Faculdade de Medicina de Jundiaí
Vestibular 2007 · CG — Conhecimentos Gerais · Física (Q37–48).
Uma lâmina de serra descreve um movimento circular uniforme, executando 1 800 voltas por minuto. A velocidade angular $\omega$ da lâmina é, em rad/s, aproximadamente igual a
Dado: $\pi = 3{,}14$
A frequência é $f = \dfrac{1\,800\text{ rpm}}{60} = 30\text{ Hz}$.
A velocidade angular vale $\omega = 2\pi f = 2 \cdot 3{,}14 \cdot 30 \approx 188\text{ rad/s}$.
Dois blocos idênticos, de massa $m$, ligados por uma corda flexível, de massa desprezível e que passa por polias cujo atrito é considerado nulo, encontram-se suspensos, conforme figura, submetidos à ação da aceleração da gravidade $g$, local. Se os blocos estão em repouso, a intensidade da força de tensão na corda é
Considere um dos blocos. Em repouso, a resultante sobre ele é nula: a tração do fio equilibra seu peso, então $T = mg$.
Como o fio é ideal e as polias não têm atrito, a tração é a mesma em toda a corda e, pelo outro bloco, vale também $mg$. Não se somam as trações dos dois lados: a corda é uma só e não "soma" os pesos; poderia ser substituída por uma parede no lugar de um dos blocos sem alterar o valor da tração.
Um copo em forma de cilindro está cheio de água. A pressão na superfície desse copo é zero e na base, é P. Um segundo copo, tendo três vezes a altura e duas vezes o diâmetro do primeiro copo também está cheio de água. A pressão na base do segundo copo é
A pressão na base de um líquido em equilíbrio é $P = \rho\, g\, h$ (com pressão nula na superfície). Ela independe da área da base ou do diâmetro do copo.
O segundo copo tem altura $3h$ e o mesmo líquido; logo, $P_2 = \rho g (3h) = 3P$.
O professor solicita aos seus alunos que coloquem V (verdadeira) ou F (falsa) ao final das seguintes afirmações: I. Os corpos dilatam-se, geralmente, quando são aquecidos e contraem-se quando são resfriados. À variação de temperatura corresponde, então, uma variação de volume. ( ) II. A divisão 100, do termômetro graduado na escala Celsius, é o ponto em que se fixa o mercúrio quando se introduz o termômetro no vapor de água em ebulição, sob pressão de 760 mmHg. ( ) III. Uma substância termométrica deve conduzir bem o calor, para que rapidamente entre em equilíbrio térmico com o corpo que está em contato. ( ) IV. Uma substância termométrica deve manter as mesmas propriedades químicas para que retorne sempre ao mesmo volume à mesma temperatura. ( ) Pode-se concluir que os alunos que acertaram o exercício assinalaram
I. Verdadeira. A dilatação térmica faz o volume variar com a temperatura (contração no resfriamento).
II. Verdadeira. O ponto de vapor, sob 760 mmHg, é marcado como $100^\circ\text{C}$ na escala Celsius.
III. Verdadeira. A substância termométrica deve ter boa condutividade térmica para que o equilíbrio térmico com o corpo seja rápido.
IV. Verdadeira. A substância precisa ser estável, mantendo suas propriedades para que o mesmo volume se repita à mesma temperatura. As quatro afirmações são verdadeiras.
A temperatura de fusão do cobre é 1 080oC e seu calor latente de fusão corresponde a 200 kJ/kg. Se uma moeda de cobre, à essa temperatura, é totalmente fundida ao absorver 2 000 J de calor, a massa dessa moeda, em kg, correponde a
Na fusão, o calor absorvido a temperatura constante é $Q = m\,L_f$. Com $L_f = 200\text{ kJ/kg} = 2 \cdot 10^5\text{ J/kg}$ e $Q = 2\,000\text{ J}$:
$m = \dfrac{Q}{L_f} = \dfrac{2\,000}{2 \cdot 10^5} = 10^{-2}\text{ kg} = \dfrac{1}{100}\text{ kg}$.
Uma bola de massa 5 g é abandonada de uma altura de 3 m e, ao atingir o solo, retorna verticalmente para cima atingindo a altura de 1 m. Considerando que a energia cinética dissipada durante o retorno é totalmente utilizada para aumentar a temperatura da bola, e sendo o calor específico do material que constitui a bola igual a 300 J/kg·K, a variação da temperatura da bola, em K, corresponde a aproximadamente
A bola é abandonada a $3\text{ m}$ e volta a $1\text{ m}$. A energia mecânica perdida (transformada em calor) é a diferença entre as energias potenciais: $E_d = m g (h_1 - h_2) = 0{,}005 \cdot 10 \cdot (3-1) = 0{,}10\text{ J}$.
Essa energia eleva a temperatura da bola: $E_d = m\,c\,\Delta T \Rightarrow \Delta T = \dfrac{0{,}10}{0{,}005 \cdot 300} = \dfrac{0{,}10}{1{,}5} \approx 0{,}067\text{ K}$.
Um líquido claro e transparente e um sólido também transparente apresentam, respectivamente, índices de refração iguais a 1,45 e 2,90. Para que ocorra a reflexão interna total de um feixe de luz, quando este atinge a interface entre os dois meios, o feixe incidente deve se originar no
Para haver reflexão total, o feixe deve se propagar no meio mais refringente (maior índice) e incidir com ângulo maior que o ângulo limite. Como $n_{sólido} = 2{,}90 > n_{líquido} = 1{,}45$, o feixe deve vir do sólido.
O ângulo limite satisfaz $\text{sen}\,L = \dfrac{n_{líquido}}{n_{sólido}} = \dfrac{1{,}45}{2{,}90} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow L = 30^\circ$. Logo, a reflexão total ocorre para ângulos de incidência maiores que $30^\circ$.
Uma imensa variedade de sons chega aos nossos ouvidos ao longo do dia. Uns são agradáveis, como os sons musicais e outros são desagradáveis, como os ruídos. Os sons produzidos por instrumentos musicais como o violino, o piano e a flauta, ao emitirem a mesma nota musical, podem ser perfeitamente distinguidos porque as notas emitidas por eles apresentam diferentes
Duas fontes que emitem a mesma nota musical produzem sons com a mesma frequência fundamental, ou seja, a mesma altura. O que permite distingui-las é o timbre, determinado pela forma da onda, isto é, pelos harmônicos presentes e suas intensidades relativas.
Uma pequena esfera metálica, negativamente carregada por um excesso de 5×106 elétrons, tem seu centro distante 20 cm do centro de outra esfera idêntica, positivamente carregada, com carga igual a 4×10–12C. Sendo o vácuo o meio onde essas cargas se encontram e a carga elementar do elétron igual a 1,6×10–19C, o módulo da intensidade da força de repulsão entre elas será, em N, igual a
A carga da primeira esfera é $|Q_1| = n e = 5 \cdot 10^{6} \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-19} = 8 \cdot 10^{-13}\text{ C}$.
Com $d = 0{,}20\text{ m}$ e $k_0 = 9 \cdot 10^9\text{ N·m}^2/\text{C}^2$: $F = k_0 \dfrac{|Q_1||Q_2|}{d^2} = \dfrac{9 \cdot 10^{9} \cdot 8 \cdot 10^{-13} \cdot 4 \cdot 10^{-12}}{(0{,}2)^2} = \dfrac{2{,}88 \cdot 10^{-14}}{0{,}04} = 7{,}2 \cdot 10^{-13}\text{ N}$.
Quando dois resistores encontram-se associados em série, a resistência equivalente Rs é igual a 9,0 Ω e quando associados em paralelo, a resistência equivalente Rp é igual a 2,0 Ω. Os valores das resistências desses resistores são
Em série, $R_1 + R_2 = 9$. Em paralelo, $\dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} = 2 \Rightarrow R_1 R_2 = 2 \cdot 9 = 18$.
Procuramos dois números com soma 9 e produto 18: são raízes de $x^2 - 9x + 18 = 0$, ou seja, $x = \dfrac{9 \pm 3}{2}$, que dá $3\,\Omega$ e $6\,\Omega$.
Analise o circuito.
Considere que L1, L2, L3 e L4 representem lâmpadas idênticas. Se os seis voltímetros conectados não interferem no circuito, pode-se afirmar que V0 é igual a
O gerador alimenta $L_1$ em série com o conjunto formado, em paralelo, por $L_2$ e pela série $L_3 + L_4$. O voltímetro $V_0$ mede a tensão do gerador.
Pela lei das malhas, a tensão do gerador é a soma da tensão em $L_1$ com a tensão do trecho em paralelo: $V_0 = V_1 + V_{par}$.
O voltímetro $V_5$ está ligado nos extremos do ramo $L_3 + L_4$, que é um dos ramos do trecho em paralelo; logo $V_5 = V_{par}$ (e também $V_2 = V_{par}$ e $V_5 = V_3 + V_4$). Portanto $V_0 = V_1 + V_5$.
Uma partícula de carga $-q$ é lançada no interior de um campo elétrico de módulo $E = 2 \times 10^{4}\text{ N/C}$, atravessado por um campo magnético $\vec{B}$, de intensidade $0{,}5\text{ T}$, perpendicular a $\vec{E}$. A velocidade da partícula, que atravessa a região submetida a esses campos sem sofrer desvio é, em m/s, igual a
Para a partícula atravessar a região sem desvio, a resultante sobre ela é nula: a força elétrica $qE$ anula a força magnética $q v B$ (os campos são perpendiculares entre si e à velocidade, de modo que as forças têm direções opostas).
$q E = q v B \Rightarrow v = \dfrac{E}{B} = \dfrac{2 \cdot 10^{4}}{0{,}5} = 4 \cdot 10^{4}\text{ m/s}$.