Vestibular 1º Semestre 2012 dos demais cursos da PUC-Campinas, prova geral datada de 26/11/2011. As questões de Física selecionadas são 17, 19, 24, 27, 43.
Uma caravela navegava tranquilamente por mares desconhecidos quando subitamente uma tempestade se formou e uma forte rajada de ventos soprou sobre suas velas. A caravela foi acelerada uniformemente, partindo do repouso e adquirindo a velocidade de 30 nós, após percorrer 0,12 milhas marítimas. A velocidade média desenvolvida pela caravela, nesse trecho, em km/h, foi de, aproximadamente, Dado: 1 nó equivale aproximadamente a 0,5 m/s; 1 milha marítima equivale aproximadamente a 1850 m.
A)18
B)27
C)36
D)45
E)54
Gabarito oficial — Geral, 26/11/2011
B
Resolução comentada
No movimento uniformemente acelerado, a velocidade média é a média das velocidades inicial e final.
$$v_m=(0+30)/2=15\,\text{nós}$$
$$v_m=15\cdot0{,}5=7{,}5\,\mathrm{m/s}$$
$$v_m=7{,}5\cdot3{,}6=27\,\mathrm{km/h}$$
A distância percorrida não é necessária para esse cálculo.
Alternativa correta: B.
Q19
Encontro entre menino e caixa sobre gelo
A Mecânica de Newton, proposta em 1687 na sua célebre obra Princípios matemáticos da filosofia natural, mostrou-se logo bastante eficiente para a explicação e a previsão dos fenômenos de movimento, relacionando causa e efeito. Numa superfície horizontal de gelo, um menino de massa 40 kg puxa a extremidade de uma corda, de 12 m de comprimento, com sua outra extremidade presa a uma caixa de 20 kg. A força de tração na corda tem intensidade 20 N, os corpos estão inicialmente em repouso, e é desprezível o atrito com o gelo. Nessas condições, o encontro entre o menino e a caixa se dará após
A)2,0 s, tendo o menino deslizado 6,0 m.
B)2,0 s, tendo o menino deslizado 4,0 m.
C)4,0 s, tendo o menino deslizado 4,0 m.
D)4,0 s, tendo o menino deslizado 6,0 m.
E)8,0 s, tendo o menino deslizado 8,0 m.
Gabarito oficial — Geral, 26/11/2011
C
Resolução comentada
A tração tem o mesmo módulo nos dois corpos, com sentidos opostos.
$$a_m=20/40=0{,}5\,\mathrm{m/s^2}$$
$$a_c=20/20=1{,}0\,\mathrm{m/s^2}$$
Os deslocamentos somados fecham os 12 m iniciais.
$$12=\frac{(0{,}5+1{,}0)t^2}{2}$$
$$t=4{,}0\,\mathrm s$$
$$x_m=\frac{0{,}5\cdot4^2}{2}=4{,}0\,\mathrm m$$
Alternativa correta: C.
Q24
Ordem de grandeza da duração de um raio
Durante uma tempestade raios cortam os céus. Os relâmpagos e os trovões são consequências das descargas elétricas entre nuvens ou entre nuvens e o solo. Para proteger uma grande área dessas descargas são instalados os para-raios, cujo funcionamento se baseia na indução eletrostática e no poder das pontas. Uma descarga elétrica entre uma nuvem e um para-raio transporta uma carga elétrica de, aproximadamente, 12 C, correspondendo a uma corrente elétrica de, aproximadamente, 100.000 A. A ordem de grandeza da duração dessa descarga, em segundos, é
A)$10^{-4}$
B)$1{,}2\times10^{-4}$
C)$10^{-3}$
D)$1{,}2\times10^{-3}$
E)$10^{-2}$
Gabarito oficial — Geral, 26/11/2011
A
Resolução comentada
Relacionamos a carga transportada à corrente média.
A Revolução Industrial nos trouxe o desenvolvimento das máquinas térmicas, como, por exemplo, uma locomotiva a vapor. Determinada máquina térmica que funciona em ciclos, com frequência de 20 ciclos/s, recebe 800 J de calor de uma fonte quente enquanto rejeita 600 J de calor para uma fonte fria em cada ciclo. Está correto afirmar que
A)o período de funcionamento da máquina é de 0,5 s.
B)o trabalho realizado pela máquina vale 200 J, independentemente do tempo de funcionamento da máquina.
C)a principal característica de uma máquina térmica é seu alto rendimento.
D)o rendimento dessa máquina é 75%.
E)a potência útil da máquina é de 4,0 kW.
Gabarito oficial — Geral, 26/11/2011
E
Resolução comentada
Em cada ciclo o trabalho é a diferença entre calor recebido e rejeitado.
O trabalho de 200 J corresponde a um ciclo; o trabalho acumulado depende do número de ciclos.
Alternativa correta: E.
Q43
Foco e ampliação de um projetor
Os projetores são aparelhos que ampliam e projetam em anteparos as imagens de objetos gravados (filmes, slides). Em uma sala de projeção, a distância do projetor ao anteparo é de 5,1 m e o filme, fortemente iluminado, é colocado a 102 mm da lente do projetor. Sabendo que a imagem do filme projetada no anteparo é nítida, pode-se afirmar corretamente que a distância focal da lente, em cm, e o aumento linear transversal valem, respectivamente,
