Mackenzie 2017.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

A pressão absoluta inclui a pressão atmosférica e a contribuição da coluna de água.

$$p_{agua}=5{,}0-1{,}0=4{,}0\,\mathrm{atm}$$

Cada 10 m de profundidade acrescenta 1 atm.

$$H=4{,}0\cdot10=40\,\mathrm m$$

Alternativa correta: B.

No ponto mais alto, a componente vertical da velocidade é nula, mas a componente horizontal permanece.

$$v_x=v_0\cos45^\circ=\frac{v_0}{\sqrt2}$$

$$E_c=\frac{mv_x^2}{2}=\frac{mv_0^2}{4}$$

A energia mecânica inicial é inteiramente cinética e se conserva.

$$E_m=\frac{mv_0^2}{2}$$

$$E_p=E_m-E_c=\frac{mv_0^2}{4}$$

$$E_p=E_c$$

Alternativa correta: D.

Para lentes delgadas justapostas no mesmo meio, somam-se as convergências, D=1/f, usando f em metros.

$$D_1=\frac1{0{,}050}=20\,\mathrm{m^{-1}}$$

$$D_2=\frac1{-0{,}100}=-10\,\mathrm{m^{-1}}$$

$$D_3=\frac1{0{,}200}=5\,\mathrm{m^{-1}}$$

$$D_4=\frac1{-0{,}400}=-2{,}5\,\mathrm{m^{-1}}$$

A maior soma reúne as duas lentes de convergência positiva: lentes 1 e 3.

$$D_{13}=20+5=25\,\mathrm{m^{-1}}$$

Associar uma lente divergente reduz a convergência da lente 1; as demais combinações não superam esse valor.

Alternativa correta: C.

A tração T é horizontal no ponto C. O peso da barra atua em seu ponto médio. Tomando momentos em B:

$$T\,BC\sin45^\circ=P_{AB}\frac{AB}{2}\cos45^\circ$$

Usamos BC=2AB/3 e sen45°=cos45°.

$$T\frac{2AB}{3}=P_{AB}\frac{AB}{2}$$

$$T=\frac34P_{AB}$$

No equilíbrio vertical, N=PAB. No horizontal, Fat=T. O atrito estático deve satisfazer Fat≤μeN.

$$\mu_e\geq\frac{T}{N}=\frac34=0{,}75$$

O gabarito da banca escolhe o valor mínimo, 0,75. Como o texto não declara iminência de deslizamento, ele permite determinar apenas esse limite: 0,80 e 0,90 também são compatíveis com o equilíbrio e são aceitos na correção do acervo.

Alternativa correta: C.

A velocidade escalar média usa o deslocamento algébrico, obtido pelas áreas com sinal do gráfico v×t. De 0 a 4 s, a área do trapézio inclui o trecho de velocidade negativa.

$$\Delta s_1=\frac{-2{,}0+6{,}0}{2}\cdot4{,}0=8{,}0\,\mathrm m$$

$$\Delta s_2=6{,}0\cdot4{,}0=24{,}0\,\mathrm m$$

$$\Delta s_3=\frac{6{,}0\cdot2{,}0}{2}=6{,}0\,\mathrm m$$

$$v_m=\frac{8{,}0+24{,}0+6{,}0}{10{,}0}=3{,}8\,\mathrm{m/s}$$

A aceleração média usa somente as velocidades inicial e final.

$$a_m=\frac{0-(-2{,}0)}{10{,}0}=0{,}20\,\mathrm{m/s^2}$$

Alternativa correta: A.

No modelo da questão, a descida vai de 6,03 m até o nível de referência do solo. O peso é uma força conservativa: seu trabalho depende apenas da diferença de altura.

$$W_P=mg(h_i-h_f)$$

$$W_P=75{,}0\cdot10{,}0\cdot(6{,}03-0)=4522{,}5\,\mathrm J$$

$$W_P\approx4{,}52\,\mathrm{kJ}$$

O trabalho é positivo porque o deslocamento vertical da descida tem o mesmo sentido do peso. A distância horizontal de 2,80 m não altera esse cálculo.

Nota editorial: os 6,03 m foram recorde olímpico, e não mundial, como afirma o enunciado original; isso não afeta o resultado físico.

Referência da nota editorial: World Athletics — final do salto com vara no Rio 2016.

Alternativa correta: C.

Para uma carga puntiforme no ar, tomando potencial nulo no infinito:

$$E=\frac{k

Q

}{d^2}$$

$$V=\frac{kQ}{d}$$

Como o potencial informado é positivo, a carga também é positiva. Dividimos V por E para eliminar k e Q.

$$\frac VE=d$$

$$d=\frac{100}{50}=2{,}0\,\mathrm m$$

Alternativa correta: B.