Um ornamento da fachada de um prédio se desprende e cai por 20 m até atingir um toldo. O toldo é rasgado e o objeto continua sua queda, com 10% da velocidade com a qual o atingiu, terminando finalmente sua queda ao chegar à calçada.
Sabendo que a altura do toldo até a calçada é de 3 m, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s² e que a influência do ar pode ser desprezada, a velocidade com a qual o ornamento toca o chão é
Resolução
Na primeira queda, partindo do repouso, $v_1^2=2gh=2\cdot10\cdot20=400$, portanto $v_1=20\text{ m/s}$.
Depois de rasgar o toldo, o ornamento conserva apenas 10% dessa velocidade: $v_0=0{,}10\cdot20=2\text{ m/s}$.
Nos 3 m restantes, $v^2=v_0^2+2g\Delta h=2^2+2\cdot10\cdot3=64$. Assim, $v=8\text{ m/s}$.
Resposta: alternativa A.
Na vitrine de uma joalheria, um pingente de 20 g encontra-se em exposição sobre um mostrador de acrílico, mantido sob inclinação de 53º em relação ao plano horizontal.
Desprezando o atrito entre o pingente e o mostrador, considerando que a aceleração da gravidade seja 10 m/s², que sen 53º = 0,8 e que cos 53º = 0,6, a intensidade da força exercida pelo cordão na argola do pingente é
Resolução
A massa do pingente é $m=20\text{ g}=0{,}020\text{ kg}$, então seu peso vale $P=mg=0{,}020\cdot10=0{,}20\text{ N}$.
Sem atrito, o cordão equilibra a componente do peso paralela ao plano: $T=P\sin53^\circ=0{,}20\cdot0{,}8=0{,}16\text{ N}$.
Resposta: alternativa C.
Durante o processo de transporte de uma viga de aço para o alto de um edifício em construção, o operador do guindaste interrompeu a subida dessa viga, mantendo-a suspensa, em repouso, na horizontal. Como o centro de massa da viga não coincidia com seu centro geométrico, foi necessária a ajuda de operários que, situados no chão, puxavam a viga com o auxílio de um corda guia vertical.
Sabendo que o peso da viga é de 8000 N, a força vertical aplicada pelos operários que estavam no chão, para manter a viga estática na posição mostrada, foi de
Resolução
Tomando como eixo de rotação o ponto de sustentação do cabo do guindaste, a tração nesse cabo não produz momento.
O peso de $8000\text{ N}$ atua a $0{,}5\text{ m}$ à direita do eixo. A corda guia atua na extremidade esquerda, a $2{,}0\text{ m}$ do eixo. Para equilíbrio de rotação: $F\cdot2{,}0=8000\cdot0{,}5$.
Logo, $F=2000\text{ N}$.
Resposta: alternativa D.
Um carro, movendo-se ao longo de uma estrada reta e horizontal a 30 m/s, perde um pedaço do escapamento. A peça, de 2 kg, escorrega em linha reta pelo leito da estrada por uma distância de 60 m quando, então, para.
A intensidade da força média responsável pela parada total da peça é
Resolução
A energia cinética inicial da peça é $E_c=\frac12mv^2=\frac12\cdot2\cdot30^2=900\text{ J}$.
O trabalho da força média resistente, em módulo, é $F\,d=900$. Como $d=60\text{ m}$, temos $F=900/60=15\text{ N}$.
Resposta: alternativa D.
Uma pipoqueira elétrica de potência 1000 W precisa de 40 s para que 100 grãos de pipoca estourem. Supondo que toda energia utilizada por ela seja absorvida pelos grãos de milho e considerando que 1 cal equivale a 4 J, a quantidade de calor que cada grão de milho recebe, em média, nesse intervalo de tempo, é de
Resolução
A energia fornecida em 40 s é $E=P\Delta t=1000\cdot40=40000\text{ J}$.
Dividindo entre 100 grãos: $E_{\text{grão}}=400\text{ J}$. Como $1\text{ cal}=4\text{ J}$, cada grão recebe $400/4=100\text{ cal}$.
Resposta: alternativa E.
No interior de um reservatório indeformável há um gás ideal à temperatura de 127 ºC e à pressão de $0{,}4 imes10^5 ext{ Pa}$. Para que a tampa desse reservatório possa ser aberta sem dificuldades, a pressão interna deve ser igualada à pressão atmosférica local, que é de $1{,}0 imes10^5 ext{ Pa}$. Para que isso ocorra, o gás no interior do reservatório deve ser aquecido até atingir
Resolução
O reservatório é indeformável, portanto o volume é constante. Para uma quantidade fixa de gás ideal, $P/T$ permanece constante.
A temperatura inicial é $T_1=127+273=400\text{ K}$. Assim, $\frac{0{,}4\times10^5}{400}=\frac{1{,}0\times10^5}{T_2}$, de onde $T_2=1000\text{ K}$.
Convertendo para Celsius: $1000-273=727\ ^\circ\text{C}$.
Resposta: alternativa C.
O estudo da óptica pressupõe a análise do comportamento da luz enquanto se propaga e da análise de alguns fenômenos luminosos. De acordo com esse estudo, pode-se afirmar que:
Resolução
Na reflexão difusa, uma superfície envia luz refletida em várias direções. Assim, o objeto pode ser visto de diferentes posições, desde que a linha de visada não esteja bloqueada.
As demais afirmações são falsas: o ângulo de reflexão é determinado pelo ângulo de incidência; feixes luminosos obedecem ao princípio da independência; um espelho plano preserva o paralelismo de raios paralelos; e a luz, por ser uma onda transversal, pode ser polarizada.
Resposta: alternativa A.
Uma pessoa que possui apenas presbiopia de mesmo grau para ambos os olhos posiciona seus óculos sobre uma folha de papel plana e horizontal em um local aberto e com o Sol a pino, mantendo as lentes paralelas ao plano do papel, como mostra a figura.
A pessoa observa então que, na folha de papel, surgem dois pontos muito iluminados no centro de duas regiões pouco iluminadas, que têm formatos semelhantes aos das lentes.
De acordo com o exposto, a convergência das lentes desses óculos é de
Resolução
Os raios solares chegam praticamente paralelos e formam pontos luminosos sobre o papel, portanto as lentes são convergentes. A distância entre as lentes e o papel é a distância focal: $f=25\text{ cm}=0{,}25\text{ m}$.
A vergência é $V=1/f=1/0{,}25=4\text{ di}$.
Resposta: alternativa D.
De acordo com as modalidades de eletrização de corpos, pode-se afirmar que:
Resolução
Na eletrização por indução, quando o corpo induzido termina negativamente eletrizado, os elétrons excedentes entram nele através da ligação com a Terra. Portanto, essas cargas provêm do aterramento.
A alternativa A é falsa porque a distribuição final depende das capacitâncias/geometrias dos condutores; C é falsa porque o indutor precisa estar eletrizado; D e E não descrevem a eletrização por atrito.
Resposta: alternativa B.
Em circuitos de corrente contínua, um capacitor se comporta como um trecho em aberto, não permitindo a condução de corrente, tal qual ocorre com uma chave aberta.
No circuito representado, o amperímetro indica uma corrente de intensidade $i$.
Se o capacitor desse circuito for substituído por um resistor de resistência igual à dos outros resistores que já participam do circuito, e considerando que o gerador, o amperímetro e os fios utilizados sejam ideais, a nova leitura obtida pelo amperímetro terá valor
Resolução
Com o capacitor aberto, a corrente percorre os dois resistores $R$ em série. Assim, $R_{eq,1}=2R$ e $i=E/(2R)$.
Ao substituir o capacitor por outro resistor $R$, esse novo resistor fica em paralelo com o resistor inferior. O trecho inferior passa a valer $R\parallel R=R/2$.
Esse conjunto está em série com o resistor superior: $R_{eq,2}=R+R/2=3R/2$. Logo, $i'=E/(3R/2)=2E/(3R)$.
Comparando com $i=E/(2R)$, temos $i'/i=4/3$. Portanto, $i'=\frac{4}{3}i$.
Resposta: alternativa C.