Vestibular 2º Semestre 2015 dos demais cursos da PUC-Campinas, prova geral datada de 28/06/2015. As questões de Física selecionadas são 21, 24, 38, 39, 42.
Uma caixa de massa 2,0 kg está apoiada numa superfície horizontal perfeitamente lisa, sujeita a duas forças horizontais e perpendiculares, $\vec F_1$ e $\vec F_2$. A força $F_1$ tem intensidade 8,0 N e a caixa apresenta aceleração de 5,0 m/s². Qual a intensidade de $F_2$, em newtons?
A)4,0.
B)5,0.
C)6,0.
D)8,0.
E)10.
Gabarito oficial — Geral, 28/06/2015
C
Resolução comentada
A superfície lisa não oferece atrito. A resultante horizontal tem módulo ma.
$$F_R=2{,}0\cdot5{,}0=10\,\mathrm N$$
Como as forças são perpendiculares, usamos Pitágoras.
$$10^2=8^2+F_2^2$$
$$F_2=\sqrt{100-64}=6\,\mathrm N$$
Alternativa correta: C.
Q24
Economia com substituição de lâmpadas
O americano Thomaz Alva Edson inventou a lâmpada elétrica de incandescência, dispositivo capaz de converter energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. Uma residência tem 10 lâmpadas de incandescência com potência elétrica 60 W cada uma. Pretende-se trocá-las por 10 modernas e eficientes lâmpadas de LED de potência 12 W cada. Supondo que todas as lâmpadas permaneçam ligadas durante 5 h por dia, no mês de junho a economia de energia será, graças apenas a esta troca de lâmpadas, em kWh
A)28.
B)43.
C)58.
D)72.
E)90.
Gabarito oficial — Geral, 28/06/2015
D
Resolução comentada
A economia corresponde à diferença de potências das dez lâmpadas durante os 30 dias de junho.
Quando um frasco cheio até a borda com um líquido é aquecido, em geral o líquido transborda devido à expansão de volume chamada de dilatação térmica. Um cientista aquece o conjunto formado por um frasco de vidro cheio até a borda com um líquido, e observa que o nível do líquido abaixou. Considerando que o frasco não possui nenhum furo ou rachadura e que a evaporação do líquido é desprezível, pode-se afirmar que
A)o frasco aumentou menos que o líquido.
B)em hipótese alguma o líquido no frasco é agua.
C)muito provavelmente o líquido no frasco é água.
D)o líquido no frasco é álcool e o nível abaixou porque evaporou.
E)o líquido que o frasco continha inicialmente era água a 10 °C.
Gabarito oficial — Geral, 28/06/2015
C
Resolução comentada
O nível depende da expansão do líquido em comparação com a expansão do recipiente. Se o frasco aumenta mais que o líquido, o nível pode baixar.
A água tem comportamento anômalo entre 0 °C e 4 °C: ao ser aquecida nesse intervalo, seu volume diminui. Essa característica torna a água uma explicação plausível para a observação.
A questão não informa a temperatura inicial, portanto aponta a possibilidade mais provável, sem determinar a substância de modo inequívoco. Água inicialmente a 10 °C não apresenta a contração descrita.
Alternativa correta: C.
Q39
Trabalho da resistência do ar na subida
Um corpo de massa 0,30 kg é lançado verticalmente para cima com velocidade de 40 m/s. Adota-se para a aceleração da gravidade g = 10 m/s2. A altura máxima atingida pelo corpo é de 60 m acima do ponto de lançamento. Pode-se afirmar corretamente que, no movimento de subida do corpo, o trabalho da força de resistência do ar vale em joules
A)− 60.
B)90.
C)− 120.
D)180.
E)− 240.
Gabarito oficial — Geral, 28/06/2015
A
Resolução comentada
A energia cinética inicial se transforma em energia potencial e energia dissipada pelo ar.
$$K_i=\frac{0{,}30\cdot40^2}{2}=240\,\mathrm J$$
$$\Delta U=0{,}30\cdot10\cdot60=180\,\mathrm J$$
$$W_{ar}=\Delta(K+U)=180-240=-60\,\mathrm J$$
O sinal negativo expressa a retirada de energia mecânica durante a subida.
Alternativa correta: A.
Q42
Comprimento de onda emitida por sonar
O sonar é um aparelho que permite determinar, por exemplo, a profundidade de um lago. Este aparelho utiliza a propriedade de uma onda sonora se refletir ao atingir um obstáculo sólido. Num lago um sonar emite um som de frequência 500 Hz que gasta 0,4 segundos para sair do sonar, refletir no fundo do lago e retornar ao sonar. Sabendo que neste ponto a profundidade do lago é de 300 m, o comprimento da onda sonora emitida por este sonar, em metros, é
A)0,4.
B)600.
C)9.
D)300.
E)3.
Gabarito oficial — Geral, 28/06/2015
E
Resolução comentada
O som percorre a profundidade duas vezes, na ida e na volta.
