Física - Etapa

Questão 46
Questão 48
Do alto de um edifício, lança-se horizontalmente uma pequena esfera de chumbo com
velocidade de 8 m/s. Essa esfera toca o solo
horizontal a uma distância de 24 m da base
do prédio, em relação à vertical que passa
pelo ponto de lançamento. Desprezando a resistência do ar, a altura desse prédio é:
Um corpo de peso P sobe o plano inclinado
com movimento acelerado, devido à ação da
força horizontal F, de intensidade igual ao
dobro da de seu peso. O atrito entre as superfícies em contato tem coeficiente dinâmico
igual a 0,4. O valor da aceleração do corpo é:
Adote
g = 10 m/s2
a) 45 m
d) 30 m
b) 40 m
e) 20 m
c) 35 m
alternativa A
a) 3,5 m/s2
d) 2,0 m/s2
A projeção horizontal da trajetória da esfera realiza um MU. Assim, temos:
∆x = v ⋅ t ⇒ 24 = 8 ⋅ t ⇒ t = 3 s
A projeção vertical realiza um MUV. Assim, a altura (h) do prédio é dada por:
gt 2
10 ⋅ 3 2
h =
=
⇒ h = 45 m
2
2
b) 3,0 m/s2
e) 1,5 m/s2
c) 2,5 m/s2
Dados:
g = 10 m/s2
cos α = 0,8; sen α = 0,6
alternativa D
Isolando o corpo e marcando as forças, vem:
Questão 47
Em uma pista retilínea, um atleta A com velocidade escalar constante de 4,0 m/s passa por
outro B, que se encontra parado. Após 6,0 s
desse instante, o atleta B parte em perseguição ao atleta A, com aceleração constante e o
alcança em 4,0 s. A aceleração do corredor B
tem o valor de:
b) 4,0 m/s2
c) 3,5 m/s2
a) 5,0 m/s2
2
2
d) 3,0 m/s
e) 2,5 m/s
alternativa A
O intervalo de tempo entre o primeiro e o segundo encontro é de 10 s. Como o atleta A realiza
um MU, a distância percorrida por ele nesse intervalo de tempo é d = v ⋅ t = 4,0 ⋅ 10 = 40 m.
Como, até o encontro, o atleta B percorre em
MUV a mesma distância em 4,0 s, temos:
(4,0) 2
t2
d =a⋅
⇒ 40 = a ⋅
⇒
2
2
⇒
a = 5,0 m/s 2
Na direção perpendicular ao movimento, temos:
N = P cosα + F senα ⇒
⇒ N = mg cosα + 2mg senα ⇒
⇒ N = m ⋅ 10 ⋅ 0,8 + 2 ⋅ m ⋅ 10 ⋅ 0,6 ⇒
⇒ N = 20 m
Na direção do movimento, do Princípio Fundamental da Dinâmica, obtemos:
R = mγ ⇒ F cosα − P senα − fat. = mγ ⇒
⇒ 2mg cosα − mg senα − µ ⋅ N = mγ ⇒
⇒ 2m ⋅ 10 ⋅ 0,8 − m ⋅ 10 ⋅ 0,6 − 0,4 ⋅ 20m =
= mγ ⇒
γ = 2,0 m/s 2
física 2
Questão 49
A intensidade da força elástica (F), em função
das respectivas deformações (x) das molas A
e B, é dada pelo gráfico abaixo.
Quando um corpo de 8 N é mantido suspenso
por essas molas, como mostra a figura, a
soma das deformações das molas A e B é:
fio que passa pelas polias se rompe e os corpos
caem livremente. No instante do impacto com
o solo, a energia cinética do corpo B é 9,0 J. A
massa do corpo A é:
a) 4,0 kg
d) 1,0 kg
b) 3,0 kg
e) 0,5 kg
c) 2,0 kg
alternativa D
Da conservação da energia mecânica para o corpo B e adotando Eg = 0 para o solo, temos:
inicial
final
Em
= Em
⇒ mB ⋅ g ⋅ h = 9,0 ⇒
a) 4 cm
d) 12 cm
b) 8 cm
e) 14 cm
c) 10 cm
alternativa E
⇒ mB ⋅ 10 ⋅ 1,8 = 9,0 ⇒ mB = 0,5 kg .
As forças que atuam sobre os corpos antes do
rompimento do fio são dadas por:
Do gráfico, temos que as constantes elásticas das
molas A e B são dadas respectivamente por:
FA = k A ⋅ x A ⇒ 6 = k A ⋅ 3 ⇒ k A = 2 N /cm
FB = k B ⋅ xB ⇒ 4 = k B ⋅ 5 ⇒ k B = 0,8 N /cm
Sendo a força (F = 8 N) igual para as duas molas,
as deformações das molas A e B são dadas por:
F = k A ⋅ X A ⇒ 8 = 2 ⋅ X A ⇒ X A = 4 cm
F = k B ⋅ X B ⇒ 8 = 0,8 ⋅ X B ⇒ X B = 10 cm
Assim,
X A + X B = 14 cm .
Questão 50
O sistema a seguir, de fios e polias ideais, está
em equilíbrio. Num determinado instante, o
Do equilíbrio, vem:
PA = 2T
PB = T
⇒ PA = 2 PB ⇒
⇒ m A ⋅ g = 2 mB ⋅ g ⇒ m A = 2 ⋅ 0,5 ⇒
⇒
m A = 1,0 kg
física 3
alternativa B
Questão 51
Estabelecendo a proporção entre as escalas, temos:
Embora a unidade de medida de pressão no
S.I. seja o pascal (Pa), é comum vermos no
dia-a-dia o uso de uma “unidade” popular denominada m.c.a. (metro de coluna d’água).
Na verdade, essa expressão não representa
efetivamente uma unidade de medida da
grandeza pressão, mas uma equivalência com
a pressão exercida por uma coluna d’água vertical sobre sua base inferior. Se considerarmos
a densidade da água como sendo 1g/cm3 e a
aceleração gravitacional local igual a 9,8 m/s2 ,
independentemente da pressão atmosférica,
1 m.c.a. equivale a:
a) 0,98 Pa
b) 9,8 Pa
c) 9,8 . 103 Pa
d) 9,8 . 105 Pa
6
e) 9,8 . 10 Pa
alternativa C
Como 1 m.c.a. equivale à pressão exercida por
uma coluna de água de 1 m de altura e sendo
1 g/cm 3 = 1 ⋅ 10 3 kg/m 3 , da Lei de Stevin, temos:
p = µ ⋅ g ⋅ h ⇒ p = 1 ⋅ 10 3 ⋅ 9,8 ⋅ 1 ⇒
⇒
82 − 20
θ − 20
=
⇒ θ = 51o B
40 − 20 30 − 20
Questão 53
O gráfico mostra os comprimentos de duas
hastes metálicas, A e B, em função da temperatura a que são submetidas. A relação
 αA 

 entre o coeficiente de dilatação linear
 αB 
do material da barra A e o coeficiente de dilatação linear do material da barra B é:
p = 9,8 ⋅ 10 3 Pa
Questão 52
A coluna de mercúrio de um
termômetro está sobre duas escalas termométricas que se relacionam entre si. A figura ao
lado mostra algumas medidas
correspondentes a determinadas temperaturas. Quando se
encontra em equilíbrio térmico
com gelo fundente, sob pressão
normal, o termômetro indica
20 o nas duas escalas. Em equilíbrio térmico com água em
ebulição, também sob pressão
normal, a medida na escala A é
82 oA e na escala B:
o
a) 49 B
c) 59 o B
e) 69 o B
o
b) 51 B
d) 61 o B
a) 0,75
d) 1,00
b) 0,80
e) 1,25
c) 0,90
alternativa A
Dos valores constantes no gráfico e da expressão
da dilatação linear (∆L = L0 ⋅ α ⋅ ∆θ), temos:
3 = 20 ⋅ α A ⋅ 5
3 = 15 ⋅ αB ⋅ 5
física 4
Dividindo as expressões, vem:
αA
= 0,75
αB
Questão 54

cal 
 e óleo
Massas iguais de água  c = 1
g
⋅ o C 


cal 
 c = 0,4
 foram aquecidas, após terem
g ⋅ o C 

recebido iguais quantidades de calor. Nessas
condições, a água sofre o acréscimo de temperatura de 10 oC. O acréscimo de temperatura
do óleo foi de:
b) 10 oC
a) 5 oC
o
c) 15 oC
o
d) 20 C
e) 25 C
alternativa E
A alternativa cujas afirmações preenchem
corretamente as lacunas na ordem de leitura
é:
a) isotérmica e isotérmica
b) isovolumétrica e isotérmica
c) isotérmica e isovolumétrica
d) isobárica e isovolumétrica
e) isovolumétrica e isobárica
alternativa D
Do estado A para o estado B, temos uma transformação a pressão constante, portanto, isobárica. De B para C temos uma transformação a volume constante, portanto, isovolumétrica.
Questão 56
Na figura abaixo, temos a ilustração de quatro lentes delgadas de mesmo material,
imersas no ar. O índice de refração absoluto
do ar é praticamente igual a 1.
Pela Equação Fundamental da Calorimetria,
Q = mc∆θ, temos:
mca ∆θa = mco ∆θo ⇒ 1 ⋅ 10 = 0,4 ⋅ ∆θo ⇒
⇒
∆θo = 25 oC
Questão 55
O gráfico a seguir mostra como varia a pressão de um gás ideal em função do volume por
ele ocupado. As curvas T1 e T2 são chamadas
isotermas e as setas mostram duas transformações sucessivas que o gás sofre desde o estado A até o estado C. De A para B temos
uma transformação _______________ e de B
para C, uma transformação _______________ .
Na equação de Gauss para as lentes delga1
1
1
das,
, adotamos, no caso das len=
+
f
p
p’
tes convergentes, a distância focal (f) positiva
e, no caso das lentes divergentes, a distância
focal (f) negativa. Desta forma, podemos afirmar que:
a) para as lentes A e C, f é positiva.
b) para as lentes A e C, f é negativa.
c) para as lentes B e D, f é negativa.
d) para as lentes A e D, f é positiva.
e) para as lentes B e C, f é positiva.
alternativa B
As lentes A e C são de bordas espessas, portanto
divergentes, para as quais adotamos a distância
focal (f) negativa.
Questão 57
A função horária da posição de uma
partícula que realiza um M.H.S. é
x = A ⋅ cos (ϕ ο + ω ⋅ t). Sabe-se que x representa a posição assumida pela partícula em
física 5
função do instante t, a partir de tO = 0, A representa a amplitude do movimento, ϕO , sua
fase inicial e ω, sua pulsação. Na figura dada,
temos o gráfico da função horária da posição
de uma partícula que descreve um M.H.S.,
segundo um certo referencial.
A função horária da posição dessa partícula,
com dados no S.I., é:
π π
a) x = 0,10 . cos ( + . t)
2 2
π π
b) x = 0,20 . cos ( + . t)
2 2
π
c) x = 0,10 . cos ( . t)
2
π
d) x = 0,20 . cos ( . t)
2
3π π
e) x = 0,10 . cos (
+ . t)
2
2
a) 2 q
b) − 2 q
d) 2 2 q
e) −2 2 q
c) −
3 2
q
2
alternativa E
O campo elétrico gerado no ponto D, pelas cargas colocadas em A e C, é mostrado na figura a
seguir:
alternativa E
Do gráfico, temos que a amplitude é 0,10 m e o
período deste MHS é 4,0 s. Assim, a pulsação (ω)
é dada por:
2π
2π
π
rad/s
ω =
=
⇒ω =
T
4
2
No instante t = 1,0 s a posição da partícula é
x = 0,10 m. Substituindo os valores na função horária da posição, temos:
x = A ⋅ cos ( ϕo + ω ⋅ t) ⇒
π 

⇒ 0,10 = 0,10 ⋅ cos  ϕo +
⋅ 1 ⇒

2 
⇒ ϕo =
3π
rad.
2
Assim, a função horária dessa partícula, com dados no SI, é dada pela alternativa E.
Questão 58
Nos vértices A e C do quadrado abaixo colocam-se cargas elétricas de valor +q. Para que
no vértice D do quadrado o campo elétrico tenha intensidade nula, a carga elétrica que
deve ser colocada no vértice B deve ter o valor:
Assim, a carga Q a ser colocada em B é negativa
e dada por:
k ⋅q 2
k ⋅Q
= −
⇒ Q = −2 2 ⋅ q
2
(l 2 )
l2
Questão 59
Para acompanhar a decoração da fachada de
um prédio neste Natal, foi contratado um eletricista e solicitou-se a ele que fossem disponibilizados três circuitos elétricos distintos,
de 110 lâmpadas em série cada um. A resistência elétrica dos fios utilizados é desprezível, a tomada da rede que alimentará os três
circuitos será uma só e a d.d.p. entre seus
terminais é 110 V. Sabendo que todas as lâmpadas são idênticas e que possuem a inscrição nominal, individual, (0,5 W – 1 V), podemos afirmar que:
física 6
alternativa C
Como as lâmpadas funcionam na condição nominal, a corrente (i) em cada lâmpada é dada por:
P = U ⋅ i ⇒ 0,5 = 1 ⋅ i ⇒ i = 0,5 A
Como temos três conjuntos em paralelo, a corrente total (iT ) é obtida como segue:
iT = 3 ⋅ i = 3 ⋅ 0,5 ⇒ iT = 1,5 A
Questão 60
a) a intensidade de corrente elétrica em cada
lâmpada é 0,1 A e a intensidade de corrente
elétrica total ( i T ) é 0,3 A.
b) a intensidade de corrente elétrica em cada
lâmpada é 0,167 A e a intensidade de corrente elétrica total ( i T ) é 0,5 A.
c) a intensidade de corrente elétrica em cada
lâmpada é 0,5 A e a intensidade de corrente
elétrica total ( i T ) é 1,5 A.
d) a intensidade de corrente elétrica em cada
lâmpada é 1,5 A e a intensidade de corrente
elétrica total ( i T ) é 1,5 A.
e) a intensidade de corrente elétrica em cada
lâmpada é 110 A e a intensidade de corrente
elétrica total ( i T ) é 330 A.
Um chuveiro que está ligado à rede elétrica,
segundo as especificações do fabricante, consome 2,2 kWh de energia durante um banho que
dura 20 minutos. A d.d.p. entre os terminais
do resistor do chuveiro é 220 V e a intensidade de corrente elétrica que passa por ele é:
a) 50 A
b) 30 A
c) 25 A
d) 20 A
e) 10 A
alternativa B
Sendo ∆t = 20 min =
1
h, temos:
3
E = P ⋅ ∆t
⇒ E = U ⋅ i ⋅ ∆t ⇒
P =U ⋅i
1
⇒ 2,2 ⋅ 10 3 = 220 ⋅ i ⋅
⇒ i = 30 A
3