FTT 2017.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

A velocidade constante, em m/s, é:

$$v=\dfrac{54}{3{,}6}=15\ \mathrm{m/s}$$

No primeiro trecho, o deslocamento é:

$$\Delta s_1=v\,t_1=15\cdot20=300\ \mathrm{m}$$

Na frenagem, o tempo e o deslocamento são:

$$t_2=\dfrac{v}{a}=\dfrac{15}{1{,}5}=10\ \mathrm{s}$$

$$\Delta s_2=\dfrac{v\,t_2}{2}=\dfrac{15\cdot10}{2}=75\ \mathrm{m}$$

A velocidade média em todo o trajeto é:

$$v_m=\dfrac{300+75}{20+10}=\dfrac{375}{30}=12{,}5\ \mathrm{m/s}$$

A única força horizontal é a de 10 N, contrária ao movimento. A desaceleração é:

$$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{10}{5}=2\ \mathrm{m/s^{2}}$$

Pela equação de Torricelli, com velocidade final nula:

$$0=v_0^{2}-2\,a\,d\ \Rightarrow\ d=\dfrac{v_0^{2}}{2a}=\dfrac{4^{2}}{2\cdot2}=4\ \mathrm{m}$$

Quando o trem acelera para a direita, o corpo tende a manter o seu estado de movimento (inércia). Para quem está dentro do vagão, o corpo é deslocado para trás, isto é, para a esquerda, e a corda se inclina nesse sentido.

Quando a velocidade se torna constante, a aceleração do trem é nula e o corpo volta à situação de equilíbrio, com a corda na vertical.

A sequência correta é: corda inclinada para a esquerda em (I) e vertical em (II).

No estado sólido, a amostra vai de 0 ºC a 20 ºC recebendo 5 kcal:

$$Q_S=m\,c_S\,\Delta T_S\ \Rightarrow\ 5=m\,c_S\cdot20\ \Rightarrow\ m\,c_S=\dfrac{5}{20}=0{,}25\ \mathrm{kcal/^\circ C}$$

O patamar entre 5 e 15 kcal é a fusão e não entra no cálculo. No estado líquido, a amostra vai de 20 ºC a 25 ºC recebendo 30 − 15 = 15 kcal:

$$Q_L=m\,c_L\,\Delta T_L\ \Rightarrow\ 15=m\,c_L\cdot5\ \Rightarrow\ m\,c_L=3{,}0\ \mathrm{kcal/^\circ C}$$

A razão entre os calores específicos, com a mesma massa, é:

$$\dfrac{c_L}{c_S}=\dfrac{3{,}0}{0{,}25}=12\ \Rightarrow\ c_L=12\,c_S$$

O empuxo sobre o ovo totalmente imerso é:

$$E=\rho_{\text{líquido}}\,V\,g$$

O sal dissolvido aumenta a densidade do líquido. Como o volume do ovo e a gravidade não mudam, o empuxo cresce.

Quando o empuxo supera o peso, que não se altera, o ovo sobe e flutua. As demais explicações falham: o peso do ovo e o seu volume permanecem os mesmos, e o sal não aquece a água.

O som é uma onda mecânica e precisa de um meio material. No vácuo, ele não se propaga, e a velocidade é nula.

Entre os meios materiais, a velocidade do som é maior nos sólidos do que nos líquidos, porque os sólidos são mais rígidos. No ferro, a velocidade é da ordem de 5 000 m/s, bem maior que na água, que é da ordem de 1 500 m/s.

A sequência água, ferro e vácuo é, portanto: velocidade média, a maior velocidade e velocidade nula.

Na situação inicial, a força de repulsão é:

$$F=k\,\dfrac{q\cdot2q}{d^{2}}=\dfrac{2\,k\,q^{2}}{d^{2}}$$

Com a distância dobrada e a nova carga Q em B:

$$F_2=k\,\dfrac{q\,Q}{(2d)^{2}}=\dfrac{k\,q\,Q}{4\,d^{2}}$$

Para que a força seja a mesma:

$$\dfrac{k\,q\,Q}{4\,d^{2}}=\dfrac{2\,k\,q^{2}}{d^{2}}\ \Rightarrow\ Q=8\,q$$

A tensão da rede é fixa e não depende da posição do seletor. A potência dissipada na resistência é:

$$P=\dfrac{U^{2}}{R}$$

Para aquecer mais a água, a potência deve aumentar. Como U é constante, isso só acontece se a resistência R diminuir, o que o seletor faz ao ligar menos espiras do resistor.

Com U constante e R menor, a corrente $i=U/R$ aumenta, e com ela a potência dissipada e a temperatura da água.