O piloto de um avião deseja ir em linha reta da cidade A para a cidade B. Ele sabe que enfrentará um vento lateral constante perpendicular à sua trajetória durante todo o tempo do percurso, como mostra a figura. O vetor que melhor ilustra a direção e o sentido da velocidade relativa ao ar que o piloto deverá proporcionar ao avião durante todo o trajeto está representado em
A)
B)
C)
D)
E)
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A
Resolução Método TEF
A velocidade do avião em relação ao solo é a soma da velocidade em relação ao ar com a velocidade do vento. O vento aponta para baixo na figura. Para o deslocamento resultante ser horizontal para a direita, o avião deve ter uma componente para cima, que cancela o vento, e outra para a direita. Esse é o vetor com componente para cima e para a direita na figura.
Q52
Mecânica — Cinemática — Movimento Uniformemente Variado
Um foguete de brinquedo é lançado, a partir do repouso, verticalmente para cima com aceleração constante e sua altura y varia conforme o gráfico: De acordo com a figura, a função horária do foguete no Sistema Internacional de unidades é
A)$y(t)=600+10t^2$
B)$y(t)=100+5t^2$
C)$y(t)=100+10t^2$
D)$y(t)=100-5t^2$
E)$y(t)=5t^2$
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B
Resolução Método TEF
O gráfico fornece y₀ = 100 m e y(10 s) = 600 m. Como o lançamento parte do repouso, $y=y_0+at^2/2$. Portanto, $600=100+100a/2$, resultando em a = 10 m/s². A função é $y(t)=100+5t^2$.
Q53
Mecânica — Estática — Equilíbrio de Momentos
Uma pessoa de peso 800 N caminha para a direita sobre uma tábua de madeira homogênea, de comprimento L e peso 200 N, que está com 3/4 de sua extensão apoiados sobre uma plataforma horizontal e o restante suspenso, conforme a figura. (www.civilnet.com.br. Adaptado.) Considerando que o atrito entre a tábua e a plataforma é grande o suficiente para que a tábua nunca deslize enquanto a pessoa caminha sobre ela, a máxima distância x indicada na figura que o homem pode caminhar para que a tábua continue em equilíbrio é
A)$L/4$
B)$3L/4$
C)$L/8$
D)$L/16$
E)$3L/16$
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D
Resolução Método TEF
No limite de tombamento, a borda da plataforma é o eixo de rotação. O centro de massa da tábua fica em L/2, enquanto a borda está em 3L/4. O braço do peso da tábua é L/4. Equilibrando momentos: $800x=200(L/4)$, portanto $x=L/16$.
Q54
Mecânica — Trabalho e Energia — Potência
O campeonato mundial de Fórmula E é uma competição de automobilismo disputada com carros elétricos de 900 kg. Durante a corrida, o carro do piloto mais votado pelos fãs recebe uma potência extra de 30 kW, que pode ser utilizada em um curto intervalo de tempo, entre a largada e o final da corrida. (https://electricautosport.com. Adaptado.) Se utilizarmos somente essa potência extra para acelerar um carro de Fórmula E, a partir do repouso, por 6 segundos, considerando que 100% dela será usada na aceleração do carro e desprezando todas as forças dissipativas, o aumento da velocidade do carro será de
A)28 m/s.
B)33 m/s.
C)20 m/s.
D)42 m/s.
E)14 m/s.
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C
Resolução Método TEF
O trabalho fornecido pela potência extra é $W=P\Delta t=30\,000\cdot6=180\,000\ \mathrm J$. Partindo do repouso, $W=mv^2/2$, logo $v=\sqrt{2W/m}=\sqrt{360\,000/900}=20\ \mathrm{m/s}$.
Q55
Mecânica — Trabalho e Energia — Conservação da Energia Mecânica
Em uma pista de skate, um atleta de massa m parte do ponto mais alto (A) da rampa, de altura 2h, a partir do repouso, passa pelo ponto mais baixo (B), com velocidade máxima v, até atingir o ponto do salto em C, de altura h, conforme a figura. Desprezando a resistência do ar, o atrito entre o skate e a rampa, assim como a massa do skate, considerando que a base da rampa representa o ponto no qual a energia potencial gravitacional (Ug) é nula e utilizando g como a aceleração da gravidade no local, a energia mecânica do skatista no ponto C é igual a
A)$mgh+mv^2/4$
B)$2mgh$
C)$mv^2/2$
D)$mgh$
E)$mgh+mv^2/2$
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B
Resolução Método TEF
No ponto A, o atleta parte do repouso com altura 2h, de modo que sua energia mecânica é $E=mg(2h)=2mgh$. Na ausência de dissipação, essa energia é conservada e tem o mesmo valor no ponto C. A energia cinética em C é mgh e a potencial também é mgh.
Q56
Termologia — Termometria — Escalas Termométricas
Na cidade de Chicago, IL, nos Estados Unidos, há uma grande variação de temperatura durante o ano. A média mensal histórica para as temperaturas mínimas é mostrada a seguir. Temperatura mínima mensal em ºF (https://weather.com. Adaptado.) De acordo com as informações do gráfico, a diferença entre as temperaturas mínimas do mês mais quente e do mês mais frio é, em graus Celsius, de aproximadamente
A)24 ºC.
B)48 ºC.
C)11 ºC.
D)18 ºC.
E)27 ºC.
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E
Resolução Método TEF
O maior valor do gráfico é 66 °F e o menor é 18 °F. A diferença é 48 °F. Para diferenças de temperatura, $\Delta T_C=(5/9)\Delta T_F=(5/9)48\approx26{,}7\ ^\circ\mathrm C$, aproximadamente 27 °C.
Q57
Termologia — Termodinâmica — Ciclo de Carnot
O esquema representa o funcionamento de uma máquina térmica que fornece, em cada ciclo, um trabalho útil de 2 000 J. Supondo que essa máquina térmica realize um Ciclo de Carnot, a quantidade de calor por ciclo, Q2, que ela rejeita para a fonte fria é de
A)200 J.
B)6 000 J.
C)1 000 J.
D)4 000 J.
E)2 000 J.
Gabarito oficial FMJU1801 — versão 1
D
Resolução Método TEF
O rendimento de Carnot é $\eta=1-T_f/T_q=1-400/600=1/3$. Como $\eta=W/Q_1$, temos $Q_1=2000/(1/3)=6000\ \mathrm J$. O calor rejeitado é $Q_2=Q_1-W=6000-2000=4000\ \mathrm J$.
Q58
Óptica — Reflexão e Espelhos — Espelho Côncavo
O calor gerado pelo reflexo do Sol nas janelas de um arranha-céu em Londres foi responsável por derreter partes de um carro que estava estacionado próximo ao edifício. Esse fenômeno aconteceu devido ao design levemente curvo do edifício, como mostra a foto. Os reflexos dos raio solares convergiram, concentrando sua luz para o local no qual o carro estava estacionado. (www.bbc.com, 04.09.2013. Adaptado.) De acordo com essas informações, pode-se afirmar que
A)a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho côncavo e o carro situava-se próximo do ponto focal desse espelho.
B)a fachada do arranha-céu funcionou como uma lente divergente e o carro situava-se próximo do centro de curvatura dessa lente.
C)a fachada do arranha-céu funcionou como uma lente convergente e o carro situava-se próximo do ponto focal dessa lente.
D)a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho convexo e o carro situava-se próximo do ponto focal desse espelho.
E)a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho côncavo e o carro situava-se próximo do centro de curvatura desse espelho.
Gabarito oficial FMJU1801 — versão 1
A
Resolução Método TEF
A reflexão na fachada curva concentra os raios solares em uma região. Esse comportamento é o de um espelho côncavo, que faz raios incidentes paralelos convergirem para o foco. O carro estava próximo dessa região focal.
Q59
Eletricidade — Eletrostática — Trabalho do Campo Elétrico
Uma carga elétrica puntiforme q de 3 µC e massa m igual a 5 mg é colocada em repouso próxima à placa positiva de um capacitor, que possui 5 mm de distância entre suas placas e gera um campo elétrico uniforme igual a 1 500 V/m, conforme a figura: A velocidade com que a carga q atingirá a placa negativa do capacitor será igual a
A)9 × 10−3 m/s.
B)3 × 10−3 m/s.
C)9 m/s.
D)900 m/s.
E)3 m/s.
Gabarito oficial FMJU1801 — versão 1
E
Resolução Método TEF
O trabalho do campo elétrico é $W=qEd$. Convertendo unidades: q = 3 × 10⁻⁶ C, m = 5 × 10⁻⁶ kg e d = 5 × 10⁻³ m. Assim, $W=3\times10^{-6}\cdot1500\cdot5\times10^{-3}=2{,}25\times10^{-5}\ \mathrm J$. Como $W=mv^2/2$, obtemos $v=3\ \mathrm{m/s}$.
Q60
Eletricidade — Eletrodinâmica — Gráfico de Tensão e Corrente
Um resistor elétrico foi submetido a várias diferenças de potencial elétrico e a corrente elétrica que o atravessava foi medida conforme o gráfico: De acordo com as informações obtidas, a resistência elétrica do resistor é igual a
A)150 Ω.
B)600 Ω.
C)300 Ω.
D)4 800 Ω.
E)1 200 Ω.
Gabarito oficial FMJU1801 — versão 1
A
Resolução Método TEF
O gabarito oficial usa a inclinação do gráfico: $\Delta U/\Delta i=(1400-200)/(10-2)=1200/8=150\ \Omega$. Observação: a reta desenhada não passa pela origem. Por isso, U/i não é constante; 150 Ω corresponde à resistência diferencial (inclinação), que é o valor indicado pela alternativa oficial.
