PROVA COM JUSTIFICATIVAS

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1 FÍSICA 01. Um inseto de mss 1 g, vondo com velocidde de 3 cm/s, tem energi cinétic denotd por E inseto. Sbe-se ue o celerdor de prtículs LHC celerrá, prtir de 2009, prótons té um energi E LHC = ev. Ddo ue s uniddes de energi joule (J) e elétron-volt (ev) se relcionm trvés de 1 J 6, ev, ordem de grndez d rzão E LHC /E inseto é igul : A) B) C) 10 8 D) 10 0 E) 10 2 Respost: D PROVA COM JUSTIFICATIVAS A energi cinétic do inseto vle E inseto = mv 2 /2 = 4, J, ul, em uniddes de ev, corresponde E inseto 2, ev. Assim, tem-se rzão E LHC /E inseto = 2,5, cuj ordem de grndez é de Um estudnte jog um pedr verticlmente pr cim no instnte t = 0. A pedr sobe té o instnte t = 1 s e, em seguid, desce verticlmente, pssndo novmente pelo ponto de prtid no instnte t = 2 s. Desprezndo resistênci do r, ssinle, seguir, o gráfico ue esboç o módulo d celerção d pedr em função do tempo. A) B) Como resistênci do r é desprezd, trt-se de um movimento verticl sob ção pens d celerção d grvidde, ul é constnte pr pontos próximos à superfície d Terr. 03. Dois crros, A e B, de comprimento 3 m, cd, movem-se com velociddes constntes no mesmo sentido de um estrd retilíne, em fixs prlels. Num ddo instnte, dinteir do crro A, de velocidde 80 km/h, está linhd com trseir do crro B, de velocidde 68 km/h. A prtir desse instnte, unto tempo o crro A levrá pr ultrpssr completmente o crro B? A) 0,1 h B) 0,02 h C) 0,04 h D) 0,001 h E) 0,0005 h Respost: E A distânci reltiv entre os crros, ser percorrid pr complet ultrpssgem, é de 6 m = 0,006 km, ul corresponde à som dos comprimentos dos crros. A velocidde reltiv constnte entre os crros é de = 12 km/h. Logo, o tempo pr ultrpssgem será de 0,006 km/(12 km/h) = 0,0005 h. 04. Um bloco de mss 1 kg encontr-se em repouso sobre um superfície horizontl (ver figur). Dus forçs prlels à superfície são plicds no bloco, com módulos F 1 = 25 N e F 2 = 20 N. Os coeficientes de trito cinético e estático entre o bloco e superfície vlem, respectivmente, 0,3 e 0,8. Considerndo celerção d grvidde 10 m/s 2, ul o módulo, em newtons, d forç de trito tundo no bloco? F 2 F 1 g C) E) D) A) 2 B) 4 C) 5 D) 6 E) 8 Respost: A

2 Respost: C A forç de trito tem de nulr s outrs forçs horizontis pr ue o bloco se encontre em repouso. Logo, F t = = 5 N. Crro A (ntes d colisão) Crro B (ntes d colisão) Crros A + B (pós colisão) 05. Um crrinho de supermercdo, de mss 20 kg, encontr-se descompnhdo no lto de um rmp, com velocidde de 1 m/s (ver figur). A celerção d grvidde vle 10 m/s 2. Qul untidde de energi do crrinho dissipd prtir desse instnte pels forçs dissiptivs (tritos, resistênci do r, etc.), de modo ue, o tingir o ponto mis bixo d rmp, velocidde do crrinho se nul? Pr efeito de cálculo, considere o crrinho como um prtícul mteril. A) (M A M B )v/m A B) M A v/(m A + M B ) C) M A v/(m A M B ) D) (M A + M B )v/(m A M B ) E) (M A + M B )v/m A Respost: E A conservção d untidde de movimento implic n eução M A v A = (M A + M B )v, donde se pode concluir ue, ntes d colisão, v A = (M A + M B )v/m A. A) 380 J B) 390 J C) 400 J D) 410 J E) 420 J H = 2 m Respost: D Como o crrinho pr n prte mis bix d rmp, su energi mecânic inicil ue foi dissipd corresponde à su energi cinétic inicil mis o módulo d vrição d su energi potencil grvitcionl, isto é: E dis = mv 2 /2 + mgh = = 410 J. g 07. Desej-se construir um relógio de pêndulo com um pêndulo simples, constituído por um fio idel de mss desprezível com um de sus extremiddes pres no teto e um prtícul mteril no seu outro extremo. Considerndo celerção d grvidde 10 m/s 2 e desprezndo os tritos, ul o tmnho proximdo do fio do pêndulo pr ue ele relize peuens oscilções de período 1 s? (Considere π = 3.) A) 10 cm B) 16 cm C) 22 cm D) 28 cm E) 34 cm Respost: D O período de um pêndulo simples relizndo peuens oscilções é ddo por T = 2π(L/g) 1/2. Assim, L = g(t/2π) 2. Substituindo os vlores, tem-se ue L = 10(1/6) 2 0,28 m = 28 cm. 06. A figur ilustr vist de cim de um cidente de trânsito envolvendo os crros A e B, de msss M A e M B. A resistênci do r e os tritos dos crros com superfície horizontl podem ser desprezdos. O crro B encontrv-se inicilmente em repouso e, pós colisão perfeitmente inelástic sem perd de mss dos crros, os mesmos seguem unidos, com velocidde v. Pode-se concluir ue, ntes d colisão, velocidde do crro A er igul : 08. Um estudnte comprou num frmáci um termômetro clibrdo num escl termométric o E. Ele leu ns instruções ue s temperturs de 0 o C e 100 o C correspondem, respectivmente, os vlores de 100 o E e 500 o E. O estudnte, então, mediu su própri tempertur em dois instntes, e observou ue est umentou de 16 o E entre s dus medids. Como no primeiro instnte o estudnte estv sem febre, isto é, com tempertur de 36,8 o C, ele concluiu ue, no segundo instnte, su tempertur er de: A) 37,8 o C B) 38,8 o C C) 40,8 o C D) 41,8 o C E) 42,8 o C

3 Respost: C De cordo com os ddos, pr cd 100 o C de umento de tempertur n escl o C, o umento de tempertur correspondente n escl o E é de = 400 o E (portnto utro vezes mior ue n escl o C). Assim, um umento de 16 o E corresponde um umento de 4 o C. Se tempertur inicil do estudnte er de 36,8 o C, no segundo instnte ele estv com um febre de 40,8 o C. 09. A figur ilustr dus câmrs, A e B, de volumes constntes, V A = V/3 e V B = 2V/3. Os gses no interior ds câmrs encontrm-se inicilmente temperturs distints. As câmrs encontrm-se seprds um d outr por um prede fix, ue permite troc de clor entre os seus respectivos gses. Um isolnte térmico impede troc de clor dos gses com o meio exterior. Ao se tingir o euilíbrio térmico, os gses ds câmrs sofrerm vrições de energi intern denotds por E A e E B. A rzão E A / E B vle: Câmr A V A = V/3 Prede fix Câmr B V B = 2V/3 Isolnte térmico Respost: C A imgem virtul do cbeleireiro, formd pelo espelho plno, se proxim d estudnte com mesm velocidde com ul o próprio cbeleireiro se proxim del, isto é, 1 m/s. 11. Ao observr um peixe dentro de um lgo de águs prds, um pescdor for d águ conclui corretmente ue posição prente do peixe encontr-se: A) cim d posição rel, pois o índice de refrção d águ é mior ue o do r. B) cim d posição rel, pois o índice de refrção d águ é menor ue o do r. C) cim d posição rel, pois o índice de refrção d águ é igul o do r. D) bixo d posição rel, pois o índice de refrção d águ é mior ue o do r. E) bixo d posição rel, pois o índice de refrção d águ é menor ue o do r. Respost: A Como o índice de refrção d águ é mior ue o do r, de cordo com lei d refrção posição prente de um peixe dentro d águ, observdo por um pescdor for d águ, encontr-se cim d su posição rel. A) zero B) 1 C) 1/3 D) 2/3 E) 2 Respost: B De cordo com 1ª lei d Termodinâmic, um sistem isoldo tem energi constnte, isto é, E = 0. Nesse cso, E = E A + E B, de modo ue E A / E B = Um estudnte pss 12 minutos por di num bnho uente proporciondo por um chuveiro elétrico de potênci 5 kw. Sbe-se ue o custo cobrdo por cd uilowtt-hor de energi elétric consumid é de cinuent centvos de rel (R$ 0,50). Qunto o estudnte economizri se desligsse o chuveiro elétrico durnte 30 dis? A) R$ 5,00 B) R$ 5,50 C) R$ 10,00 D) R$ 10,50 E) R$ 15, Um estudnte, sentd num cdeir pr cortr o cbelo num slão de belez, percebe, trvés de um espelho plno n prede verticl em frente el, ue o seu cbeleireiro encontr-se diretmente trás del, lguns metros ds sus costs. O cbeleireiro então se proxim d estudnte, um velocidde constnte de 1 m/s, o longo d ret perpendiculr o plno do espelho e ue tmbém pss pel estudnte. El observ ue imgem do cbeleireiro: A) se fst del um velocidde de 1 m/s. B) se fst del um velocidde de 2 m/s. C) se proxim del um velocidde de 1 m/s. D) se proxim del um velocidde de 2 m/s. E) se proxim del à velocidde d luz.

4 Respost: E Utilizr o chuveiro elétrico durnte 12 minutos por di, durnte 30 dis, é o mesmo ue mntê-lo ligdo durnte 12 x 30 = 360 min = 6 h. Nesse período de tempo, o chuveiro consome 5 kw x 6 h = 30 kwh de energi elétric. Como cd kwh cust R$ 0,50, então, se o estudnte não utilizr o chuveiro durnte esse período, ele economizrá R$ 30 x 0,50 = R$ 15, Um crg puntiforme Q < 0 encontr-se fix no vácuo. Um outr crg puntiforme < 0 execut, com velocidde de módulo constnte, cd um dos percursos enumerdos de (1) (5) n figur seguir. Sobre crg tum pens forç elétric e um forç conservtiv F. As linhs trcejds n figur representm circunferêncis com centro n crg Q. Considerndo o trblho motor como positivo e o trblho resistente como negtivo, ssinle ul o percurso em ue forç F reliz o mior trblho. A) (1) B) (2) C) (3) D) (4) E) (5) (5) (1) (2) (4) Q (3) Respost: D Nos percursos (1), (2) e (5), forç elétric não reliz trblho, um vez ue os pontos inicil e finl de cd percurso estão sob o mesmo potencil elétrico. Como velocidde d prtícul é constnte nos percursos, o trblho d forç F é igul o negtivo do trblho d forç elétric, ou sej, é nulo nestes percursos. No percurso (3), forç elétric reliz trblho positivo ( forç elétric fvorece o deslocmento d crg ), enunto ue forç F reliz trblho negtivo. Finlmente, no percurso (4), forç elétric reliz trblho negtivo, e forç F reliz o mior trblho (positivo). 14. Considere ue os circuitos elétricos mostrdos seguir são percorridos por correntes constntes. Se ε 1 = 9 V e ε 2 = 12 V, é correto firmr ue: ε 1 R ε 2 A B C D ε 2 A) corrente no trecho AB tem o mesmo sentido ue corrente no trecho CD, e, devido ests correntes, forç entre estes trechos é repulsiv. B) corrente no trecho AB tem o mesmo sentido ue corrente no trecho CD, e, devido ests correntes, forç entre estes trechos é trtiv. C) corrente no trecho AB tem sentido oposto à corrente no trecho CD, e, devido ests correntes, forç entre estes trechos é repulsiv. D) corrente no trecho AB tem sentido oposto à corrente no trecho CD, e, devido ests correntes, forç entre estes trechos é trtiv. E) forç entre os trechos AB e CD devido ests correntes é sempre repulsiv, independentemente dos sentidos ds correntes. Respost: B R ε 1 Como ε 2 > ε 1, s correntes nos trechos AB e CD têm o mesmo sentido (pr bixo). Conseuentemente, forç mgnétic ue surge entre estes trechos é trtiv. 15. Um prtícul se move com velocidde constnte v = c/3 em relção um referencil inercil, onde c denot velocidde d luz. Considere um rio de luz se propgndo n mesm direção e sentido d prtícul. Qul velocidde do rio de luz em relção à prtícul segundo s leis d Físic clássic newtonin e segundo Teori d Reltividde Restrit, respectivmente? A) 2c/3 e c B) 2c/3 e 2c/3 C) 2c/3 e zero D) c e 2c/3 E) c e c

5 Respost: A Segundo Físic clássic newtonin, velocidde do rio de luz em relção à prtícul será igul c c/3 = 2c/3. Segundo Teori d Reltividde Restrit, velocidde d luz é mesm, isto é, igul c, em relção todos os observdores inerciis. 16. Assinle, seguir, lterntiv ue present experiênci relizd pós concepção do modelo tômico de Bohr, cujos resultdos mostrrm concordânci com os postuldos propostos por Bohr n elborção desse modelo. A) Experiênci de Michelson e Morley. B) Experiênci de difrção de elétrons. C) Experiênci de Frnck e Hertz. D) Experiênci envolvendo o efeito fotoelétrico. E) Experiênci de Rutherford. Respost: C A experiênci de Frnck e Hertz, relizd em 1914, demonstrou concordânci com os postuldos elbordos por Bohr n construção de seu modelo tômico, em As experiêncis dos itens (A), (B) e (D) não têm relção diret com o modelo tômico de Bohr, enunto ue experiênci do item (E) foi importnte pr elborção do modelo tômico de Rutherford.