Esta página reúne a seção de Física do caderno Prova A, Mackenzie 2024.2, Campus Higienópolis.
Aplicação: junho de 2024
Campus: Higienópolis
Caderno: Prova A
Física: Q16–Q22
Q16
Mecânica — Dinâmica — Primeira Lei de Newton
Um carrinho de brinquedo está se movendo sobre uma superfície plana e horizontal em linha reta e com velocidade constante. O carrinho continua a se mover sem alteração de velocidade até ser parado manualmente.
Considerando as leis do movimento de Newton, qual das seguintes afirmações sobre a força resultante agindo sobre o carrinho é correta?
Considere apenas o movimento antes do carrinho ser parado manualmente.
A)A força resultante agindo sobre o carrinho é igual ao seu peso.
B)A força resultante agindo sobre o carrinho é igual ao produto de sua massa pela sua velocidade.
C)A força resultante agindo sobre o carrinho é igual à força resistiva.
D)A força resultante agindo sobre o carrinho é igual a zero.
E)A força resultante agindo sobre o carrinho aumenta à medida que sua velocidade aumenta ao longo dessa trajetória.
Resposta — Método TEF
D
Resolução comentada
A velocidade é constante, portanto a aceleração é nula: $a=0$.
Pela 2ª lei de Newton, $F_{\text{res}}=ma$. Assim, $F_{\text{res}}=m\cdot0=0$.
O carrinho pode ter forças individuais atuando sobre ele, mas elas se equilibram. Logo, a força resultante é nula.
Alternativa D.
Nota de auditoria: o material comentado do PDF imprime “Resposta: B”, embora a própria justificativa nele escrita afirme que a força resultante é nula.
Q17
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência Elétrica
Em um circuito elétrico, três resistores com resistências distintas estão ligados em paralelo a uma mesma fonte de tensão de $12\text{ V}$, conforme ilustrado no circuito abaixo. As resistências dos resistores são de $2\text{ Ω}$, $3\text{ Ω}$ e $4\text{ Ω}$, e as potências dissipadas neles são denotadas por $P_{2\Omega}$, $P_{3\Omega}$ e $P_{4\Omega}$, respectivamente.
Liste os resistores em ordem crescente em relação à potência dissipada por cada um deles.
A)$P_{4\Omega}<P_{3\Omega}<P_{2\Omega}$
B)$P_{2\Omega}<P_{3\Omega}<P_{4\Omega}$
C)$P_{3\Omega}<P_{2\Omega}<P_{4\Omega}$
D)$P_{4\Omega}=P_{3\Omega}=P_{2\Omega}$
E)$P_{4\Omega}<P_{2\Omega}<P_{3\Omega}$
Resposta — Método TEF
A
Resolução comentada
Os três resistores estão em paralelo, portanto todos recebem a mesma tensão $U=12\text{ V}$.
Para um resistor submetido a uma tensão fixa, $P=\dfrac{U^2}{R}$. Assim, a potência é inversamente proporcional à resistência.
Como $4\Omega>3\Omega>2\Omega$, resulta $P_{4\Omega}<P_{3\Omega}<P_{2\Omega}$.
Alternativa A.
Q18
Mecânica — Trabalho e Energia — Dissipação de Energia Mecânica
Uma esfera é abandonada de uma altura de $20\text{ m}$ e chega ao solo com velocidade $18\text{ m/s}$. Sabendo que durante a queda houve influência da resistência do ar, qual a porcentagem de energia dissipada ao longo do movimento?
A)$19\%$
B)$25\%$
C)$38\%$
D)$64\%$
E)$81\%$
Resposta — Método TEF
A
Resolução comentada
Adotando $g=10\text{ m/s}^2$, a energia mecânica inicial é $E_i=mgh=m\cdot10\cdot20=200m$.
Ao chegar ao solo, a energia mecânica é cinética: $E_f=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{m\cdot18^2}{2}=162m$.
A energia dissipada vale $E_d=E_i-E_f=38m$. Portanto,
$\dfrac{E_d}{E_i}=\dfrac{38m}{200m}=0{,}19=19\%$.
Alternativa A.
Q19
Termologia — Calorimetria — Calor Sensível
Considere que uma mesma quantidade de calor foi fornecida a uma amostra A e a outra amostra B, onde a relação entre suas massas é dada por $m_B=2m_A$. O calor específico da amostra A vale $c_A$ e o da amostra B vale $c_B$, tal que $c_A=6c_B$.
A variação de temperatura da amostra A, comparada com a variação de temperatura da amostra B, será:
Logo, a variação de temperatura de A é três vezes menor.
Alternativa B.
Q20
Mecânica — Movimento Circular — Movimento Circular Uniforme
A figura abaixo apresenta uma sequência capturada por fotografia estroboscópica, demonstrando o movimento circular uniforme de uma esfera que se move sempre no mesmo sentido. Esta esfera realiza o percurso circular com um raio de $50\text{ cm}$.
As posições sucessivas da esfera são capturadas em intervalos cronometrados de $60\text{ ms}$.
Determine o módulo da velocidade linear da bola no movimento descrito. Adote $\pi=3$.
A)$22{,}5\text{ m/s}$
B)$18{,}75\text{ m/s}$
C)$12{,}5\text{ m/s}$
D)$8{,}3\text{ m/s}$
E)$6{,}25\text{ m/s}$
Resposta — Método TEF
E
Resolução comentada
As oito posições igualmente espaçadas correspondem a oito intervalos de tempo para completar uma volta.
Ondulatória — Acústica — Equação Fundamental da Ondulatória
Em uma apresentação orquestral, um violino emite uma nota ao tocar uma corda que produz um som com um comprimento de onda específico de $77\text{ cm}$. A velocidade do som no ambiente, que está sob condições normais de temperatura e pressão, é conhecida por ser de $340\text{ m/s}$.
Dada essa configuração acústica, qual é a nota musical desta frequência sonora correspondente ao som produzido pelo violino?
Para auxiliar na identificação da nota, consulte a seguinte tabela de frequências aproximadas correspondentes a cada nota musical:
A)Mi
B)Fá
C)Sol
D)Lá
E)Si
Resposta — Método TEF
D
Resolução comentada
O comprimento de onda é $77\text{ cm}=0{,}77\text{ m}$.
Pela equação fundamental da ondulatória, $v=\lambda f$. Logo,
Na tabela fornecida, o valor mais próximo é $440\text{ Hz}$, correspondente à nota Lá.
Alternativa D.
Q22
Eletricidade — Eletrostática — Potencial Elétrico
Duas cargas elétricas pontuais $q_1$ e $q_2$, de módulos $10\text{ nC}$ e $20\text{ nC}$, respectivamente, encontram-se no vácuo e localizadas nas posições mostradas abaixo.
O segmento AC vale $40\text{ cm}$, e o ponto B é equidistante aos pontos A e C.
Qual o potencial elétrico resultante no ponto C?
Dados: Constante eletrostática do vácuo: $k_0=9{,}0\cdot10^9\text{ N m}^2\text{/C}^2$ $1\text{ nC}=10^{-9}\text{ C}$
A)$+225\text{ V}$
B)$-675\text{ V}$
C)$-900\text{ V}$
D)$+675\text{ V}$
E)$+1025\text{ V}$
Resposta — Método TEF
B
Resolução comentada
Do esquema, $q_1=+10\text{ nC}$ e $q_2=-20\text{ nC}$. Além disso, $AC=0{,}40\text{ m}$ e, como B é o ponto médio, $BC=0{,}20\text{ m}$.
