OLIMFISA 2010 Prova de Nível III Ensino Médio

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1 OLIMFISA 2010 Prova de Nível III Ensino Médio 01. A palavra grandeza representa, em Física, tudo o que pode ser medido, e a medida de uma grandeza física pode ser feita direta ou indiretamente. Entre as várias grandezas físicas, há as escalares e as vetoriais. A alternativa que apresenta apenas grandezas escalares é: a) temperatura, tempo, quantidade de movimento e massa. b) tempo, energia, campo elétrico e volume. c) área, massa, energia, temperatura e impulso. d) velocidade, aceleração, força, tempo e pressão. e) massa, área, volume, energia e pressão. 02. A equação A=(vLm)/t é dimensionalmente homogênea. Sendo v velocidade, L comprimento, m massa e t tempo, então A tem dimensão de: a) força b) aceleração c) energia d) potência e) velocidade 03. Qual a grandeza física correspondente à quantidade (5RT/M), onde R é dado em joule.mol -1.K -1, T em K e M em kg/mol? a) Volume b) Energia c) Pressão d) Aceleração e) Velocidade 04. O acelerador de íons pesados relativísticos de Brookhaven (Estados Unidos) foi inaugurado com a colisão entre dois núcleos de ouro, liberando uma energia de 10 trilhões de elétrons-volt. Os cientistas esperam, em breve, elevar a energia a 40 trilhões de elétrons-volt, para simular as condições do Universo durante os primeiros microssegundos após o Big Bang. (Ciência Hoje, setembro de 2000) Sabendo que 1 elétron-volt é igual a 1, joules, a ordem de grandeza da energia, em joules, que se espera atingir em breve, com o acelerador de Brookhaven, é: a) 10-8 b) 10-7 c) 10-6 d) 10-5 e) Uma partícula, partindo do repouso, percorre no intervalo de tempo t, uma distância D. Nos intervalos de tempo seguintes, todos iguais a t, as respectivas distâncias percorridas são iguais a 3 D, 5 D, 7 D etc. A respeito desse movimento pode-se afirmar que: a) a distância da partícula desde o ponto em que inicia seu movimento cresce exponencialmente com o tempo. b) a velocidade da partícula cresce exponencialmente com o tempo. c) a distância da partícula desde o ponto em que inicia seu movimento é diretamente proporcional ao tempo elevado ao quadrado. d) a velocidade da partícula é diretamente proporcional ao tempo elevado ao quadrado.

2 e) nenhuma das opções acima está correta. 06. Na figura, estão representadas as velocidades, em função do tempo, desenvolvidas por um atleta, em dois treinos A e B, para uma corrida de 100 m rasos. Com relação aos tempos gastos pelo atleta nos dois treinos para percorrer os 100 m, podemos afirmar, de forma aproximada, que: a) no treino B o atleta levou 0,4 s a menos que no treino A; b) no treino A o atleta levou 0,4 s a menos que no treino B; c) no treino B o atleta levou 1,0 s a menos que no treino A; d) no treino A o atleta levou 1,0 s a menos que no treino B; e) no treino A e no treino B o atleta levou o mesmo tempo. 07. A figura representa um avião, que mergulha fazendo um ângulo de 30º com a horizontal, seguindo uma trajetória retilínea entre os pontos A e B. No solo, considerado como plano horizontal, está representada a sombra da aeronave, projetada verticalmente, e um ponto de referência C. Considere as afirmativas que se referem ao movimento da aeronave no trecho AB, e assinale a alternativa correta: a) A velocidade do avião em relação ao ponto C é maior que a velocidade de sua sombra, projetada no solo, em relação ao mesmo ponto. b) A velocidade do avião é nula em relação à sua sombra projetada no solo. c) A velocidade do avião em relação ao ponto C é igual à velocidade de sua sombra, projetada no solo em relação ao mesmo ponto. d) A velocidade do avião em relação à sua sombra projetada no solo é maior que a velocidade de sua sombra em relação ao ponto C. e) A velocidade da sombra em relação ao ponto C independe da velocidade do avião.

3 08. Um motociclista de MotoCross move-se com velocidade v = 10 m/s, sobre uma superfície plana, até atingir uma rampa (em A), inclinada de 45 com a horizontal, como indicado na figura. A trajetória do motociclista deverá atingir novamente a rampa a uma distância horizontal D (D = H), do ponto A, aproximadamente igual a: a) 20 m b) 15 m c) 10 m d) 7,5 m e) 5 m 09. Num relógio convencional, às 3 h pontualmente, vemos que o ângulo formado entre o ponteiro dos minutos e o das horas mede 90. A partir desse instante, o menor intervalo de tempo, necessário para que esses ponteiros fiquem exatamente um sobre o outro, é: a) 15 minutos b) 16 minutos c) 180/11 minutos d) 360/21 minutos e) 17,5 minutos 10. Em um toca-fitas, a fita do cassete passa em frente da cabeça de leitura C com uma velocidade constante v = 4,8 cm/s. O raio do núcleo dos carretéis vale 1,0 cm. Com a fita totalmente enrolada num dos carretéis, o raio externo do conjunto fita-carretel vale 2,5 cm. Enquanto a fita é totalmente transferida do carretel A para o carretel B, o número de rotações por segundo do carretel A: a) cresce de 1,0 a 2,4; b) cresce de 0,31 a 0,76; c) decresce de 2,4 a 1,0; d) decresce de 0,76 a 0,31; e) permanece constante. 11. A figura a seguir mostra uma mola de constante elástica k, comprimida a uma distância d de sua posição de equilíbrio. Na extremidade livre da mola, é fixado o bloco A, de massa M. À frente do bloco A, encontra-se o bloco B, de massa m. Os blocos A e B estão em contato, porém não ligados. Após a mola ser liberada, o bloco B é lançado sobre o plano horizontal. Considere-se que o atrito com o plano é desprezível. A velocidade final do bloco B é de: a) d (k/m + m) b) d (k/m-m) c) 2 d (k/m + m) d) d (2k/M-m) e) d/m (Mmk/M+m) 12. Sobre calorimetria de uma dada substância, são feitas as seguintes afirmações: I. Calor sensível é o calor cedido ou absorvido, provocando apenas variação de temperatura. II. Calor latente é o calor cedido ou absorvido, provocando mudança de fase. III. Capacidade térmica é o quociente entre a massa do corpo e o calor específico.

4 IV. A quantidade de calor cedida ou recebida é o quociente entre a capacidade térmica e a variação de temperatura. Sobre as afirmativas acima, pode-se afirmar que: a) I e II estão corretas; b) I e III estão corretas; c) II e IV estão corretas; d) III e IV estão corretas; e) II, III e IV estão corretas. 13. Para explicar a formação do arco-íris, os livros didáticos de Física freqüentemente apresentam uma figura como a que vem abaixo, na qual está representada uma gota d água em suspensão no ar. Um raio de luz branca está incidindo sobre a gota, e raios das várias cores que compõem o arco-íris estão dela emergindo. (Para não sobrecarregar a figura, são representados apenas os raios emergentes das cores violeta e vermelha.) Pode-se concluir, dessa representação, que o fenômeno do arco-íris ocorre porque o índice de refração varia com a cor da luz e cada cor componente do raio de luz branca incidente sobre a gota d água sofre, de acordo com os raios mostrados, a seguinte seqüência de fenômenos: a) uma reflexão, uma refração e uma segunda reflexão. b) uma refração, uma reflexão e uma segunda refração. c) uma refração, uma segunda refração e uma reflexão d) uma reflexão, uma segunda reflexão e uma refração. e) todos reflexão. 14. Uma fibra ótica, mesmo encurvada, permite a propagação de um feixe luminoso em seu interior, de uma extremidade à outra, praticamente sem sofrer perdas (veja a figura abaixo). A explicação física para o fato acima descrito é a seguinte: Como o índice de refração da fibra ótica, em relação ao índice de refração do ar, é: a) baixo, ocorre a reflexão interna total. b) alto, ocorre a reflexão interna total. c) alto, a refração é favorecida, dificultando a saída do feixe pelas laterais. d) baixo, a refração é favorecida, dificultando a saída do feixe pelas laterais. e) o mesmo, não causando a dissipação de energia. 15. A figura representa duas esferas condutoras idênticas, com cargas elétricas de mesmo valor e de sinais contrários, apoiadas em suportes isolantes. Considere o ponto médio M que se mantém eqüidistante de seus centros e suponha que as esferas sejam aproximadas, mas não se tocam. Nessas condições, sendo EM o módulo do vetor campo elétrico em M e VM o valor do potencial elétrico em M, pode-se afirmar que:

5 a)em e VM aumentam. b)em e VM diminuem. c)em e VM não se alteram. d)em aumenta e VM não se altera. e)em não se altera e VM aumenta. 16. Uma lâmpada de lanterna, que traz as especificações 0,9 W e 6 V, tem seu filamento projetado para operar a alta temperatura. Medindo a resistência elétrica do filamento à temperatura ambiente (isto é: estando a lâmpada desligada), encontramos o valor R0 = 4 Ω. Sendo R o valor da resistência do filamento à temperatura de operação, qual é, aproximadamente, a razão R/R0? a) 0,10 b) 0,60 c) 1,00 d) 1,66 e) 10, Sobre o funcionamento de voltímetros e o funcionamento de amperímetros, assinale a alternativa correta: a) A resistência elétrica interna de um voltímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em paralelo às resistências elétricas de um circuito, não altere a tensão elétrica que se deseja medir. b) A resistência elétrica interna de um voltímetro deve ser muito alta para que, quando ligado, em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a tensão elétrica que se deseja medir. c) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em paralelo às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. d) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. e) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito alta para que, quando ligado em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. 18. O dispositivo do automóvel que transforma energia mecânica em energia elétrica denomina-se: a) bateria. b) bobina. c) motor de partida. d) regulador de voltagem. e) alternador. 19. Considere o circuito elétrico da figura ao lado. A chave S encontra-se inicialmente aberta e o capacitor encontra-se completamente descarregado. A soma das correntes no resistor de 2Ω no instante em que a chave S é fechada e em um instante de tempo posterior, suficientemente longo para que o capacitor esteja completamente carregado, é:

6 a. 1A S b. 2A c. 3A d. 4A e. 5A 6V R 1 2Ω 6Ω R 3 2μC R 4 6Ω R 2 1Ω 20. A energia relativística do fóton é dada por E = Xc, onde c indica a velocidade da luz. Utilizando conhecimentos de física moderna e análise dimensional, assinale a alternativa correta no tocante à dimensão de X. a. Força. b. Massa. c. Velocidade. d. Comprimento. e. Quantidade de movimento.