Mackenzie 2002.2

Num trecho retilíneo de estrada, a partir do instante $t_0=0$, a velocidade escalar de um automóvel permanece constante durante $2{,}00$ minutos. Logo em seguida, o veículo é acelerado constantemente, durante $2{,}50$ minutos, atingindo a velocidade escalar de $90\text{ km/h}$. O gráfico que melhor representa a velocidade escalar do automóvel, em função do tempo, com as medidas expressas em unidades do SI, é:

Alternativas gráficas — reprodução fiel do caderno.

Num local onde a aceleração gravitacional é $10\text{ m/s}^2$, lança-se um corpo de massa $4{,}0\text{ kg}$, verticalmente para cima, com velocidade inicial de $36\text{ km/h}$. No instante em que a energia cinética desse corpo é igual à sua energia potencial gravitacional em relação ao ponto de lançamento, sua velocidade tem módulo:

O bloco B do sistema ao lado se desloca com velocidade constante sobre uma superfície horizontal, como mostra a figura. O fio e a polia são ideais e as massas dos corpos são $m_A=4{,}0\text{ kg}$, $m_B=6{,}0\text{ kg}$ e $m_C=2{,}0\text{ kg}$. Adote $g=10\text{ m/s}^2$. Retirando o bloco C, a aceleração do bloco B passa a ser de:

Um corpo de $5\text{ kg}$ desce o plano inclinado mostrado, com velocidade constante. O módulo da aceleração da gravidade no local é $g=10\text{ m/s}^2$. O coeficiente de atrito dinâmico entre esse corpo e a superfície de apoio é:

O pequeno bloco, que tem o formato de um paralelepípedo, cujas arestas medem, respectivamente, $a$, $3a$ e $5a$, pode repousar sobre uma superfície plana, disposta horizontalmente, em três situações distintas, conforme mostra a figura abaixo. As relações entre as pressões ($P_1$, $P_2$ e $P_3$) exercidas sobre a superfície, devido exclusivamente ao peso da caixa, são:

O conjunto de polias e fios ideais, ilustrado ao lado, possibilita o equilíbrio estático dos corpos de massas $m_1$ e $m_2$. Se, ao invés de utilizarmos esse conjunto para equilibrar tais corpos, utilizássemos uma haste rígida, de peso desprezível, suspensa pelo ponto O, a figura que melhor representaria a nova situação de equilíbrio seria:

A temperatura na "superfície externa" do Sol é de aproximadamente $6{,}0\cdot10^3\ {}^\circ\text{C}$. Se a escala termométrica utilizada fosse a Fahrenheit, essa temperatura seria indicada, aproximadamente, por:

Uma esfera de certa liga metálica, ao ser aquecida de $100\ {}^\circ\text{C}$, tem seu volume aumentado de $4{,}5\%$. Uma haste desta mesma liga metálica, ao ser aquecida de $100\ {}^\circ\text{C}$, terá seu comprimento aumentado de:

Um calorímetro de capacidade térmica $5{,}0\text{ cal/°C}$ contém $200\text{ g}$ de água (calor específico $=1{,}0\text{ cal/(g}\cdot{}^\circ\text{C)}$) a $20\ {}^\circ\text{C}$. Ao colocarmos um bloco metálico de $500\text{ g}$ à temperatura de $100\ {}^\circ\text{C}$ no interior desse calorímetro, observamos que o sistema atinge o equilíbrio térmico a $60\ {}^\circ\text{C}$. O calor específico do metal que constitui esse bloco, em cal/(g·°C), é:

Um pequeno objeto real, de altura $y$, é colocado em frente a um espelho esférico côncavo de Gauss (E), no ponto médio do segmento FC, conforme ilustra a figura (sem escala) ao lado. Os pontos V, F e C são, respectivamente, o Vértice do espelho, o Foco Principal e o Centro de Curvatura. A respectiva imagem conjugada desse objeto se encontra:

As ondas harmônicas se propagam obedecendo à função geral dada por $y=A\cos 2\pi\left(\dfrac{t}{T}-\dfrac{x}{\lambda}\right)$. A onda que tem como função $y=0{,}15\cos 2\pi(4T-10x)$, no Sistema Internacional de unidades, tem velocidade de módulo igual a:

Duas esferas metálicas idênticas, separadas pela distância d, estão eletrizadas com cargas elétricas Q e $-5Q$. Essas esferas são colocadas em contato e em seguida são separadas de uma distância 2d. A força de interação eletrostática entre as esferas, antes do contato tem módulo $F_1$ e após o contato tem módulo $F_2$. A relação $\dfrac{F_1}{F_2}$ é:

A bateria de um automóvel é um gerador reversível de força eletromotriz 12 V e resistência interna 0,8 $\Omega$. Quando essa bateria é ligada a um circuito e é percorrida por corrente elétrica de intensidade 5 A, a potência transferida ao circuito é:

Três lâmpadas idênticas apresentam cada uma a inscrição nominal (1 W — 6 V). Quando são ligadas em paralelo a um gerador ideal, de força eletromotriz $\varepsilon_1$, apresentam brilho máximo. Se essas mesmas lâmpadas forem ligadas em série a um gerador ideal de força eletromotriz $\varepsilon_2$, para que apresentem novamente brilho máximo, deveremos ter:

Um condutor retilíneo de comprimento $\ell$ é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade $i$ e sentido de M para N. Esse condutor, quando se encontra numa região onde existe um campo magnético uniforme de vetor indução $\vec B$, perpendicular a ele, fica sob a ação da força $\vec F$, de intensidade $F=B\,i\,\ell$. Considerando as situações abaixo, assinale a alternativa que indica corretamente a direção orientada da força $\vec F$.

I) O condutor MN é horizontal, com corrente $i$ de M (esquerda) para N (direita); o campo $\vec B$ é uniforme, representado por $\times$, entrando no plano do papel (linhas de X acima e abaixo do condutor).

II) O condutor MN é horizontal, com corrente de M para N; o campo $\vec B$ é uniforme e vertical, apontando para cima (setas verticais atravessando o condutor).

III) O condutor MN é vertical, com corrente de M (embaixo) para N (em cima); o campo $\vec B$, representado por pontos ($\odot$), é uniforme e sai do plano do papel.

Tássia, estudando o movimento retilíneo uniformemente variado, deseja determinar a posição de um móvel no instante em que ele muda o sentido de seu movimento. Sendo a função horária da posição do móvel dada por $x=2t^2-12t+30$, onde x é sua posição em metros e t o tempo de movimento em segundos, a posição desejada é:

Um menino percorre, de bicicleta, uma pista circular. Sua velocidade escalar é constante e a frequência do movimento é igual à do ponteiro dos segundos, de um relógio convencional que funciona normalmente. O raio da trajetória descrita é 96 m e o espaço percorrido pelo menino, durante 1,0 minuto, é aproximadamente:

Um disco de massa 100 g desliza sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, com velocidade de módulo 5,0 m/s. Num determinado instante choca-se contra uma parede e, após 1,0 milissegundo, retorna sobre a mesma trajetória, com velocidade de módulo 4,0 m/s. O choque foi ___________ e a força aplicada ao disco pela parede teve a intensidade de ___________.

As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente:

Uma pequena esfera é abandonada do repouso no ponto A do trilho liso ilustrado abaixo. Após passar pelo ponto B, desloca-se livremente, estando sujeita apenas à ação do campo gravitacional terrestre ($g=10\text{ m/s}^2$). O ponto C, no qual a esfera incidirá após certo intervalo de tempo, é extremidade do segmento de reta horizontal BC, cujo comprimento é:

Dados: $\text{sen}=0{,}60$ e $\cos=0{,}80$.

A esfera de 30 N e raio 60 cm, da figura ao lado, encontra-se apoiada sobre um plano inclinado em que o atrito é desprezível. Seu equilíbrio é mantido pelo fio ideal, de 75 cm de comprimento, preso ao centro e tracionado horizontalmente. A intensidade da força tensora nesse fio é:

Uma caixa cúbica, de paredes finas e arestas medindo $10{,}0\text{ cm}$ cada, flutua vazia em água parada ($\rho=1{,}0\text{ g/cm}^3$), com 15% de seu volume submerso. Se introduzirmos no interior dessa caixa $1000\text{ cm}^3$ de óleo, de densidade $0{,}75\text{ g/cm}^3$, a mesma irá:

Joãozinho, seguindo as orientações de seu professor de Física, construiu uma nova escala termométrica. Ao nível do mar, ele atribuiu o valor $-20\,^{\circ}\text{J}$ para a temperatura do gelo fundente e $130\,^{\circ}\text{J}$ para a temperatura de ebulição da água. A medida, que nessa escala tem valor coincidente com o da escala Celsius, refere-se à temperatura:

Uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de $4\,^{\circ}\text{C}$ a $0\,^{\circ}\text{C}$, ela sofre um processo de dilatação. Com isso seu volume _____ e sua densidade _____. Desprezando os efeitos da irradiação térmica, durante esse resfriamento a água do fundo do lago não consegue atingir a superfície livre, pois não ocorre mais a _____ e sua temperatura diminuirá, devido ao processo de _____.

As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente:

Num recipiente hermeticamente fechado, que não sofre dilatação térmica e provido de uma válvula, encontra-se a massa de $200\text{ g}$ de um gás ideal, sob pressão de $2{,}0\text{ atm}$ e temperatura $27\,^{\circ}\text{C}$. Numa determinada experiência, foi necessário que uma massa de $50\text{ g}$ desse gás fosse liberada para o ambiente. Devido a isso, a pressão do gás remanescente passou a ser $1{,}4\text{ atm}$. A temperatura da massa final de gás, no recipiente, passou a ser:

Um gás, contido em um recipiente dotado de um êmbolo que pode se mover, sofre uma transformação. Nessa transformação fornecemos $800\text{ cal}$ ao gás e ele realiza o trabalho de $209\text{ J}$. Sendo $1\text{ cal}=4{,}18\text{ J}$, o aumento da energia interna desse gás foi de:

A luz vermelha se propaga no vidro com velocidade de $2{,}0\cdot10^{8}\text{ m/s}$ e no ar com velocidade de $3{,}0\cdot10^{8}\text{ m/s}$. Um raio de luz vermelha, se propagando no ar, atinge uma das faces de um cubo de vidro com ângulo de incidência igual a $30^{\circ}$. O ângulo de refração correspondente terá seno igual a:

Uma mola helicoidal de massa desprezível está presa, pela extremidade A, a uma parede rígida e, na extremidade B, encontra-se preso um corpo de massa m, conforme mostra a figura I. Quando o conjunto oscila livremente na direção da reta horizontal AB, perpendicular à parede, constitui-se um oscilador harmônico de período T. Se dispusermos de duas molas idênticas à anterior e as fixarmos conforme a figura II, ao constituirmos um oscilador harmônico, com a oscilação do mesmo corpo de massa m, segundo a mesma direção AB, seu respectivo período será:

Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, Sérgio dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com $4{,}0\,\mu\text{C}$ e a B com $5{,}0\,\mu\text{C}$. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente:

No circuito elétrico ao lado, o gerador e o amperímetro são ideais. Com a chave ch aberta o amperímetro acusa a medida $300\text{ mA}$. Fechando a chave, o amperímetro acusará a medida:

O cilindro de ferro da figura é envolto por um fio condutor fino, em forma de solenóide, cujas extremidades são submetidas a uma diferença de potencial elétrico, devido à ligação a um gerador elétrico de corrente contínua. Ao seu lado e na mesma direção, se encontra um ímã de barra, em repouso, suspenso por um fio inextensível e de massa desprezível. Ao fecharmos a chave K, o ímã de barra: