Questão 46. o diagrama horário da velocidade escalar, cuja ilustração correta para esse movimento. a) d)

Transcrição

1 Questão 46 b) Sobre um trilho reto, uma pequena esfera descreve um movimento uniformemente variado. Um estudante resolveu analisar esse movimento e construiu o gráfico do espaço percorrido (S) em função do tempo (t), ilustrado abaixo. Em seguida, esse estudante quis conhecer a velocidade da esfera duranteointervalodetempoconsideradoeconstruiu o diagrama horário da velocidade escalar, cuja ilustração correta para esse movimento é c) a) d)

2 física e) alternativa E A velocidade escalar é dada por: ΔS 1,80 v = = = 0,06 m/s Δt 0,5 60 A aceleração centrípeta no trecho BCD é dada por: v 0,06 3 acp = = acp = 7, 10 m/s R 0,5 Questão 48 alternativa C Nos instantes 0,5 s e,5 s, a posição da pequena esfera é S = 0. Assim, da equação horária da posição para um MUV (S = S0 + v0t + at /), te- mos: a(0,5) 0 =,5 + v 0 0,5 + v 6,0 0 = m/s a(,5) 0 =,5 + v 0,5 + Assim, o diagrama horário da velocidade escalar cuja ilustração correta para esse movimento é o representado pela alternativa C. Questão 47 Um pequeno corpo descreve a trajetória ABCDE com velocidade escalar constante. O trecho BCD é um arco de circunferência de raio 0,50 m e o trecho retilíneo AB, de 1,80 m de comprimento, é percorrido pelo corpo em 0,50 minuto. Sabendo que a massa desse corpo é de 50 g, o módulo da sua aceleração centrípeta no ponto C é No pátio de manobras do METRÔ, os vagões A e B, com movimentos de mesma direção e sentidos opostos, se chocam. O impacto é absorvido por suportes adequados. Durante a colisão, em valor absoluto, a aceleração média do vagão A é igual a 1,0 cm/s e a do vagão B é igual a 0,5 cm/s. Sendo 30 toneladas a massa do vagão A, a massa do vagão B é de a) 15 toneladas. b) 30 toneladas. c) 60 toneladas. d) 10 toneladas. e) 40 toneladas. alternativa D Do Princípio da Ação e Reação, temos que as intensidades das forças trocadas entre A e B são iguais. Sendo essas forças as próprias resultantes para A e B, temos: FA = FB ma γa = mb γb 30 1,0 = mb 0,5 mb = 10 toneladas Questão 49 a) 7 m/s c),0 10 m/s e) 7, 10 3 m/s b) 36 m/s d) 1,44 10 m/s Um pequeno bloco desliza pelo plano horizontal com energia cinética constante de 00, 10 1 J. Em seguida, desce pelo plano inclinado de um ângulo α, conforme ilustra a figura. Uma das possibilidades de se manter constante essa energia cinética é a de existir um atrito cinético entre a base inferior do bloco e o plano inclinado, cujo coeficiente é μ c igual a

3 física 3 Dado: sen α=0,60 a) 1,50 b) 1,33 c) 0,80 d) 0,75 e) 0,60 alternativa D As forças que atuam sobre o bloco na descida são dadas por: Dado: cos 53 o = 0,6 e sen 53 o = 0,8 a) 36% menor que a massa do bloco A. b) 36% maior que a massa do bloco A. c) 64% menor que a massa do bloco A. d) 64% maior que a massa do bloco A. e) o dobro da massa do bloco A. alternativa B Isolando o bloco A e marcando as forças, vem: Sendo a energia cinética constante, temos que a resultante é nula. Assim, temos: f at. = Psenα μc N = P senα f at. = μc N μc Pcosα = Psenα senα μc = = cosα 0,60 μ c = 1 0,60 Questão 50 senα 1 sen α μ c = 0,75 O bloco A está na iminência de movimento de descida, quando equilibrado pelo bloco B, como mostra a figura. Os fios e as polias são ideais e o coeficiente de atrito estático entre o bloco A e a superfície de apoio é 0,. A massa do bloco B é Na iminência de movimento, temos: o PB PA sen 53 = fat. + fat. = μ N o N = PA cos 53 o o PB PA sen 53 = μ PA cos 53 + PA 0,8 = 0, PA 0,6 + PB PB = 1,36PA Assim, a massa do bloco B é 36% maior que a massa do bloco A. Questão 51 Um cubo maciço, homogêneo e de aresta 10 cm, flutua em determinado líquido com 60% de seu volume imerso. A face do cubo

4 física 4 fora do líquido é paralela à superfície líquida. Ao colocarmos, sobre essa face do cubo, um corpo de massa de 160 g, observamos que o volume imerso passa para 80% de volume total do cubo. A densidade desse cubo é a) 0,48 g/cm 3 c) 0,60 g/cm 3 e) 0,80 g/cm 3 b) 0,56 g/cm 3 d) 0,7 g/cm 3 alternativa A 3 3 Sendo V = 10 cm, P = mg = dvg e E = μ g V LD, pelo Princípio de Arquimedes, no equilíbrio, temos: P = E mg = μ VLD g E = P + P μ V LD g = mg + m g d V = μ 0,6 V μ 0,8 V = d V + m d = μ 0,6 3 3 μ 0,8 10 = d d 3 3 0,8 10 = d ,6 d = 0,48 g cm 3 Questão 5 A partir da década de 1960, a escala termométrica Réamur passa a ser pouco utilizada. Nessa escala, sob pressão normal, atribuía-se, paraaágua,0 o Ré para a temperatura de fusão, e 80 o Ré, para a temperatura de ebulição. A temperatura normal do corpo humano (36,5 o C) seria dada na escala Réamur por a) 58,6 o Ré c) 39,4 o Ré e) 9, o Ré b) 47,9 o Ré d) 33,7 o Ré alternativa E De acordo com o enunciado, 0 o Ré corresponde ao 1º ponto fixo (0 o C) e 80 o Ré, ao º ponto fixo (100 o C). Assim, fazendo a relação entre as escalas termométricas, temos: θ 0 36,5 0 = θ=9, o Ré Questão 53 Uma massa de gás supostamente ideal, inicialmente a 47 o C, sofre uma variação de temperatura de 80 o C durante uma transformação isobárica. O volume dessa massa gasosa, após esse aquecimento, sofreu um aumento, em relação ao seu volume inicial, de a),5 % d) 40 % b) 4,0 % e) 80 % alternativa C c) 5 % SendoT0 = = 30 K, da Lei de Charles, temos: V V 5 = = V = T0 T Portanto, a variação do volume do gás, em relação ao seu volume inicial, é dada por: 5 V ΔV V V 0 0 = = 4 = 4 ΔV = 5% Questão 54 Uma lente esférica delgada de convergência 10 di é utilizada para obter a imagem de um objeto de 15 cm de altura. A distância, a que o objeto deve estar do centro óptico da lente, para se obter uma imagem invertida de 3 cm de altura, é de a) 60 cm d) 4 cm b) 50 cm e) 1 cm alternativa A Do Referencial de Gauss, temos: 1 = 10 di f = 0,1 m = + 10 cm f y =+ 15cm y = 3 cm c) 4 cm Da Equação do Aumento Linear Transversal, vem: p y = p = 3 p p = p y p 15 5 Da Equação da Conjugação, temos: = + = + f p p 10 p p p = 60 cm 5

5 Uma torneira elétrica de cozinha, aberta e corretamenteinstaladaàtensãode10v,fornece água à razão constante de litros/minuto. A massa específica e o calor específico da água são, respectivamente, 1 g/cm 3 e 1 cal/(g. o C). Adotando-se 1 cal = 4 J e sabendo-se que a água sofre um aquecimento de 30 o C, confísica 5 Questão 55 Há poucos meses, uma composição ferroviária francesa, denominada TGV (train à grande vitesse trem de alta velocidade), estabeleceu um novo recorde de velocidade para esse meio de transporte. Atingiu-se uma velocidade próxima de 576 km/h. Esse valor também é muito próximo da metade da velocidade de propagação do som no ar (v S ). Considerando as informações, se um determinado som, de comprimento de onda 1,5 m, se propaga com a velocidade v S, sua freqüência é a) 18 Hz d) 51 Hz b) 56 Hz e) 640 Hz alternativa B c) 384 Hz Sendo a velocidade do som vs = 576/3,6 = = 30 m, da Equação Fundamental da Ondulatória, vem: s vs = λ f 30 = 1,5 f f = 56 Hz Questão 56 Duas pequenas esferas eletrizadas com cargas idênticas (Q 1 = Q = Q) interagem mutuamente no ar (k0 = 9 10 N m /C )quan- 9 do estão separadas, uma da outra, cerca de 30,00 cm. Ao se dobrar a distância entre as esferas, a força de interação eletrostática tem intensidade 3,6 N. Cada uma dessas esferas está eletrizada com carga de a) 6,0 μc b) 1 μc c) 18 μc d) 4 μc e) 36 μc alternativa B Para uma distância r = 60 cm = 0,6 m, temos: k0 Q Fel. = r Q = 1 μc Q 3,6 = 0,6 Questão 57 No circuito elétrico ilustrado a seguir, tem-se um amperímetro ideal A que indica 500 ma, quando a chave K está ligada no ponto B. Ao se ligar a chave no ponto D, a energia elétrica adquirida pelo capacitor é de a) J c) J e) J b) J d) J ver comentário Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet com a chave em B, temos: (10 + r) 0,5 ε = 0 ε = 0510, ( + r) Com a chave em D e o capacitor completamente carregado, a corrente no circuito é nula, ou seja, a tensão no capacitor é ε. Assim, a energia E pedida é dada por: C ε 10 9 [0,5(10 + r)] E = = Desse modo, uma resposta numérica depende do valor de r. Obs.: se considerarmos o gerador ideal, ou seja, r = 0, temos: 9 10 [0,5(10 + 0)] 9 E = E = 5 10 J Essa resposta corresponde à alternativa E. Questão 58

6 física 6 clui-se que a resistência elétrica da torneira tem valor de a) 1, Ω d) 3,6 Ω b) 1,8 Ω e) 4, Ω c),4 Ω Questão 60 alternativa D Sendo a vazão φ= /min = /60 kg/s, temos: Q P = Δt Q = mcδθ U φ Δt c Δθ = m = φ Δt R Δt U P = R = R = 3,6 Ω R 60 Questão 59 Um estudante ao entrar no laboratório de Física observa, sobre uma das bancadas, a montagem do circuito elétrico representado abaixo. Devido à sua curiosidade, ele retira do circuito o gerador de fem ε eoreliganomesmo lugar, porém com a polaridade invertida. Ao fazer isso, ele observa que a intensidade de corrente elétrica, medida pelo amperímetro ideal, passa a ter um valor igual à metade da intensidade de corrente elétrica anterior. O valor da fem ε, é de Quando se dispõe uma bússola sobre a linha do equador terrestre, paralela ao solo, sua agulha fica orientada de acordo com a ilustração acima. Se dispusermos de um fio condutor retilíneo por onde passa uma corrente elétrica, cujo sentido está indicado na mesma figura, existirá, nas suas proximidades, um campo magnético devido a essa corrente elétrica. Ao aproximarmos desse fio a agulha da bússola, a mesma sofre uma deflexão e, em seguida, assume uma posição fixa. A figura que melhor representa uma das posições possíveis é a) b) c) d) e) a)v b)4v c)6v d)8v e)10v alternativa C A resistência equivalente do circuito é R eq. = [4 6/(4 + 6)] + 1,6 = 4 Ω. Assim, considerando ε < 18 V e aplicando a Lei de Ohm-Pouillet nas duas situações, temos: 4i 18 ε = 0 4 i ε 18 + ε = 6V = 0 alternativa A De acordo com a ilustração podemos concluir que a parte escura da bússola representa seu pólo norte magnético, como mostra a figura ao lado. Ao aproximarmos desse fio a agulha da bússola e desprezando a intensidade do campo de indução magnética terrestre, a agulha da bússola ficará praticamente tangente à linha de indução magnética devido à corrente elétrica, e no mesmo sentido desta. Pela regra da mão direita, a figura que melhor representa uma das posições possíveis é a da alternativa A.