Acervo de Provas | Sírio-Libanês 2025 (2º Semestre)

Q36

Dinâmica — Peso Aparente e Terceira Lei de Newton

Para fazer uma brincadeira com sua esposa, Lúcia, Valdir esperou que ela subisse em uma “balança” e pisou na superfície sobre a qual Lúcia se apoiava, exercendo sobre essa superfície uma força constante de intensidade 80 N, de direção vertical e sentido para baixo, como mostra a figura.

Lúcia em pé sobre uma balança de compressão, enquanto Valdir pisa na mesma superfície da balança, exercendo uma força de 80 N para baixo

Considerando que esse instrumento de medida utilizado por Lúcia é, na verdade, um dinamômetro de compressão, adotando g = 10 m/s² e sabendo que Lúcia tem massa de 50 kg, ela leu no mostrador, enquanto seu marido pisava na balança, uma massa aparente de

A)80 kg.

B)63 kg.

C)85 kg.

D)58 kg.

E)130 kg.

Gabarito oficial HSLI2501

D

Resolução

Um dinamômetro de compressão mede a intensidade da força total que comprime sua superfície, e não diretamente uma massa — o mostrador apenas converte essa força em uma "massa aparente" usando a relação $F = m_{aparente}\,g$.

Enquanto Lúcia está parada sobre a balança, a força que comprime o instrumento é o próprio peso dela: $P = m\,g = 50\times10 = 500$ N. Quando Valdir pisa na mesma superfície, ele soma a essa compressão uma força adicional de 80 N, também para baixo. A força total que comprime a balança nesse instante passa a ser:

$F_{total} = P + F_{Valdir} = 500 + 80 = 580$ N.

A massa aparente indicada no mostrador é obtida invertendo a relação peso-massa: $m_{aparente} = \dfrac{F_{total}}{g} = \dfrac{580}{10} = 58$ kg.

Q37

Termologia — Calorimetria (Potência Térmica)

Nanopartículas especiais, incorporadas dentro de fibras têxteis, permitiram fabricar um tecido que se aquece drasticamente ao ser exposto ao Sol, muito mais do que seria de se esperar apenas pelo efeito termossolar comum. Esse novo tecido incorpora nanopartículas de um polímero condutor que podem se aquecer de até 30 ºC quando expostas à luz solar. E esse ganho de temperatura ocorre muito rapidamente, em cerca de apenas 10 minutos.

Considere que um tecido com essas fibras têxteis tenha massa de 300 g e que seu calor específico seja 1 000 J/(kg · ºC). Nessa situação, a potência térmica absorvida por esse tecido, para que sua temperatura se eleve 30 ºC em 10 minutos, é de

A)15 W.

B)20 W.

C)10 W.

D)25 W.

E)30 W.

Gabarito oficial HSLI2501

A

Resolução

A quantidade de calor absorvida pelo tecido para se aquecer 30 ºC é dada pela equação fundamental da calorimetria: $Q = m\,c\,\Delta T$. Convertendo a massa para quilogramas ($m=300$ g $=0{,}3$ kg):

$Q = 0{,}3\times1000\times30 = 9000$ J.

A potência térmica é a razão entre essa energia e o intervalo de tempo em que ela é absorvida. Convertendo 10 minutos para segundos ($10\times60=600$ s):

$P = \dfrac{Q}{\Delta t} = \dfrac{9000}{600} = 15$ W.

Q38

Óptica — Índice de Refração e Velocidade da Luz

Salinidade (S) é a medida da quantidade de sais existentes em massas de água naturais, como mares e oceanos. A medida da salinidade de uma massa de água pode ser expressa em uma unidade conhecida por PSU (Practical Salinity Unit ou Unidade Prática de Salinidade), determinada com base na relação direta entre a condutividade elétrica da água e a sua salinidade. O gráfico mostra como varia o índice de refração absoluto da água em função da temperatura, para águas com diferentes salinidades.

Gráfico do índice de refração absoluto da água em função da temperatura (0 a 30°C), para três salinidades: S=38,274 PSU (curva superior), S=34,995 PSU (curva intermediária) e S=30,098 PSU (curva inferior); as três curvas decrescem com a temperatura

Com base nas informações do gráfico e do texto, tem-se que:

A)para uma mesma salinidade, o índice de refração absoluto da água aumenta com a elevação da temperatura.

B)para qualquer temperatura entre 0 ºC e 30 ºC, quanto maior for a salinidade de uma massa de água, menor será sua refringência.

C)a 20 ºC, a luz se propaga mais rapidamente em águas com salinidades maiores.

D)diferentes massas de água podem ter mesmo índice de refração absoluto se, quanto maior for sua salinidade, menor for sua temperatura.

E)para uma mesma temperatura da água, um raio luminoso se propaga mais lentamente em água com maior condutividade elétrica.

Gabarito oficial HSLI2501

E

Resolução

Pelo gráfico, as três curvas são decrescentes: para qualquer uma das salinidades, o índice de refração absoluto da água diminui à medida que a temperatura aumenta — isso já descarta a alternativa A, que afirma o oposto.

Além disso, para uma mesma temperatura, a curva mais alta é sempre a de maior salinidade (S = 38,274 PSU) e a mais baixa é a de menor salinidade (S = 30,098 PSU). Ou seja, quanto maior a salinidade, maior o índice de refração — o que descarta a alternativa B, que afirma que a refringência (o próprio índice de refração) diminuiria com o aumento da salinidade.

Como o índice de refração absoluto é definido por $n = c/v$, quanto maior o índice de refração, menor é a velocidade de propagação da luz naquele meio. Assim, a 20 ºC, a água com maior salinidade (maior n) tem a luz se propagando mais lentamente, não mais rapidamente — o que descarta a alternativa C.

Sobre a alternativa D: como as três curvas são aproximadamente paralelas e decrescentes, para duas massas de água atingirem o mesmo índice de refração, a de maior salinidade (curva mais alta) precisa de uma temperatura mais alta para "descer" até o mesmo nível de n da curva de menor salinidade — e não uma temperatura mais baixa, como afirma a alternativa D, que também é descartada.

Por fim, o texto informa que a condutividade elétrica da água se relaciona diretamente com sua salinidade: quanto maior a condutividade, maior a salinidade e, portanto, maior o índice de refração — logo, menor a velocidade de propagação da luz nessa água, para uma mesma temperatura. Isso confirma a alternativa E.

Q39

Ondulatória — Onda Sonora (Velocidade, Frequência e Comprimento de Onda)

A figura representa uma onda sonora emitida por um diapasão que vibra com uma frequência bem definida, depois de percutido. Nessa figura, as regiões alternadas de compressão e de rarefação do ar indicam, respectivamente, as cristas e os vales dessa onda.

Diapasão emitindo uma onda sonora com regiões alternadas de compressão e rarefação do ar; a distância entre duas regiões de compressão consecutivas (um comprimento de onda completo) é de 0,8 m

Considerando que, no local em que esse diapasão vibra, o som se propaga com velocidade de 352 m/s, a frequência das ondas emitidas por ele é de

A)390 Hz.

B)260 Hz.

C)440 Hz.

D)350 Hz.

E)330 Hz.

Gabarito oficial HSLI2501

C

Resolução

A figura indica que a distância entre duas regiões de compressão consecutivas (ou entre duas regiões de rarefação consecutivas) é de 0,8 m — essa distância corresponde a um comprimento de onda completo, já que a onda se repete a cada ciclo compressão-rarefação. Logo, $\lambda = 0{,}8$ m.

A relação entre velocidade de propagação, frequência e comprimento de onda é $v = \lambda\,f$. Isolando a frequência:

$f = \dfrac{v}{\lambda} = \dfrac{352}{0{,}8} = 440$ Hz.

Q40

Eletrodinâmica — Associação de Resistores

Três resistores ôhmicos iguais e um amperímetro ideal estão associados entre si por meio de fios de resistência desprezível, de modo que os resistores fiquem escondidos dentro de uma caixa opaca, e o amperímetro e os extremos A e B dessa associação possam ser vistos fora da caixa, como mostra a figura.

Caixa opaca escondendo três resistores associados entre si; os pontos A e B e um amperímetro ficam visíveis fora da caixa

Nessa situação, se uma diferença de potencial de 60 V for estabelecida entre os pontos A e B, o amperímetro indicará 5 A. Assim, uma possível configuração dessa associação de resistores dentro da caixa está indicada em:

A)

B)

Um resistor de 8 ohms em série com dois resistores de 8 ohms em paralelo entre si

C)

Dois resistores de 12 ohms em paralelo entre si, em série com um terceiro resistor de 12 ohms

D)

E)

Três resistores de 4 ohms em paralelo entre si

Gabarito oficial HSLI2501

B

Resolução

A resistência equivalente da associação dentro da caixa pode ser calculada diretamente pela lei de Ohm, usando os valores medidos fora da caixa: $R_{eq} = \dfrac{U}{i} = \dfrac{60}{5} = 12\,\Omega$.

Basta verificar qual das cinco configurações propostas resulta nesses 12 Ω:

(A) três resistores de 6 Ω em série: $R_{eq}=6+6+6=18\,\Omega$ — não confere.

(B) um resistor de 8 Ω em série com dois resistores de 8 Ω em paralelo entre si: a associação em paralelo dá $R_p = \dfrac{8}{2}=4\,\Omega$ (dois resistores iguais em paralelo); somando em série com o terceiro resistor de 8 Ω: $R_{eq} = 8+4 = 12\,\Omega$ — confere exatamente.

(C) dois resistores de 12 Ω em paralelo ($R_p=6\,\Omega$) em série com um terceiro de 12 Ω: $R_{eq}=6+12=18\,\Omega$ — não confere.

(D) três resistores de 3 Ω em série: $R_{eq}=3+3+3=9\,\Omega$ — não confere.

(E) três resistores de 4 Ω em paralelo: $R_{eq} = \dfrac{4}{3}\approx1{,}33\,\Omega$ — não confere.

Apenas a configuração da alternativa B resulta nos 12 Ω exigidos pela medida.

Dados da prova