Um barco é erguido $24\text{ m}$, no interior de uma eclusa, num intervalo de tempo de $40\text{ min}$. Sua velocidade média de ascensão é:
O deslocamento vertical é $24\text{ m}$ e o intervalo de tempo vale
$40\text{ min}=40\cdot60=2400\text{ s}$.
Logo,
$v_m=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}=\dfrac{24}{2400}=0{,}01\text{ m/s}=10^{-2}\text{ m/s}$.
Alternativa correta: D
Um corpo de $3\text{ kg}$ move-se, sem atrito, num plano horizontal, sob a ação de uma força horizontal constante de intensidade $7\text{ N}$. No instante $t_0$ sua velocidade é nula. No instante $t_1\mathrel{>}t_0$ a velocidade é $21\text{ m/s}$. Calcule $\Delta t=t_1-t_0$.
Pela segunda lei de Newton,
$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{7}{3}\text{ m/s}^2$.
Como a velocidade passa de zero para $21\text{ m/s}$,
$v=v_0+a\Delta t\Rightarrow21=\dfrac73\Delta t$.
$\Delta t=9\text{ s}$.
Alternativa correta: B
Dois patinadores de mesma massa deslocam-se numa mesma trajetória retilínea, com velocidades respectivamente iguais a $1{,}5\text{ m/s}$ e $3{,}5\text{ m/s}$. O patinador mais rápido persegue o outro. Ao alcançá-lo, salta verticalmente e agarra-se às suas costas, passando os dois a deslocar-se com velocidade $v$. Desprezando o atrito, calcule o valor de $v$.
Na direção horizontal, a quantidade de movimento é conservada. Como as massas são iguais a $m$:
$m\cdot1{,}5+m\cdot3{,}5=(2m)v$.
$5m=2mv\Rightarrow v=2{,}5\text{ m/s}$.
Alternativa correta: C
No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se:
“Valor energético: $1.509\text{ kJ}$ por $100\text{ g}$ ($361\text{ kcal}$)”.
Se toda a energia armazenada em uma lata contendo $400\text{ g}$ de leite fosse utilizada para levantar um objeto de $10\text{ kg}$, a altura atingida seria aproximadamente:
Para $400\text{ g}$, a energia disponível é
$E=4\cdot1.509\text{ kJ}=6.036\text{ kJ}=6{,}036\times10^6\text{ J}$.
Igualando essa energia ao ganho de energia potencial gravitacional:
$mgh=6{,}036\times10^6$.
$10\cdot10\cdot h=6{,}036\times10^6\Rightarrow h=6{,}036\times10^4\text{ m}pprox60\text{ km}$.
Alternativa correta: E
Num dia ensolarado, com sol a pique, um jogador chuta uma bola, que descreve no ar uma parábola. O gráfico que melhor representa o valor da velocidade $v$ da sombra da bola, projetada no solo, em função do tempo $t$, é:
Com o Sol a pique, os raios solares são verticais. A sombra no solo acompanha apenas o movimento horizontal da bola.
No lançamento parabólico, desprezando a resistência do ar, a componente horizontal da velocidade permanece constante.
Logo, a velocidade da sombra é constante e diferente de zero, como no gráfico E.
Alternativa correta: E
Tem-se um objeto luminoso situado num dos focos principais de uma lente convergente. O objeto afasta-se da lente, movimentando-se sobre seu eixo principal. Podemos afirmar que a imagem do objeto, à medida que ele se movimenta,
Para uma lente convergente,
$\dfrac1f=\dfrac1p+\dfrac1{p'}$.
No início, $p=f$, de modo que a imagem está no infinito. Quando o objeto se afasta, $p$ aumenta e permanece maior que $f$.
Consequentemente, $p'$ diminui a partir do infinito e tende a $f$. Portanto, a imagem se aproxima do outro foco principal da lente.
Alternativa correta: D
Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo $600\text{ g}$ de água à temperatura inicial de $90\,^{\circ}\text{C}$. Após $4$ horas ele observa que a temperatura da água é de $42\,^{\circ}\text{C}$. A perda média de energia da água por unidade de tempo é:
O módulo do calor perdido é
$Q=mc\Delta T=600\cdot1\cdot(90-42)=28.800\text{ cal}$.
O intervalo de tempo é
$4\text{ h}=14.400\text{ s}$.
Assim, a perda média de energia por unidade de tempo é
$\dfrac{Q}{\Delta t}=\dfrac{28.800}{14.400}=2{,}0\text{ cal/s}$.
Alternativa correta: A
Um garoto segura uma bexiga de $10\text{ g}$, cheia de gás, exercendo sobre o barbante uma força para baixo de intensidade $0{,}1\text{ N}$. Nestas condições:
A massa da bexiga é $10\text{ g}=0{,}010\text{ kg}$, portanto seu peso vale
$P=mg=0{,}010\cdot10=0{,}1\text{ N}$.
Como o garoto exerce ainda uma força para baixo de $0{,}1\text{ N}$ e a bexiga está em equilíbrio, o empuxo deve ser
$E=P+T=0{,}1+0{,}1=0{,}2\text{ N}$.
O empuxo é maior que o peso da própria bexiga; portanto, para o mesmo volume deslocado, a densidade média da bexiga é menor que a densidade do ar.
Alternativa correta: D
Uma esfera condutora A, de peso $P$, eletrizada positivamente, é presa por um fio isolante que passa por uma roldana. A esfera A se aproxima, com velocidade constante, de uma esfera B, idêntica à anterior, mas neutra e isolada. A esfera A toca em B e, em seguida, é puxada para cima, com velocidade também constante. Quando A passa pelo ponto M a tração no fio é $T_1$ na descida e $T_2$ na subida. Podemos afirmar que:
Na descida, A está positiva e B neutra. Por indução, há atração elétrica entre elas. No ponto M, essa força elétrica atua para baixo. Como a velocidade é constante:
$T_1=P+F_e$.
Logo, $T_1\mathrel{>}P$.
Depois do contato, as esferas idênticas ficam eletrizadas com cargas de mesmo sinal e passam a se repelir. Na subida, a força elétrica sobre A é para cima. Como a velocidade novamente é constante:
$T_2+F_e=P$.
Portanto, $T_2\mathrel{<}P$ e, em conjunto,
$T_2\mathrel{<}P\mathrel{<}T_1$.
Alternativa correta: D
No circuito acima, quando se fecha a chave S, provoca-se:
Com a chave aberta, $R_1$ fica fora do circuito. Ao fechar S, $R_1$ passa a ficar em paralelo com $R_2$.
Essa associação em paralelo tem resistência equivalente menor que $R_2$ isoladamente. Portanto, a resistência total vista pela fonte diminui.
Consequentemente, a corrente total fornecida pela fonte aumenta. Como $R_3$ está no ramo em série com a fonte e com o conjunto paralelo, a corrente que passa por $R_3$ também aumenta.
Alternativa correta: C