FMABC 2011 — Física Resolvida | Prof. Ricardo Bastos

Q16

Mecânica — Máquinas Simples

Observando a talha exponencial representada na figura, podemos dizer que a vantagem mecânica e o valor da tração (T) no outro extremo da corda valem, respectivamente,

Talha exponencial com três polias móveis

A)4 e P/4

B)8 e P/8

C)3 e P/4

D)16 e P/16

E)8 e P/3

Gabarito

Resolução

Em uma talha exponencial com três polias móveis ideais, a vantagem mecânica é $2^3=8$.

Assim, $T=P/8$. Resposta B.

Q17

Mecânica — Trabalho da Força Gravitacional

Observe as figuras. Elas representam uma pessoa elevando de 30 cm uma carga de 1000 N. Quanto ao trabalho ($\tau$) realizado pela força gravitacional sobre a carga, nas três situações, podemos afirmar que:

Três planos inclinados com a mesma altura de 30 cm

A)$\tau_1>\tau_3>\tau_2$

B)$\tau_3>\tau_2>\tau_1$

C)$\tau_3<\tau_1<\tau_2$

D)$\tau_1=\tau_3<\tau_2$

E)$\tau_1=\tau_2=\tau_3$

Gabarito

Resolução

O trabalho da força gravitacional depende apenas da variação de altura, pois a gravidade é uma força conservativa.

Como nas três situações a carga sobe os mesmos 30 cm, os trabalhos gravitacionais são iguais: $\tau_1=\tau_2=\tau_3$. Resposta E.

Q18

Hidrodinâmica — Equação da Continuidade

Neste funil, a área de entrada ($A_{ENTRADA}$) é 6 vezes maior que a de saída ($A_{SAÍDA}$). Quando preenchido com água, esta escoa de modo que seu nível abaixa uniformemente. Quando esse nível diminui de uma altura $h=12$ cm, num intervalo de tempo de $\Delta t=3{,}0$ s, podemos afirmar que a velocidade ($v_{SAÍDA}$) com que a água abandona o funil na saída e a vazão ($\Phi$) valem, respectivamente,

A)6 cm/s e $\Phi=(A_{ENTRADA}\div A_{SAÍDA})$

B)16 cm/s e $\Phi=(A_{SAÍDA}\cdot A_{ENTRADA})$

C)24 cm/s e $\Phi=(v_{SAÍDA}\cdot A_{SAÍDA})$

D)1,5 cm/s e $\Phi=(h\cdot v_{SAÍDA})$

E)0,67 cm/s e $\Phi=(\Delta t\cdot h\cdot v_{SAÍDA})$

Gabarito

Resolução

O nível da água desce com velocidade $v_{ENTRADA}=h/\Delta t=12/3=4$ cm/s.

Pela continuidade, $A_{ENTRADA}v_{ENTRADA}=A_{SAÍDA}v_{SAÍDA}$. Como $A_{ENTRADA}=6A_{SAÍDA}$, resulta $v_{SAÍDA}=24$ cm/s.

A vazão é $\Phi=v_{SAÍDA}A_{SAÍDA}$. Resposta C.

Q19

Magnetismo — Campo Magnético de Solenoide

No solenoide da figura, cujo comprimento é de 10 cm, temos um fino fio enrolado uniformemente e com revestimento isolante. Ele é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A. Podemos dizer que a relação ($B_{AR}/B_{NÚCLEO}$) entre as intensidades do vetor indução magnético no interior do solenóide, inicialmente preenchido apenas com ar, e depois, percorrido por uma corrente de 1 A mas totalmente preenchido com um núcleo ferromagnético, cuja permeabilidade magnética é 100 vezes a do ar, vale

(Adote: $\mu_{ar}\approx\mu_0=4\pi10^{-7}$, SI)

A)$10^{-1}$

B)$10^{1}$

C)$10^{-2}$

D)$10^{2}$

E)$10^{3}$

Gabarito

Resolução

Para um solenoide, $B=\mu ni$. Assim,

$\dfrac{B_{AR}}{B_{NÚCLEO}}=\dfrac{\mu_{ar}\cdot10}{(100\mu_{ar})\cdot1}=10^{-1}$.

Resposta A.

Q20

Magnetismo — Campo de Fio Retilíneo

A figura representa um longo fio retilíneo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade $i=4$ mA. Podemos afirmar que a intensidade do campo magnético $\vec B$ no ponto P, distante $d=8$ cm do fio, vale

Considere: $\mu_0=4\pi10^{-7}$ (SI)

Fio retilíneo percorrido por corrente e ponto P a 8 cm

A)$1\cdot10^{-7}$ T

B)$1\cdot10^{-8}$ T

C)$1\cdot10^{-11}$ T

D)$1\cdot10^{-13}$ T

E)$4\cdot10^{-13}$ T

Gabarito

Resolução

Para um fio retilíneo longo, $B=\dfrac{\mu_0i}{2\pi d}$.

$B=\dfrac{4\pi10^{-7}\cdot4\times10^{-3}}{2\pi\cdot8\times10^{-2}}=1\times10^{-8}$ T.

Resposta B.