da trave e dos isoladores podem ser considerados desprezíveis. Cada fio exerce sobre seu isolador uma força vertical de intensidade ${400\text{ N}}$ e, por essa razão, além da trave ser presa diretamente ao poste, uma haste inclinada exerce um esforço adicional para cima, em newtons, de intensidade

Em lagos, onde a água é mais tranquila, os pescadores gostam muito de utilizar em suas varas um conjunto que consta de uma boia presa a um pequeno pedaço de chumbo, a “chumbada”, mantida próxima ao anzol. Dentro da água, a boia fica em equilíbrio vertical, devido ao peso da chumbada.

Usando-se um conjunto como este, supondo desprezível a presença do anzol e admitindo que a linha seja bastante flexível, analise:

I. No mar, por conter água salgada, a parte emersa da boia é maior, relativamente à água doce.

II. Em um lago de águas calmas, por se manter flutuando em equilíbrio estático, a boia não possui inércia.

III. A força que deve sofrer a ponta da vara, para iniciar a retirada do conjunto do interior da água, é igual ao peso do conjunto.

É correto o contido em

Uma cisterna cilíndrica de ${2\text{ m}}$ de altura armazena a água captada de um telhado, recolhendo-a por uma abertura em seu topo. Na base, um tubo de vidro de ${30\text{ cm}}$ de altura foi graduado em centímetros, com o zero da escala coincidente com o nível do fundo da cisterna. Conforme a água entra na cisterna, o ar que preenche o tubo vertical, considerado como um gás perfeito, fica aprisionado e, devido à compressão, seu volume diminui, tornando o sistema um medidor indireto do nível de água armazenada.

Admitindo que a temperatura tenha sido sempre a mesma, e conhecidas a pressão atmosférica, ${1\cdot10^{5}\text{ Pa}}$, a densidade da água, ${1\cdot10^{3}\text{ kg/m}^3}$ e a aceleração da gravidade, ${10\text{ m/s}^2}$, no momento em que a cisterna estiver com sua capacidade máxima, o nível da água no interior do medidor, corresponderá, em cm, aproximadamente a

Em relação ao conceito de temperatura, analise:

I. É possível atribuir uma temperatura ao vácuo ideal.

II. Dois corpos que possuem a mesma energia térmica possuem necessariamente a mesma temperatura.

III. A temperatura é uma grandeza macroscópica.

IV. Quando um corpo recebe calor, sua temperatura necessariamente aumenta.

Está correto apenas o contido em

Na Terra, o período de oscilação de um pêndulo, isto é, o tempo que ele demanda para completar um ciclo completo, corresponde, com boa aproximação, à raiz quadrada do quádruplo do comprimento do pêndulo. O pêndulo de um carrilhão, ao oscilar, bate o segundo e é constituído por uma fina haste de aço de massa desprezível, unida a um grande disco de bronze, que guarda em seu centro o centro de massa do conjunto haste-disco. Suponha que a $20\,{}^{\circ}\text{C}$, o centro de massa do conjunto esteja a 1 metro do eixo de oscilação, condição que faz o mecanismo funcionar com exatidão na medida do tempo.

Considerando que o coeficiente de dilatação linear do aço é ${10\cdot10^{-6}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}}$ e supondo que o centro de massa da haste-disco se mantenha sempre no centro do disco se a temperatura do conjunto haste-disco subir $10\,{}^{\circ}\text{C}$, a medida do tempo, correspondente a meio ciclo de oscilação do pêndulo, se tornará

A figura mostra dois pulsos que se movimentam em sentidos contrários, um em direção ao outro sobre a mesma corda, que pode ser considerada ideal.

No momento em que houver sobreposição total, a disposição esperada para os pontos da corda estará melhor indicada por:

Ao estacionar seu carro, o motorista percebeu a projeção da imagem da pequena lâmpada acesa de um dos faroletes, ampliada em 5 vezes, sobre a parede vertical adiante do carro. Em princípio, o farolete deveria projetar raios de luz paralelos, já que se tratava de um farol de longo alcance.

Percebeu, então, que o conjunto lâmpada-soquete tinha se deslocado da posição original, que mantinha a lâmpada a ${10{,}0\text{ cm}}$ da superfície espelhada do espelho esférico côncavo existente no farol. Considerando que o foco ocupa uma posição adiante do vértice do espelho, sobre o eixo principal, é possível concluir que, agora, a lâmpada se encontra a

Verifica-se que, ao sofrer refração, um trem de ondas mecânicas apresenta um novo perfil de oscilação, onde a distância entre duas cristas consecutivas de suas ondas, tornou-se maior. Comparativamente ao que possuía o trem de ondas antes da refração, a frequência se ________, a velocidade de propagação se ________ e a amplitude se manteve, já que o novo meio é ________ refringente.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

A produção de energia elétrica a partir de pequenos movimentos, como o passo dos pedestres sobre tapetes ou tecidos especiais já é uma realidade. O fenômeno físico é o chamado efeito piezoelétrico. Para que seus alunos compreendessem esse efeito, um professor criou o modelo esquematizado, onde duas cargas positivas, unidas por uma mola não condutora e inicialmente relaxada (fig. 1), são aproximadas devido a uma deformação elástica (fig. 2).

Sendo $k$, em $\dfrac{\text{V}\cdot\text{m}}{\text{C}}$, a constante eletrostática do meio e $Q=1/k$, em Coulomb, o valor de cada uma das cargas elétricas, o valor aproximado da variação absoluta do potencial eletrostático, em V, no ponto P, indicado nas figuras 1 e 2, quando a carga Q superior aproxima-se da carga Q inferior, resultando na configuração da figura 2, é

Um barco de pesca era o mais iluminado do porto.

Em cada cabresto, o pescador distribuiu 5 lâmpadas, todas idênticas e ligadas em série, conectando os extremos dessas ligações à bateria de ${12\text{ V}}$ da embarcação, segundo a configuração esquematizada.

Quando acesas todas essas lâmpadas, uma potência de ${100\text{ W}}$ era requisitada da bateria. Supondo que o fio utilizado nas conexões tenha resistência elétrica desprezível, a corrente elétrica que atravessava uma lâmpada do circuito é, aproximadamente,

Sobre os fenômenos do magnetismo, analise:

I. Um ímã, inserido em uma região onde atua um campo magnético, está sujeito a um binário de forças magnéticas de mesma intensidade, que não são capazes de transladá-lo, contudo podem rotacioná-lo.

II. Quando ímãs artificiais são produzidos, a posição de seus polos é determinada pela posição em que se encontra o corpo do ímã, relativamente às linhas do campo magnético ao qual ele é submetido em seu processo de magnetização.

III. O número de vezes que podemos repartir um ímã em duas partes e dessas partes obtermos novos ímãs se limita ao momento em que da divisão separam-se os polos sul e norte.

IV. Os polos geográficos e magnéticos da Terra não se encontram no mesmo local. Quando utilizamos uma bússola, o norte magnético de sua agulha nos indica a região em que se encontra o norte magnético do planeta.

Está correto apenas o contido em