1ª Etapa do triênio 2022–2024 · Física (Q36–40) — resolução comentada Método TEF.
Dados utilizados
Esta prova não trouxe uma tabela de constantes comum às questões: cada questão de Física (Q36–40) já contém, no próprio enunciado, os valores numéricos necessários para a resolução.
Q36
Dinâmica — Inércia em uma Frenagem Brusca
Marcos está sem cinto de segurança, em uma via simples, a $108\text{ km/h}$, quando observa um guarda de trânsito com um radar móvel. Instantaneamente, ele aciona os freios de seu carro e percebe que sua barriga toca no volante do veículo.
Refletindo sobre sua aula de Física, percebe corretamente que a explicação é devida à:
A 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia) afirma que um corpo tende a manter seu estado de movimento (ou repouso) a menos que uma força resultante atue sobre ele. Quando o carro freia bruscamente, o carro desacelera, mas o corpo de Marcos — sem estar preso pelo cinto — tende a continuar se movendo para frente com a velocidade que tinha antes da frenagem, até que o volante exerça força suficiente para pará-lo. É exatamente esse efeito da inércia que faz sua barriga tocar o volante.
Alternativa correta: D
Q37
Dinâmica — Razão entre Energia Cinética Dissipada e Impulso
Pedro está explicando para sua filha a diferença entre os choques mecânicos e, durante essas explicações, ele acaba colidindo com o muro de sua casa enquanto corria com uma velocidade de $2\text{ m/s}$, ficando parado após a colisão.
Sabendo que a massa de Pedro é de $80\text{ kg}$, a razão entre os módulos da energia cinética dissipada e do impulso sofrido por ele é de:
Cinemática — Distância entre Atletas em uma Maratona
Eliud Kipchoge quebra novamente o recorde mundial da maratona em Berlim. O bicampeão olímpico diminuiu seu próprio recorde em 30 segundos em sua quinta maratona de Berlim, em 25 de setembro de 2022.
Ele completou os $42{,}2\text{ km}$ em $2\text{ h}\ 1\text{ min}\ 9\text{ s}$. Se considerarmos que o segundo colocado correu na marca anterior de Kipchoge, ele chegou aproximadamente:
A distância que falta para ele completar a prova é:
$42.200-42.026{,}5\approx173{,}5\text{ m}$.
Alternativa correta: A
Q39
Dinâmica — Conservação da Quantidade de Movimento em Acidente
Um grave acidente ocorreu na BR-163 entre uma motocicleta e uma caminhonete. O motociclista teve várias escoriações, mas já se recupera em casa.
Segundo relato dos envolvidos aos peritos, a motocicleta trafegava na BR-163 e teve a frente cortada pela caminhonete carregada de melancias, que saía de uma estrada marginal e, por problemas mecânicos, parou sobre a pista.
Com a colisão, a motocicleta parou bruscamente, porém o motociclista foi arremessado por cima da caminhonete. A perícia considerou que o motociclista trafegava com velocidade de $35\text{ m/s}$; nas especificações da motocicleta, sua massa é de $184\text{ kg}$; já a massa do motociclista é de $76\text{ kg}$.
Então, a perícia pôde concluir que a velocidade com que o motociclista foi projetado para a frente, por cima da caminhonete, é representada na alternativa:
Como a motocicleta para bruscamente (perde toda sua quantidade de movimento) e o motociclista é arremessado para frente, toda a quantidade de movimento do sistema é transferida ao motociclista:
Ondulatória — Amplitude, Timbre e Intensidade Sonora
Revisando os conceitos estudados sobre fenômenos ondulatórios, Antony escreveu três perguntas que considerou fundamentais:
• Analisando dois sons no ar, com a mesma altura, mas que diferem em intensidade, o que o som mais intenso possui em relação ao outro?
• Qual é a característica da onda sonora que nos permite distinguir o som proveniente da corda de um violino do som de uma corda de piano?
• Em relação à intensidade sonora, é correto afirmar que ela está relacionada com o quê?
Assinale a alternativa que contém as respostas corretas para as perguntas de Antony, respectivamente.
a)Apenas maior amplitude; o timbre; a energia transportada pela onda sonora.
b)Apenas menor amplitude; a frequência; aumento de acordo com a frequência do som.
c)Maior amplitude e maior velocidade de propagação; a frequência; aumento de acordo com a frequência do som.
d)Apenas maior velocidade de propagação; o timbre; a energia transportada pela onda sonora.
e)Apenas menor velocidade de propagação; o timbre; aumento de acordo com a frequência do som.
Como os dois sons têm a mesma altura, eles têm a mesma frequência; a diferença de intensidade percebida vem da amplitude da onda sonora — o som mais intenso possui maior amplitude (a intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude). A velocidade de propagação do som depende do meio, não da intensidade, então não é ela que diferencia os dois sons.
O timbre é a característica que permite distinguir dois sons de mesma altura e intensidade, mas produzidos por fontes diferentes (violino e piano tocando a mesma nota soam diferente por causa do timbre, associado às harmônicas presentes em cada som).
A intensidade sonora é definida como a potência (energia por unidade de tempo) transportada pela onda através de uma área, ou seja, está relacionada à energia transportada pela onda sonora.