Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PUC-Campinas · Geral 2010.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Vestibular 1º Semestre 2010 · Geral · Física (Q19, Q25, Q27, Q30, Q36) — prova de 28/11/2009 — resolução comentada Método TEF.

Q19
Velocidade no topo de uma lombada

No ponto mais alto de uma lombada de raio de curvatura 50 m, um carro passa com velocidade v de modo que a interação entre veículo e solo, ou peso aparente, vale mg/5. Adote g=10 m/s². O valor de v, em m/s, é:

A)10
B)20
C)30
D)40
E)50

Gabarito oficial — Geral, 28/11/2009

B
Resolução comentada

No topo, a resultante radial aponta para baixo. O peso aponta para baixo e a normal para cima.

$$mg-N=\frac{mv^2}{R}$$

O peso aparente informado é N=mg/5.

$$mg-\frac{mg}{5}=\frac{mv^2}{50}$$

$$v^2=\frac45\cdot10\cdot50=400$$

$$v=20\,\mathrm{m/s}$$

Alternativa correta: B.

Q25
Alcance de uma esfera lançada em Marte

Do alto de uma montanha em Marte, na altura de 740 m em relação ao solo horizontal, é atirada horizontalmente uma pequena esfera de aço com velocidade de 30 m/s. Na superfície deste planeta a aceleração gravitacional é de 3,7 m/s². A partir da vertical do ponto de lançamento, a esfera toca o solo numa distância de, em metros,

A)100
B)200
C)300
D)450
E)600

Gabarito oficial — Geral, 28/11/2009

E
Resolução comentada

No movimento vertical, a esfera parte com velocidade nula e cai 740 m.

$$740=\frac{3{,}7t^2}{2}$$

$$t^2=400$$

$$t=20\,\mathrm s$$

No movimento horizontal:

$$\Delta x=30\cdot20=600\,\mathrm m$$

Usamos a gravidade de Marte fornecida, não a aproximação terrestre de 10 m/s².

Alternativa correta: E.

Q27
Resistência interna de um motor

Hoje, ninguém consegue imaginar uma residência sem eletrodomésticos (aparelho de TV, aparelho de som, geladeira, máquina de lavar roupa, máquina de lavar louça, etc). Uma enceradeira possui força contra-eletromotriz de 100 V. Quando ligada a uma tomada de 120 V ela dissipa uma potência total de 40 W. Nestas condições, a resistência interna da enceradeira, em ohms, vale

A)2,0
B)3,0
C)5,0
D)10
E)20

Gabarito oficial — Geral, 28/11/2009

D
Resolução comentada

A tensão aplicada supera a força contraeletromotriz em 20 V; essa diferença atua na resistência interna.

$$U-E\prime=120-100=20\,\mathrm V$$

A potência dissipada na resistência é o produto dessa queda pela corrente.

$$P_{diss}=(U-E\prime)I$$

$$I=\frac{40}{20}=2{,}0\,\mathrm A$$

$$r=\frac{20}{2{,}0}=10\,\Omega$$

O enunciado usa “dissipa” para a parcela transformada em calor; ela não inclui a potência útil mecânica do motor.

Alternativa correta: D.

Q30
Mudança de distância para reduzir uma imagem

Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve

A)afastar-se 1 m.
B)afastar-se 2 m.
C)afastar-se 3 m.
D)aproximar-se 1 m.
E)aproximar-se 2 m.

Gabarito oficial — Geral, 28/11/2009

A
Resolução comentada

Na mesma câmara, com a mesma pessoa, a altura da imagem é inversamente proporcional à distância do objeto.

$$\frac{4}{6}=\frac{2}{d_n}$$

$$d_n=3\,\mathrm m$$

A distância inicial era 2 m.

$$\Delta d=3-2=1\,\mathrm m$$

A pessoa deve afastar-se um metro para diminuir a imagem de 6 para 4 cm.

Alternativa correta: A.

Q36
Temperatura do forno por balanço térmico

Um forno aquecido a carvão atinge a temperatura θ. Uma peça de aço de massa 400 g é retirada do forno a essa temperatura e introduzida, juntamente com 40 g de gelo a −20 °C, em um calorímetro de cobre de capacidade térmica 40 cal/°C que está à temperatura de 20 °C. O equilíbrio térmico é estabelecido a 80 °C. Nestas condições, a temperatura θ do forno, em °C, vale Dados: cágua=1,0 cal/(g·°C), cgelo=0,50 cal/(g·°C), caço=0,10 cal/(g·°C) e calor latente de fusão=80 cal/g.

A)270
B)290
C)310
D)330
E)350

Gabarito oficial — Geral, 28/11/2009

C
Resolução comentada

O gelo recebe calor para aquecer de −20 °C a 0 °C, fundir e aquecer a água até 80 °C.

$$Q_1=40\cdot0{,}50\cdot20=400\,\mathrm{cal}$$

$$Q_2=40\cdot80=3200\,\mathrm{cal}$$

$$Q_3=40\cdot1{,}0\cdot80=3200\,\mathrm{cal}$$

O calorímetro aquece de 20 °C a 80 °C.

$$Q_{cal}=40(80-20)=2400\,\mathrm{cal}$$

Todo esse calor é fornecido pela peça de aço ao esfriar de θ até 80 °C.

$$400\cdot0{,}10(\theta-80)=400+3200+3200+2400$$

$$40(\theta-80)=9200$$

$$\theta=310\,{}^\circ\mathrm C$$

Alternativa correta: C.

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