PROVA DE FÍSICA

PROVA DE FÍSICA
Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos das leis que regem a natureza. Interprete as questões do
modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de
respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada
como g = 10 m/s².
01.
As fotografias, a seguir, são de uma roda gigante armada no parque de diversão no Sítio da Trindade e seu
movimento é circular e uniforme.
Detalhamos, a seguir, o processo usado para transmitir o movimento à roda gigante:
Um motor elétrico faz girar as rodinhas e estas transmitem ao aro uma velocidade tangencial. Sabemos que o raio do aro é de
8m e que dá uma volta a cada 5 segundos e que o raio externo da roda é igual a 10m no ponto em que são fixadas as
cadeiras. A velocidade angular, em rotações por minuto (rpm) no raio externo, tem valor igual a:
a) 5;
b) 10;
c) 8;
d) 3;
e) 12.
1
02. O canhão em exibição permanente na praça do quartel do 4° BPE de Olinda tem um alcance máximo de 25 Km.
Sabendo que a massa de um projétil típico desse armamento é de 100 Kg e desprezando a resistência do ar, determine a
velocidade inicial na saída do canhão (em m/s) e a energia transferida ao movimento do mesmo (em megajoules).
(Obs.: dados criados para facilitar a resolução)
a) 250; 25.
b) 500; 25.
d) 250; 12,5.
c) 500; 12,5.
e) 125; 25.
2
03.
O cruzamento dos dois metrôs, exibido nas fotografias seguintes, foi observado na estação do bairro de Santa
Luzia.
Uma das composições tem 50m de comprimento e está desenvolvendo uma velocidade constante de 36 km/h e a
outra tem 40m de comprimento e desenvolve uma velocidade constante igual a 72 km/h.
Qual o tempo, em segundos, gasto desde o início do encontro até o cruzamento total dos metrôs?
a) 3.
b) 9.
d) 4.
c) 6.
e) 2.
3
04.
No sistema de roldanas indicado a seguir, conhecido como “cadernal”, um peso não mostrado na figura está
equilibrando o peso de 1000gf.
Um fio de nylon sai do suporte inferior e passa pelas quatro roldanas (daí, a denominação), passando depois pela polia externa
e chegando, enfim, ao peso pequeno.
O valor desse peso pequeno, em gf, é:
a) 250;
b) 500;
c) 100;
d) 200;
e) 1000.
4
05. O Termômetro ao lado apresenta três escalas de temperatura: Celcius (0-100), Fahrenheit (32-212) e Réaumur (0-80).
Para a conversão de temperaturas Celcius em Réaumur e Fahrenheit em Réaumur, as fórmulas corretas são
respectivamente:
a) R =
(
4 F − 32
)
e R=
9
b) R =
c) R =
9
(
)
4(F − 32)
4 F − 32
(
e R=
(
9 F − 32
;
e R=
4C
;
5
4 C − 32
4
5C
4
)
e R=
9
e) R =
;
4
9
d) R =
5C
4F
;
5
)
e R=
5C
.
4
5
06. 200g de água são aquecidos num beacker até a ebulição. Em seguida, são colocados num calorímetro, mantendose o agitador
em
movimento até o equilíbrio térmico que ocorre a 80ºC. A seguir, mais 200g de água, à
temperatura de 30ºC, são adicionados, ocorrendo novo equilíbrio térmico a 60°C.
Considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/gºC, determine o equivalente em água desse calorímetro.
a) 50;
b) 100;
c) 20;
d) 30;
e) 25.
07. Esta montagem pode ser usada para determinação da distância focal de uma lente convergente. Nela, a distância
entre a fonte luminosa e a lente é de 24cm e, entre a lente e a tela, onde é projetada a imagem, de 120cm.
Nesse caso, a distância focal da lente (em cm) e o seu grau valem respectivamente:
a) 10, +10.
b) 20, +8.
c) 20, -5.
d) 10, -5.
e) 20, +5.
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08. Vamos descrever uma experiência de hidrostática e depois solicitaremos a resolução de um problema.
(1) Colocamos 200 ml
(2) Pesamos um tubo de ensaio
(4) Colocamos o tubo na proveta
de água numa proveta
plástico
e o volume aumentou para 210 ml
(3) O peso foi de 9,5 gf
Nessas circunstâncias, podemos afirmar que o peso específico do líquido na proveta é, aproximadamente, em gf/cm3, de:
a) 9,5;
b) 0,95;
c) 1,05;
d) 2,1;
e) 1,0.
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09. O transformador indicado nas fotos seguintes tem 500 espiras no primário (ligado em 220 volts) e 10.000 espiras
no secundário, que, desse modo, aplica uma tensão de 4.400 volts nos dois eletrodos.
As fotos seguintes mostram que a descarga que surge entre os eletrodos sobe até suas extremidades.
A principal causa da subida da descarga é:
a) o poder das pontas;
b) a volatilidade da corrente eletrônica;
c) o fato de o ar quente ser menos denso que o ar frio;
d) a perda da resistência do ar com a passagem da corrente;
e) o fato de o ar quente ser mais pesado que o ar frio.
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10.
A foto mostra uma resistência típica de um chuveiro elétrico que tem as modalidades “MORNA”, “QUENTE” e
“SUPERQUENTE”.
Os pontos de ligação à tensão de 220 volts, correspondentes a essas três opções, são, respectivamente:
a) AB, AC, BC;
b) AC, AB, BC;
c) BC, AC, AB;
d) AC, BC, AB;
e) AB, BC, AC.
9
11.
Vemos nas fotos seguintes um canhão eletrônico usado para examinar a trajetória de elétrons num campo
elétrico uniforme produzido entre duas placas planas paralelas, separadas por uma distância d.
Se não há diferença de potencial aplicada nas placas paralelas, a trajetória é uma reta denunciada na tela fluorescente
(semelhante à da TV). Quando é aplicada uma diferença de potencial entre as placas, o elétron deixa marcado um traçado
correspondente à deflexão provocada pelo campo elétrico uniforme (despreze a atração gravitacional sobre o elétron).
Quanto maior a diferença de potencial, maior a deflexão “y” do elétron no final da trajetória.
Baseados nos resultados dessa experiência, traçamos, a seguir, gráficos que devem corresponder à relação entre a
diferença de potencial entre as placas (∆U) e o campo elétrico (E) produzido entre elas. Escolha o gráfico correto.
10
12.
Vemos na foto a ligação de três lâmpadas de 12 volts, 2 watts. Se a tensão na fonte é de 12 volts, a potência
consumida na lâmpada indicada pela seta é, em watts, de:
a) 0,5;
b) 2,5;
c) 2,0;
d) 1;
e) 1,5.
Nas questões de 13 a 20, assinale, na coluna I, as afirmativas verdadeiras e, na coluna II, as falsas.
13. As fotos A e B representam erros de refração da visão humana.
Relativamente ao diagnóstico de cada caso e à correção recomendada, analise as proposições formuladas.
I
II
0
0
Foto A: miopia, lente convergente.
1
1
Foto B: miopia, lente divergente.
2
2
Foto A: hipermetropia, lente convergente.
3
3
Foto B: miopia, lente convergente.
4
4
Foto A: miopia, lente divergente.
11
14.
A velocidade das ondas longitudinais, produzidas numa mola esticada entre dois suportes, pode ser calculada
teoricamente pela expressão:
V =L
K
M
.
L é o comprimento da mola esticada, K é sua constante elástica e
M, a sua massa. Para comprovar essa fórmula, o tempo de percurso de 0,05 segundos foi determinado para um
pulso longitudinal com a mola esticada de 1 metro. Para determinar esse tempo, o cronômetro foi ligado no
momento da produção do pulso (no sensor 1) e desligado quando esse pulso atingiu o sensor 2.
Na determinação da constante elástica da mola, foi pendurada uma massa de 1000g e observou-se uma distensão de 25 cm.
Considerando essas informações, podemos concluir que:
I
II
0
0
a constante elástica da mola vale 40 N/m;
1
1
a velocidade de ida e volta de um pulso na mola é de 40 m/s;
2
2
a velocidade calculada pela fórmula do enunciado é de 20 m/s;
3
3
a velocidade calculada pelo espaço percorrido e tempo é de 40 m/s;
4
4
a fórmula do enunciado foi comprovada.
12
15.
Um relógio de pêndulo, quando funciona corretamente, oscila uma vez a cada 2 segundos. Observou-se que está
atrasando 18 segundos a cada hora.
Considerando o pêndulo do relógio como um pêndulo simples, analise as proposições como possíveis soluções para acertá-lo.
I
II
0
0
Aumentar o período do pêndulo.
1
1
Diminuir o período do pêndulo.
2
2
Deslocar a massa do pêndulo para baixo.
3
3
Deslocar a massa do pêndulo para cima.
4
4
Aumentar a massa do pêndulo.
13
16. Uma esfera metálica (massa = m) foi lançada de uma altura h (em relação à mesa), dentro de um tubo de PVC. Saiu
do tubo horizontalmente a uma altura y, em relação à mesa e, depois de um deslocamento horizontal x, atingiu a
mesa, deixando uma marca num papel carbonado.
Considere os dados seguintes na avaliação das alternativas dessa questão: m = 50 g; h = 100 m; y = 20 cm.
I
II
0
0
O valor máximo de x é o valor de h.
1
1
Com x = 40cm a perda de energia por atrito, no tubo, é de 0,3 Joules.
2
2
Se houver atrito no tubo, V será menor do que 4m/s.
3
3
Com x = 40cm o tempo do movimento entre a saída do tubo e o contato com a mesa é de 0,2 s.
4
4
O valor máximo de x é (h - y).
14
17. Os satélites, lançados por foguetes, circulam a terra em diversas órbitas a distâncias e períodos variados.
Um caso particular é o de satélites usados em comunicações que devem ficar estacionários, isto é, girando em torno da Terra
num ritmo de uma volta a cada 24h.Geralmente os sistemas de comunicação usam três satélites de modo a cobrir toda a Terra.
Para as informações abaixo, considere os seguintes dados:
G = 7x10
−11
Nm
2
Kg
2 M(daTerra)
= 6x10
24
Kg 1dia = 90000 segπ = 3 .
I
II
0
0
O raio da órbita do satélite síncrono é da ordem de grandeza de 100.000 Km.
1
1
O raio da órbita do satélite síncrono é da ordem de grandeza de 50.000 Km.
2
2
O raio da órbita do satélite síncrono é da ordem de grandeza de 300 Km.
3
3
O raio da órbita do satélite síncrono não pode ser calculado, porque precisamos conhecer o valor de g na
órbita.
4
4
O raio da órbita do satélite síncrono não pode ser calculado, porque as leis de Kepler não se aplicam nesse
caso.
15
18. Vemos um cano de PVC moldado para o lançamento de esferas metálicas. A esfera é solta sempre do ponto mais
alto e projeta-se deixando uma marca no papel carbonado. A altura da saída do tubo em relação à mesa é fixa (y)
e desse modo a velocidade de saída no tubo (lançamento horizontal) é indicada exclusivamente pelo valor de x.
Numa outra experiência, uma esfera (esfera 1) é colocada na saída do tubo e outra (esfera 2) é lançada do ponto mais alto.
As duas caem sobre o papel, deixando suas marcas (x’1 e x’2). Vamos indicar por
x1 e x2 as posições das esferas quando
lançadas separadamente.
Relativamente à situação apresentada, analise as proposições formuladas.
I
II
0
0
Se as massas das esferas são iguais e o choque é perfeitamente elástico x’1 =x1.
1
1
Se as massas das esferas são iguais e o choque é perfeitamente elástico x’2 =0.
2
2
Se m1 é muito menor que m 2 e o choque é perfeitamente elástico, poderemos ter x’1 > x1.
3
3
Se m2 é maior que m1 , teremos x2 > x’2.
4
4
Se m2 é muito menor do que m1 , ela poderá não cair na mesa.
16
19. O tubo de vidro, que mostramos a seguir, é usado para determinação da relação e/m (carga elétrica/massa) para o
elétron.
Os elétrons são emitidos no canhão eletrônico.
Penetram num campo magnético uniforme produzido pelas bobinas circulares e passam a seguir uma trajetória circular.
Considerando essas informações, analise as afirmações formuladas.
I
II
0
0
Se as correntes tiverem os sentidos indicados, a trajetória dos elétrons indicada está errada.
1
1
Se as correntes tiverem os sentidos contrários aos indicados, a trajetória dos elétrons desenhada está errada.
2
2
O campo elétrico, usado para acelerar os elétrons, deve ter sentido para baixo.
3
3
A trajetória dos elétrons é uma circunferência, porque o campo magnético é uniforme.
4
4
A trajetória dos elétrons é uma parábola, porque o campo magnético é uniforme.
17
20.
Consideremos agora as associações de pilhas mostradas nas fotos A e B. Nos dois casos, os circuitos estão
alimentando um Led (diodo emissor de luz).
Cada pilha tem tensão de 1,5 volts.
Em relação às características dos circuitos A e B, considerem-se as proposições a seguir formuladas.
I
II
0
0
Em A, o brilho do LED é maior, porque a tensão é maior do que em B.
1
1
Em B, o brilho do LED é maior, porque a corrente é maior do que em A.
2
2
A tensão que alimenta o LED em B é de 1,5 volts.
3
3
A tensão que alimenta o LED em A é de 3,0 volts.
4
4
Nos dois circuitos, a tensão que alimenta o LED é sempre de 1,5 volts.
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