FGV · 2021 — Física com resolução

O gráfico mostra a variação da quantidade de carga elétrica armazenada em um capacitor em função do tempo, quando ligado a certo circuito elétrico.

O coeficiente angular da reta tangente a um ponto correspondente a um instante qualquer da curva representa

Um motorista, que conduz seu caminhão com velocidade constante de ${25\text{ m/s}}$ (${90\text{ km/h}}$) por uma estrada retilínea, plana e horizontal, aciona os freios quando percebe um ônibus a sua frente deslocando-se lentamente no mesmo sentido, com velocidade constante de ${5\text{ m/s}}$ (${18\text{ km/h}}$). Supondo-se que a distância entre o caminhão e o ônibus no instante em que o motorista do caminhão aciona os freios é de ${80\text{ m}}$, que o ônibus não altera sua velocidade e que não há mudança nas direções dos movimentos de ambos os veículos, o módulo da aceleração mínima, admitida constante, que deve ser imprimida ao caminhão para evitar a colisão é

Um bloco de massa ${100\text{ g}}$, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso à extremidade de uma mola de constante elástica ${1{,}6\text{ N/m}}$, que tem a outra extremidade presa a um suporte vertical fixo. O bloco realiza movimento harmônico simples, e sua posição $x$ é dada pela equação $x=0{,}20\cos(4{,}0\cdot t+0{,}80)$. A máxima aceleração a que o bloco está sujeito nesse movimento tem módulo igual a

Uma bola de massa ${60\text{ g}}$ é solta, a partir do repouso, de uma altura igual a ${80\text{ cm}}$. Após colidir com o solo, a bola sobe verticalmente até a altura de ${45\text{ cm}}$. Considerando-se a aceleração gravitacional igual a ${10\text{ m/s}^2}$ e desprezando-se a resistência do ar, a intensidade do impulso recebido pela bola na colisão com o solo foi de

Um asteroide com tamanho semelhante ao de um pequeno automóvel passou perto da Terra no último domingo. Chamado de 2020QG, ele esteve a ${2\,950}$ quilômetros do planeta, uma distância pequena em termos astronômicos.

(O Estado de S.Paulo, 20.08.2020. Adaptado.)

Considere que a constante de gravitação universal é igual a ${6{,}7\times10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2}$, que a massa da Terra é ${6{,}0\times10^{24}\text{ kg}}$ e que a menor distância entre o centro do asteroide e o centro da Terra foi, aproximadamente, ${1{,}0\times10^{7}\text{ m}}$ (resultado da soma do raio da Terra com a distância do asteroide ao planeta). Uma vez que o asteroide não foi capturado gravitacionalmente pela Terra, sua velocidade, ao passar pelo ponto mais próximo da Terra, era de, no mínimo,

A figura mostra três recipientes, L, M e N, que contêm água, sendo que a altura da água no recipiente L é $h$, no recipiente M é $2h$ e no recipiente N é $3h$. A área da base do recipiente L é igual ao dobro da área da base do recipiente M e ao triplo da área da base do recipiente N.

Comparando-se as pressões $P_L$, $P_M$ e $P_N$ exercidas pela água nas bases dos recipientes L, M e N, respectivamente, tem-se

Um recipiente graduado de vidro, de volume interno igual a ${800\text{ cm}^3}$, contém certa quantidade de glicerina, ambos a ${20\,{}^{\circ}\text{C}}$, temperatura para a qual o recipiente foi calibrado. Aquecendo-se o conjunto, nota-se que a indicação do volume de glicerina no interior do recipiente não se altera enquanto a substância estiver no estado líquido. Sendo os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e da glicerina, respectivamente, iguais a ${3{,}0\times10^{-5}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}}$ e ${5{,}0\times10^{-4}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}}$, a quantidade de glicerina no recipiente, a temperatura de ${20\,{}^{\circ}\text{C}}$, é igual a

Dois objetos de materiais, massas e temperaturas diferentes foram colocados no interior de um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível e, após certo tempo, atingiram o equilíbrio térmico. É indubitável que, ao fim desse processo,

Certa massa de gás ideal sofreu três transformações. A primeira, AB, foi isotérmica, a segunda, BC, foi isovolumétrica e a terceira, CA, foi isobárica, como mostra a figura.

Considerando-se que o calor absorvido pelo gás seja positivo, que o calor cedido seja negativo, que o trabalho realizado pela força aplicada pelo gás no meio exterior seja positivo e que o trabalho realizado pela força aplicada pelo meio exterior sobre o gás seja negativo, montou-se o quadro a seguir.

Completam, respectivamente, as células X, Y e Z do quadro:

A imagem mostra duas fotografias da Lua, obtidas em uma mesma localidade.

(www.zenite.nu)

O intervalo de tempo mínimo entre os instantes em que as fotos foram obtidas é de, aproximadamente,

Uma lente convergente de distância focal igual a ${6{,}0\text{ cm}}$ é colocada entre duas fontes de luz puntiformes, de modo que fiquem localizadas sobre o eixo principal da lente. Sabendo-se que a distância entre uma das fontes e a lente é ${12\text{ cm}}$ e que as imagens das duas fontes são coincidentes, a distância entre as fontes de luz é

A figura mostra dois recipientes cilíndricos idênticos, R e S, de altura ${35\text{ cm}}$, contendo água até diferentes alturas, $h_R$ e $h_S$.

Colocando-se um alto-falante que emite um som de frequência ${850\text{ Hz}}$ sobre cada recipiente, separadamente, verifica-se que eles funcionam como tubos sonoros fechados em uma extremidade e abertos na outra, ocorrendo ressonância em ambos. Considerando-se a velocidade de propagação do som no ar igual a ${340\text{ m/s}}$, a diferença entre as alturas da água nos dois recipientes, $h_S-h_R$, é igual a

Uma esfera metálica oca, cujo raio da superfície externa é $R$, está eletrizada com carga positiva e localizada no vácuo. Considere o ponto $X$, localizado no centro da esfera, e dois pontos, $Y$ e $Z$, localizados fora da esfera e distando, respectivamente, $R$ e $3R$ da superfície externa da esfera. Adotando-se o potencial elétrico como nulo a uma distância infinita da esfera e denominando-se $V_X$, $V_Y$ e $V_Z$ os potenciais elétricos dos pontos $X$, $Y$ e $Z$, respectivamente, tem-se:

Uma bateria de força eletromotriz $\varepsilon$ e resistência interna $r$ é ligada a um resistor ôhmico de resistência $R$, que, nessa situação, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade $I$. Se essa bateria for associada em paralelo com outra bateria idêntica e o conjunto, assim formado, for ligado ao mesmo resistor $R$, a intensidade da corrente elétrica $I^\prime$ que o percorrerá será tal que

A figura mostra o diagrama de níveis de energia, em elétrons-volt, para o átomo de hidrogênio, segundo o modelo proposto por Bohr. Nela está representada uma transição do elétron do nível $n=4$ para o nível $n=2$.

(http://astro.if.ufrgs.br. Adaptado.)

A quantidade de energia associada ao fóton emitido pelo átomo de hidrogênio na transição mostrada na figura é