Provas Anteriores | PUC-Campinas Geral 2016.1

Q17

Separação aproximada na chegada de uma corrida

Em agosto deste ano realizou-se na China o campeonato mundial de atletismo, no qual um dos eventos mais aguardados era a prova de 100 m masculino, que acabou sendo vencida pelo jamaicano Usain Bolt, com o tempo de 9,79 s. O tempo do segundo colocado, o americano Justin Gatlin, foi de 9,80 s. A diferença entre os dois atletas na chegada foi de aproximadamente:

A)0,1 mm.

B)1 mm.

C)1 cm.

D)10 cm.

E)1 m.

Gabarito oficial — Geral, 31/10/2015

Resolução comentada

Os tempos diferem em um centésimo de segundo.

$$\Delta t=9{,}80-9{,}79=0{,}01\,\mathrm s$$

Para a estimativa pedida, usamos velocidade próxima de 100/9,8 m/s na chegada.

$$v\approx\frac{100}{9{,}8}\approx10{,}2\,\mathrm{m/s}$$

$$\Delta x\approx v\Delta t\approx10{,}2\cdot0{,}01\approx0{,}10\,\mathrm m$$

$$\Delta x\approx10\,\mathrm{cm}$$

A separação é uma estimativa: os tempos totais não informam a velocidade exata de cada atleta no instante da chegada.

Alternativa correta: D.

Q19

Coeficiente de atrito de uma moeda no plano inclinado

Para se calcular o coeficiente de atrito dinâmico entre uma moeda e uma chapa de fórmica, a moeda foi colocada para deslizar pela chapa, colocada em um ângulo de 37° com a horizontal. Foi possível medir que a moeda, partindo do repouso, deslizou 2,0 m em um intervalo de tempo de 1,0 s, em movimento uniformemente variado. Adote g = 10 m/s², sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80. Nessas condições, o coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies vale

A)0,15.

B)0,20.

C)0,25.

D)0,30.

E)0,40.

Gabarito oficial — Geral, 31/10/2015

Resolução comentada

A moeda parte do repouso em movimento uniformemente variado.

$$2{,}0=\frac{a\cdot1{,}0^2}{2}$$

$$a=4{,}0\,\mathrm{m/s^2}$$

Na direção da descida, peso tangencial e atrito têm sentidos opostos.

$$mg\sin37^\circ-\mu mg\cos37^\circ=ma$$

$$10\cdot0{,}60-\mu\cdot10\cdot0{,}80=4$$

$$\mu=\frac{6-4}{8}=0{,}25$$

Alternativa correta: C.

Q21

Rendimento do aquecimento por agitação mecânica

Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico do calor recebe 250 J de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que acabam por sofrer elevação de 0,50 °C de sua temperatura. Adote 1 cal = 4,2 J e cágua = 1,0 cal/g °C. O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de

A)16%.

B)19%.

C)67%.

D)81%.

E)84%.

Gabarito oficial — Geral, 31/10/2015

Resolução comentada

O calor absorvido pela água é:

$$Q=mc\Delta T=100\cdot1{,}0\cdot0{,}50=50\,\mathrm{cal}$$

Convertemos para joules para compará-lo com a energia mecânica fornecida.

$$Q=50\cdot4{,}2=210\,\mathrm J$$

$$\eta=\frac{210}{250}=0{,}84$$

$$\eta=84\%$$

O rendimento compara a energia útil recebida pela água com a energia de entrada do dispositivo.

Alternativa correta: E.

Q24

Potência após acrescentar um resistor em série

O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletromotriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica $10\,\Omega$. Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas características, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts,

A)0,64.

B)0,32.

C)0,50.

D)0,20.

E)0,80.

Gabarito oficial — Geral, 31/10/2015

Resolução comentada

A fonte ideal mantém a tensão. Obtemos essa tensão pela condição inicial.

$$U=RI=10\cdot0{,}40=4{,}0\,\mathrm V$$

Com o segundo resistor em série:

$$R_{eq}=10+10=20\,\Omega$$

$$P_{total}=\frac{U^2}{R_{eq}}=\frac{4{,}0^2}{20}=0{,}80\,\mathrm W$$

A potência total cai à metade da inicial, porque a resistência total dobrou com a tensão constante.

Alternativa correta: E.

Q27

Posição de uma vela com imagem real ampliada

Uma vela acesa foi colocada a uma distância p do vértice de um espelho esférico côncavo de 1,0 m de distância focal. Verificou-se que o espelho projetava em uma parede uma imagem da chama desta vela, ampliada 5 vezes. O valor de p, em cm, é:

A)60.

B)90.

C)100.

D)120.

E)140.

Gabarito oficial — Geral, 31/10/2015

Resolução comentada

A imagem projetada na parede é real. Como seu tamanho é cinco vezes o da vela, a distância de imagem é cinco vezes a de objeto.

$$p\prime=5p$$

$$\frac1{100}=\frac1p+\frac1{5p}$$

$$\frac1{100}=\frac6{5p}$$

$$p=120\,\mathrm{cm}$$

O objeto fica entre o foco e o centro de curvatura, situação compatível com uma imagem real ampliada.

Alternativa correta: D.

PUC-Campinas · Geral 2016.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova