Física - Etapa

Questão 46
No interior de um ônibus que trafega em uma
estrada retilínea e horizontal, com velocidade
constante de 90 km/h, um passageiro sentado
lança verticalmente para cima um pequeno objeto com velocidade de 4 m/s, que retorna a sua
mão. As posições inicial e final do objeto estão
no mesmo plano paralelo ao deslocamento do
ônibus, o referencial adotado é a estrada e a
aceleração gravitacional é g = 10m/s2 . Durante
o movimento de subida e descida desse objeto,
o ônibus percorre a distância de:
a) 10 m
b) 12 m
c) 15 m
d) 18 m
e) 20 m
alternativa E
O pequeno objeto, em relação ao passageiro,
realiza um MUV. Assim, temos:
t2
10t 2
∆y = v 0 ⋅ t + g
⇒ 0 = 4 ⋅t −
⇒
2
2
⇒ t = 0,8 s
O ônibus realiza um MU de velocidade
v = 90 km/h = 25 m/s. Assim, durante o movimento de subida e descida do objeto, o ônibus percorre a distância (d) dada por:
d = v ⋅ t = 25 ⋅ 0,8 ⇒ d = 20 m
Questão 47
Um automóvel está parado junto a um semáforo, quando passa a ser acelerado constantemente à razão de 5,0 m/s2 , num trecho retilíneo da avenida. Após 4,0 s de aceleração,
o automóvel passa a se deslocar com velocidade constante por mais 6,0 s. Nesse instante, inicia-se uma frenagem uniforme, fazendo-o parar num espaço de 20 m. A velocidade
escalar média do automóvel nesse percurso
foi de:
a) 20 km/h
b) 36 km/h
c) 45 km/h
d) 54 km/h
e) 72 km/h
alternativa D
No primeiro trecho o automóvel realiza um MUV.
Assim, temos:
0
∆S1 = v 0 ⋅ ∆t1 + a ⋅
⇒ ∆S1 = 40 m
∆t12
42
= 5 ⋅
⇒
2
2
A velocidade (v) do automóvel no final do primeiro
trecho é dada por:
∆S1
0 +v
v
40
=
⇒
=
⇒ v = 20 m/s
2
2
4
∆t1
Durante o segundo trecho o automóvel realiza um
MU. Assim, temos:
∆S 2 = v ⋅ ∆t 2 = 20 ⋅ 6 ⇒ ∆S 2 = 120 m
No terceiro trecho o automóvel realiza um MUV
cujo intervalo de tempo (∆t3 ) é dado por:
∆S3
v +0
20
20
=
⇒
=
⇒ ∆t3 = 2,0 s
2
2
∆t3
∆t 3
Assim, a velocidade escalar média (v m ) nesse
percurso é dada por:
∆S1 + ∆S 2 + ∆S3
40 + 120 + 20
⇒
vm =
=
∆t1 + ∆t 2 + ∆t3
4 +6 +2
⇒ v m = 15 m/s ⇒ v m = 54 km/h
Questão 48
Devido ao movimento de rotação da Terra,
uma pessoa sentada sobre a linha do Equador tem velocidade escalar, em relação ao
centro da Terra, igual a:
a) 2 250 km/h
b) 1 650 km/h
c) 1 300 km/h
d) 980 km/h
e) 460 km/h
Adote:
Raio equatorial da
Terra = 6 300 km
22
eπ =
7
alternativa B
Sendo o período de rotação da Terra (T) igual a
24 h, temos:
v =
2π
2
22
⋅R ⇒v =
⋅
⋅ 6 300 ⇒
T
24
7
⇒ v = 1 650 km/h
física 2
Questão 49
Questão 51
Um pequeno bloco, de massa 250 g, é lançado
sobre uma superfície plana e horizontal, com
velocidade de 2,0 m/s, num local em que o módulo da aceleração gravitacional é g = 10 m/s2 .
O lançamento foi feito paralelamente à superfície e o bloco, sempre em contato com a
mesma, pára, após ter percorrido 50 cm.
O retardamento uniforme foi devido exclusivamente ao atrito entre as superfícies
em contato, cujo coeficiente de atrito cinético é:
a) 0,10
b) 0,20
c) 0,40
d) 0,60
e) 0,80
Os corpos A e B, de massas mA e mB , encontram-se em equilíbrio, apoiados nos planos
inclinados lisos, como mostra a figura. O fio
e a roldana são ideais. A relação mA / mB entre as massas dos corpos é:
a)
2
2
alternativa C
Sendo a força de atrito a própria resultante, do
Teorema da Energia Cinética vem:
mv 2
⇒
R τ = ∆E C ⇒ −µ ⋅ m ⋅ g ⋅ d = 0 −
2
22
⇒ µ ⋅ 10 ⋅ 0,5 =
⇒ µ = 0,40
2
Questão 50
d) 3 2
e) 2 3
alternativa B
Isolando os corpos e marcando as forças na direção dos planos, temos:
Do equilíbrio dos corpos (R = 0), vem:
Um automóvel que se desloca numa estrada
possui, num determinado instante, a velocidade de 90 km/h e quantidade de movimento
de módulo 2,0 ⋅ 104 kg ⋅ m/s. A energia cinética
do automóvel, nesse instante, segundo o mesmo referencial, é:
b) 2,0 ⋅ 105 J
a) 2,5 ⋅ 105 J
c) 9,0 ⋅ 104 J
c) 3
b) 2
T = m A ⋅ g ⋅ sen 30 o
T = mB ⋅ g ⋅ sen 45 o
⇒ m A ⋅ g ⋅ sen 30 o =
= mB ⋅ g ⋅ sen 45 o ⇒ m A ⋅
⇒
mA
=
mB
1
2
= mB ⋅
⇒
2
2
2
d) 2,5 ⋅ 104 J
e) 2,0 ⋅ 104 J
Questão 52
alternativa A
Da definição de quantidade de movimento,
vem:
Q = mv ⇒ 2,0 ⋅ 10 4 = m ⋅ 25 ⇒ m = 800 kg
A energia cinética do automóvel nesse instante é
dada por:
mv 2
800 ⋅ 25 2
EC =
=
⇒ E C = 2,5 ⋅ 10 5 J
2
2
Na escala termométrica X, ao nível do mar, a
temperatura do gelo fundente é −30 oX e a
temperatura de ebulição da água é 120 oX.
A temperatura na escala Celsius que corresponde a 0 oX é:
a) 15 oC
b) 20 oC
d) 28 oC
e) 30 oC
c) 25 oC
física 3
a) 2,5 litros de água a 20 oC com 0,5 litro de
alternativa B
água a 80 oC.
A relação entre as escalas é dada por:
b) 2,0 litros de água a 20 oC com 1,0 litro de
água a 80 oC .
c) 1,5 litro de água a 20 oC com 1,5 litros de
água a 80 oC.
d) 1,0 litro de água a 20 oC com 2,0 litros de
água a 80 oC.
e) 0,5 litro de água a 20 oC com 2,5 litros de
água a 80 oC.
0 − ( −30)
θ −0
=
⇒
100 − 0
120 − ( −30)
θ = 20 o C
alternativa D
Questão 53
Uma haste homogênea é constituída de um
certo material e possui comprimento Lo a
uma temperatura inicial θo . Após ser aquecida até a temperatura θ, o comprimento da
haste aumenta de 0,20%. Uma placa de
2,50 ⋅ 103 cm2 , à temperatura θo e constituída
do mesmo material da haste, é também aquecida. Ao sofrer a mesma variação de temperatura da haste, a área da placa passará a ser:
b) 2,55 ⋅ 103 cm2
a) 2,51 ⋅ 103 cm2
3
2
3
2
c) 2,60 ⋅ 10 cm
3
2
d) 3,50 ⋅ 10 cm
e) 3,60 ⋅ 10 cm
alternativa A
Para a dilatação linear, temos:
∆L
0,20
= α(θ − θo ) ⇒
= α(θ − θo ) ⇒
Lo
100
⇒ α(θ − θo ) = 2 ⋅ 10 −3 (I)
Para a dilatação superficial, temos:
A = Ao(1 + β(θ − θo )) = Ao(1 + 2 α(θ − θo ))
Substituindo (I) em (II), vem:
A = 2,50 ⋅ 10 3 (1 + 2 ⋅ 2 ⋅ 10 −3 ) ⇒
⇒
(II)
A = 2,51 ⋅ 10 3 cm 2
Questão 54
Em um laboratório de Física dispomos de
água de massa específica 1 g/cm3 a 20 oC e a
80 oC. Para obtermos 3 litros de água a 60 oC
devemos misturar:
Sendo o sistema termicamente
VA + VB = 3 l, temos:
Q A + QB = 0 ⇒ dVAc( θ − θ0 A ) +
+ dVB c( θ − θ0B ) = 0 ⇒
isolado
e
⇒ VA (60 − 20) + (3 − VA )(60 − 80) = 0 ⇒
⇒ VA = 1,0 l ⇒ VB = 2,0 l
Portanto, devemos misturar 1,0 litro de água a
20 o C com 2,0 litros de água a 80 o C .
Questão 55
Uma parede de madeira homogênea que possui espessura constante e igual a e separa
dois ambientes, A e B, de temperaturas θA e
θB , respectivamente, conforme ilustra a figura a seguir. Da região A para a região B existe um fluxo de calor identificado por φ.
física 4
K ⋅ A(θA − θB )
permite-nos dee
terminar analiticamente o valor de φ.
Esse fluxo de calor é decorrente do fenômeno
natural conhecido por:
a) condução térmica.
b) convecção térmica.
c) irradiação térmica.
d) indução térmica.
e) resistência térmica.
A equação φ =
alternativa A
Da equação dada, temos que, para um dado material, o fluxo de calor é diretamente proporcional
à diferença entre as temperaturas e à área e inversamente proporcional à espessura. Esse fluxo
de calor é decorrente do fenômeno natural conhecido por condução térmica.
Questão 56
O esquema a seguir mostra um objeto real colocado diante de uma lente delgada e sua respectiva imagem conjugada. O índice de refração do material da lente é maior que o do
meio no qual se encontra.
Questão 57
Três pequenos corpos A, B e C, eletrizados
com cargas elétricas idênticas, estão dispostos como mostra a figura. A intensidade da
força elétrica que A exerce em B é 0,50 N. A
força elétrica resultante que age sobre o corpo C tem intensidade de:
a) 3,20 N
d) 7,68 N
b) 4,68 N
e) 8,32 N
c) 6,24 N
alternativa E
Da Lei de Coulomb e sendo FAB a intensidade da
força elétrica que A exerce em B, temos:
k | Q || q |
kq 2
Fel . =
⇒ FAB =
= 0,50 ⇒
2
r
0,40 2
⇒ kq 2 = 0,080 (SI)
A força elétrica que A exerce em C, FAC , e a que
B exerce em C, FBC , têm sentidos iguais, pois
são de repulsão. A intensidade da força elétrica
resultante (R), em C, vale:
kq 2
kq 2
R = FAC + FBC =
+
=
2
0,50
0,10 2
0,080
0,080
=
+
⇒ R = 8,32 N
0,50 2
0,10 2
Questão 58
Considerando a ilustração acima, das lentes
A, B, C e D, o esquema pode se referir a uma
lente:
a) do tipo A e também do tipo B.
b) do tipo A e também do tipo C.
c) do tipo B e também do tipo D.
d) do tipo A e também do tipo D.
e) do tipo B e também do tipo C.
alternativa C
De acordo com o esquema, a lente é convergente. Como uma lente convergente de índice de refração maior que o do meio deve ter bordas finas,
o esquema pode se referir a uma lente do tipo B e
também do tipo D.
Entre os pontos A e B do trecho de circuito
elétrico abaixo, a ddp é 80 V. A potência dissipada pelo resistor de resistência 4 Ω é:
a) 4 W
b) 12 W
c) 18 W
d) 27 W
e) 36 W
alternativa E
A distribuição de correntes no circuito é mostrada
a seguir:
física 5
Assim, temos:
 4 ⋅ 12

U = Req. ⋅ 4i ⇒ 80 = 
+ 7 + 10  ⋅ 4i ⇒
 4 + 12

⇒ i =1A
A potência (P) pedida é dada por:
P = R(3i) 2 = 4 ⋅ 3 2 ⇒
c)
P = 36 W
Questão 59
Para um certo equipamento eletrônico funcionar normalmente, utiliza-se uma fonte de
alimentação de 6,0 V, a qual pode ser obtida
pela associação adequada de algumas pilhas
de 1,5 V cada. Considerando que essas pilhas são geradores elétricos ideais, duas associações possíveis são:
a)
d)
e)
b)
alternativa C
Na associação de geradores em série, a força-eletromotriz equivalente é a soma das forças-eletromotrizes individuais. Na associação em
paralelo entre geradores iguais, ela é idêntica à
de cada um. Portanto, a alternativa que possui
duas associações possíveis é a C.
física 6
Questão 60
Um motor elétrico de 750 W fica em funcionamento 6 horas por dia. A energia elétrica
consumida por esse motor, em 10 dias, é de:
a) 9 kWh
b) 15 kWh
c) 30 kWh
d) 45 kWh
e) 60 kWh
alternativa D
Para um intervalo de tempo ∆t = 10 ⋅ 6 = 60 h,
temos:
E = P ⋅ ∆t = 750 ⋅ 60 ⇒
E = 45 kWh