FMJ · 2006 · CG — Prova de Física

A gota cai com velocidade vertical $v_y$ (constante, determinada pela resistência do ar) e é arrastada horizontalmente pelo vento. O ângulo com a vertical satisfaz $\text{tg}\,\theta = \dfrac{v_{vento}}{v_y}$.

Primeira situação: $\text{tg}\,30^\circ = \dfrac{\text{sen}\,30^\circ}{\cos 30^\circ} = \dfrac{1/2}{\sqrt{3}/2} = \dfrac{1}{\sqrt3}$. Logo, $v_y = 15\sqrt{3}\text{ m/s}$.

Segunda situação: $\text{tg}\,60^\circ = \sqrt{3}$, então $v_{vento} = v_y \cdot \sqrt3 = 15\sqrt3 \cdot \sqrt3 = 45\text{ m/s}$.

Como a bicicleta se desloca sem deslizar, a distância percorrida em cada instante é a mesma para as duas rodas. Em uma volta completa da roda maior, o comprimento percorrido é $2\pi R_{maior} = \pi D_{maior}$.

A roda menor, cujo perímetro é $\pi D_{menor}$, completa $n = \dfrac{\pi D_{maior}}{\pi D_{menor}} = \dfrac{1{,}20}{0{,}20} = 6$ voltas.

A velocidade de $25\text{ km/h}$ não interfere na razão entre os números de voltas.

Como as três forças são horizontais e colineares, a resultante é a soma algébrica $F_{res}(t) = F_1(t) + F_2(t) + F_3(t)$, com sinal conforme o sentido. Em cada intervalo de tempo, somam-se os valores dos três gráficos; trechos constantes somados com constantes dão constantes, e rampas somadas com constantes dão rampas.

O procedimento é: dividir o eixo do tempo nos instantes em que alguma das três funções muda de comportamento; em cada intervalo, ler os valores de $F_1$, $F_2$ e $F_3$ nas extremidades e somá-los; ligar os pontos obtidos. O gráfico que reproduz esse resultado, inclusive os trechos nulos e as rampas crescentes e decrescentes nos instantes corretos, é o da alternativa indicada no gabarito oficial.

I. Falsa. O limiar da audição é a menor intensidade que o ouvido consegue perceber; a máxima intensidade suportável é o limiar da dor.

II. Falsa. Dois instrumentos podem emitir sons de mesma altura e intensidade e ainda assim ser distintos, porque diferem no timbre (forma da onda, composição de harmônicos).

III. Verdadeira. A altura (grave ou agudo) é determinada pela frequência: baixa frequência corresponde a som grave, alta frequência a som agudo.

A relação entre as escalas é linear: $\theta_\beta = 40 + \dfrac{3}{4}\,\theta_C$, pois $0^\circ\text{C}$ corresponde a $40^\circ\beta$ e cada $1^\circ\text{C}$ equivale a $\dfrac{3}{4}^\circ\beta$.

A água ferve a $100^\circ\text{C}$ ao nível do mar: $\theta_\beta = 40 + \dfrac{3}{4}\cdot 100 = 40 + 75 = 115^\circ\beta$.

Em um gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura. Em uma transformação isotérmica, $\Delta T = 0$ e, portanto, $\Delta U = 0$.

Pela primeira lei, $Q = W + \Delta U = W$: o gás troca calor com o meio (cede calor numa contração), e o trabalho não é igual à variação de energia interna. A transformação isotérmica ocorre lentamente, mantendo equilíbrio térmico com o meio.

Na analogia olho–câmara, a íris regula a entrada de luz como o diafragma; o conjunto cristalino e meios transparentes (humor vítreo) faz a luz convergir, como a objetiva; a retina, onde a imagem é formada e registrada, corresponde ao filme.

O obturador, que controla o tempo de exposição, não tem equivalente direto entre as estruturas citadas. Assim, humor vítreo, retina e íris associam-se à objetiva, ao filme e ao diafragma, nessa ordem.

Em uma onda mecânica, a perturbação se propaga, mas as partículas do meio apenas oscilam em torno de suas posições de equilíbrio; não há transporte líquido de matéria. Um objeto na superfície da água apenas sobe e desce quando a onda passa e não é levado até a outra margem.

Por isso, a amplitude, a frequência, o comprimento de onda ou o peso do frasco não alteram sua velocidade média de deslocamento para a outra margem.

A carcaça metálica do automóvel funciona como uma gaiola de Faraday. Quando um condutor é atingido por descarga, as cargas se distribuem por sua superfície externa e o campo elétrico no interior do condutor oco é nulo.

Assim, as pessoas dentro do carro ficam protegidas porque as cargas permanecem na superfície metálica e não há campo elétrico no interior; os pneus não são os responsáveis, pois o ar já foi ionizado pela descarga.

I. Verdadeira. O campo gerado por uma carga pontual, $E = \dfrac{k Q}{d^2}$, depende apenas da posição do ponto em relação à carga (e de $Q$): é uma grandeza posicional.

II. Verdadeira. O campo de uma carga pontual define em cada ponto a direção e o sentido da força sobre uma carga de prova: atrativa ou repulsiva, conforme os sinais.

III. Falsa. O campo é uma grandeza vetorial; o campo resultante é a soma vetorial (e não algébrica) dos campos das cargas.

Em paralelo, $R_{eq} = \dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} = \dfrac{R_2}{1 + R_2/R_1}$. Como o denominador é maior que 1, $R_{eq} < R_2$ (o equivalente é sempre menor que o menor resistor), e portanto também menor que $R_1$.

Quando $R_1$ diminui, $R_2/R_1$ aumenta, o denominador cresce e $R_{eq}$ diminui; o contrário ocorre quando $R_1$ aumenta (o equivalente cresce, tendendo a $R_2$). Logo, o equivalente é menor que $R_2$ e diminui quando $R_1$ diminui.