Vestibular 2º Semestre 2017 dos demais cursos da PUC-Campinas, prova geral datada de 03/06/2017. As questões de Física selecionadas são 31, 34, 36, 44, 50.
Ao deslizar por uma pista localizada nos Andes, sem utilizar os bastões para impulsionar seu movimento, a energia cinética de um esquiador aumenta de $1{,}40\times10^4$ J quando desce uma altura de 25 m. Considerando que o peso do esquiador juntamente com o do equipamento seja 800 N, o trabalho realizado pelas forças de resistência nesse deslocamento é, em módulo, igual a
A)$5{,}6\times10^2\,\mathrm J$
B)$3{,}4\times10^4\,\mathrm J$
C)$2{,}0\times10^4\,\mathrm J$
D)$6{,}0\times10^3\,\mathrm J$
E)$3{,}5\times10^5\,\mathrm J$
Gabarito oficial — Geral, 03/06/2017
D
Resolução comentada
O trabalho do peso é positivo na descida.
$$W_P=P\Delta h=800\cdot25=20000\,\mathrm J$$
Pelo teorema da energia cinética:
$$W_P+W_R=\Delta E_c$$
$$W_R=14000-20000=-6000\,\mathrm J$$
A pergunta pede o módulo: 6000 J. O sinal negativo caracteriza a dissipação.
Alternativa correta: D.
Q34
Massa e peso na Estação Espacial Internacional
É a força gravitacional que governa as estruturas do universo, desde o peso dos corpos próximos à superfície da Terra até a interação entre as galáxias, assim como a circulação da Estação Espacial Internacional em órbita ao redor da Terra. Suponha que um objeto de massa MT e peso PT quando próximo à superfície da Terra seja levado para a Estação Espacial Internacional. Lá, o objeto terá
A)massa igual a MT e peso menor que PT, mas não nulo.
B)massa igual a MT e peso maior que PT.
C)massa menor que MT e peso maior que PT.
D)massa igual a MT e peso nulo.
E)massa maior que MT e peso menor que PT.
Gabarito oficial — Geral, 03/06/2017
A
Resolução comentada
A massa mede uma propriedade do objeto e não muda ao levá-lo para a estação espacial.
A gravidade terrestre continua atuando na altitude da estação, com intensidade menor que na superfície.
$$g(r)=\frac{GM_T}{r^2}$$
$$P=mg(r)$$
Portanto, a massa é a mesma e o peso é menor, mas não nulo. A sensação de imponderabilidade ocorre porque objeto e estação estão em queda livre orbital, não porque a gravidade desapareceu.
Alternativa correta: A.
Q36
Trabalho de uma máquina a partir do calor rejeitado
A utilização das máquinas térmicas em larga escala, mesmo com seu baixo rendimento, contribuiu decisivamente para a Primeira Revolução Industrial. Simplificadamente, uma máquina térmica é um dispositivo que retira calor de uma fonte quente, utiliza parte desse calor para realizar trabalho e direciona o calor restante para uma fonte fria. Fonte quente Trabalho QT QD τ Suponha que uma máquina térmica de rendimento 8,0% envie uma quantidade de calor igual a $4{,}6\times10^6$ J para a fonte fria em certo intervalo de tempo. O trabalho realizado por essa máquina nesse intervalo de tempo é
A)$4{,}0\times10^3\,\mathrm J$
B)$4{,}0\times10^5\,\mathrm J$
C)$3{,}7\times10^5\,\mathrm J$
D)$1{,}2\times10^5\,\mathrm J$
E)$3{,}7\times10^7\,\mathrm J$
Gabarito oficial — Geral, 03/06/2017
B
Resolução comentada
O rendimento relaciona o trabalho ao calor recebido da fonte quente.
$$\eta=\frac W{Q_Q}=0{,}08$$
A parte não convertida em trabalho é rejeitada à fonte fria.
O calor fornecido no enunciado é o rejeitado, não o recebido; tomar 8% diretamente dele seria incorreto.
Alternativa correta: B.
Q44
Imagem virtual ampliada por uma lente convergente
As lentes convergentes formam imagens cujas características dependem da distância entre o objeto e a lente. Quando um objeto luminoso é colocado sobre o eixo principal e a 15 cm de uma lente delgada convergente de distância focal igual a 20 cm, a imagem formada é
A)real e quatro vezes menor que o objeto.
B)real e com o dobro do tamanho do objeto.
C)real e quatro vezes maior que o objeto.
D)virtual e com o dobro do tamanho do objeto.
E)virtual e quatro vezes maior que o objeto.
Gabarito oficial — Geral, 03/06/2017
E
Resolução comentada
O objeto está a 15 cm, dentro da distância focal de 20 cm.
$$\frac1{20}=\frac1{15}+\frac1{p\prime}$$
$$\frac1{p\prime}=-\frac1{60}$$
$$p\prime=-60\,\mathrm{cm}$$
O sinal negativo indica imagem virtual. O aumento é:
$$A=-\frac{p\prime}{p}=-\frac{-60}{15}=4$$
A imagem é direita e quatro vezes maior que o objeto.
Alternativa correta: E.
Q50
Comparação de resistências de aparelhos domésticos
A distribuição de energia elétrica para residências no Brasil é feita basicamente por redes que utilizam as tensões de 127 V e de 220 V, de modo que os aparelhos eletrodomésticos são projetados para funcionarem sob essas tensões. A tabela mostra a tensão e a intensidade da corrente elétrica que percorre alguns aparelhos elétricos resistivos quando em suas condições normais de funcionamento. Aparelho Tensão (V) Corrente
A)$R_F>R_L>R_C$
B)$R_L>R_C>R_F$
C)$R_C>R_L>R_F$
D)$R_C>R_F>R_L$
E)$R_L>R_F>R_C$
Gabarito oficial — Geral, 03/06/2017
E
Resolução comentada
Usamos R=U/I para cada aparelho em funcionamento normal.
$$R_C=\frac{220}{20}=11\,\Omega$$
$$R_L=\frac{127}{1{,}5}\approx84{,}7\,\Omega$$
$$R_F=\frac{127}{8}\approx15{,}9\,\Omega$$
$$R_L>R_F>R_C$$
O chuveiro tem a maior tensão e corrente, mas a menor resistência entre os três.
