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Mackenzie 2001.2

Universidade Presbiteriana Mackenzie

2º semestre de 2001 · Física Q46–Q60 · navegue entre as provas oficiais por grupos.

Q46
Mecânica — Quantidade de Movimento — Colisões

Um automóvel P de $800\text{ kg}$ está parado em um semáforo, quando é atingido por trás por outro carro Q de $1200\text{ kg}$. Imediatamente após a colisão, os carros se movem juntos com velocidade de $12\text{ m/s}$. A velocidade do automóvel Q, no momento em que colidiu com P, era no mínimo de:

A)$36\text{ km/h}$
B)$45\text{ km/h}$
C)$54\text{ km/h}$
D)$72\text{ km/h}$
E)$90\text{ km/h}$

Resposta

D
Resolução comentada

Na colisão, conserva-se a quantidade de movimento do sistema.

$1200v_Q=(800+1200)\cdot12$.

$v_Q=20\text{ m/s}=72\text{ km/h}$.

Alternativa D.

Q47
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Um corpo de $8\text{ kg}$ desloca-se em uma trajetória retilínea com velocidade de $3\text{ m/s}$ quando, sobre ele, passa a agir uma força de intensidade $24\text{ N}$ na direção e sentido de seu movimento. Após $5\text{ s}$ da ação dessa força, a velocidade do corpo será de:

A)$22\text{ m/s}$
B)$20\text{ m/s}$
C)$18\text{ m/s}$
D)$16\text{ m/s}$
E)$14\text{ m/s}$

Resposta

C
Resolução comentada

$a=F/m=24/8=3\text{ m/s}^2$.

Em $5\text{ s}$, $v=v_0+at=3+3\cdot5=18\text{ m/s}$.

Alternativa C.

Q48
Mecânica — Cinemática — Velocidade Média

Um avião decola de uma cidade A, percorre $400\text{ km}$ para o sul e, depois, $300\text{ km}$ para oeste, aterrizando na cidade B num tempo total de viagem de $1\text{ h }15\text{ min}$. A velocidade escalar média de um outro avião, que também sai de A e chega a B nesse mesmo tempo e caminhando sempre em uma mesma direção, é:

A)$100\text{ km/h}$
B)$240\text{ km/h}$
C)$320\text{ km/h}$
D)$400\text{ km/h}$
E)$500\text{ km/h}$

Resposta

D
Resolução comentada

O segundo avião percorre diretamente a distância entre A e B:

$AB=\sqrt{400^2+300^2}=500\text{ km}$.

O tempo é $1{,}25\text{ h}$, então $v_m=500/1{,}25=400\text{ km/h}$.

Alternativa D.

Q49
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Em relação a um referencial inercial, uma partícula P está sujeita à ação simultânea de quatro forças, conforme o diagrama. Sabendo que, devido à ação destas forças, a partícula descreve um M.R.U., podemos afirmar que:

Figura da questão 49 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)$\vec F_1+\vec F_2+\vec F_3=\vec F_4$
B)$\vec F_1+\vec F_2+\vec F_4=\vec F_3$
C)$-\vec F_1-\vec F_2-\vec F_3=-\vec F_4$
D)$-\vec F_1-\vec F_2-\vec F_4=-\vec F_3$
E)$\vec F_1+\vec F_2+\vec F_4=-\vec F_3$

Resposta

E
Resolução comentada

Em M.R.U., a aceleração é nula, portanto a força resultante também é nula:

$\vec F_1+\vec F_2+\vec F_3+\vec F_4=0$.

Logo, $\vec F_1+\vec F_2+\vec F_4=-\vec F_3$.

Alternativa E.

Q50
Mecânica — Trabalho e Energia — Conservação da Energia Mecânica

Um pequeno corpo foi abandonado do repouso, no topo do plano inclinado liso. Após haver deslizado por $3{,}0\text{ m}$, somente sob a ação do campo gravitacional uniforme, atingiu a velocidade de $6{,}0\text{ m/s}$. Adote $g=10\text{ m/s}^2$. A medida do ângulo $\alpha$ é:

Figura da questão 50 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)$15^\circ$
B)$30^\circ$
C)$37^\circ$
D)$53^\circ$
E)$60^\circ$

Resposta

C
Resolução comentada

Como não há atrito, $v^2=2as$ e $a=g\sin\alpha$.

$36=2\cdot10\sin\alpha\cdot3$.

$\sin\alpha=0{,}60$, portanto $\alpha=37^\circ$.

Alternativa C.

Q51
Mecânica — Hidrostática — Pressão Hidrostática

O edifício da figura tem $45{,}0\text{ m}$ de altura, incluindo a caixa d’água, que é mantida aberta e completamente cheia. A coluna d’água, vertical e sem obstrução, abastece todos os apartamentos. Quando a água está em equilíbrio na tubulação, as pressões totais nos pontos A, B e C estão nas proporções:

Dados: $\rho=1{,}0\cdot10^3\text{ kg/m}^3$, $p_{atm}=1{,}0\cdot10^5\text{ Pa}$ e $g=10\text{ m/s}^2$.

Figura da questão 51 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)$P_B=2P_A$ e $P_C=3P_A$
B)$P_B=\dfrac32P_A$ e $P_C=\dfrac52P_A$
C)$P_B=2P_A$ e $P_C=4P_A$
D)$P_B=\dfrac23P_A$ e $P_C=\dfrac25P_A$
E)$P_B=\dfrac12P_A$ e $P_C=\dfrac13P_A$

Resposta

B
Resolução comentada

As profundidades em relação à superfície livre são $10\text{ m}$, $20\text{ m}$ e $40\text{ m}$.

$P_A=10^5+1000\cdot10\cdot10=2\cdot10^5\text{ Pa}$.

$P_B=3\cdot10^5\text{ Pa}=\dfrac32P_A$ e $P_C=5\cdot10^5\text{ Pa}=\dfrac52P_A$.

Alternativa B.

Q52
Óptica — Óptica Geométrica — Lei de Snell

Um raio luminoso monocromático, que se propaga no ar $(n=1)$, atinge a superfície de um bloco de cristal e refrata-se como mostra a figura. Sendo $v_{ar}$ a velocidade da luz no ar, a velocidade da luz no cristal é:

Figura da questão 52 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)$0{,}50v_{ar}$
B)$0{,}57v_{ar}$
C)$0{,}87v_{ar}$
D)$1{,}41v_{ar}$
E)$1{,}73v_{ar}$

Resposta

B
Resolução comentada

Os ângulos indicados na figura são medidos em relação à superfície. Assim, em relação à normal, $i=60^\circ$ e $r=30^\circ$.

Pela lei de Snell: $1\cdot\sin60^\circ=n\sin30^\circ$, logo $n=\sqrt3$.

$v_{cristal}=v_{ar}/n\approx0{,}57v_{ar}$.

Alternativa B.

Q53
Ondulatória — Conceitos Básicos — Equação Fundamental da Ondulatória

Uma onda mecânica, que se propaga num determinado meio com velocidade $1{,}50\text{ m/s}$, apresenta as características da figura. A frequência dessa onda é:

Figura da questão 53 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)$1{,}00\text{ Hz}$
B)$1{,}25\text{ Hz}$
C)$2{,}50\text{ Hz}$
D)$5{,}00\text{ Hz}$
E)$10{,}00\text{ Hz}$

Resposta

C
Resolução comentada

Os $150\text{ cm}$ da figura correspondem a $2{,}5$ comprimentos de onda. Logo, $\lambda=150/2{,}5=60\text{ cm}=0{,}60\text{ m}$.

$f=v/\lambda=1{,}50/0{,}60=2{,}50\text{ Hz}$.

Alternativa C.

Q54
Termologia — Dilatação Térmica — Dilatação Volumétrica

Um paralelepípedo de uma liga de alumínio, com coeficiente de dilatação linear $2\cdot10^{-5}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}$, tem arestas que, a $0^{\circ}\text{C}$, medem $5\text{ cm}$, $40\text{ cm}$ e $30\text{ cm}$. Ao ser elevado à temperatura de $100^{\circ}\text{C}$, aumenta seu volume de:

A)$6\text{ cm}^3$
B)$12\text{ cm}^3$
C)$18\text{ cm}^3$
D)$24\text{ cm}^3$
E)$36\text{ cm}^3$

Resposta

E
Resolução comentada

$V_0=5\cdot40\cdot30=6000\text{ cm}^3$.

Para sólidos isotrópicos, $\gamma\approx3\alpha=6\cdot10^{-5}\,{}^{\circ}\text{C}^{-1}$.

$\Delta V=V_0\gamma\Delta T=6000\cdot6\cdot10^{-5}\cdot100=36\text{ cm}^3$.

Alternativa E.

Q55
Termologia — Termometria — Escalas Termométricas

Num determinado dia, em São Paulo, a temperatura ambiente foi igual à de Londres. Sabendo que, nesse dia, a temperatura de Londres foi $50^{\circ}\text{F}$, a temperatura de São Paulo foi:

A)$10^{\circ}\text{C}$
B)$20^{\circ}\text{C}$
C)$25^{\circ}\text{C}$
D)$28^{\circ}\text{C}$
E)$32^{\circ}\text{C}$

Resposta

A
Resolução comentada

$T_C=\dfrac59(T_F-32)=\dfrac59(50-32)=10^{\circ}\text{C}$.

Alternativa A.

Q56
Termodinâmica — Transformações Gasosas — Lei Geral dos Gases

Certa massa de gás perfeito sofre uma transformação na qual o seu volume é triplicado e sua temperatura, em Kelvin, é reduzida de um décimo. A pressão final desse gás é:

A)40% da inicial.
B)30% da inicial.
C)25% da inicial.
D)20% da inicial.
E)15% da inicial.

Resposta

B
Resolução comentada

Para a mesma massa de gás, $PV/T$ permanece constante.

$V_f=3V_i$ e $T_f=0{,}9T_i$.

$P_f/P_i=(T_f/T_i)(V_i/V_f)=0{,}9/3=0{,}30$.

Alternativa B.

Q57
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Espectro Eletromagnético

O efeito estufa retém parte da radiação que seria devolvida ao espaço. O comprimento de onda da radiação que é a maior responsável pelo aumento da temperatura ambiente da Terra está na faixa:

A)de microondas.
B)gama.
C)ultravioleta do tipo A.
D)ultravioleta do tipo B.
E)infravermelho.

Resposta

E
Resolução comentada

A superfície terrestre aquecida emite predominantemente radiação térmica na faixa do infravermelho. Os gases de efeito estufa absorvem parte dessa radiação.

Alternativa E.

Q58
Eletricidade — Eletrostática — Campo Elétrico

No plano cartesiano, a carga $Q_1=4\mu\text{C}$ está no ponto $(0\text{ m},3\text{ m})$ e a carga $Q_2=5\mu\text{C}$ no ponto $(15\text{ m},0\text{ m})$. A intensidade do campo elétrico resultante na origem é, aproximadamente, com $k_0=9\cdot10^9\text{ N·m}^2/\text{C}^2$:

A)$1\cdot10^3\text{ N/C}$
B)$3\cdot10^3\text{ N/C}$
C)$4\cdot10^3\text{ N/C}$
D)$5\cdot10^3\text{ N/C}$
E)$7\cdot10^3\text{ N/C}$

Resposta

C
Resolução comentada

$E_1=kQ_1/3^2=4{,}0\cdot10^3\text{ N/C}$.

$E_2=kQ_2/15^2=2{,}0\cdot10^2\text{ N/C}$.

Os campos são perpendiculares, então $E=\sqrt{E_1^2+E_2^2}\approx4{,}0\cdot10^3\text{ N/C}$.

Alternativa C.

Q59
Eletricidade — Eletrodinâmica — Consumo de Energia Elétrica

Uma lâmpada $L_1$ tem inscrição nominal $(120\text{ W}-110\text{ V})$ e uma lâmpada $L_2$, $(40\text{ W}-220\text{ V})$. Quando ligadas corretamente, proporcionam a mesma intensidade luminosa. Num mesmo intervalo de tempo:

A)$L_1$ consome o triplo da energia consumida por $L_2$.
B)$L_2$ consome o triplo da energia consumida por $L_1$.
C)As duas consomem a mesma energia.
D)$L_1$ consome o dobro da energia de $L_2$.
E)$L_2$ consome o dobro da energia de $L_1$.

Resposta

A
Resolução comentada

A energia consumida é $E=P\Delta t$.

Como $P_1=120\text{ W}$ e $P_2=40\text{ W}$, no mesmo intervalo $E_1/E_2=120/40=3$.

Alternativa A.

Q60
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de Resistores

Três lâmpadas estão associadas num circuito e só acendem quando as respectivas chaves $k_1$, $k_2$ e $k_3$ estiverem fechadas. Com todas abertas, o voltímetro ideal acusa $4{,}0\text{ V}$. Ao fechar sucessivamente as chaves, obtêm-se correntes de $0{,}5\text{ A}$, $0{,}75\text{ A}$ e $1{,}0\text{ A}$ e tensões $U_1$, $U_2$ e $U_3$. Podemos afirmar que:

Figura da questão 60 — Grupos I, IV, V e VI — Mackenzie 2001.2
A)as medidas $U_1$, $U_2$ e $U_3$ dependem das potências das lâmpadas.
B)$U_1=2{,}0\text{ V}$; $U_2=1{,}0\text{ V}$; $U_3=0{,}5\text{ V}$.
C)$U_1=6{,}0\text{ V}$; $U_2=10{,}0\text{ V}$; $U_3=14{,}0\text{ V}$.
D)$U_1=6{,}0\text{ V}$; $U_2=8{,}0\text{ V}$; $U_3=10{,}0\text{ V}$.
E)$U_1=4{,}0\text{ V}$; $U_2=4{,}0\text{ V}$; $U_3=4{,}0\text{ V}$.

Resposta

E
Resolução comentada

O gerador é ideal, portanto sua tensão terminal não varia com a corrente fornecida.

Como em circuito aberto o voltímetro mede $4{,}0\text{ V}$, temos $U_1=U_2=U_3=4{,}0\text{ V}$.

Alternativa E.

Q46
Física Geral — Grandezas e Unidades — Análise Dimensional

Durante a leitura de um artigo científico, um estudante destacou a medida $4{,}25\text{ N·s}$. Considerando que os símbolos dimensionais de massa, comprimento e tempo são, respectivamente, $M$, $L$ e $T$, a dimensão da grandeza física referente à medida destacada é:

A)$MLT$
B)$MT$
C)$LT$
D)$MLT^{-1}$
E)$MLT^{-2}$

Resposta

D
Resolução comentada

$1\text{ N}=1\text{ kg·m/s}^2$, portanto $\text{N·s}=\text{kg·m/s}$.

Assim, a dimensão é $MLT^{-1}$.

Alternativa D.

Q47
Mecânica — Cinemática — Encontro de Móveis

No instante em que o móvel P passa pela origem de uma trajetória retilínea com velocidade constante, outro móvel Q parte dessa origem, do repouso, com movimento uniformemente acelerado, no mesmo sentido. Após $8\text{ s}$, as velocidades escalares são iguais e a distância entre eles é $48\text{ m}$. A aceleração do móvel Q vale:

A)$1{,}0\text{ m/s}^2$
B)$1{,}5\text{ m/s}^2$
C)$2{,}0\text{ m/s}^2$
D)$2{,}5\text{ m/s}^2$
E)$3{,}0\text{ m/s}^2$

Resposta

B
Resolução comentada

Em $t=8\text{ s}$, $v_P=v_Q=8a$.

$s_P=v_Pt=64a$ e $s_Q=\dfrac12at^2=32a$.

A distância entre eles é $64a-32a=48$, logo $a=1{,}5\text{ m/s}^2$.

Alternativa B.

Q48
Mecânica — Cinemática — Movimento Circular Uniforme

O período do movimento do ponteiro das horas de um certo relógio é $732\text{ min}$. Se esse relógio for acertado pontualmente ao meio-dia, segundo o horário oficial local, quando forem oficialmente $18\text{ h}$ desse mesmo dia, ele assinalará:

A)17 h 48 min.
B)17 h 54 min.
C)18 h.
D)18 h 06 min.
E)18 h 12 min.

Resposta

B
Resolução comentada

O ponteiro leva $732\text{ min}$ para realizar o que um relógio correto realiza em $720\text{ min}$. Portanto ele é mais lento.

Em $360\text{ min}$ reais, indica $360\cdot720/732\approx354{,}1\text{ min}$, isto é, cerca de $5\text{ h }54\text{ min}$ após o meio-dia.

Alternativa B.

Q49
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Sobre uma superfície plana, horizontal e sem atrito, encontra-se apoiado um corpo de massa $2{,}0\text{ kg}$, sujeito à ação das forças $\vec F_1$ e $\vec F_2$, paralelas à superfície. As intensidades são, respectivamente, $8\text{ N}$ e $6\text{ N}$. A aceleração do corpo é:

Figura da questão 49 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)$1\text{ m/s}^2$
B)$2\text{ m/s}^2$
C)$3\text{ m/s}^2$
D)$4\text{ m/s}^2$
E)$5\text{ m/s}^2$

Resposta

E
Resolução comentada

As forças atuam em direções perpendiculares do plano. A resultante tem módulo:

$F_R=\sqrt{8^2+6^2}=10\text{ N}$.

$a=F_R/m=10/2=5\text{ m/s}^2$.

Alternativa E.

Q50
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia Cinética

Um corpo de massa $2{,}0\text{ kg}$ é abandonado do repouso, de uma altura de $20{,}0\text{ m}$. Desprezando resistências e adotando $g=10\text{ m/s}^2$, o gráfico que melhor representa a energia cinética do corpo em função de sua velocidade durante todo o percurso é:

Figura da questão 50 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)Gráfico A.
B)Gráfico B.
C)Gráfico C.
D)Gráfico D.
E)Gráfico E.

Resposta

B
Resolução comentada

$E_c=\dfrac12mv^2$. Como $m=2\text{ kg}$, $E_c=v^2$: a dependência é parabólica.

Ao atingir o solo, $E_c=mgh=2\cdot10\cdot20=400\text{ J}$ e $v=20\text{ m/s}$.

O gráfico parabólico que termina em $(20,400)$ é o B.

Alternativa B.

Q51
Mecânica — Trabalho e Energia — Rendimento

Um motor de potência $375\text{ W}$ é utilizado para elevar verticalmente, com velocidade constante, a uma altura de $15\text{ m}$, uma carga de peso $400\text{ N}$, em $20\text{ s}$. O rendimento desse motor é:

A)50%.
B)60%.
C)70%.
D)80%.
E)90%.

Resposta

D
Resolução comentada

A potência útil é $P_u=W/t=Ph/t=(400\cdot15)/20=300\text{ W}$.

$\eta=P_u/P=300/375=0{,}80=80\%$.

Alternativa D.

Q52
Mecânica — Hidrostática — Pressão Hidrostática

No fundo de um barco que flutua no mar há um furo de área $2\text{ cm}^2$, localizado $60\text{ cm}$ abaixo do nível da água, de massa específica $1030\text{ kg/m}^3$. Adote $g=10\text{ m/s}^2$. A força mínima que um tampão deve resistir para manter o furo fechado é:

A)$1{,}24\text{ N}$
B)$3{,}09\text{ N}$
C)$4{,}33\text{ N}$
D)$5{,}15\text{ N}$
E)$6{,}18\text{ N}$

Resposta

A
Resolução comentada

A diferença de pressão é $\Delta p=\rho gh=1030\cdot10\cdot0{,}60=6180\text{ Pa}$.

$A=2\text{ cm}^2=2\cdot10^{-4}\text{ m}^2$.

$F=\Delta pA=6180\cdot2\cdot10^{-4}\approx1{,}24\text{ N}$.

Alternativa A.

Q53
Ondulatória — Ondas Estacionárias — Cordas Vibrantes

Um fio de aço de $60\text{ cm}$ é mantido tracionado pelas extremidades fixas. Excitado por uma fonte de $60\text{ Hz}$, origina uma onda estacionária formando 5 nós como mostra a figura. A velocidade de propagação da onda no fio é:

Figura da questão 53 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)$3\text{ m/s}$
B)$6\text{ m/s}$
C)$9\text{ m/s}$
D)$18\text{ m/s}$
E)$24\text{ m/s}$

Resposta

D
Resolução comentada

Cinco nós, contando as extremidades, determinam quatro ventres: $L=4(\lambda/2)=2\lambda$.

Assim, $\lambda=0{,}60/2=0{,}30\text{ m}$.

$v=f\lambda=60\cdot0{,}30=18\text{ m/s}$.

Alternativa D.

Q54
Física Geral — Grandezas e Unidades — Conversão de Unidades

Uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de $1\text{ g}$ de água em $1^{\circ}\text{C}$. Uma Btu é a quantidade necessária para elevar $1\text{ lb}$ de água em $1^{\circ}\text{F}$. Sabendo que $1\text{ g}=2{,}2\cdot10^{-3}\text{ lb}$, a relação aproximada é:

A)$1\text{ cal}=1{,}2\cdot10^{-3}\text{ Btu}$
B)$1\text{ cal}=4{,}0\cdot10^{-3}\text{ Btu}$
C)$1\text{ cal}=7{,}5\cdot10^{-2}\text{ Btu}$
D)$1\text{ cal}=2{,}5\cdot10^2\text{ Btu}$
E)$1\text{ cal}=8{,}3\cdot10^2\text{ Btu}$

Resposta

B
Resolução comentada

$1\text{ lb}\approx454{,}5\text{ g}$ e uma variação de $1^{\circ}\text{F}$ corresponde a $5/9^{\circ}\text{C}$.

Logo, $1\text{ Btu}\approx454{,}5\cdot5/9\approx252{,}5\text{ cal}$.

$1\text{ cal}\approx1/252{,}5\text{ Btu}\approx4{,}0\cdot10^{-3}\text{ Btu}$.

Alternativa B.

Q55
Termologia — Calorimetria — Potência Térmica

Em um dia nublado, cada metro quadrado da superfície terrestre recebe $900\text{ J}$ por segundo de energia solar. Um aquecedor com placa coletora de $4{,}00\text{ m}^2$ converte $25\%$ dessa energia em energia térmica. Para elevar em $15^{\circ}\text{C}$ a temperatura de $18\text{ kg}$ de água, com $c=1\text{ cal/(g·}^{\circ}\text{C)}$ e $1\text{ cal}=4{,}2\text{ J}$, o tempo mínimo é:

A)15 minutos.
B)18 minutos.
C)21 minutos.
D)25 minutos.
E)30 minutos.

Resposta

C
Resolução comentada

A potência útil é $900\cdot4\cdot0{,}25=900\text{ W}$.

$Q=18000\cdot1\cdot15=270000\text{ cal}=1{,}134\cdot10^6\text{ J}$.

$t=Q/P=1{,}134\cdot10^6/900=1260\text{ s}=21\text{ min}$.

Alternativa C.

Q56
Termodinâmica — Gases Ideais — Equação de Clapeyron

Numa manhã a $12^{\circ}\text{C}$, os pneus de um automóvel são calibrados a $30\text{ lb/pol}^2$. Se a temperatura sobe para $27^{\circ}\text{C}$, admitindo volume constante, para manter a mesma pressão devemos:

A)esvaziar os pneus, reduzindo a massa de ar em 5% do valor inicial.
B)esvaziar os pneus, reduzindo a massa de ar em 44%.
C)esvaziar os pneus, reduzindo a massa de ar em 56%.
D)encher os pneus, aumentando a massa de ar em 5%.
E)encher os pneus, aumentando a massa de ar em 56%.

Resposta

A
Resolução comentada

Com $P$ e $V$ constantes, pela equação dos gases ideais, $n/T$ permanece constante.

$T_i=285\text{ K}$ e $T_f=300\text{ K}$.

$n_f/n_i=T_i/T_f=285/300=0{,}95$.

É necessário retirar $5\%$ da massa de ar.

Alternativa A.

Q57
Óptica — Óptica Geométrica — Espelhos Planos

O proprietário de um salão colocou, na parede oposta à dos espelhos planos, um relógio com numeração invertida, como na figura, para que o cliente leia a hora correta por reflexão. Quando forem $18\text{ h }50\text{ min}$, os ponteiros do relógio deverão ocupar as posições de qual alternativa?

Figura da questão 57 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)Figura A.
B)Figura B.
C)Figura C.
D)Figura D.
E)Figura E.

Resposta

C
Resolução comentada

Como a numeração do mostrador já está invertida, a reflexão no espelho devolve a disposição usual dos números.

Para que a imagem mostre $6\text{ h }50\text{ min}$, o ponteiro dos minutos deve apontar para o 10 do mostrador invertido e o das horas deve estar entre 6 e 7, próximo de 7.

Essa configuração é a da alternativa C.

Alternativa C.

Q58
Eletricidade — Eletrostática — Campo Elétrico Uniforme

Uma pequena esfera Q, de massa $10\text{ g}$ e carga $+2{,}0\mu\text{C}$, está suspensa por um fio ideal. Uma placa condutora P, positivamente eletrizada, gera um campo elétrico uniforme. Juntamente com o campo gravitacional, esse campo mantém a esfera em equilíbrio. Adote $g=10\text{ m/s}^2$. O módulo de $E$ é:

Figura da questão 58 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)$8{,}66\cdot10^{-2}\text{ N/C}$
B)$1{,}00\cdot10^{-1}\text{ N/C}$
C)$1{,}73\cdot10^{-1}\text{ N/C}$
D)$1{,}0\cdot10^4\text{ N/C}$
E)$5{,}0\cdot10^4\text{ N/C}$

Resposta

E
Resolução comentada

O campo elétrico é perpendicular à placa e a força elétrica $qE$ faz $30^\circ$ com a horizontal, simetricamente à tração.

No equilíbrio, as componentes horizontais dão $T=qE$.

Na vertical: $T\sin30^\circ+qE\sin30^\circ=mg$. Como $T=qE$, resulta $qE=mg$.

$E=0{,}010\cdot10/(2\cdot10^{-6})=5{,}0\cdot10^4\text{ N/C}$.

Alternativa E.

Q59
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de Resistores

No circuito da figura, o gerador é ideal. A intensidade da corrente elétrica que passa pelo resistor de $6\Omega$ é:

Figura da questão 59 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)$0{,}4\text{ A}$
B)$0{,}6\text{ A}$
C)$0{,}8\text{ A}$
D)$2{,}4\text{ A}$
E)$4{,}0\text{ A}$

Resposta

C
Resolução comentada

$6\Omega$ em paralelo com $3\Omega$ resulta em $2\Omega$. Em série com $4\Omega$, esse ramo vale $6\Omega$.

Esse ramo está em paralelo com o resistor inferior de $4\Omega$, fornecendo $R_L=2{,}4\Omega$.

Com o resistor de $0{,}6\Omega$ em série, $R_{eq}=3{,}0\Omega$ e a corrente total é $18/3=6\text{ A}$.

A tensão na carga é $6\cdot2{,}4=14{,}4\text{ V}$. No ramo de $6\Omega$, a corrente é $14{,}4/6=2{,}4\text{ A}$, e a ddp sobre o paralelo $(6\parallel3)$ é $2{,}4\cdot2=4{,}8\text{ V}$.

Logo, no resistor de $6\Omega$: $i=4{,}8/6=0{,}8\text{ A}$.

Alternativa C.

Q60
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Força entre Condutores Paralelos

Dois condutores retilíneos, dispostos paralelamente, são percorridos por correntes elétricas não nulas $i_1$ e $i_2$ no mesmo sentido, conforme a figura. Esses condutores:

Figura da questão 60 — Grupos II e III — Mackenzie 2001.2
A)se atraem mutuamente, independentemente das intensidades de $i_1$ e $i_2$.
B)se repelem mutuamente, independentemente das intensidades.
C)se atraem somente se $i_1 e i_2$.
D)se repelem somente se $i_1 e i_2$.
E)não se atraem nem se repelem.

Resposta

A
Resolução comentada

Correntes paralelas no mesmo sentido exercem forças de atração uma sobre a outra.

A intensidade da força depende dos valores das correntes, mas o caráter atrativo não.

Alternativa A.

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