QUESTÕES EXTRAS 3ª SÉRIE

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1 QUESTÕES EXTRAS 3ª SÉRIE 1) Um pássaro voa em linha reta do ponto A, no solo, ao ponto B, em uma montanha, que dista 400 m do ponto A ao longo da horizontal. O ponto B se encontra também a uma altura de 300 m em relação ao solo. Dado que a velocidade do pássaro é de 20 m/s, o intervalo de tempo que ele leva pra percorrer a distância de A a B é de (considere g = 10 m/s 2 ) a) 20 s b) 25 s c) 35 s d) 40 s e) 10 s 2) Um bloco escorrega a partir do repouso por um plano inclinado que faz um ângulo de 45º com a horizontal. Sabendo que durante a queda a aceleração do bloco é de 5,0 m/s 2 e considerando g= 10m/s 2, podemos dizer que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 3) O que acontece com a força entre duas cargas elétricas (+Q) e ( q) colocadas a uma distância (d) se mudarmos a carga (+ Q) por (+ 4Q), a carga ( q) por (+3q) e a distância (d) por (2d)? a) Mantém seu módulo e passa a ser atrativa. b) Mantém seu módulo e passa a ser repulsiva. c) Tem seu módulo dobrado e passa a ser repulsiva. d) Tem seu módulo triplicado e passa a ser repulsiva. e) Tem seu módulo triplicado e passa a ser atrativa.

2 4) Três resistores idênticos são colocados de tal modo que dois estão em série entre si e ao mesmo tempo em paralelo com o terceiro resistor. Dado que a resistência efetiva é de 2, quanto vale a resistência de cada um destes resistores Ohms ( Ω )? a) 100 Ω b) 30 Ω c) 1 Ω d) 10 Ω e) 3 Ω 5) Um objeto é lançado verticalmente para cima, de uma base, com velocidade v = 30 m/s. Indique a distância total percorrida pelo objeto desde sua saída da base até seu retorno, considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e desprezando a resistência do ar. a) 30 m. b) 55 m. c) 70 m. d) 90 m. e) 100 m. 6) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela a seguir fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico. Aparelho Potência Tempo de uso diário (horas) Ar condicionado 1,5 8 Chuveiro elétrico 3,3 1/3 Freezer 0,2 10 Geladeira 0,35 10 Lâmpadas 0,1 6

3 Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1kWh é R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente a) R$ 135. b) R$ 165. c) R$ 190. d) R$ 210. e) R$ ) Um certo bloco exige uma força F 1 para ser posto em movimento, vencendo a força de atrito estático. Corta-se o bloco ao meio, colocando uma metade sobre a outra. Seja agora F 2 a força necessária para pôr o conjunto em movimento. Sobre a relação F 2 / F 1, pode-se afirmar que: a) ela é igual a 2. b) ela é igual a 1. c) ela é igual a 1/2. d) ela é igual a 3/2. e) seu valor depende da superfície. 8) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale α = 1,2 x 10-5 por grau Celsius. a) 3,6 b) 2,4 c) 1,2 d) 1,2 x 10-3 e) 2,4 x )

4 Um litro de água do mar pesa em torno de 10N. Suponha que você coloque esta quantidade de água em um saco plástico, feche-o com uma corda e afunde-o no oceano. Quando o saco plástico está completamente submerso, que força, aproximadamente, você deverá exercer na corda para sustentá-lo? a) 0 N. b) 5 N. c) 20 N. d) 10 N. e) Depende da profundidade. 10) O volume do tanque de combustível de um Boeing 767 é de L. Sabemos que a queima de 1 litro deste combustível de aviação libera 35,0 MJ da energia (um Mega Joule equivale a um milhão de Joules). Por outro lado, a explosão de um kiloton de dinamite (mil toneladas de TNT) libera 4,2 x J de energia. Se o tanque de combustível do Boeing, por um terrível acidente,explodisse, equivaleria a quantos kilotons de TNT? a) 1,34 b) 0,75 c) 7, d) 1, e) 1,

5 11) Entornando-se água em um tubo aberto em forma de U, nota-se que o nível de água em cada lado equaliza. A razão disso e: a) porque o tubo é simétrico. b) porque entorna-se a água devagar. c) porque a densidade da água é ρ = 1 g/cm 3. d) porque a pressão na água depende da profundidade em relação à superfície. e) porque a pressão externa vale 10 5 N/m 2. 12) Considere duas situações. Na situação A, uma lâmpada é conectada a uma bateria, e, na situação B, duas lâmpadas iguais são conectadas em série à mesma bateria. Comparando-se as duas situações, na situação B, a bateria provê: a) a mesma luminosidade. b) maior corrente. c) menor corrente. d) maior luminosidade. e) menor voltagem.

6 13) O gráfico a seguir mostra as velocidades de 3 corredores de uma prova de 100 metros rasos, em função do tempo. Que corredor venceu a prova e qual teve o pior desempenho, respectivamente? a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e I. e) III e II. 14) Uma corrente tem cinco elos cujas massas, a partir do elo superior, são, respectivamente, m 1, m 2, m 3, m 4 e m 5. A corrente é mantida em repouso, ao longo da vertical, por uma força F de intensidade igual a 10N. A força que o terceiro elo faz sobre o quarto é, em newtons, a) (m 1 + m 2 + m 3 )g. b) (m 4 + m 5 )g c) (m 1 + m 2 + m 3 )g d) (m 1 + m 2 + m 3 )g e) (m 4 + m 5 )g.

7 15) Suponha que dois objetos idênticos façam um movimento circular uniforme, de mesmo raio, mas que um objeto dê sua volta duas vezes mais rapidamente do que o outro. A força centrípeta necessária para manter o objeto mais rápido nesta trajetória é: a) a mesma que a força centrípeta necessária para manter o objeto mais lento. b) um quarto da força centrípeta necessária para manter o objeto mais lento. c) a metade da força centrípeta necessária para manter o objeto mais lento. d) o dobro da força centrípeta necessária para manter o objeto mais lento. e) quatro vezes maior do que a força centrípeta necessária para manter o objeto mais lento. 16) O diagrama a seguir representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis. De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, corresponde à: a) b) 2, c) d) 2, e)

8 17) As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura A. O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas coroas. Em que opção a seguir a roda traseira dá o MAIOR número de voltas por pedalada? a) b) c) d) e)

9 18) As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura A. O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas coroas. Quando se dá uma pedalada na bicicleta da figura B (isto é, quando a coroa acionada pelos pedais dá uma volta completa), qual é a distância aproximada percorrida pela bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um círculo de raio R é igual a 2πR, onde π 3? a) 1,2 m b) 2,4 m c) 7,2 m d) 14,4 m e) 48,0 m 19) Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade.

10 A eficiência de uma usina, do tipo da representada na figura anterior, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da energia da água no início do processo se transforma em energia elétrica. A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência instalada de 512 milhões de watts, e a barragem tem altura de aproximadamente 120m. A vazão do Rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de: a) 50 b) 500 c) d) e) ) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional em cinética Analisando o esquema anterior, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre: a) I - a água no nível h e a turbina, II - o gerador e a torre de distribuição. b) I - a água no nível h e a turbina, II - a turbina e o gerador. c) I - a turbina e o gerador, II - a turbina e o gerador. d) I - a turbina e o gerador, II - a água no nível h e a turbina. e) I - o gerador e a torre de distribuição, II - a água no nível h e a turbina.

11 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Da figura: d dab AB d AB = 500 m. Supondo que o pássaro voe em linha reta: d AB = v t 500 = 20 t t = 25 s. Resposta da questão 2: [C] P t = P sen 45 = m g sen 45 ; N = P n = P cos 45 = m g cos 45 Dados: g = 10 m/s 2 ; a = 5 m/s 2 ; = 45. Aplicando o princípio fundamental da dinâmica: P t F at = m a m g sen45 m g cos45 m a = 5

12 = 0, , ,4 = 0,29 Resposta da questão 3: [D] As figuras representam as duas situações. Na primeira situação, as forças são atrativas e têm intensidade: k Q q F. (I) 2 d Na segunda situação, as forças são repulsivas e têm intensidade: F = k 4Q 3q 12 k Q q 2 = 3 2d 4d 2 k Q q.(ii) 2 d Comparando as expressões (I) e (II), concluímos que F = 3 F, e que as forças passam de atrativas para repulsivas.

13 Resposta da questão 4: [E] A associação é a representada na figura a seguir. No ramo em série, a resistência equivalente é 2 R. Na associação em paralelo, fazendo a regra do produto/soma, temos: 2 2R R 2R R = 6 R = 3 Ω. 2R R 3R Resposta da questão 5: [D] Resolução A distância total percorrida é igual ao dobro da altura máxima atingida. Por Torricelli v 2 = v a. S 0 = H 0 = H 20.H = 900 H = = 45 m Assim a distância total percorrida será 2.45 = 90 m

14 Resposta da questão 6: [E] Aparelho Potência Tempo de uso Consumo diário (horas) Mensal (kwh) Ar condicionado 1, x 8 x 1,5 = 360 Chuveiro elétrico 3,3 1/3 30 x 3,3 x 1/3 = 33 Freezer 0, x 10 x 0,2 = 60 Geladeira 0, x 10 x 0,35 = 105 Lâmpadas 0, x 6 x 0,1 = 18 Total 576 Custo 576 x 0,4 = R$230,40 Resposta da questão 7: [B] Resposta da questão 8: [B] Aplicação direta de fórmula , ,024m 2,4cm Resposta da questão 9: [A]

15 Resposta da questão 10: [B] 1 litro 35 MJ litros X x MJ 12 1 quiloton 4,2 10 J 10 x J x 0,75 kt Resposta da questão 11: [D] Resposta da questão 12: [C] Resposta da questão 13: [B] Resposta da questão 14: [E] Resposta da questão 15: [E] Resposta da questão 16: [B]

16 energia aproveitada , energia total Resposta da questão 17: [A] Observe o esquema abaixo. As velocidades lineares de A e B são iguais. Portanto: ωr ΩR ωr Ω R Para que a velocidade angular da roda traseira ser a maior possível é que r seja maior e R menor. Resposta da questão 18: [C] Como o raio da coroa legada ao pedal é três vezes maior que o da coroa ligada à roda, para cada volta da primeira a segunda dará três voltas. O número de voltas da coroa traseira é o mesmo que o da roda da bicicleta. Portanto a roda traseira efetuará três voltas e a bicicleta percorrerá: S 3 2 R ,4 7,2m. Resposta da questão 19: [E]

17 0,9mgh m P P 4,74 10 kg / s t t 0,9gh 0, Como a densidade da água é de 1kg para cada litro, temos: 6 5 4,74 10 L L Resposta da questão 20: [D] A água represada tem energia potencial gravitacional. Ao se abrirem as comportas a água velocidade e energia cinética que faz girar as turbinas. (II) Estas estão acopladas a bobinas que giram dentro de um campo magnetostático produzindo a energia elétrica. (I)