LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE 1. (Fgv 2013) Um avião decola de um aeroporto e voa 100 km durante 18 min no sentido leste; a seguir, seu piloto aponta para o norte e voa mais 400 km durante 1 h; por fim, aponta para o oeste e voa os últimos 50 km, sempre em linha reta, em 12 min, até pousar no aeroporto de destino. O módulo de sua velocidade vetorial média nesse percurso todo terá sido, em km∕h, de aproximadamente a) 200. b) 230. c) 270. d) 300. e) 400. 2. (Fgv 2013) Um carro deslocou-se por uma trajetória retilínea e o gráfico qualitativo de sua velocidade (v), em função do tempo (t), está representado na figura. Analisando o gráfico, conclui-se corretamente que a) o carro deslocou-se em movimento uniforme nos trechos I e III, permanecendo em repouso no trecho II. b) o carro deslocou-se em movimento uniformemente variado nos trechos I e III, e em movimento uniforme no trecho II. c) o deslocamento do carro ocorreu com aceleração variável nos trechos I e III, permanecendo constante no trecho II. d) a aceleração do carro aumentou no trecho I, permaneceu constante no trecho II e diminuiu no trecho III. e) o movimento do carro foi progressivo e acelerado no trecho I, progressivo e uniforme no trecho II, mas foi retrógrado e retardado no trecho III. Página 1 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE 3. (Fgv 2013) A figura representa dois alpinistas A e B, em que B, tendo atingido o cume da montanha, puxa A por uma corda, ajudando-o a terminar a escalada. O alpinista A pesa 1 000 N e está em equilíbrio na encosta da montanha, com tendência de deslizar num ponto de inclinação de 60° com a horizontal (sen 60° = 0,87 e cos 60° = 0,50); há atrito de coeficiente 0,1 entre os pés de A e a rocha. No ponto P, o alpinista fixa uma roldana que tem a função exclusiva de desviar a direção da corda. A componente horizontal da força que B exerce sobre o solo horizontal na situação descrita, tem intensidade, em N, a) 380. b) 430. c) 500. d) 820. e) 920. 4. (Fgv 2013) Em um dia muito chuvoso, um automóvel, de massa m, trafega por um trecho horizontal e circular de raio R. Prevendo situações como essa, em que o atrito dos pneus com a pista praticamente desaparece, a pista é construída com uma sobreelevação externa de um ângulo α , como mostra a figura. A aceleração da gravidade no local é g. Página 2 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A máxima velocidade que o automóvel, tido como ponto material, poderá desenvolver nesse trecho, considerando ausência total de atrito, sem derrapar, é dada por a) m g R tgα . b) m g R cosα . c) g R tgα . d) g R cosα . e) g R senα . 5. (Fgv 2013) Um carro, de massa 1 000 kg, passa pelo ponto superior A de um trecho retilíneo, mas inclinado, de certa estrada, a uma velocidade de 72 km/h. O carro se desloca no sentido do ponto inferior B, 100 m abaixo de A, e passa por B a uma velocidade de 108 km/h. A aceleração da gravidade local é de 10 m/s2. O trabalho realizado pelas forças dissipativas sobre o carro em seu deslocamento de A para B vale, em joules, a) 1,0 105 . b) 7,5 105 . c) 1,0 106 . d) 1,7 106 . e) 2,5 106 . 6. (Fgv 2013) A montadora de determinado veículo produzido no Brasil apregoa que a potência do motor que equipa o carro é de 100 HP (1HP 750W) . Em uma pista horizontal e retilínea de provas, esse veículo, partindo do repouso, atingiu a velocidade de 144 km/h em 20 s. Sabendo que a massa do carro é de 1 000 kg, o rendimento desse motor, nessas condições expostas, é próximo de a) 30%. b) 38%. Página 3 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE c) 45%. d) 48%. e) 53%. 7. (Fgv 2013) A massa da Terra é de 6,0 1024 kg , e a de Netuno é de 1,0 1026 kg . A distância média da Terra ao Sol é de 1,5 1011 m , e a de Netuno ao Sol é de 4,5 1012 m . A razão entre as forças de interação Sol-Terra e Sol-Netuno, nessa ordem, é mais próxima de a) 0,05. b) 0,5. c) 5. d) 50. e) 500. 8. (Fgv 2013) A força de resistência do ar é um fator relevante no estudo das quedas dos corpos sob ação exclusiva da gravidade. Para velocidades relativamente baixas, da ordem de metros por segundo, ela depende diretamente da velocidade (v) de queda do corpo e da área efetiva (A) de contato entre o corpo e o ar. Sua expressão, então, é dada por Far = K.A.v, na qual K é uma constante que depende apenas da forma do corpo. Em função das grandezas primitivas da mecânica (massa, comprimento e tempo), a unidade de K, no SI, é a) Kg.m–1.s–1. b) Kg.m–2.s–1. c) Kg.m.s–1. d) Kg.m.s–2. e) Kg.m2.s–2. 9. (Fgvrj 2011) O gráfico abaixo representa a energia potencial EP, em função do tempo, de uma pequena esfera em movimento oscilatório, presa na extremidade de uma mola. Dentre os gráficos I, II, III e IV, aqueles que representam a energia cinética e a energia total do sistema, quando não há efeitos dissipativos, são, respectivamente, Página 4 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e I. 10. (Fgvrj 2011) Leonardo, de 75 kg, e sua filha Beatriz, de 25 kg, estavam patinando em uma pista horizontal de gelo, na mesma direção e em sentidos opostos, ambos com velocidade de módulo v = 1,5 m/s. Por estarem distraídos, colidiram frontalmente, e Beatriz passou a se mover com velocidade de módulo u = 3,0 m/s, na mesma direção, mas em sentido contrário ao de seu movimento inicial. Após a colisão, a velocidade de Leonardo é a) nula. b) 1,5 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. c) 1,5 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial. d) 3,0 m/s no mesmo sentido de seu movimento inicial. Página 5 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE e) 3,0 m/s em sentido oposto ao de seu movimento inicial. 11. (Fgvrj 2011) Três adolescentes, José, Ana e Lúcia, pesando, respectivamente, 420 N, 400 N e 440 N, estão sentados sobre uma gangorra. A gangorra é de material homogêneo, e seu ponto central O está apoiado em um suporte. De um lado da gangorra estão José e Ana, distantes do ponto O, respectivamente, 1,0 m e 1,7 m, equilibrando a gangorra na horizontal com Lúcia do outro lado. Nestas condições, desprezando efeitos devidos às dimensões dos jovens, a distância de Lúcia ao ponto O é igual a a) 3,0 m b) 1,0 m c) 2,7 m d) 2,5 m e) 1,7 m 12. (Fgvrj 2011) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusivamente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente, a) verde e branca. b) verde e azul. c) amarela e branca. d) preta e branca. e) preta e azul. 13. (Fgvrj 2011) Visando economizar energia elétrica, uma família que, em 30 dias, consumia em média 240 kWh, substituiu doze lâmpadas de sua residência, dez de 60 W e duas de 100 W, por lâmpadas econômicas de 25 W. Na situação em que as lâmpadas ficam acesas 4 horas por dia, a troca resultou em uma economia de energia elétrica, aproximadamente, de a) 62% b) 37% c) 25% d) 15% e) 5% Página 6 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE 14. (Fgv 2010) Fazendo parte da tecnologia hospitalar, o aparelho representado na figura é capaz de controlar a administração de medicamentos em um paciente. Regulando-se o aparelho para girar com frequência de 0,25 Hz, pequenos roletes das pontas da estrela, distantes 6 cm do centro desta, esmagam a mangueira flexível contra um anteparo curvo e rígido, fazendo com que o líquido seja obrigado a se mover em direção ao gotejador. Sob essas condições, a velocidade escalar média imposta ao líquido em uma volta completa da estrela é, em m/s, Dado: = 3,1 a) 2,5 × 10–2. b) 4,2 × 10–2. c) 5,0 × 10–2. d) 6,6 × 10–2. e) 9,3 × 10–2. 15. (Fgv 2010) Contando que ao término da prova os vestibulandos da GV estivessem loucos por um docinho, o vendedor de churros levou seu carrinho até o local de saída dos candidatos. Para chegar lá, percorreu 800 m, metade sobre solo horizontal e a outra metade em uma ladeira de inclinação constante, sempre aplicando sobre o carrinho uma Página 7 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE força de intensidade 30 N, paralela ao plano da superfície sobre a qual se deslocava e na direção do movimento. Levando em conta o esforço aplicado pelo vendedor sobre o carrinho, considerando todo o traslado, pode-se dizer que, a) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi de 12 kJ, enquanto que, na segunda metade, o trabalho foi maior. b) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi de 52 kJ, enquanto que, na segunda metade, o trabalho foi menor. c) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi nulo, assumindo, na segunda metade, o valor de 12 kJ. d) tanto na primeira metade do trajeto como na segunda metade, o trabalho foi de mesma intensidade, totalizando 24 kJ. e) o trabalho total foi nulo, porque o carrinho parte de um estado de repouso e termina o movimento na mesma condição. 16. (Fgv 2010) Conhecido como parafuso de Arquimedes, este dispositivo foi utilizado pelos egípcios para retirar água do Nilo. Um modelo simples pode ser construído com uma mangueira enrolada em uma haste reta. Quando a haste é girada no sentido conveniente, a extremidade inferior da mangueira entra e sai da água, aprisionando uma porção desta no interior da mangueira. Enquanto o parafuso gira, a água capturada é obrigada a subir até o outro extremo da mangueira, onde é despejada. Com um desses dispositivos, elevou-se água proveniente de um rio até um reservatório, localizado a 2,0 m de altura em relação ao nível de água desse rio. O parafuso de Arquimedes utilizado tinha 100 voltas completas de uma mangueira de borracha, sendo que cada anel podia transportar 1,0 cm3 de água. Desconsiderando atritos e supondo uma rotação uniforme, admitindo que o tempo necessário para que o parafuso girasse 360º em torno de seu eixo era de 2,0 s, a potência útil da fonte do movimento de rotação, em W, era de Página 8 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Dado: densidade da água = 1,0 g/cm3 aceleração da gravidade = 10 m/s2 a) 2,5 × 10–1. b) 2,0 × 10–1. c) 1,5 × 10–1. d) 1,0 × 10–2. e) 5,0 × 10–3. 17. (Fgvrj 2010) No ano de 2008, a usina hidrelétrica de Itaipu produziu 94.684.781 MWh (megawatts-hora) de energia. Se o poder calorífico do petróleo é igual a 0,45 x 108 J/kg, a massa de petróleo necessária para fornecer uma quantidade de energia igual à produzida por Itaipu em 2008 é, aproximadamente, igual a Dados: 1 W = 1J/s 1 MW = 106 W 1 tonelada = 103 kg a) 2 mil toneladas. b) 45 mil toneladas. c) 450 mil toneladas. d) 7,5 milhões de toneladas. e) 95 milhões de toneladas. 18. (Fgv 2010) Quando você coloca um ovo de galinha dentro de um recipiente contendo água doce, observa que o ovo vai para o fundo, lá permanecendo submerso. Quando, entretanto, você coloca o mesmo ovo dentro do mesmo recipiente agora contendo água saturada de sal de cozinha, o ovo flutua parcialmente. Se, a partir dessa última situação, você colocar suavemente, sem agitação, água doce sobre a água salgada, evitando que as águas se misturem, o ovo, que antes flutuava parcialmente, ficará completamente submerso, porém, sem tocar o fundo. Página 9 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Com respeito a essa última situação, analise: I. A densidade da água salgada é maior que a do ovo que, por sua vez, tem densidade menor que a da água doce. II. O empuxo exercido sobre o ovo é uma força que se iguala, em módulo, ao peso do volume de água doce e salgada que o ovo desloca. III. A pressão atmosférica afeta diretamente o experimento, de tal forma que, quando a pressão atmosférica aumenta, mesmo que a água se comporte como um fluido ideal, o ovo tende a ficar mais próximo do fundo do recipiente. É correto o contido em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 19. (Fgv 2010) Um brinquedo muito simples de construir, e que vai ao encontro dos ideais de redução, reutilização e reciclagem de lixo, é retratado na figura. A brincadeira, em dupla, consiste em mandar o bólido de 100 g, feito de garrafas plásticas, um para o outro. Quem recebe o bólido, mantém suas mãos juntas, tornando os fios paralelos, enquanto que, aquele que o manda, abre com vigor os braços, imprimindo uma força variável, conforme o gráfico. Página 10 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Considere que: - a resistência ao movimento causada pelo ar e o atrito entre as garrafas com os fios sejam desprezíveis; - o tempo que o bólido necessita para deslocar-se de um extremo ao outro do brinquedo seja igual ou superior a 0,60 s. Dessa forma, iniciando a brincadeira com o bólido em um dos extremos do brinquedo, com velocidade nula, a velocidade de chegada do bólido ao outro extremo, em m/s, é de a) 16. b) 20. c) 24. d) 28. e) 32. 20. (Fgvrj 2010) Muitos satélites utilizados em telefonia, transmissões de rádio e TV, internet e outros serviços de telecomunicações ocupam a órbita geoestacionária. Nesta órbita, situada no plano da linha do equador, os satélites permanecem sempre acima de um mesmo ponto da superfície terrestre, parecendo parados para um observador no equador. A altura de um satélite geocêntrico, em relação à superfície da Terra, em órbita circular, é aproximadamente igual a Dados: G = constante de gravitação universal M = massa da Terra R = raio da Terra = 6, 4 x 106 m [G M / 4 ð2]1/3 = 2,2 x 104 m s -2/3 [24 horas] 2/3 = 2,0 x 103 s2/3 Página 11 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE a) 37600 km. b) 50000 km. c) 64000 km. d) 12800 km. e) 25000 km. 21. (Fgvrj 2010) Ao realizar um trabalho de 80 mil calorias, um sistema termodinâmico recebeu 60 mil calorias. Pode-se afirmar que, nesse processo, a energia interna desse sistema a) aumentou 20 mil calorias. b) diminuiu 20 mil calorias. c) aumentou 60 mil calorias. d) diminuiu 80 mil calorias. e) se conservou. 22. (Fgv 2010) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros de óleo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (boca de fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o fluxo de energia térmica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente, Dados: densidade do óleo = 0,9 kg/L calor específico do óleo = 0,5 cal/(g.ºC) a) 4 000. b) 3 500. c) 3 000. d) 2 500. e) 2 000. 23. (Fgv 2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação. Página 12 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, considerando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. b) luz, penumbra e sombra. c) luz, penumbra e penumbra. d) penumbra, sombra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra. 24. (Fgv 2010) Um feixe luminoso de raios paralelos, que se propaga em um meio óptico homogêneo, incide sobre uma superfície que separa o primeiro meio de um segundo, passando a se propagar neste. Substituindo-se o segundo meio óptico por um vidro fosco e translúcido, e admitindo que os raios de luz nele penetrem, estes perdem o paralelismo, podendo-se dizer que nessa situação ocorreu uma a) reflexão difusa. b) reflexão regular. c) refração difusa. Página 13 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE d) refração regular. e) absorção difusa. 25. (Fgv 2010) Dois espelhos esféricos côncavos, um de distância focal 2,0 m e outro de distância focal 5,0 m, foram colocados um voltado para o outro, de forma que seus eixos principais coincidissem. Na metade da distância entre os dois espelhos, a 1 m da superfície refletora de cada um deles, foi colocado o objeto AB. A distância entre as imagens do objeto AB, conjugadas pelos espelhos, isoladamente, em m, é de a) 21 . 4 b) 19 . 4 c) 17 . 4 d) 15 . 4 e) 13 . 4 26. (Fgv 2010) Posicionadas rigidamente sobre os vértices de um cubo de aresta 1 m, encontram-se oito cargas elétricas positivas de mesmo módulo. Sendo k o valor da constante eletrostática do meio que envolve as cargas, a força resultante sobre uma nona carga elétrica também positiva e de módulo igual ao das oito primeiras, abandonada em repouso no centro do cubo, terá intensidade: a) zero. b) k × Q2. c) 2 k × Q2. d) 4k × Q4. Página 14 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE e) 8k × Q2. 27. (Fgv 2010) Originalmente, quando comprou seu carrinho de churros, a luz noturna era reforçada por um lampião a gás. Quando seu vizinho de ponto, o dono da banca de jornais, lhe ofereceu a possibilidade de utilizar uma tomada de 220 V, tratou logo de providenciar um modo de deixar acesas duas lâmpadas em seu carrinho. Entretanto, como não era perito em assuntos de eletricidade, construiu um circuito para duas lâmpadas, conhecido como circuito em série. Sobre esse circuito, analise: I. A vantagem desse tipo de circuito elétrico é que se uma das lâmpadas se queima, a outra permanece acesa. II. Utilizando duas lâmpadas idênticas, de valores nominais 220 V/100 W, deve-se obter, em termos de iluminação, o previsto pelo fabricante das lâmpadas. III. Utilizando-se duas lâmpadas idênticas de 110 V, elas se queimarão, uma vez que a diferença de potencial para a qual elas foram fabricadas será superada pela diferença de potencial oferecida pelo circuito. IV. Ao serem ligadas duas lâmpadas idênticas, sejam elas de 110 V ou de 220 V, devido às características do circuito em série, a diferença de potencial sobre cada lâmpada será de 110 V. É correto o contido apenas em a) I. b) IV. c) I e III. d) II e III. e) II e IV. 28. (Fgv 2010) Grandes relógios, que também indicam a temperatura, compõem a paisagem metropolitana. Neles, cada dígito apresentado é formado pela combinação de sete plaquetas móveis. Ao observar um desses relógios, uma pessoa constata que cada plaqueta está próxima de um eletroímã, mas, não consegue descobrir qual seria o elemento “X” presente em uma plaqueta para que essa pudesse ser armada ou desarmada por ação magnética. Página 15 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Pensando nas possíveis configurações para que, na inexistência de molas, uma plaqueta arme ou desarme adequadamente, essa pessoa imaginou que o elemento “X” pudesse ser: I. um corpo feito de um material ferromagnético. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado; II. um ímã permanente, com seu polo Norte voltado para o eletroímã, quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado; III. um ímã permanente com seu polo Norte voltado para o eletroímã, quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada. Quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é desarmado; IV. outra bobina, idêntica e montada na mesma posição em que se encontra a primeira quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada, tendo seu terminal A, unido ao terminal A da bobina do eletroímã, e seu terminal B, unido ao terminal B da bobina do eletroímã. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado. Das suposições levantadas por essa pessoa, está correto o indicado por a) I, apenas. b) III, apenas. Página 16 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE c) II e IV, apenas. d) I, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 29. (Fgv 2010) Veja esse quadro. Nele, o artista mostra os efeitos dos golpes intermitentes do vento sobre um trigal. Admitindo que a distância entre as duas árvores seja de 120 m e, supondo que a frequência dos golpes de ar e consequentemente do trigo balançando seja de 0,50 Hz, a velocidade do vento na ocasião retratada pela pintura é, em m/s, a) 2,0. b) 3,0. c) 5,0. d) 12. e) 15. A avaliação audiológica de uma pessoa que apresentava dificuldades para escutar foi realizada determinando-se o limiar de nível sonoro de sua audição (mínimo audível), para várias frequências, para os ouvidos direito e esquerdo separadamente. Os resultados estão apresentados nos gráficos abaixo, onde a escala de frequência é logarítmica, e a de nível sonoro, linear. Página 17 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A partir desses gráficos, pode-se concluir que essa pessoa a) não escuta um sussurro de 18 dB, independente de sua frequência. b) percebe o som da nota musical lá, de 440 Hz, apenas com o ouvido esquerdo, independente do nível sonoro. c) é surda do ouvido esquerdo. d) escuta os sons de frequências mais altas melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. e) escuta alguns sons sussurrados, de frequência abaixo de 200 Hz, apenas com o ouvido direito. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Todo carrinho de churros possui um acessório peculiar que serve para injetar doce de leite nos churros. Nele, a força sobre um êmbolo, transmitida por alavancas, empurra o recheio para dentro do churro. Página 18 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Em cada lado do recheador, há duas alavancas unidas por um pivô, uma delas, reta e horizontal, e a outra, parte vertical e parte transversal. A alavanca maior encontra na base do aparelho outro pivô e, na outra extremidade, um manete, onde é aplicada a força. A alavanca menor se conecta à extremidade do êmbolo que está em contato com o doce de leite, pronta para aplicar, no início do processo, uma força horizontal. 31. (Fgv 2010) O doce de leite não saía mesmo! Nem podia, uma vez que uma pequena tampa ainda obstruía a saída do doce. Não percebendo a presença da tampa, o vendedor, já irritado, começou a aplicar sobre o manete uma força gradativamente maior, que, por sua vez era transmitida ao êmbolo, na mesma direção de seu eixo de simetria. Mesmo assim, a tampa se manteve em seu lugar! Admitindo que o doce de leite se comporte como um fluido ideal, a relação entre a força resistente da tampa e a força exercida pelo mecanismo sobre o embolo, Ftampa Fêmbolo é Dados: diâmetro do êmbolo: 30 mm área da tampa tocada pelo doce: 9 × × 10–6 m2 Página 19 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE a) 3 × –1 × 10–2. b) 4 × 10–2. c) 2 × × 10–2. d) 1,2 × 10–1. e) 1,2 × × 10–1. 32. (Fgv 2010) No momento em que vai rechear um churro, o vendedor posiciona sua mão sobre o manete e aplica sobre ele uma força de 2 N, constante, de direção e sentido indicados no esquema, desenhado sobre uma malha quadriculada, cujas unidades têm dimensões 1 cm x 1 cm. Se, devido a uma obstrução do canal de saída do recheio, o mecanismo não se move, desconsiderando-se as massas das alavancas e do manete, a intensidade da força que, nessa condição, o mecanismo aplica sobre o êmbolo, tem valor, em N, de. a) 4. b) 6. c) 8. d) 12. e) 16 33. (Fgv 2009) Comandada com velocidade constante de 0,4 m/s, a procissão iniciada no ponto indicado da Praça Santa Madalena segue com o Santo sobre o andor por toda a extensão da Av. Vanderli Diagramatelli. Página 20 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Para garantir a segurança dos devotos, a companhia de trânsito somente liberará o trânsito de uma via adjacente, assim que a última pessoa que segue pela procissão atravesse completamente a via em questão. Dados: A Av. Vanderli Diagramatelli se estende por mais de oito quarteirões e, devido à distribuição uniforme dos devotos sobre ela, o comprimento total da procissão é sempre 240 m. Todos os quarteirões são quadrados e têm áreas de 10 000 m2. A largura de todas as ruas que atravessam a Av. Vanderli Diagramatelli é de 10 m. Do momento em que a procissão teve seu início até o instante em que será liberado o trânsito pela Av. Geralda Boapessoa, decorrerá um intervalo de tempo, em minutos, igual a: a) 6. b) 8. c) 10. d) 12. e) 15. 34. (Fgv 2009) Uma grande manivela, quatro engrenagens pequenas de 10 dentes e outra de 24 dentes, tudo associado a três cilindros de 8 cm de diâmetro, constituem este pequeno moedor manual de cana. Página 21 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Ao produzir caldo de cana, uma pessoa gira a manivela fazendo-a completar uma volta a cada meio minuto. Supondo que a vara de cana colocada entre os cilindros seja esmagada sem escorregamento, a velocidade escalar com que a máquina puxa a cana para seu interior, em cm/s, é, aproximadamente, Dado: Se necessário use ð = 3. a) 0,20. b) 0,35. c) 0,70. d) 1,25. e) 1,50. 35. (Fgv 2009) A jabuticabeira é uma árvore que tem seus frutos espalhados em toda a extensão de seus galhos e tronco. Após a florada, as frutinhas crescem presas por um frágil cabinho que as sustenta. Cedo ou tarde, devido ao processo de amadurecimento e à massa que ganharam se desenvolvendo, a força gravitacional finalmente vence a força exercida pelo cabinho. Considere a jabuticaba, supondo-a perfeitamente esférica e na iminência de cair. Esquematicamente, o cabinho que segura a pequena fruta aponta para o centro da esfera que representa a frutinha. Página 22 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Se essa jabuticaba tem massa de 8 g, a intensidade da componente paralela ao galho da força exercida pelo cabinho e que permite o equilíbrio estático da jabuticaba na posição mostrada na figura é, em newtons, aproximadamente, Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s2 sen è = 0,54 cos è = 0,84 a) 0,01. b) 0,04. c) 0,09. d) 0,13. e) 0,17. 36. (Fgv 2009) Devido a forças dissipativas, parte da energia mecânica de um sistema foi convertida em calor, circunstância caracterizada pelo gráfico apresentado. Página 23 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Sabendo-se que a variação da energia potencial desse sistema foi nula, o trabalho realizado sobre o sistema nos primeiros 4 segundos, em J, foi, em módulo, a) 3 600. b) 1 200. c) 900. d) 800. e) 600. 37. (Fgv 2009) A fim de se manter o reservatório das caixas d'água sempre com volume máximo, um mecanismo hidráulico conhecido como boia emprega o princípio de Arquimedes. Uma boia pode ser resumida nas seguintes partes: flutuador (A), alavanca em "L" (barra torcida no formato da letra L e que liga os pontos A, B e C), articulação (B) e válvula (C). Seu funcionamento conta com o empuxo a que o flutuador fica submetido conforme o nível de água sobe. Se o volume de água está baixo, o braço BC da alavanca deixa de ficar vertical, não exercendo força sobre a válvula C, permitindo que a água jorre do cano (D). A válvula C somente permanecerá fechada se, devido à força de empuxo sobre o flutuador, o braço BC assumir a posição vertical. Página 24 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Considere que, em condições normais de funcionamento, uma boia mantenha a entrada de água fechada ao ter metade de seu volume submerso na água do reservatório. Uma vez que os braços AB e BC da alavanca em "L" guardam entre si a proporção de 5:1, a intensidade da força com que a alavanca empurra a válvula contra o cano, em N, é Dados: Volume submerso da boia = 1 × 10-3m3; Densidade da água = 1 × 103 kg/m3; Aceleração da gravidade = 10 m/s2; Massa do conjunto boia e flutuador desprezível; Desconsiderar a influência da pressão atmosférica sobre a válvula. a) 50. b) 100. c) 150. d) 200. e) 250. 38. (Fgv 2009) Num sistema isolado de forças externas, em repouso, a resultante das forças internas e a quantidade de movimento total, são, ao longo do tempo, respectivamente, a) crescente e decrescente. b) decrescente e crescente. c) decrescente e nula. Página 25 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE d) nula e constante. e) nula e crescente. 39. (Fgv 2009) Dentre as transformações realizadas por um gás ideal, é certo que: a) não há variação da energia interna nas transformações isobáricas. b) a temperatura se mantém constante, tanto nas transformações isotérmicas quanto nas isométricas. c) nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o gás e o recipiente que o contém. d) não há realização de trabalho nas transformações isotérmicas, uma vez que nelas o volume não varia. e) tanto a pressão quanto o volume do gás se mantêm constantes nas transformações isométricas. 40. (Fgv 2009) Para garantir a dosagem precisa, um medicamento pediátrico é acompanhado de uma seringa. Depois de destampado o frasco de vidro que contém o remédio, a seringa é nele encaixada com seu êmbolo completamente recolhido. Em seguida, o frasco é posicionado de cabeça para baixo e o remédio é então sugado para o interior da seringa, enquanto o êmbolo é puxado para baixo. Como consequência da retirada do líquido, o ar que já se encontrava dentro do frasco, expande-se isotermicamente, preenchendo o volume antes ocupado pelo remédio. Página 26 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Ao retirar-se uma dose de 40 mL de líquido do frasco, que continha um volume ocupado pelo ar de 100 mL, o êmbolo encontra certa resistência, devido ao fato de a pressão no interior do frasco ter se tornado, aproximadamente, em Pa, Dados: Pressão atmosférica = 1 × 105 Pa. Suponha que o ar dentro do frasco se comporte como um gás ideal. Considere desprezível o atrito entre o êmbolo e a parede interna da seringa. a) 57 000. b) 68 000. c) 71 000. d) 83 000. e) 94 000. 41. (Fgv 2009) Como não ia tomar banho naquele momento, um senhor decidiu adiantar o processo de enchimento de seu ofurô (espécie de banheira oriental), deixando-o parcialmente cheio. Abriu o registro de água fria que verte 8 litros de água por minuto e deixou-o derramar água à temperatura de 20 °C, durante 10 minutos. No momento em que for tomar seu banho, esse senhor abrirá a outra torneira que fornece água quente a 70 °C e que é semelhante à primeira, despejando água na mesma proporção de 8 litros por minuto sobre a água já existente no ofurô, ainda à temperatura de 20 °C. Para que a temperatura da água do banho seja de 30 °C, desconsiderando perdas de calor para o ambiente e o ofurô, pode-se estimar que o tempo que deve ser mantida aberta a torneira de água quente deve ser, em minutos, a) 2,5. b) 3,0. c) 3,5. d) 4,0. e) 4,5. 42. (Fgv 2009) Sobre as características de resistores exclusivamente ôhmicos, analise: I - a potência elétrica dissipada pelo resistor depende do valor da intensidade da corrente elétrica que o atravessa; Página 27 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE II - a resistividade é uma característica do material do qual o resistor é feito e quanto maior for o valor da resistividade, mantidas as dimensões espaciais, menos condutor é esse resistor; III - a classificação como resistor ôhmico se dá pelo fato de que nesses resistores, os valores da diferença de potencial aplicada e da intensidade de corrente elétrica, quando multiplicados, geram sempre um mesmo valor constante; IV - a potência elétrica total de um circuito elétrico sob diferença de potencial não nula e constituído apenas por resistores é igual à soma das potências dissipadas individualmente em cada resistor, independentemente de como eles são associados. Está CORRETO apenas o contido em: a) I e II. b) I e III. c) III e IV. d) I, II e IV. e) II, III e IV. 43. (Fgv 2009) Aproveitando o momento em que a moda dos cabelos alisados volta a todo vapor, a indústria de chapinhas "Alisabem" corre para lançar-se no mercado, faltando apenas a correta identificação do valor da potência elétrica de seu produto. Chapinha "Alisabem" ESPECIFICAÇÕES Revestimento cerâmico - Massa: 0,7 kg - Diferença de potencial: 110 V - Potência: ??? W -Temperatura máxima: 150 °C O técnico responsável mede o valor da resistência elétrica do produto, obtendo 70 Ù, podendo estimar que a potência dissipada pela chapinha, em W, é, aproximadamente, a) 100. b) 125. c) 150. Página 28 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE d) 175. e) 200. 44. (Fgv 2009) Em 2008, o maior acelerador de partículas já construído foi colocado em funcionamento. Em seu primeiro teste, um feixe de prótons foi mantido em movimento circular dentro do grande anel, sendo gradativamente acelerado até a velocidade desejada. A figura mostra uma secção reta desse anel. Admita que um feixe de prótons esteja sendo conduzido de modo acelerado no sentido do eixo y. De acordo com as leis do eletromagnetismo, os campos elétrico e magnético, nessa ordem, na origem do sistema de eixos indicado, têm sentidos que apontam para o: a) positivo de y e negativo de z. b) positivo de y e positivo de z. c) positivo de y e positivo de x. d) negativo de y e positivo de z. e) negativo de y e negativo de x. 45. (Fgv 2009) Quando uma onda eletromagnética se propaga em um meio material, alguns fatores devem ser levados em conta. Analise-os. I - No vácuo, a luz vermelha e a verde apresentam mesmas velocidades, porém, na água, suas velocidades ficam diferentes. II - A direção de propagação das ondas eletromagnéticas é transversal à direção da vibração da fonte que as produz, independentemente do meio que essas ondas atravessam. III - Nos meios materiais, desde que uma onda eletromagnética possa se propagar, a Página 29 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE velocidade de propagação depende da frequência. É CORRETO o contido em: a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 46. (Fgv 2009) Analise os arranjos de unidades do Sistema Internacional. I - C = W/s II - C = W/V III - C = T. m . A IV - C = (N.s)/(T.m) Tem significado físico o contido em: a) I, apenas. b) IV, apenas. c) I, II e III, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. 47. (Fgv 2008) O engavetamento é um tipo comum de acidente que ocorre quando motoristas deliberadamente mantêm uma curta distância do carro que se encontra à sua frente e este último repentinamente diminui sua velocidade. Em um trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel e o caminhão, que o segue, trafegam no mesmo sentido e na mesma faixa de trânsito, desenvolvendo, ambos, velocidade de 108 km/h. Num dado momento, os motoristas veem um cavalo entrando na pista. Assustados, pisam simultaneamente nos freios de seus veículos aplicando, respectivamente, acelerações de intensidades 3 m/s2 e 2 m/s2. Supondo desacelerações constantes, a distância inicial mínima de separação entre o para-choque do carro (traseiro) e o do caminhão (dianteiro), suficiente para que os veículos parem, sem que ocorra uma colisão, é, em m, de Página 30 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE a) 50. b) 75. c) 100. d) 125. e) 150. 48. (Fgv 2008) Sobre o teto da cabine do elevador, um engenhoso dispositivo coordena a abertura das folhas da porta de aço. No topo, a polia engatada ao motor gira uma polia grande por intermédio de uma correia. Fixa ao mesmo eixo da polia grande, uma engrenagem movimenta a corrente esticada que se mantém assim devido a existência de outra engrenagem de igual diâmetro, fixa na extremidade oposta da cabine. As folhas da porta, movimentando-se com velocidade constante, devem demorar 5 s para sua abertura completa fazendo com que o vão de entrada na cabine do elevador seja de 1,2 m de largura. Dados: diâmetro das engrenagens .... 6 cm diâmetro da polia menor ....... 6 cm diâmetro da polia maior ........ 36 cm ð ............................................ 3 Nessas condições, admitindo insignificante o tempo de aceleração do mecanismo, a frequência de rotação do eixo do motor deve ser, em Hz, de Página 31 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 6. 49. (Fgv 2008) Uma caixa encontra-se sobre um plano horizontal e sobre ela uma força constante de intensidade F atua horizontalmente da esquerda para a direita, garantindolhe um movimento retilíneo e uniforme. Com base nas leis de Newton, analise: I. Uma pessoa, dentro da caixa e impedida de ver o exterior, teria dificuldade em afirmar que a caixa possui movimento relativamente ao plano horizontal. II. A força resultante sobre a caixa é um vetor horizontal, que possui sentido da esquerda para a direita e intensidade igual a F . III. O componente do par ação/reação correspondente à força F é outra força que atua sobre a caixa, horizontalmente, com a mesma intensidade de F , porém de sentido da direita para a esquerda. a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 50. (Fgv 2008) Ao passar pelo ponto A, a uma altura de 3,5 m do nível de referência B, uma esfera de massa 2 kg, que havia sido abandonada de um ponto mais alto que A, possui velocidade de 2 m/s. A esfera passa por B e, em C, a 3,0 m do mesmo nível de Página 32 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE referência, sua velocidade torna-se zero. A parcela de energia dissipada por ações resistentes sobre a esfera é, em J, Dado: g = 10 m/s2 a) 10. b) 12. c) 14. d) 16. e) 18. 51. (Fgv 2008) Usado no antigo Egito para retirar água do rio Nilo, o "shaduf" pode ser visto como um ancestral do guindaste. Consistia de uma haste de madeira onde em uma das extremidades era amarrado um balde, enquanto que na outra, uma grande pedra fazia o papel de contra-peso. A haste horizontal apoiava-se em outra verticalmente disposta e o operador, com suas mãos entre o extremo contendo o balde e o apoio (ponto P), exercia uma pequena força adicional para dar ao mecanismo sua mobilidade. Dados: Peso do balde e sua corda .................... 200 N Página 33 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Peso da pedra e sua corda .................... 350 N Para o esquema apresentado, a força vertical que uma pessoa deve exercer sobre o ponto P, para que o "shaduf" fique horizontalmente em equilíbrio, tem sentido a) para baixo e intensidade de 100 N. b) para baixo e intensidade de 50 N. c) para cima e intensidade de 150 N. d) para cima e intensidade de 100 N. e) para cima e intensidade de 50 N. 52. (Fgv 2008) O diagrama relaciona valores de pressão e volume que ocorrem em determinada máquina térmica. De sua análise, pode-se inferir que a) se a linha 2 fosse uma reta ligando os pontos A e B, ela representaria uma expansão isotérmica do gás. b) a área compreendida entre as duas curvas representa o trabalho realizado sobre o gás no decorrer de um ciclo completo. c) a área formada imediatamente abaixo da linha indicada por 1 e o eixo V equivale, numericamente, ao trabalho útil realizado pelo gás em um ciclo. d) o ciclo representa os sucessivos valores de pressão e volume, que ocorrem em uma máquina podendo ser, por exemplo, uma locomotiva a vapor. e) no ponto indicado por A, o mecanismo apresenta grande capacidade de realização de trabalho devido aos valores de pressão e volume que se associam a esse ponto. 53. (Fgv 2008) Um serralheiro monta, com o mesmo tipo de vergalhão de ferro, a armação esquematizada. Página 34 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A barra transversal que liga os pontos A e B não exerce forças sobre esses pontos. Se a temperatura da armação for aumentada, a barra transversal a) continua não exercendo forças sobre os pontos A e B. b) empurrará os pontos A e B, pois ficará 2 vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir. c) empurrará os pontos A e B, pois ficará ℓ0.á.∆è vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir. d) tracionará os pontos A e B, pois ficará 2 vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir. e) tracionará os pontos A e B, pois ficará ℓ0.á.∆è vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir. 54. (Fgv 2008) Um tubo plástico de comprimento 1 m, com suas extremidades vedadas, contém 100 bolinhas de chumbo. Em uma das extremidades, um termômetro mede a temperatura do ar interior. Sempre mantido em posição vertical, os extremos do tubo são trocados de posição, fazendo com que as bolinhas se movimentem para baixo. Após 100 operações como essa, a temperatura do ar contido terá subido, aproximadamente, Página 35 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Dados: - Aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2. - Desconsiderar os choques entre as bolinhas enquanto descem pelo tubo. - Supor que o sistema é adiabático. - Admita que a queda de cada bolinha seja de 1 m de altura. - Calor específico do ar igual a 1 000 J/(kg.K). - Massa do ar contido no tubo igual a 1 g. - Massa de cada bolinha igual a 1 g. a) 1 102K. b) 1 101K. c) 1 100 K. d) 1 101K. e) 1 102K. 55. (Fgv 2008) Com a finalidade de produzir iluminação indireta, uma luminária de parede possui, diante da lâmpada, uma capa opaca em forma de meio cano. nota: Na figura está representada a posição da lâmpada, escondida pela capa opaca da luminária. No teto, a partir da parede onde está montada a luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está afixada essa luminária foi pintada com uma tinta pouco refletora, o padrão de iluminação projetado sobre esse teto é semelhante ao desenhado em Página 36 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE 56. (Fgv 2008) Um feixe de luz monocromática, proveniente de um meio óptico A, incide sobre a superfície de separação desse meio com um meio óptico B. Após a incidência, o raio segue por entre os dois meios, não refletindo nem penetrando o novo meio. Com relação a esse acontecimento, analise: I. O meio óptico A tem um índice de refração maior que o meio óptico B. II. Em A, a velocidade de propagação do feixe é maior que em B. III. Se o ângulo de incidência (medido relativamente à normal à superfície de separação) Página 37 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE for aumentado, o raio de luz reflete, permanecendo no meio A. IV. Se o raio de luz penetrasse o meio B, a frequência da luz monocromática diminuiria. Está correto o contido apenas em a) I e III. b) II e III. c) II e IV. d) I, II e IV. e) I, III e IV. 57. (Fgv 2008) Sendo k a constante eletrostática e G a constante de gravitação universal, um sistema de dois corpos idênticos, de mesma massa M e cargas de mesma intensidade +Q, estarão sujeitos a uma força resultante nula quando a relação M/Q for igual a a) k/G. b) G/k. c) k / G . d) G / k . e) (k/G)2. 58. (Fgv 2008) A unidade de medida de potencial elétrico do Sistema Internacional é o volt (V), que também é unidade da grandeza física chamada a) força elétrica. b) carga elétrica. c) corrente elétrica. d) força eletromotriz. e) campo magnético. 59. (Fgv 2008) Capaz de cozer salsichas em apenas 20 s, este eletrodoméstico é um verdadeiro eletrocutador. Como uma salsicha tem em média resistência elétrica de 440 kÙ, a passagem da corrente eletrica através dela envolve dissipação de calor, cozinhando-a. Página 38 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A energia empregada para preparar 6 salsichas é, em J, aproximadamente, a) 1,5. b) 2,5. c) 3,5. d) 5,5. e) 7,5. 60. (Fgv 2008) A figura mostra um pulso que se aproxima de uma parede rígida onde está fixada a corda. Supondo que a superfície reflita perfeitamente o pulso, deve-se esperar que no retorno, após uma reflexão, o pulso assuma a configuração indicada em 61. (Fgv 2007) Em uma passagem de nível, a cancela é fechada automaticamente Página 39 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE quando o trem está a 100 m do início do cruzamento. O trem, de comprimento 200 m, move-se com velocidade constante de 36 km/h. Assim que o último vagão passa pelo final do cruzamento, a cancela se abre liberando o tráfego de veículos. Considerando que a rua tem largura de 20 m, o tempo que o trânsito fica contido desde o início do fechamento da cancela até o início de sua abertura, é, em s, a) 32. b) 36. c) 44. d) 54. e) 60. 62. (Fgv 2007) De fato, nossa personagem precisa de uma dieta. Na Terra, a pressão que ela exerce sobre o chão, quando seu corpo está apoiado sobre seus dois pés descalços, é a mesma que exerce uma moça de massa 60 kg, apoiada sobre as solas de um par de saltos altos com área de contato total igual a 160 cm2. Se a área de contato dos dois pés de nossa personagem é de 400 cm2, a massa da personagem, em kg, é a) 160. Página 40 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE b) 150. c) 140. d) 130. e) 120. 63. (Fgv 2007) Quando algum objeto cai dentro da água contida no vaso sanitário, imediatamente, o sifão se encarrega de reestabelecer o nível da água, permitindo que parte dela transborde para o esgoto. Considerando uma situação de equilíbrio entre a água do vaso sanitário e um objeto sólido que nela foi depositado suavemente, analise: I. Flutuando parcialmente ou permanecendo completamente mergulhado, qualquer sólido dentro da água do vaso sanitário está sujeito a uma força resultante vertical voltada para cima. II. Independentemente do corpo flutuar ou não, a força de empuxo tem intensidade igual à do peso do líquido derramado para o esgoto. III. Um objeto que afunde completamente tem seu peso maior que o empuxo que recebe e densidade maior que a densidade da água. IV. Quando um objeto afunda totalmente na água, pode-se concluir que o peso do líquido que escorre pelo sifão é igual ao peso do objeto. Está correto o contido em a) I e II, apenas. b) I e IV, apenas. c) II e III, apenas. d) III e IV, apenas. Página 41 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE e) I, II, III e IV. 64. (Fgv 2007) Ao acender um isqueiro uma pessoa faz com que seu dedão exerça uma força variável direcionada a três ações distintas: I. É preciso vencer a força de atrito estático entre o rolete e a pedra a ele pressionada. II. Superado o atrito estático, a força aplicada não mais necessita ser de tamanho tão elevado e, portanto, pode ser reduzida. Ainda em contato com o rolete, o dedão desce e começa a abaixar a alavanca que libera o gás. III. Uma vez livre do rolete e com a alavanca que libera o gás completamente pressionada, a força é mantida constante durante o tempo que for necessário se ter a chama acesa. O gráfico mostra, hipoteticamente, a intensidade da força exercida por uma pessoa no ato de acender um isqueiro, para cada ação descrita. Nessas condições, o impulso da força exercida pelo dedão sobre o rolete do isqueiro e sobre a alavanca que libera o gás até seu completo abaixamento, tem intensidade, em N.s, de a) 0,05. b) 0,10. c) 0,15. d) 0,20. e) 0,25. 65. (Fgv 2007) Página 42 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A sensação de leveza sentida pela personagem no segundo quadrinho, em contraste com a sensação de peso no primeiro quadrinho, quando na Terra, deve-se ao fato de que a) corpos sobre a superfície lunar têm seus pesos e suas massas reduzidas, uma vez que a atmosfera é rarefeita. b) se um corpo for levado ao espaço, seu peso e sua massa assumem o menor valor possível, já que no espaço há vácuo. c) devido ao maior distanciamento da Terra, corpos levados à superfície da Lua estão sujeitos a uma menor atração gravitacional do planeta, o que lhes confere menor peso. d) a combinação entre a massa da Lua e seu raio gera uma força atrativa sobre a personagem, menor do que a equivalente força gerada pela Terra. e) na Lua, ao contrário do que ocorre na Terra, a ausência de ar inibe a inércia dos corpos, diminuindo-lhes a massa. 66. (Fgv 2007) Nossa personagem soube por uma amiga que uma nova dieta sugeria que beber meio litro de água fresca (22°C) poderia provocar a queima imediata de 100 calorias. De acordo com nossos conhecimentos de calorimetria, se a perda de calorias fosse devida unicamente ao aquecimento da água pelo corpo, haveria muito mais energia para se Página 43 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE "queimar". Levando-se em conta que a água que tomamos, após o equilíbrio térmico com nosso corpo, atinge a temperatura de 37°C se beber meio litro de água, após a queima imediata das 100 calorias, ainda deveria ocorrer a "queima" adicional, em cal, de Dados: - calor específico da água: 1,0 cal/(g°C) - densidade da água: 1,0 g/mL a) 5 700. b) 5 900. c) 6 300. d) 6 800. e) 7 400. 67. (Fgv 2007) A REALIDADE E A IMAGEM O arranha-céu sobe no ar puro lavado pela chuva E desce refletido na poça de lama do pátio. Entre a realidade e a imagem, no chão seco que as separa, Quatro pombas passeiam. (Manuel Bandeira) Diante da suntuosa fachada neoclássica do arranha-céu, uma pomba observa o reflexo de parte de uma coluna em uma poça a sua frente. Dentre os pontos indicados, a pomba vê por reflexão, nessa poça, apenas a) B. b) C. Página 44 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE c) A e B. d) B e C. e) D e E. 68. (Fgv 2007) Em plena aula, o professor de Física descobriu acertadamente o motivo pelo qual um de seus alunos tinha que usar óculos. De posse dos óculos desse aluno, verificou que ambas as lentes possuíam bordos mais espessos que seus centros. Em seguida, olhando através de cada lente e voltando sua atenção a um friso horizontal na parede, girou-as paralelamente à parede, constatando que para ambas, o friso visto através das lentes, não sofria qualquer inclinação. Naturalmente, as lentes em questão eram a) cilíndricas e convergentes. b) cilíndricas e divergentes. c) esféricas e convergentes. d) esféricas e divergentes. e) parabólicas e convergentes. 69. (Fgv 2007) Em relação aos principais conceitos da eletrostática, é correto afirmar que a) um pêndulo eletrostático neutro é atraído tanto por um corpo eletrizado negativamente como por um corpo eletrizado positivamente, devido à indução. b) no processo de eletrização por atrito de dois corpos condutores, um fio terra pode ser conectado entre esses dois corpos, permitindo a obtenção de cargas mais elevadas. c) um corpo carregado eletricamente possui diferentes quantidades de cargas positivas e negativas, de modo que, aquele que nomeamos como positivamente carregado, possui elétrons em excesso. d) os conceitos de campo elétrico e de potencial elétrico são bastante semelhantes, visto que ambos envolvem o conhecimento da intensidade, da direção e do sentido de aplicação dos vetores de campo e de potencial elétrico. e) quando dois corpos carregados eletricamente, mesmo que de formatos distintos, se encostam, há uma partilha de cargas elétricas de tal modo que ambos fiquem com cargas de mesmo tipo e intensidade. 70. (Fgv 2007) O comportamento magnético dos corpos costuma causar grandes Página 45 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE dúvidas e curiosidades nas pessoas. Sobre este tema, é correto afirmar que a) cargas elétricas em repouso geram ao seu redor um campo magnético. b) um ímã sujeito a altas temperaturas tende a perder suas propriedades magnéticas. c) é possível obter um único polo magnético isolado quebrando-se um ímã em dois pedaços iguais. d) ímãs elementares em uma mesma barra metálica magnetizada assumem orientações diversas. e) em uma onda eletromagnética os vetores que indicam os campos elétrico e magnético em determinado ponto são paralelos. 71. (Fgv 2007) Observando uma onda unidimensional, que se propaga com velocidade constante e sem perda de energia, produzida pela sucessão de uma série de abalos de mesma frequência, tem-se que o afastamento entre duas cristas consecutivas representa a grandeza física denominada a) altura. b) amplitude. c) frequência. d) comprimento de onda. e) velocidade de propagação da onda. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 3 QUESTÕES: Vendedores aproveitam-se da morosidade do trânsito para vender amendoins, mantidos sempre aquecidos em uma bandeja perfurada encaixada no topo de um balde de alumínio; dentro do balde, uma lata de leite em pó, vazada por cortes laterais, contém carvão em brasa (figura 1). Quando o carvão está por se acabar, nova quantidade é reposta. A lata de leite é enganchada a uma haste de metal (figura 2) e o conjunto é girado vigorosamente sob um plano vertical por alguns segundos (figura 3), reavivando a chama. Dados: π = 3,1 g = 10 m/s2 72. (Fgv 2007) Página 46 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Ao girar a lata com carvão, fazendo-a descrever arcos de circunferência de raio 80 cm, o vendedor concentra-se em fazer com que sejam dadas duas voltas completas no tempo de um segundo. Nessas condições, a velocidade escalar média com que o ar, que relativamente ao chão está em repouso, toca o corpo da lata, em m/s, é, aproximadamente, a) 6. b) 8. c) 10. d) 12. e) 14. 73. (Fgv 2007) Mantendo o movimento circular de raio 80 cm, a menor velocidade que a lata deve possuir no ponto mais alto de sua trajetória para que o carvão não caia da lata é, em m/s, a) 2 b) 2 c) 2 2 Página 47 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE d) 4 e) 4 2 74. (Fgv 2007) No momento em que o braseiro atinge o ponto mais baixo de sua trajetória, considerando que ele descreve um movimento no sentido anti-horário e que a trajetória é percorrida com velocidade constante, dos vetores indicados, aquele que mais se aproxima da direção e sentido da força resultante sobre a lata é Página 48 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Gabarito: Resposta da questão 1: [C] As figuras abaixo representam os sucessivos deslocamentos vetoriais e seus módulos, bem como o deslocamento resultante. Calculando o módulo do deslocamento resultante: d2 502 4002 d2 162.500 d 403 km. O tempo total gasto nesses deslocamentos é: 12 18 t 1 0,3 1 0,5 h 1,5 h. 60 60 A velocidade vetorial média tem módulo: d 403 t 1,5 vm 270 km / h. vm vm 268,7 km / h Resposta da questão 2: [B] Página 49 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Analisando cada um dos trechos: [I] o módulo da velocidade escalar cresce linearmente com o tempo: o movimento é uniformemente variado, acelerado. [II] o módulo da velocidade escalar é constante e não nulo: o movimento é uniforme. [III] o módulo da velocidade escalar decresce linearmente com o tempo: o movimento é uniformemente variado, retardado. Resposta da questão 3: [D] As figuras mostram as forças agindo no alpinista A na direção da tendência de escorregamento (x) e direção perpendicular à superfície de apoio (y). No alpinista B, as forças são verticais e horizontais. Como os dois estão em repouso, e considerando que o alpinista B esteja na iminência de escorregar, temos: A B T Fat A Px A NA Py A T FatB FatB Px A - Fat A FatB PA sen 60 NA NB PB FatB PA sen 60 PA cos60° FatB 1.000 0,87 0,1 1.000 0,5 870 50 FatB 820 N. Resposta da questão 4: Página 50 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE [C] A figura 1 mostra as forças (peso e normal) agindo nesse corpo. A resultante dessas forças é a centrípeta (figura 2). Na figura 2, o triângulo é retângulo: R tg C P v m v2 R mg tg v2 v2 R g tg Rg R g tg . Resposta da questão 5: Sem resposta. Gabarito Oficial: [B] Gabarito SuperPro®: Sem resposta. Página 51 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Dados: vA = 72 km/h = 20 m/s; vB = 108 km/h = 30 m/s; h = 100 m; m = 1.000 kg. A figura mostra as forças que agem no carro, supondo que o motor esteja em “ponto morto” ou que o carro esteja na “banguela”. Aplicando o Teorema da Energia cinética, temos: WR WP WN WF d WF d m vB2 m v 2A m g h 0 WF d 2 2 m vB2 m v 2A 103 m g h 302 202 103 10 100 2 2 2 WF 2,5 105 10 105 d WF 7,5 105 J. d Comentário: Caso a questão pedisse o módulo do trabalho das forças dissipativas de A até B, a resposta seria a alternativa [B], como dado pelo gabarito oficial. Resposta da questão 6: [E] Dados: v0 = 0; v = 144 km/h = 40 m/s; m = 1.000 kg; t 20s; PT 75.000 W 7,5 104 W. Calculando a energia cinética adquirida pelo veículo: Página 52 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Ecin m v2 m v02 1000 402 0 Ecin 80 104 J. 2 2 2 A potência útil é: Pu Ecin 80 104 t 20 Pu 4 104 W. Calculando o rendimento do motor: P 4 104 u 0,53 53%. PT 7,5 104 Resposta da questão 7: [D] Dados: mT 6 1024 kg; mT 11026 kg; dTS 1,5 1011m; dNS 4,5 1012m. Da lei de Newton da Gravitação: G M mT FST dTS 2 F G M mN SN dNS 2 F dNS G M mT ST 2 FSN G M mN d 2 TS 2 d FST mT NS FSN mN dTS 2 F 6 1024 4,5 1012 ST 6 102 9 102 26 11 FSN 1 10 1,5 10 FST 54. FSN Resposta da questão 8: [B] Tomemos as unidades primitivas no SI das demais grandezas presentes na expressão dada: Página 53 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE [força] [massa] [aceleração] [F] [kg] [m s2 ]; [área] [comprimento]2 [A] [m2 ]; [velocidade] [comprimento/ tempo] [v] [m s1]. Isolando K: Far K A v K Far Av K kg m s2 m2 1 K Far A 1 v 1 m s1 1 K kg m s2 m2 m 1 s1 K kg m2 s1 . Resposta da questão 9: [B] Como o sistema é conservativo a energia mecânica total é constante e diferente de zero (gráfico III). Se a energia total é constante quando a energia potencial diminui a cinética deve aumentar ou quando Ep = máxima Ec =0 (gráfico I). Resposta da questão 10: [A] Como o sistema é isolado de forças externas, podemos aplicar a conservação da quantidade de movimento: QTF QTI m1V1 m2 V2 m1u1 m2u2 75 1,5 25 1,5 75u1 25 3 u1 0 Página 54 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 11: [D] Observe as forças que agem na gangorra. Os momentos das forças devem anular-se. Portanto: 440x 400 1,7 420 1 440x 1100 x 2,5m Resposta da questão 12: [E] O branco é a união de todas as cores. Uma camisa nos parece vermelha, porque iluminando-a com luz branca o material só reflete a componente vermelha da luz. Branco reflete qualquer cor. Vermelho só reflete vermelho. Azul só reflete azul. E assim sucessivamente. Amarelo não reflete azul preta. Branco reflete azul azul. Resposta da questão 13: [C] Página 55 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A substituição resultou em uma diminuição de potência de: P (10 60 2 100) 12 25 500W 0,5kW Esta troca resultou em uma diminuição de consumo de: P E E 0,5 E 60kWh t 4x30 O que representa um percentual de: 60 100 25% 240 Resposta da questão 14: [E] Dados: R = 6 cm = 6 10–2 m; f = 0,25 Hz; = 3,1. v = 2 R f = 2 (3,1) (6 10–2) (0,25) v = 9,3 10–2 m/s. Resposta da questão 15: [D] Dados: F = 30 N; S = 800 m. O trabalho (W) de uma força constante ( F ) é dado pela expressão: WF F S cos . Como a força é paralela ao deslocamento, = 0°, cos = 1. Então: WF 30 (800) = 24.000 J = 24 kJ. Resposta da questão 16: [D] Dados: quantidade de anéis: n = 100; Volume de água em cada anel: V = 1 cm3 = 10–6 m3 ; Densidade da água: d = 1 g/cm3 = 103 kg/m3; Altura de elevação: h = 2 m; Período de rotação do eixo: T = 2 s. Página 56 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE O volume total de água contido nos 100 anéis é: VT = n V = 100 (10-6) m3 = 10–4 m3. Esse volume representa uma massa de: M = d VT = 103 (10–4) = 10–1 kg. O tempo de elevação dessa massa de água é: t = 100 T = 100 (2) = 200 s. A Potência útil da fonte de rotação é: P= 101 (10) (2) EPotencial M g h 2 1 = P= P = 1,0 10–2 W. 200 200 100 t t Resposta da questão 17: [D] Dados: E = 94.684.781 MWh 9,5 107 MWh = 9,5 1013 Wh; L = 0,45 108 J/kg. Transformando essa quantidade de energia em joules: E = 9,5 1013 Wh = (9,5 1013 W) (3,6 103 s) = 3,4 1017 J. Para o Petróleo: E = mL m = E 3,4 1017 = = 7,5 109 kg = 7,5 106 toneladas 8 L 0,45 10 m = 7,5 milhões de toneladas. Resposta da questão 18: [B] Analisando cada uma das proposições: Página 57 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE I. Errada. Se colocado em água doce o ovo vai para o fundo, é porque ele é mais denso: dovo > ddoce ddoce < dovo. Se na água salgada o ovo flutua, então: dovo < dsalg. Reunindo as duas conclusões, temos: ddoce < dovo < dsalg. II. Correta. O empuxo é igual ao peso de líquido deslocado. III. Errada. A pressão não afeta, pois qualquer variação é transmitida integralmente em todas as direções a todos os pontos do líquido. Resposta da questão 19: [C] No gráfico da força pelo tempo apresentado no enunciado, o impulso é numericamente igual a área do gráfico. I 0,6 (8) 2,4 N.s 2 Pelo Teorema do Impulso: o impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento (Q) I = Q = m v 2,4 = 0,1 (v – 0) v = 24 m/s. Resposta da questão 20: [A] Página 58 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE 1 GM 3 Dados: R = 6,4 10 m; 2 2,2 104 m.s-2/3; T = 24 h = (24 3.600)s; (24 3.600 4 6 s)2/3 = 2,2 103 s2/3. A força gravitacional sobre o satélite tem a função de resultante centrípeta. Assim: Rcent = Fgrav Mas: v = m v2 G M m . r r2 S 2r . Então: t T 2 GM 2r T r G M T2 42r 2 GM r3 2 42 r T r 3 G M T2 42 1 2 G M 3 r = 2 T3 . Substituindo os dados, temos: 4 r = (2,2 104) (2 103) 4,4 107 m = 44 106 m. Da figura: r = R + h h = r – R = 44 106 – 6,4 106 = 37,6 106 m = 37,6 103 km h = 37.600 km. Resposta da questão 21: [B] Página 59 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Dados: W = 80.000 cal; Q = 60.000 cal. Da primeira lei da termodinâmica: U = Q – W U = 60.000 – 80.000 U = – 20.000 cal. O sinal (–) indica que a energia interna diminuiu. Resposta da questão 22: [E] Dados: d = 0,9 kg/L; c = 0,5 cal/(g.°C; V = 4 L; t = 12 min; = 80% = 0,8; T = (200 – 20) = 180 °C Da expressão da densidade: d= m m = d V = 0,9 (4) = 3,6 kg = 3.600 g. V Da expressão do calor sensível: Q = m c T Q = 3.600 (0,5) (180) = 324.000 cal. O fluxo de energia útil é: U = Q 324.000 27.000 cal/min = 1.620.000 cal/h = 1.620 kcal/h; t 12 Considerando o rendimento de 80%, temos: = U 1.620 1.620 0,8 = T T = 2.025 kcal/h 2.000 kcal/h. 0,8 T T Resposta da questão 23: [A] O esquema a seguir mostra a região de sombra pela influência exclusiva das duas fontes. Página 60 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Observando-o, notamos que a base do poste está iluminada, enquanto que, a lixeira e o banquinho estão na região de sombra. Resposta da questão 24: [C] Se os raios penetram no vidro fosco, ocorre refração. Se os raios deixam de ser paralelos eles se espalham (difundem). Resposta da questão 25: [A] Ambos os espelhos são côncavos, possuindo, então, abscissas focais positivas. Da equação dos pontos conjugados: pf 1 1 1 p' . f p p' pf Página 61 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Para o espelho da esquerda: f1 = 2 m e p1 = 1 m. p1' 1 2 p1' – 2 m (imagem virtual atrás do espelho). 1 2 Para o espelho da direita: f2 = 5 m e p2 = 1 m. p'2 5 1 5 m (imagem virtual atrás do espelho). p1' 4 1 5 De acordo com a figura (fora de escala), temos: D=2+2+ 5 21 D= m. 4 4 Resposta da questão 26: [A] Em cada uma das extremidades das quatro diagonais que passam pelo centro do cubo há duas cargas de mesmo módulo e de mesmo sinal. Elas exercem na carga central (também de mesmo sinal e mesmo módulo que as dos vértices) forças de mesma intensidade e de sentidos opostos. Portanto, essas forças se equilibram, sendo então nula a resultante dessas forças. Resposta da questão 27: [B] Página 62 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Analisando cada uma das proposições: I. Errada. Numa associação em série, se um dos resistores queima, interrompe-se a corrente, desligando o circuito. II. Errada. Numa associação em série, a tensão total é dividida proporcionalmente às resistências, sendo, então 110 V em cada lâmpada. III. Errada. As lâmpadas não se queimarão, pois estarão funcionando segundo suas características nominais, 110 V. IV. Correta. Independentemente das características nominais, cada lâmpada estará submetida à tensão de 110 V. Resposta da questão 28: [B] Analisando cada uma das proposições: I. Errada. Se o corpo fosse de material ferromagnético, ele seria sempre atraído, qualquer que fosse o sentido da corrente. II. Errada. A primeira figura mostra que, quando a corrente flui de A para B, na extremidade do eletroímã voltada para o elemento “X” forma-se um polo Norte. Assim, se esse elemento fosse um ímã permanente com a extremidade Norte voltada para o eletroímã, haveria repulsão entre ambos, e o mecanismo não seria armado. III. Correta. Quando a corrente flui de B para A, na extremidade do eletroímã voltada para o elemento “X” forma-se um polo Sul. Se esse elemento é um ímã permanente com o polo Norte voltado para o eletroímã, ele é, então, atraído, armando o mecanismo. Quando se inverte a corrente no eletroímã, há repulsão, desarmando o mecanismo. IV. Errada. Fosse o elemento “X” uma outra bobina idêntica, ligada aos mesmos terminais, as polarizações seriam como indicado na figura a seguir. Haveria atração entre os polos Norte e Sul das duas bobinas, armando o mecanismo. Mas quando se Página 63 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE invertesse a corrente, os polos também seriam invertidos, continuando a atração e o mecanismo não seria desarmado. Resposta da questão 29: [E] Analisando a figura ao lado, notamos que no espaço entre as árvores cabem 4 comprimentos de onda. Assim: 4 = 120 = 30 m. Sendo a frequência igual a 0,5 Hz, da equação fundamental de ondulatória, temos: v = f = 30 0,5 v = 15 m/s. Resposta da questão 30: [E] Página 64 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE O gráfico nos dá a menor intensidade sonora que cada ouvido da pessoa pode perceber, ou seja: somente são escutados sons com intensidades acima da linha do gráfico para cada ouvido. Por exemplo, para a frequência de 1.000 Hz, o ouvido direito começa a ouvir a partir da intensidade de 63 dB e o esquerdo, a partir de 38 dB. Portanto, para frequências acima de 200 Hz, ele ouve melhor com o ouvido esquerdo do que com o ouvido direito. Para frequência abaixo de 200 Hz, ele ouve melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. Assim, analisemos as opções: a) Errada. Como mostra o gráfico, há uma pequena faixa onde a linha de 18 dB está acima dos dois gráficos, portanto os dois ouvidos podem escutar um sussurro de 18 dB. b) Errada. Um som de frequência 440 Hz o ouvido esquerdo escuta a partir de 28 dB e, o direito, a partir de 41 dB. c) Errada. d) Errada. e) Correta. Interpretando sussurros como sons de nível sonoro abaixo de 15 dB, frequências abaixo de 200 Hz, apenas o ouvido direito escuta. Resposta da questão 31: [B] Página 65 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Dados: Atampa = 9 10–6 m2, Dêmbolo = 30 mm = 3 10–2 m; Fêmbolo = 4 N. Do teorema de Pascal, a pressão é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido: Ptampa = Pêmbolo Ft At a a F m ê p mA eˆ p ma ma b b o o l o l o Ft a m 6 9 10 Fpê am b D2 4 Ftampa 4 9 106 4 9 106 2 Fêmbolo 9 104 3 102 Ftampa Fêmbolo –2 4 10 . Resposta da questão 32: [A] Se não há rotação, o somatório dos momentos em relação ao eixo de rotação é nulo. Então, analisando o esquema acima: F (8) = F’ (4) 2 (8) =4 F’ F’ = 4 N. Resposta da questão 33: [E] Resolução Página 66 de 77 o l o LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Esta questão é equivalente a um trem ultrapassando uma ponte. No caso o trem é a procissão e a ponte o espaço desde a saída até a rua solicitada. Como os quarteirões são quadrados A = L2 = 10000 L = 100 m Assim a procissão, de 240 m, deve atravessar um trecho de 100 + 10 + 10 = 120 m O tempo total de travessia então será: v = S/t 0,4 = (120 + 240)/t t = 360/0,4 = 900 s = 15 minutos Resposta da questão 34: [B] Resolução A velocidade com a qual a cana é puxada é igual a velocidade tangencial dos cilindros. Os cilindros giram com a mesma frequência da roda de 24 dentes. A manivela completa uma volta a cada 30 s, o que significa que o período da manivela e da pequena engrenagem acoplada a ela é de 30 s. Como a engrenagem maior é 24/10 = 2,4 vezes mais lenta que a pequena então ela terá período de 30.2,4 = 72 s. Este é o período dos cilindros. A velocidade dos cilindros é v = (2r)/T v = (2.3.4)/72 = 0,33 cm/s Resposta da questão 35: [B] Resolução A força pedida é aquela que equilibra a componente do peso da jabuticaba na mesma direção paralela ao galho. Página 67 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE F = m.g.sen = 8.10-3.10.0,54 = 43,2.10-3 = 0,0432 N Resposta da questão 36: [B] Resolução Como não há variação da energia potencial, a variação da energia mecânica está toda na forma cinética. A variação de energia é, portanto, o trabalho realizado. Assim 1800 – 600 = 1200 J Resposta da questão 37: [A] Resolução A força resultante em A é dada por F = E – P = d.g.V – m.g F = d.g.V – m.g = 103.10.10-3 – 0 (pois a massa do flutuador está desprezada) F = 10 N Pela lei das alavancas a força em C será: FA.bA = FC.bC 10.5.bC = FC.bC FC = 50 N Resposta da questão 38: [D] Resolução Página 68 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Se o sistema é isolado de forças externas e está em repouso, a resultante das forças internas do sistema deve ser nula e a quantidade de movimento constante. Resposta da questão 39: [C] Resolução Nas transformações isobáricas a pressão permanece constante, variando assim, o volume e a temperatura. Se a temperatura varia a energia interna varia, o que invalida a opção A. Nas transformações isométricas o volume permanece constante, e desta forma, pressão e temperatura variarão, o que invalida a opção B. Não há trabalho, de fato se o volume não varia, nas transformações isométricas ou isovolumétricas. O que invalida a opção D. Nas transformações isométricas apenas o volume permanece constante, a pressão e a temperatura variam, o que invalida a opção E. Apenas na opção C temos correção, pois de fato nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o gás e o recipiente, além é claro do meio externo. Resposta da questão 40: [C] Resolução O volume inicial de ar é 100 mL O volume final de ar é 140 mL Processo isotérmico p.V = constante 105.100 = p.140 p = 0,71.105 Pa = 71000 Pa Página 69 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 41: [A] Resolução Na condição de equilíbrio térmico Qágua fria + Qágua quente = 0 (m.c.T)água fria + (m.c.T)água quente = 0 8.10.1.(30 – 20) + 8.x.1.(30 – 70) = 0 80.10 + 8.x.(-40) = 0 800 – 320.x = 0 800 = 320.x 800/320 = x x = 2,5 minutos Resposta da questão 42: [D] Resolução Pelas expressões de potência em um resistor P = U.i = r.i2 deduz-se que a afirmação I é verdadeira. Quanto maior a resistividade maior a resistência do resistor, logo menor seu poder condutor. O resistor é ôhmico se sua resistência elétrica é constante, o que torna III falsa. A afirmação IV é verdadeira. Página 70 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 43: [D] Resolução U2 1102 12100 P U.i 173 W R 70 70 Resposta da questão 44: [A] Resolução Se os prótons, que são positivos, viajam na direção e sentido do eixo y, e são mantidos assim pelos campos elétrico e magnético, então o campo elétrico deve ter o mesmo sentido do eixo y para acelerar o próton e o campo magnético deve apontar para o sentido negativo do eixo z para que a força magnética aponte (pela regra da mão direita) para o centro do anel, funcionando assim como resultante centrípeta. Resposta da questão 45: [E] Resolução Para diferentes cores, ou seja, diferentes comprimentos de onda, as velocidades da luz serão diferentes em meios que não o vácuo. Desta forma a afirmação I é verdadeira. As ondas eletromagnéticas são transversais o que valida a afirmação II. Pela expressão v = .f a afirmação III é verdadeira. Página 71 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 46: [B] Resolução As unidades representadas são coulomb, C; watt, W; segundo, s; volt, V; tesla, T; metro, m; ampère, A e newton, N. A unidade testa é unidade de campo magnético, que aparece na expressão da força magnética em um fio associada a uma corrente elétrica que percorre este fio, ou seja, F = B.i.L, onde L é o comprimento deste fio. Em unidades SI F = B.i.L N = T.A.m Mas a unidade ampere, A, equivale a coulomb/segundo, C/s. Então: N = T.A.m N = T.(C/s).m Disto se tem que: C = N.s/(T.m) que é a expressão do item IV. Resposta da questão 47: [B] Resposta da questão 48: [D] Resposta da questão 49: [A] Resposta da questão 50: Página 72 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE [C] Tomando B como referência: 1 1 EtA mghA mV 2 2x10x3,5 x2x22 74J 2 2 EtB mghB 2x10x3,0 60J Energia dissipada = 74 - 60 = 14J. Resposta da questão 51: [D] Resposta da questão 52: [B] Resposta da questão 53: [A] Resposta da questão 54: [E] Dados: mb = 1 g = 10-3 kg; mar = 1 g = 10-3 kg; car = 1.000 J/kg.K; h = 1 m; g = 10 m/s2; N = 100 vezes; n = 100 bolinhas. Página 73 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE A questão é ruim, pois para se chegar à resposta oficial tem-se que desprezar o calor absorvido pelas bolinhas, uma vez que não foi dado o calor específico sensível do chumbo. Tem-se que considerar que todo calor liberado nos choques das bolinhas ao final de cada queda é absorvido pelo ar. Nessas condições: Epot Q N n mb g h mar car 100 100 103 10 1 103 1.000 1 102 K. Resposta da questão 55: [A] Resposta da questão 56: [A] Resposta da questão 57: [C] Resposta da questão 58: [D] Resposta da questão 59: [C] Resposta da questão 60: [D] Página 74 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 61: [A] Resposta da questão 62: [B] Resposta da questão 63: [C] Resposta da questão 64: [E] Resposta da questão 65: [D] Resposta da questão 66: [E] Resposta da questão 67: [E] Os raios de luz provenientes da região escura chegarão aos olhos da pomba. Todos os pontos desta região poderão ser vistos. Página 75 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE Resposta da questão 68: [D] Resposta da questão 69: [A] Resposta da questão 70: [B] Resposta da questão 71: [D] Resposta da questão 72: [C] Resposta da questão 73: [C] Resposta da questão 74: Página 76 de 77 LISTA DE EXERCÍCIOS – FGV – 3ª SÉRIE [A] Página 77 de 77