Vestibular FGV 2016 · Processo seletivo 1º semestre de 2016 (EESP) · Física: Q91–Q105.
Dados da prova
FGV · Escola de Economia de São Paulo, 1º semestre de 2016 · aplicado em 22/11/2015 · Física: questões 91 a 105.
Transcrição em texto nativo dos enunciados, fórmulas e alternativas. Apenas as figuras são imagens. A fotografia do painel de instrumentos (Q92) foi omitida. Gabarito oficial da banca, conferido pela resolução TEF. A Q104 usa o limite de 87 lâmpadas conforme o gabarito oficial. Resoluções e análises TEF são editoriais.
Q91
Mecânica — Cinemática — Aceleração vetorial em trecho curvo
Um veículo desloca-se por uma pista horizontal, retilínea nos trechos AB, CD e DE, e curvilínea no trecho BC, este em forma de quarto de circunferência, como ilustra a figura.
Partindo do repouso no ponto A, o referido veículo aumenta sua velocidade uniformemente até o ponto B; a partir de B, ele mantém constante a velocidade adquirida até o ponto D; de D até E, ele reduz uniformemente a velocidade até parar em E. O valor absoluto de sua aceleração vetorial está qualitativa e corretamente representado na alternativa:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
C
Resolução comentada
AB: movimento retilíneo uniformemente variado: $a=a_t$ constante e não nula.
BC: movimento circular com velocidade escalar constante: $a=a_{cp}=\dfrac{v^2}{R}$, constante e não nula (de valor maior que $a_t$ no caso da figura).
CD: movimento retilíneo uniforme: $a=0$.
DE: MRUV (freagem): $a$ constante e não nula.
O gráfico que traz aceleração constante em AB, constante (maior) em BC, nula em CD e constante em DE é o da alternativa C.
Q92
Mecânica — Medidas — Leitura de tacômetro e velocímetro
A figura mostra o painel de instrumentos de um automóvel em movimento. Os maiores medidores são: à esquerda, o tacômetro (conta-giros do motor), e à direita, o velocímetro.
Levando-se em conta a precisão de medidas, as corretas leituras do tacômetro, em rpm × 1 000, e do velocímetro, em km/h, são, respectivamente,
A)
${3{,}7}$ e ${39{,}0}$.
B)
${3{,}7}$ e ${39{,}5}$.
C)
${3{,}8}$ e ${39}$.
D)
${3{,}80}$ e ${39}$.
E)
${3{,}80}$ e ${39{,}0}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
C
Resolução comentada
Pela norma de leitura de instrumentos, o resultado traz todos os algarismos lidos com certeza mais um estimado (duvidoso).
No tacômetro, a leitura é de $3{,}8\times1000$ rpm (a escala não permite uma segunda casa decimal) e, no velocímetro, $39\text{ km/h}$ (o ponteiro está entre as marcações e a escala não permite estimar a casa dos décimos).
Q93
Física Moderna — Relatividade — Contração do comprimento
Não está longe a época em que aviões poderão voar a velocidades da ordem de grandeza da velocidade da luz ($c$) no vácuo. Se um desses aviões, voando a uma velocidade de ${0{,}6\cdot c}$, passar rente à pista de um aeroporto de ${2{,}5\text{ km}}$, percorrendo-a em sua extensão, para o piloto desse avião a pista terá uma extensão, em km, de
A)
${1{,}6}$.
B)
${2{,}0}$.
C)
${2{,}3}$.
D)
${2{,}8}$.
E)
${3{,}2}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
Mecânica — Dinâmica — Forças em um balanço no ponto extremo
O texto a seguir refere-se às questões de números 94 a 96.
Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.
Inicialmente, Mariana foi se divertir no balanço. Solta, do repouso, de uma certa altura, ela oscilou entre dois extremos elevados, a partir dos quais iniciou o retorno até o extremo oposto. Imagine-a no extremo da direita como na figura.
Desconsiderando o seu tamanho, bem como o do balanço, e imaginando apenas um cabo sustentando o sistema, o correto esquema das forças agentes sobre ela nessa posição, em que cada seta representa uma força, é o da alternativa:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
E
Resolução comentada
As únicas forças que agem sobre Mariana (desprezando a resistência do ar) são:
o peso, vertical para baixo; e a tração do cabo, dirigida ao longo do cabo, para o ponto de suspensão.
Não há força "no sentido do movimento": o diagrama correto tem apenas essas duas setas (alternativa E).
Q95
Mecânica — Quantidade de movimento — Energia e momento no chute
O texto a seguir refere-se às questões de números 94 a 96.
Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.
Em uma das oscilações, Mariana partiu do extremo, de uma altura de ${80\text{ cm}}$ acima do solo e, ao atingir a posição inferior da trajetória, chutou uma bola, de ${0{,}5\text{ kg}}$ de massa, que estava parada no solo. A bola adquiriu a velocidade de ${24\text{ m/s}}$ imediatamente após o chute, na direção horizontal do solo e do movimento da menina. O deslocamento de Mariana, do ponto extremo até o ponto inferior da trajetória, foi realizado sem dissipação de energia mecânica. Considere a massa de Mariana igual a ${12\text{ kg}}$, e a aceleração da gravidade com o valor ${10\text{ m/s}^2}$. A velocidade de Mariana, imediatamente após o chute na bola, passou a ser, em m/s, de
A)
${2{,}0}$.
B)
${2{,}4}$.
C)
${3{,}0}$.
D)
${3{,}2}$.
E)
${3{,}6}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
Mecânica — Energia — Perdas percentuais no escorregador
O texto a seguir refere-se às questões de números 94 a 96.
Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.
Nesse parquinho infantil, há dois escorregadores de mesma altura $h$ relativamente ao chão. Um deles é retilíneo (R) e outro é curvilíneo (C) em forma de tobogã, como indica a figura.
Ao escorregar por R, de seu ponto superior até o nível do chão, Mariana teve uma perda de energia mecânica de ${10\%}$ em relação a uma queda livre dessa altura. Ao escorregar por C, nas mesmas condições, ela teve uma perda de ${15\%}$ de energia mecânica em relação a uma queda livre. A relação entre a velocidade final de Mariana ao sair de R e a velocidade final ao sair de C vale
A)
$\sqrt{\dfrac{18}{17}}$.
B)
$\sqrt{\dfrac{3}{2}}$.
C)
$\dfrac{18}{17}$.
D)
$\dfrac{3}{2}$.
E)
$\dfrac{5}{4}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
Mecânica — Gravitação — Razão entre velocidades orbitais
A nave americana New Horizons passou, recentemente, bem perto da superfície de Plutão, revelando importantes informações a respeito desse planeta anão. Ela orbitou a uma distância $d$ do centro de Plutão, cuja massa é 500 vezes menor que a da Terra, com uma velocidade orbital $V_P$. Se orbitasse ao redor da Terra, a uma distância $2d$ de seu centro, sua velocidade orbital seria $V_T$. A relação $V_T/V_P$ entre essas velocidades valeria $\sqrt{10}$ multiplicada pelo fator
A)
${2}$.
B)
${3}$.
C)
${4}$.
D)
${5}$.
E)
${10}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
D
Resolução comentada
A velocidade orbital circular é $V=\sqrt{\dfrac{G\,M}{r}}$. Logo:
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e pressão a 48 m de profundidade
Para determinados tipos de pesquisa ou trabalho, cápsulas tripuladas são enviadas para as profundezas dos oceanos, mares ou lagos. Considere uma dessas cápsulas de forma cilíndrica, de ${2{,}0\text{ m}}$ de altura por ${2{,}0\text{ m}}$ de diâmetro, com sua base superior a ${48\text{ m}}$ de profundidade em água de densidade ${1{,}0\cdot10^{3}\text{ kg/m}^3}$, em equilíbrio como ilustra a figura.
Dados: A pressão atmosférica no local é de ${1{,}0\cdot10^{5}\text{ Pa}}$, e a aceleração da gravidade é de ${10\text{ m/s}^2}$. Adote $\pi=3$.
O peso dessa cápsula fora d'água, em N, e a pressão total sobre sua base inferior, em Pa, valem, respectivamente,
A)
${1{,}5\cdot10^{3}}$ e ${5{,}0\cdot10^{6}}$.
B)
${1{,}5\cdot10^{3}}$ e ${6{,}0\cdot10^{5}}$.
C)
${1{,}5\cdot10^{4}}$ e ${5{,}0\cdot10^{6}}$.
D)
${6{,}0\cdot10^{4}}$ e ${6{,}0\cdot10^{6}}$.
E)
${6{,}0\cdot10^{4}}$ e ${6{,}0\cdot10^{5}}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
E
Resolução comentada
Volume do cilindro ($R=1{,}0\text{ m}$, $h=2{,}0\text{ m}$):
Uma pedra de gelo, de ${1{,}0\text{ kg}}$ de massa, é retirada de um ambiente em que se encontrava em equilíbrio térmico a ${-100\,{}^{\circ}\text{C}}$ e recebe ${150\text{ kcal}}$ de uma fonte de calor. Considerando o calor específico do gelo ${0{,}5\text{ cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}}$, o da água ${1{,}0\text{ cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}}$, e o calor latente de fusão do gelo ${80\text{ cal/g}}$, o gráfico que representa corretamente a curva de aquecimento dessa amostra é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
D
Resolução comentada
Gelo de $-100\,{}^{\circ}\text{C}$ a $0\,{}^{\circ}\text{C}$:
A curva tem aquecimento do gelo, patamar de fusão em $0\,{}^{\circ}\text{C}$ e aquecimento da água até $20\,{}^{\circ}\text{C}$: gráfico D.
Q100
Óptica — Espectros — Linhas de emissão e absorção
Sabe-se que a luz branca do Sol, após refratar em um prisma de acrílico ou de vidro, dispersa-se em um leque de cores, formando o que se chama de espectro. Na figura, representa-se o prisma por P; a tela em que se vê o espectro, por T; e o meio de onde a luz branca veio, por M.
Se M for
A)
uma lâmpada de gás hidrogênio aquecido e pouco denso, o espectro apresentará linhas coloridas claras de emissão.
B)
a atmosfera terrestre, considerada fria, o espectro apresentará linhas escuras de absorção.
C)
um gás fortemente comprimido e muito denso, o espectro tanto poderá ser contínuo como apresentar linhas escuras de emissão.
D)
a atmosfera saturniana, considerada fria, o espectro tanto poderá ser contínuo como apresentar linhas claras de absorção.
E)
um líquido aquecido, o espectro apresentará linhas contínuas e escuras de emissão.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
B
Resolução comentada
Um gás frio e pouco denso interposto entre uma fonte de espectro contínuo (a luz branca do Sol) e o observador absorve algumas frequências: o espectro é contínuo, com linhas escuras de absorção.
Para a atmosfera terrestre (fria), que a luz branca atravessa antes do prisma, o espectro apresenta linhas escuras de absorção.
Q101
Física Moderna — Efeito fotoelétrico — Definição
Próximo do final do século XVIII, alguns cientistas (Hertz, Maxwell, Thomson, Lenard) se envolveram na pesquisa de um certo fenômeno que ficou conhecido como efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de
A)
partículas $\alpha$ de um corpo atingido por radiação eletromagnética.
B)
raios $\gamma$ de uma superfície líquida atingida por ondas sonoras.
C)
elétrons de uma massa gasosa sobre a qual incidem ondas mecânicas.
D)
elétrons de uma superfície metálica atingida por radiação eletromagnética.
E)
pósitrons de uma superfície metálica atingida por radiação eletromagnética.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
D
Resolução comentada
O efeito fotoelétrico consiste na ejeção de elétrons de uma superfície metálica quando radiação eletromagnética de frequência adequada incide sobre ela.
Q102
Óptica — Lentes esféricas — Raios paralelos em lente biconvexa
A figura ilustra uma lente biconvexa de cristal, imersa no ar. O seu eixo óptico principal é E.
Considerando satisfeitas as condições de Gauss, a única trajetória correta descrita pelo raio refratado é a da alternativa
A)
I.
B)
II.
C)
III.
D)
IV.
E)
V.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
A
Resolução comentada
Uma lente biconvexa no ar é convergente: raios paralelos ao eixo refratam passando pelo foco imagem.
O raio I (acima do eixo) é desviado para baixo, em direção ao foco, trajetória coerente com a figura. As trajetórias II, IV e V se afastam do eixo ou não passam pelo foco comum, o que é incorreto.
Q103
Eletricidade — Campo elétrico — Equilíbrio de partícula entre placas
Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga $q$ e a massa $m$ de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância $d$, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante $U$. Variando-se $d$ e $U$, é possível fazer com que uma partícula de massa $m$ eletrizada com carga $q$ fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade $g$.
Nessas condições, a relação $q/m$ será dada por
A)
$\dfrac{d\cdot U^2}{g}$.
B)
$\dfrac{g\cdot U^2}{d}$.
C)
$\dfrac{d\cdot g}{U^2}$.
D)
$\dfrac{d\cdot U}{g}$.
E)
$\dfrac{d\cdot g}{U}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
E
Resolução comentada
O campo elétrico entre as placas é uniforme: $E=\dfrac Ud$. No equilíbrio, a força elétrica equilibra o peso:
$$q\,E=m\,g\Rightarrow q\,\frac Ud=m\,g$$
$$\frac qm=\frac{g\,d}{U}$$
Q104
Eletricidade — Potência elétrica — Disjuntor e lâmpadas em paralelo
Uma loja tem instaladas, em paralelo, várias lâmpadas idênticas, cada uma com a especificação: ${25\text{ W}}$; ${220\text{ V}}$. Logo após a caixa de entrada, há um disjuntor de ${10\text{ A}}$ protegendo a instalação da loja, especificamente as lâmpadas. O gerente da loja, desconfiado da capacidade do disjuntor, faz algumas operações e chega corretamente ao número máximo de lâmpadas que podem ser acesas simultaneamente, sem desligar o disjuntor. Tal número é
A)
${22}$.
B)
${53}$.
C)
${87}$.
D)
${115}$.
E)
${135}$.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
Em paralelo, as correntes se somam: com $n$ lâmpadas, $I=n\,i$.
$$n\,i<10\Rightarrow n<\frac{10}{0{,}1136}=88$$
Para que o disjuntor não desarme, a corrente deve ser menor que $10\text{ A}$ (valor limite): $n=87$, resposta oficial da banca.
Q105
Eletromagnetismo — Força magnética — Partícula negativa em campos E e B
Uma partícula dotada de massa e eletrizada negativamente é lançada, com velocidade inicial $v_0$, para o interior de uma região A onde impera um campo elétrico uniforme. A partícula segue a trajetória retilínea paralela ao plano da folha, mostrada na figura. Logo após atravessar a região A, a partícula ingressa na região B, com velocidade $v>v_0$, onde há um campo magnético uniforme, orientado perpendicularmente ao plano da folha, apontando para fora dela.
É correto afirmar que a orientação do campo elétrico em A é paralela ao plano da folha no
A)
mesmo sentido de $v_0$; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio $R$.
B)
sentido oposto ao de $v_0$; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio $R$.
C)
sentido oposto ao de $v_0$; em B, a partícula segue a trajetória circular IV de raio $R$.
D)
sentido oposto ao de $v_0$; em B, a partícula segue a trajetória parabólica II.
E)
mesmo sentido de $v_0$; em B, a partícula segue a trajetória parabólica III.
Gabarito oficial da banca (FGV) conferido pela resolução TEF — FGV 2016
B
Resolução comentada
Em A, a partícula é acelerada (a velocidade passa de $v_0$ para $v>v_0$): a força elétrica tem o sentido de $\vec v_0$. Como a carga é negativa, $\vec F=q\vec E$ tem sentido oposto ao de $\vec E$: o campo elétrico tem sentido oposto ao de $v_0$.
Em B, a força magnética é perpendicular à velocidade e a trajetória é circular. Com $\vec v$ para cima e $\vec B$ saindo da folha, $\vec v\times\vec B$ aponta para a direita; como a carga é negativa, a força aponta para a esquerda: a trajetória é a circunferência I (à esquerda), de raio $R$.
