Questão 46. Questão 48. Questão 47. alternativa A. alternativa E. alternativa B. Tássia, estudando o movimento retilíneo uniformemente

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1 Questão 46 Tássia, estudando o movimento retilíneo uniformemente variado, deseja determinar a posição de um móvel no instante em que ele muda o sentido de seu movimento. Sendo a função horária da posição do móvel dada por x t 1t + 30, onde x é sua posição em metros etotempo de movimento em segundos, a posição desejada é: a) 1 m d) 6 m b) 18 m e) 30 m alternativa A c) 0 m Comparando as equações x t 1t + 30 e a x x0 0t t + v +, temos x 0 30 m, v 0 1 m/s ea 4m/s. Da equação horária da velocidade para um MUV, vem: v v0 + at v 1 + 4t No instante em que o móvel muda o sentido do movimento (v 0), temos: t t 3 s A posição do móvel nesse instante é dada por: x x 1 m Questão 47 Um menino percorre, de bicicleta, uma pista circular. Sua velocidade escalar é constante e a freqüência do movimento é igual à do ponteiro dos segundos, de um relógio convencional que funciona normalmente. O raio da trajetória descrita é 96 meoespaço percorrido pelo menino, durante 1,0 minuto, é aproximadamente: a) 1,6 10 m d) 1, m b) 6,0 10 m e) 3, m alternativa B c) 9,6 10 m Sendo a velocidade escalar constante, temos: S v S t πfr t v πfr 1 S 3,14 96 S 6,0 10 m Questão 48 Um disco de massa 100 g desliza sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, com velocidade de módulo 5,0 m/s. Num determinado instante choca-se contra uma parede e, após 1,0 milissegundo, retorna sobre a mesma trajetória, com velocidade de módulo 4,0 m/s. O choque foi e a força aplicada ao disco pela parede teve a intensidade de. As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente: a) perfeitamente elástico e 1,0 10 N. b) perfeitamente elástico e 9,0 10 N. c) anelástico e 1,0 10 N. d) parcialmente elástico e 1,0 10 N. e) parcialmente elástico e 9,0 10 N. alternativa E Adotando a orientação da trajetória do disco coincidente com a da velocidade final v, determinamos a intensidade média da força F que a parede aplica no disco através do Teorema do Impulso como segue: IF Q F t m v 3 1 F (4 ( 5)) F 9,0 10 N

2 física Determinamos o coeficiente de restituição (e) como segue: v parede v disco 0 v e v vparede vdisco 0 + v o v o 4,0 e 0,8 5,0 Como0 < e < 1,ochoque é parcialmente elástico (choque inelástico). Questão 49 Uma pequena esfera é abandonada do repouso no ponto A do trilho liso ilustrado abaixo. Após passar pelo ponto B, desloca-se livremente, estando sujeita apenas à ação do campo gravitacional terrestre (g 10 m/s ). O ponto C, no qual a esfera incidirá após certo intervalo de tempo, é extremidade do segmento de reta horizontal BC, cujo comprimento é: Assim temos: xbc vb senθ cosθ g,00 0,60 0,80 10 x BC 3,84 10 m Questão 50 A esfera de 30 N e raio 60 cm, da figura ao lado, encontra-se apoiada sobre um plano inclinado em que o atrito é desprezível. Seu equilíbrio é mantido pelo fio ideal, de 75 cm de comprimento, preso ao centro e tracionado horizontalmente. A intensidade da força tensora nesse fio é: a) 10 N d) 40 N b) 0 N e) 50 N alternativa D c) 30 N Do enunciado, podemos construir a seguinte figura: Dados: sen θ 0,60 cos θ 0,80 a) 7,68 m c) 3,84 m e) 3, m b) 4,80 m d) 4, m alternativa E Sendo o sistema conservativo e adotando nula a energia potencial gravitacional sobre a reta horizontal BC, determinamos a velocidade v B da esfera no ponto B como segue: mv Em A Em B Eg A Ec B B mgha vb 10 (0,800 0,600) vb,00 m/s Como no trecho BC temos um lançamento oblíquo, a distância BC solicitada é o alcance x BC desse lançamento. Assim, o senα é dado por: 60 senα 0,8 75 Da Relação Fundamental da Trigonometria, vem: sen α + cos α 1 (0,8) + cos α 1 cosα 0,6 As forças que atuam na esfera são dadas por:

3 física 3 Do equilíbrio (R 0), temos: N senα T senα T 0,8 T N cosα P cosα P 0,6 30 T 40 N Questão 51 Uma caixa cúbica, de paredes finas e arestas medindo 10,0 cm cada, flutua vazia em água parada (ρ 1, 0g/cm 3 ), com 15% de seu volume submerso. Se introduzirmos no interior dessa caixa 1000 cm 3 de óleo, de densidade 0,75 g/cm 3, a mesma irá: a) submergir completamente. b) afundar mais 9,0 cm. c) afundar mais 7,5 cm. d) afundar mais 6,0 cm. e) afundar mais 1,5 cm. alternativa C Para a caixa flutuando em um líquido em equilíbrio, temos: dcaixa Vsubmerso dlíquido Vcaixa Inicialmente, temos: 15 d 100 V caixa caixa d caixa 0,15 g/cm 3 1 Vcaixa A massa da caixa é dada por: mcaixa mcaixa d caixa 0,15 V 3 caixa 10,0 mcaixa 150 g A massa do óleo é dada por: móleo móleo dóleo 0,75 Vóleo móleo 750 g Assim, ao introduzirmos no interior da caixa o óleo, supondo que a caixa continue em equilíbrio (R 0), temos: P E (mcaixa + m óleo )g dlíquido V submerso g V submerso 3 V submerso 900 cm Assim, a diferença entre a altura submersa final (h ) e inicial (h) da caixa é dada por: V submerso Vsubmerso ,0 10,0 h 10,0 10,0 h 750 h h 7,5 cm Questão 5 Joãozinho, seguindo as orientações de seu professor de Física, construiu uma nova escala termométrica. Ao nível do mar, ele atribuiu o valor 0 o J para a temperatura do gelo fundente e 130 o J para a temperatura de ebulição da água. A medida, que nessa escala tem valor coincidente com o da escala Celsius, refere-se à temperatura: a) 0 o J b)30 o J c)40 o J d) 50 o J e)60 o J alternativa C Do enunciado, podemos montar a relação entre a escala dada e a escala Celsius: θj ( 0) θc ( 0) Sendo as leituras coincidentes nas duas escalas ( θc θj x ), temos: x + 0 x x 40 o J Questão 53 Uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4 C a 0 C, ela sofre um processo de dilatação. Com isso seu volume e sua densidade. Desprezando os efeitos da irradiação térmica, durante esse resfriamento a água do fundo do lago não consegue atingir a superfície livre, pois não ocorre mais a e sua temperatura diminuirá, devido ao processo de.

4 física 4 As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente: a) aumenta, diminui, convecção térmica e condução térmica. b) diminui, aumenta, convecção térmica e condução térmica. c) aumenta, diminui, condução térmica e convecção térmica. d) diminui, aumenta, condução térmica e convecção térmica. e) aumenta, aumenta, condução térmica e convecção térmica. alternativa A Devido à dilatação, o volume (V) aumenta e a m densidade d diminui. Assim, a água do V fundo não consegue atingir a superfície por convecção térmica, e a temperatura da água diminuirá por condução térmica. Questão 54 Num recipiente hermeticamente fechado, que não sofre dilatação térmica e provido de uma válvula, encontra-se a massa de 00 g de um gás ideal, sob pressão de,0 atm e temperatura 7 o C. Numa determinada experiência, foi necessário que uma massa de 50 g desse gás fosse liberada para o ambiente. Devido a isso, a pressão do gás remanescente passou a ser 1,4 atm. A temperatura da massa final de gás, no recipiente, passou a ser: a) 7 o C d) 567 o C b) 7 o C e) 840 o C alternativa A c) 80 o C Da equação de estado dos gases perfeitos, vem: pv nrt V R nt p Como não há dilatação térmica, a transformação é isométrica. Assim, temos: ni Ti nf TF mi Ti mf TF pi pf M pi M pf TF,0 1,4 o TF 80 K 7 C Questão 55 Um gás, contido em um recipiente dotado de um êmbolo que pode se mover, sofre uma transformação. Nessa transformação fornecemos 800 cal ao gás e ele realiza o trabalho de 09 J. Sendo 1 cal 4,18 J, o aumento da energia interna desse gás foi de: a) 09 J c) J e) 3 76 J b) J d) J alternativa B Sendo Q o calor trocado pelo gás e τ o trabalho envolvido, temos: Q cal , J (calor recebido) τ +09 J (trabalho realizado) Do primeiro princípio da Termodinâmica, vem: U Q τ Questão 56 U J A luz vermelha se propaga no vidro com velocidade de, m/s e no ar com velocidade de 3, m/s. Um raio de luz vermelha, se propagando no ar, atinge uma das faces de um cubo de vidro com ângulo de incidência igual a 30 o. O ângulo de refração correspondente terá seno igual a: a) 0,0 d) 0,50 b) 0,33 e) 0,87 alternativa B c) 0,48 Da Lei de Snell e da definição de índice de refração absoluto, vem: c o nar sen i nv sen r sen 30 var c 1 1 sen r v 8 v 3, sen r sen r 8, sen r 0,33

5 física 5 Questão 57 Uma mola helicoidal de massa desprezível está presa, pela extremidade A, a uma parede rígida e, na extremidade B, encontra-se preso um corpo de massa m, conforme mostra a figura I. Quando o conjunto oscila livremente na direção da reta horizontal AB, perpendicular à parede, constitui-se um oscilador harmônico de período T. Se dispusermos de duas molas idênticas à anterior e as fixarmos conforme a figura II, ao constituirmos um oscilador harmônico, com a oscilação do mesmo corpo de massa m, segundo a mesma direção AB, seu respectivo período será: Portanto, seu respectivo período T' será: m m m 1 T' π π π keq k k T' T Questão 58 Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, Sérgio dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com 4,0 µc eabcom5,0µc. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente: a) Q A 1,0 µc eq B 8,0 µc b) Q A 8,0 µc eq B 1,0 µc c) Q A 4,5 µc eq B 4,5 µc d) Q A 6,0 µc eq B 3,0 µc e) Q A 3,0 µc eq B 6,0 µc a) T b) T 4 d) T e) T alternativa C c) T O período T do oscilador harmônico massa-mola na figura I é calculado por: T π onde k é a constante elástica da mola. Na figura II, devemos utilizar uma constante elástica equivalente k eq. Como as duas molas estão associadas em paralelo, vem: k eq k + k k m k alternativa E Sendo r o raio da esfera A, seu volume é V 4 π 3 r 3. Sendo R o raio da esfera B, seu volume é 8V 4 π 3 R3. Assim, temos: r R 3 π π R r. Na condição de equilíbrio as esferas devem ter kq potenciais elétricos V iguais. Assim, da r conservação da carga, temos: kqa kqb r r QA + QB qa + qb QB QA QA + QB 4,0 + 5,0 QB QA QA 3,0 µ C QA + QA 9,0 QB 6,0 µ C

6 física 6 Questão 59 No circuito elétrico a seguir, o gerador e o amperímetro são ideais. Com a chave ch aberta o amperímetro acusa a medida 300 ma. Fechando a chave, o amperímetro acusará a medida: O cilindro de ferro da figura é envolto por um fio condutor fino, em forma de solenóide, cujas extremidades são submetidas a uma diferença de potencial elétrico, devido à ligação a um gerador elétrico de corrente contínua. Ao seu lado e na mesma direção, se encontra um ímã de barra, em repouso, suspenso por um fio inextensível e de massa desprezível. Ao fecharmos a chave K, o ímã de barra: a) 100 ma d) 400 ma b) 00 ma e) 500 ma alternativa D c) 300 ma Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet com a chave aberta, temos: 0,3 A 0i ε 0 ε 6V Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet com a chave fechada, temos: 6V 15i ε 0 i 0,4 A 400 ma a) continuará em repouso. b) se deslocará para a esquerda, qualquer que seja a polaridade da extremidade A. c) se deslocará para a direita, qualquer que seja a polaridade da extremidade A. d) se deslocará para a esquerda, somente se a extremidade A for o pólo norte do ímã. e) se deslocará para a esquerda, somente se a extremidade A for o pólo sul do ímã. alternativa D Pelo esquema e pela regra da mão direita a polaridade da extremidade direita do solenóide é sul. Assim, o ímã de barra se deslocará para a esquerda, somente se a extremidade A for o pólo norte do ímã. Questão 60