Questão 46. alternativa A

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1 Questão 46 Um garoto, brincando com seu autorama, resolve analisar o movimento do carrinho durante um ciclo, ao longo da trajetória pontilhada ABDEFA. Os trechos AB, D, DE e FA medem 40,00 cm cada um e os trechos B e EF, 80,00 cm cada um. Durante vários ciclos, o movimento é idêntico, observando-se que, nos trechos AB e DE, o movimento é uniformemente acelerado; nos trechos D e FA, o movimento é uniformemente retardado, e nos trechos B e EF, o movimento é uniforme. O gráfico que melhor pode representar a variação da velocidade escalar do carrinho em função do tempo é: c) d) a) e) b) alternativa A omo no trecho EF = 80 cm = 0,80 m o movimento é uniforme, temos: EF 0,80 vef = = vef = 8,00 m/s t 0,10 Assim, o gráfico que melhor pode representar a variação da velocidade escalar do carrinho em função do tempo é o da alternativa A.

2 física Questão 47 Numa avenida retilínea, um carro encontra-se parado em um semáforo; ao sinal verde, o carro parte com aceleração constante de 1,5 m/s, e, ao atingir a velocidade escalar de 7 km/h, a mantém constante por s. A partir desse instante, o carro é freado uniformemente por 11,5 m, parando em outro semáforo. A velocidade escalar média desse carro, no percurso descrito, foi de: a),5 m/s d) 4,0 m/s b) 3,0 m/s e) 4,5 m/s alternativa E c) 3,5 m/s No primeiro trecho, o carro realiza um MUV com velocidade final v = 7 km/h = 7,5 m/s. Da Equação de Torricelli, temos: v1 0 = + a S1 7,5 = 1,5 S1 S1 = 18,75 m O intervalo de tempo ( t 1 ) é dado por: S1 0 + v 18,75 7,5 = = t1 = 5 s t1 t1 No segundo trecho, o carro realiza um MU. Assim, temos: S = v t = 7,5 S = 15 m No terceiro trecho, o carro realiza um MUV até o repouso. Assim, vem: S3 v ,5 7,5 = = t3 = 3 s t 3 t 3 Assim, a velocidade (v m ) escalar média no percurso total é dada por: v m = S1 + S + S3 18, ,5 = t1 + t + t vm = 4,5 m/s Questão 48 O sistema ao lado consiste de polias e fios ideais. Os corpos A e têm massas iguais a 3 kg cada um, e a massa de B é 4 kg. Estando o corpo B ligado, por fios, aos corpos A e, a aceleração com que ele sobe é de: Adote: g = 10 m/s a) 5 m/s b) 4 m/s c) 3 m/s d) m/s e) 1 m/s alternativa D Isolando os corpos e marcando as forças, vem: Por simetria, temos T1 = T = T. Ao abandonarmos o sistema do repouso, temos que os blocos A e descem acelerando para baixo, enquanto o bloco B sobe acelerando para cima. Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica aos blocos, e somando-se as equações, vem: mg A T= maγ T mbg = mbγ mg T= mγ mg A mg B + mg = (ma + mb + m ) γ = ( )γ γ = m/s Questão 49 Um pequeno corpo, de 100 g, é abandonado do repouso, de um ponto A situado 10,0 m acima do solo, plano e horizontal. Após chocar-se com o solo num ponto B, o corpo retorna segundo a mesma vertical BA, até parar no ponto. Se a resistência do ar é desprezada, o módulo da aceleração gravitacional local é g = 10 m/s e o coeficiente de restituição no choque é 0,40, o módulo do trabalho realizado pela força peso desse corpo, no trecho B do movimento, é: a) 0,80 J d) 4,0 J b) 1,6 J e) 8,0 J alternativa B c),0 J A velocidade (v) com que o corpo atinge o solo é dada por: o v = v 0 + gh v = 10 10,0 v = 10 m/s Da definição de coeficiente de restituição, podemos calcular a velocidade (v ) com que o corpo abandona o chão: v v e = 0,40 = v = 4 m/s v 10

3 física 3 Aplicando-se o Teorema da Energia inética no trecho B, temos: 0 R P mv B mv τ B E τ = = P 0,1(4 ) τ B = Pτ B = 1,6 J Questão 50 Num relógio convencional, que funciona corretamente, o ponteiro dos minutos tem 1,00 cm decomprimentoeodashoras,0,80cm.entreo meio-dia e a meia-noite, a diferença entre o espaço percorrido pela ponta do ponteiro dos minutoseoespaçopercorridopelapontadoponteiro das horas é aproximadamente igual a: a) 35, cm d) 140,8 cm b) 70,3 cm e) 145,4 cm alternativa B c) 75,4 cm Adotando-se π=3,14, em doze horas a ponta do ponteiro dos minutos percorre uma distância (d M ) dada por: dm = 1 π RM d M=1 3,14 1,00 d M = 75,36 cm Já a ponta do ponteiro das horas, no mesmo intervalo de tempo, percorrerá uma distância (d H ) dada por: dh = π RH d H = 3,14 0,80 d H = 5,0 cm alculando a diferença pedida, temos: dm dh = 75,36 5,0 dm dh = 70,3 cm alternativa A densidade do paralelepípedo é d = m V = 4,00 5,00 = = 0,800 kg/ e a massa específica da água é µ=1,0 g/cm 3 = 1,0 kg/. No equilíbrio (R = 0), temos: E = P µvld g = mg 1,0 V LD = 4,00 V LD = 4,00 omo o volume de líquido deslocado (V LD ) é igual ao volume (V i ) da parte imersa do paralelepípedo e menor que 5,00, conclui-se que ele flutua e sua massa imersa (m i ) será dada por: mi mi Vi = VLD = VLD = 4,00 d 0,800 m i = 3,0 kg Questão 5 Num laboratório, um aluno aquece de 50 o uma barra metálica de comprimento inicial 80 cm, observando que o seu comprimento aumenta de 0,8 mm. Fazendo os cálculos, ele conclui que o coeficiente de dilatação linear do material da barra vale: a) o 1 c) o 1 e) o 1 b) o 1 d) 10 5 o 1 alternativa D Sendo L = 0,8 mm = 8 10 cm, o coeficiente de dilatação linear (α) é dado por: L = L0 α θ 8 10 = 80 α 50 Questão 51 Um paralelepípedo homogêneo, de massa 4,00 kg, tem volume igual a 5,00 litros. Quando colocado num tanque com água de massa específica igual a 1,0 g/cm 3, esse paralelepípedo: a) afunda. b) flutua, ficando totalmente imerso. c) flutua, e a massa da parte imersa é de 3,0 kg. d) flutua, e a massa da parte imersa é de 3,00 kg. e) flutua, e a massa da parte imersa é de 1,00 kg. 5 o 1 α= 10 Questão 53 Num laboratório, situado ao nível do mar, massasiguaisdeágualíquidaegelo(água sólida) estão há um bom tempo em um recipiente de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível. Introduzindo-se 100 g de água fervente nesse recipiente, verifica-se que, após alguns minutos, se atinge o equilíbrio térmico do sistema, e que nele só existe água líquida a 0 o. A massa de gelo existente no recipiente, no início da experiência, era:

4 física 4 Dados: calor específico da água sólida (gelo) = = c g = 0,50 cal/(g o ) calor específico da água líquida = c a = = 1,00 cal/(g o ) calor latente de fusão do gelo = L f = = 80 cal/g calor latente de vaporização da água = = L v = 540 cal/g a) 50 g d) 100 g b) 6,5 g e) 15 g alternativa E c) 80,0 g Sendo m a massa de gelo existente no recipiente no início da experiência e sendo o equilíbrio a 0 o, podemos concluir que ocorreu troca de calor entre a água fervente e o gelo. Portanto, temos: Qg + Qa = 0 mlf + maca θa = 0 m ,00 (0 100) = 0 m = 15 g Questão 54 Num recipiente, fechado por uma tampa hermética, há 10 mols de gás perfeito, sob pressão de 5 atmosferas, à temperatura ambiente e em um local de pressão atmosférica normal. Abrindo a tampa do recipiente, o número de moléculas que escapa é: Adote: Número de Avogadro = a) b) c) d) e) alternativa D Da equação de estado para um gás perfeito, sendo a temperatura e o volume constantes, vem: n V pv = nrt = =constante p RT Assim, para o gás que fica dentro do recipiente, temos: n n 10 n = = n = mols p p 5 1 Portanto, o número de mols que escapam do recipiente é n n = 8 mols. Sabendo-se que 1 mol de moléculas tem moléculas, o número de moléculas que escapam é dado por = moléculas. Questão 55 À frente de um espelho esférico côncavo, de distância focal f, colocamos um pequeno objeto, a uma distância 3f do espelho. Obedecidas as condições de Gauss e aproximando esse objeto do espelho até a distância f, a distância de sua imagem ao espelho: a) diminui de f. c) diminui de f. e) aumenta de f. b) aumenta de f. d) aumenta de f. alternativa B Pela equação de conjugação, para p = 3f, temos: = + p I = f 3f p f I Para p = f, vem: = + p II = f f f p II Portanto a distância da imagem ao espelho aumenta de p II p I =. f Questão 56 Num laboratório, são realizadas experiências com dois pêndulos simples distintos. O primeiro, de comprimento L, denominado pêndulo A, possui um corpo suspenso de massa m. O segundo, de comprimento L/3, denominado pêndulo B, possui um corpo suspenso de massa 3m. A relação entre os respectivos períodos de oscilaçãodessespêndulosé: a) T A = T B 3 b) T B = T A 3 c) T A = T B d) T A = 9 T B e) T B = 9 T A

5 física 5 alternativa A Para pequenas oscilações em pêndulo simples, temos: L TA = L π π g TA g = L/3 TB L/3 TB = π π g g TA = TB 3 Questão 57 Dois pequenos corpos, idênticos, estão eletrizados com cargas de 1,00 n cada um. Quando estão à distância de 1,00 mm um do outro, a intensidade da força de interação eletrostática entre eles é F. Fazendo-se variar a distância entre esses corpos, a intensidade da força de interação eletrostática também varia. O gráfico que melhor representa a intensidade dessa força, em função da distância entre os corpos, é: a) b) alternativa A Pela Lei de oulomb, a força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas, ou seja, para uma distância de mm teremos uma força de intensidade F/4. Questão 58 Um corpúsculo dotado de carga elétrica negativa é abandonado, a partir do repouso, no interior de um campo elétrico uniforme, gerado por duas placas metálicas, paralelas entre si e carregadas com cargas iguais e de sinais diferentes. O movimento adquirido por esse corpúsculo, em relação às placas, é: a) retilíneo e uniforme. b) retilíneo uniformemente retardado. c) retilíneo uniformemente acelerado. d) circular uniforme. e) acelerado com trajetória parabólica. alternativa omo o campo elétrico é uniforme, a força que atua sobre o corpúsculo é constante, ou seja, a aceleração adquirida por ele também é constante. Assim, o corpúsculo adquire um movimento uniformemente acelerado. Questão 59 c) d) Um gerador elétrico, um receptor elétrico e um resistor são associados, convenientemente, para constituir o circuito a seguir. O amperímetro A e o voltímetro V são ideais e, nas condições em que foram inseridos no circuito, indicam, respectivamente: e) a) 83,3 ma e 3,0 V. c) 375 ma e 13,5 V. e) 75 ma e,7 V. b) 375 ma e 0,96 V. d) 75 ma e 0,48 V.

6 física 6 alternativa E Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet no sentido horário, vem: 40i 3 = 0 i = 0,075 A Assim, a leitura do amperímetro é LA = i = 75 ma. A leitura do voltímetro L V é dada por: LV = Ri = 36 0,075 L V =,7 V b) c) Questão 60 Entre os ímãs A e B existe um campo de indução magnética uniforme, paralelo ao eixo y, e os efeitos de borda são desprezados. Uma carga elétrica puntiforme +q chega no ponto O do sistema de eixos cartesianos, adotado como referencial, com velocidade v de mesma direção orientada pelo eixo z. d) e) A trajetória descrita pela carga elétrica é a curva OP, melhor representada na figura: a) alternativa O campo de indução magnética tem direção e sentido coincidente com o eixo y e a velocidade coincide com o eixo z. Assim, pela regra da mão esquerda, a carga descreve uma trajetória circular no plano xz, como indicado na alternativa.

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