FFííssiiccaa

Treinamento para
Olimpíadas de
1 ª- / 2 ª-
séries EM
Física
2010
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SIMULADO — 1ª
- Fase
Nome:
Nascimento:
Série:
/
/
Nº-
Tel.res/Cel:
Escola:
Quando for o caso use g = 10 m/s2 para o campo gravitacional terrestre; c = 1 cal/g°C para o calor
específico da água; Lf = 80 cal/g para o calor latente de fusão da água; Lv = 540 cal/g para o calor latente
de vaporização da água; d = 1,0 kg/m3 para densidade da água; 1 cal = 4 J e π = 3
1.
Quando um objeto é colocado diante de um espelho esférico a 25 cm de seu vértice, verifica-se que o aumento
linear transversal é A = + 2. Determine que espelho foi utilizado e a sua distância focal.
a) Convexo; 30 cm
d) Côncavo; – 30 cm
b) Côncavo; 50 cm
e) Côncavo; 25 cm
c) Convexo; – 20 cm
2.
Dois meios refringentes são tais que n1 = 2n2. Qual a relação entre as velocidades de propagação da luz nesse meios?
3.
v1
2
a) v2 = 2v1
d) v 2 =
b) v1 = 2v2
c) v1 = v2
e) 2v2 = 3v1
Um raio de luz incide sobre a superfície de separação entre os meios A e B, sob um ângulo de incidência de 60°.
Ao se propagar no meio B, atinge um espelho plano, cuja seção forma com a superfície de separação entre os
meios um ângulo de 45°, conforme figura abaixo. A partir desses dados, calcule o índice de refração do meio B
em relação ao meio A.
60º
meio A
meio B
45º
30º
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4.
5.
a) nB, A =
2
d) nB, A =
6
2
b) nB, A =
3
e) nB, A =
6
c) nB, A =
6
3
Perpendicularmente ao eixo principal de uma lente de bordas finas, imersa no ar, com distância focal de 20 cm,
coloca-se um objeto a 30 cm do centro óptico dela. A seguir, essa lente é imersa em um líquido mais refringente
que o material da lente, sendo mantidas as posições relativas entre a lente e o objeto. Para as situações descritas,
determine a relação entre as abscissas das imagens conjugadas em cada caso. Suponha que a distância focal da
lente permaneça a mesma.
a)
p '1
= –1
p '2
d)
p '1
= –5
p '2
b)
p '1
=1
p '2
e)
p '1
=2
p '2
c)
p '1
=5
p '2
Um menino monta um autorama com uma pista de formato circular, de 1m de raio. Verifica que seu carrinho realiza
30 voltas a cada minuto, com velocidade constante. Podemos afirmar que a aceleração centrípeta à qual o carrinho
está submetido durante esse percurso foi de:
a) 5 m/s2
b) 7 m/s2
c) 9 m/s2
6.
d) 10 m/s2
e) 12 m/s2
Um bloco preso por um fio de 25 cm gira apoiado em uma mesa perfeitamente polida, com frequência de 4 Hz.
A figura mostra uma vista superior da trajetória descrita pelo corpo em torno do ponto O.
A
O
Supondo que, ao passar pelo ponto A, o fio se rompa, podemos esperar que:
a) o bloco permaneça em movimento circular uniforme.
b) o bloco assuma trajetória paralela a OA, com velocidade de 6 m/s
c) o bloco assuma trajetória perpendicular a OA, com velocidade de 8 m/s
d) o bloco assuma trajetória paralela a OA, com velocidade de 8 m/s
e) o bloco assuma trajetória perpendicular a OA, com velocidade de 6 m/s
7.
Quando o sinal abre, um carro parado inicia um movimento uniformemente acelerado, sendo neste mesmo instante
ultrapassado por um caminhão que se move com velocidade constante vo. A velocidade do carro no momento que
ultrapassa o caminhão é:
d) 2,0 vo
a) 1,1vo
b) 1,2 vo
e) 2,5 vo
c) 1,5 vo
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8.
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
vêem 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 pára-choque do carro (traseiro) e o do caminhão (dianteiro), suficiente para
que os veículos parem, sem que ocorra uma colisão, é, em m, de
a) 50.
d) 125.
b) 75.
e) 150.
c) 100.
9.
Thales ajusta uma máquina fotográfica para executar uma seqüência de fotografias de duas partículas movendo-se
ao longo de trilhos paralelos em movimento retilíneo uniforme. Os intervalos de tempo entre duas fotos
consecutivas são constantes e iguais a 0,25 segundos.
Na primeira fotografia, a distância entre as partículas é de 24cm. A comparação entre a primeira e a segunda foto
mostra que as partículas se movem em sentidos opostos, tendo então se deslocado distâncias respectivamente
iguais a 5cm e 2,5cm. Pode-se afirmar que:
I. a partícula mais veloz vê a mais lenta se aproximar com uma velocidade 1,5 vezes maior que a sua;
II. o instante em que uma partícula passa pela outra é registrado em fotografia;
III. 5 fotografias são tiradas desde o instante inicial até o momento em que a partícula mais veloz passa pela
posição inicial da partícula mais lenta.
Assinale a opção correta:
a) apenas a afirmativa I é verdadeira.
d) apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.
b) apenas a afirmativa II é verdadeira.
e) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
c) apenas a afirmativa III é verdadeira.
O enunciado a seguir se refere as questões 10 e 11
Considere os vetores representados a seguir:
→
a
→
b
→
→
c
d
→
e
→
f
→
→
g
h
É correto afirmar que:
10. Dentre os vetores citados, os que têm o mesmo módulo serão:
→
→
→
d) →
ge→
c
a) a e b
→
→
→
e) e e d
b) c e →
e
c) →
aef
→
d) →
gec
11. A respeito dos vetores apresentados é correto afirmar que:
→
d) os vetores →
a) Os vetores →
ae→
b têm a mesma direção.
ge→
c→têm o mesmo sentido.
→
b) Os vetores a e→b têm o mesmo sentido.
e) Os vetores →
e e h têm a mesma direção.
c) os vetores →
e e h tem o mesmo sentido
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12. A figura ilustra um bloco de 2 Kg descendo uma pista com atrito. No ponto A a velocidade do corpo é 10 m/s e
sua altura é 5 m, já no ponto B, a velocidade é 5 m/s e a altura é 2 m.
A
B
5m
2m
O trabalho do atrito no deslocamento de A para B foi:
a) 60 J
d) zero
b) – 75 J
e) 75 J
c) – 135 J
13. Um corpo de massa 2kg é lançado, a partir do solo, para cima com velocidade inicial de 25m/s. A energia potencial
máxima do sistema vale 225J. Desprezando se a resistência do ar, a velocidade do corpo no ponto correspondente
à metade da altura máxima é:
a) 20 m/s
d) 10,6 m/s
b) 22,6 m/s
e) 17,6 m/s
c) 15 m/s
14. Uma bola de 0,2 kg é chutada para o ar. Sua energia mecânica, em relação ao solo, vale 50 J. Quando está a 5 m
do solo, o valor da sua velocidade é:
a) 20 m/s
d) 5 m/s
b) 10 m/s
e) 100 m/s
c) 50 m/s
15. Um bloco inicia a subida de um plano inclinado passando por um ponto A com velocidade 6 m/s. O bloco atinge
uma altura máxima, para e inicia a descida, passando novamente pelo ponto A, com velocidade 2 m/s. Qual a
altura máxima atingida pelo bloco?
a) 1,6 m
d) 0,2 m
b) 1 m
e) 2 m
c) 1,8 m
16. Uma bola de tênis de 60 gramas, é sacada pelo tenista e alcança uma velocidade máxima de 180 km/h. A bola
manteve contato com a raquete durante 0,01 s. A força média exercida pela raquete sobre a bola foi de:
d) 500 N.
a) 100 N.
b) 300 N.
e) 1 N.
c) 2,0 N.
17. A esfera A, de pequenas dimensões e massa 200 g, desliza com velocidade 5,00 m/s sobre a superfície plana e
horizontal, quando colide frontalmente com a esfera B, idêntica à A, inicialmente em repouso. A esfera B, suspensa
por um fio ideal que é mantido tenso devido à ação de seu próprio peso, é tangente à superfície horizontal, sem estar
nela apoiada. Sabendo que o choque é perfeitamente elástico e que a aceleração gravitacional é g = 10 m/s 2,
podemos afirmar que:
3m
A
a)
b)
c)
d)
e)
B
a esfera A para e a B se eleva no máximo de 1,25 m.
a esfera A para e a B se eleva no máximo de 0,625 m.
a esfera B permanece em repouso e a A retorna com velocidade 5,0 m/s.
a esfera B se eleva de 1,25 m e a A retorna com velocidade 5,0 m/s.
a esfera B se eleva de 0,625 m e a A retorna com velocidade 5,0 m/s.
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18. Dizemos que um corpo está em equilíbrio quando a resultante das forças que agem sobre ele é nula. Com base
nessa afirmação, analise as afirmações abaixo:
I. Se a resultante é nula, então nenhuma força age sobre o corpo
II. Caso o corpo se movimente, a trajetória descrita é, obrigatoriamente, retilínea
III. O corpo pode estar em repouso
IV. O corpo pode se movimentar em grandes velocidades
Das afirmações, quais são as corretas?
a) Apenas I e II
b) Apenas I e III
c) Apenas III e IV
d) Apenas II, III e IV
e) Todas
19. A figura ao lado mostra um satélite girando ao redor da Terra. As pontas de setas sobre a linha tracejada indicam
o sentido do movimento do satélite. Imagine que, em certo momento, a atração gravitacional da Terra deixe de
existir. Qual das setas (1 a 8) indica a trajetória que o satélite seguiria?
8
1
7
3
6
a) 1
b) 2
c) 3
satélite
2
4
5
d) 4
e) 8
20. Em um local onde a água ferve a 100ºC, 2L de água foram aquecidos por uma
fonte térmica de potência constante. O gráfico a seguir indica a temperatura
T da água em função do tempo de aquecimento. O instante em que toda a
água irá vaporizar é:
a) 32 min
b) 36 min
c) 40 min
d) 44 min
e) 48 min
T(ºC)
100
40
0
4
t(min)
21. Dois corpos X e Y recebem a mesma quantidade de calor por hora. Em meia hora sem que haja mudança de estado,
a temperatura do corpo X aumentou de 20ºC e a temperatura do corpo Y aumentou de 80ºC. Pode-se afirmar
corretamente que:
a) a massa de Y é quatro vezes maior que a massa de X.
b) o calor específico de X é quatro vezes maior que o calor específico de Y.
c) o calor específico de Y é quatro vezes maior que o calor específico de X.
d) a capacidade térmica de X é quatro vezes maior que a capacidade térmica de Y.
e) a capacidade térmica de Y é quatro vezes maior que a capacidade térmica de X.
22. De um helicóptero descendo verticalmente a 6 m/s é abandonada uma esfera de aço, que demora 2s para chegar ao
solo. Considerando o movimento da esfera como uma queda livre, a altura de onde ela foi abandonada é, em metros:
a) 20
d) 32
b) 24
e) 60
c) 30
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23. Um balão sobe verticalmente com velocidade escalar constante de módulo 5,0m/s. Quando sua altura em relação
ao solo é de 30 m, um garoto abandona do balão um pequeno pacote, que fica sob a ação exclusiva do campo
gravitacional terrestre, cuja intensidade é de 10m/s2. O módulo da velocidade escalar de impacto do pacote contra
o solo é, em m/s, de:
d) 25
a) 5
b) 10
e) 30
c) 12
24. Uma bola está parada sobre o gramado de um campo de futebol, suposto plano, na posição indicada por A. Um
jogador chuta a bola para cima, imprimindo-lhe uma velocidade inicial V, de módulo igual a 8,0 m/s, e que faz com
a horizontal um ângulo de 75º. A bola sobe e desce, atingindo o solo novamente, na posição indicada por B.
Desprezando a resistência do ar e considerando o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a distância
entre as posições A e B, vale, aproximadamente:
(Dados: sen75° = 0,97; cos75° = 0,26)
a) 2,0 m
d) 6,2 m
b) 2,4 m
e) 6,8 m
c) 3,2 m
25. No instante t1, uma pessoa parada na plataforma de uma estação ferroviária joga uma maçã verticalmente para cima,
com velocidade inicial de modulo igual a 10m/s, agarrando-a em seguida, no instante t2, na mesma altura que foi
lançada. Enquanto a maçã realizou esse movimento de sobe e desce, um trem passou pela estação em movimento
retilíneo e uniforme, a 30 m/s. Desprezando a resistência do ar e considerando a intensidade da aceleração da
gravidade igual a 10m/s2, o módulo do deslocamento vetorial da maçã entre os instantes t1 e t2, em relação a um
passageiro sentado no trem é:
a) 30 m
d) 120 m
b) 60 m
e) 180 m
c) 65 m
26. Elésio um menino muito sistemático brinca de soltar um caminhãozinho de uma altura H de uma rampa em
direção a uma superfície horizontal e plana. Muito esperto que ele é, sabe que somente no trecho CD da
trajetória do caminhãozinho existe atrito.
O gráfico que melhor descreve a velocidade do caminhãozinho é:
a)
d) v
v
t
t
A
b)
A
B C D E
e)
v
B C D E
v
t
t
A
c)
A
B C D E
B C D E
v
t
A
B C D E
27. Ao se preparar para uma prova rápida, Ronaldo como sempre muito atento
observa que o seu desempenho pode ser descrito, de forma aproximada, pelo
seguinte gráfico:
A velocidade média desse corredor, em m/s, é de
a) 8,5
d) 15,0
b) 10,0
e) 17,5
c) 12,5
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v(m/s)
12,5
4
0
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10
t(s)
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28. Em um dos experimentos de mecânica produzido pelos professores Ronaldo e Carrilho, um carrinho desce um
plano inclinado e continua movendo-se por um plano horizontal. O carrinho possui um pequeno tanque cheio de
tinta, que vaza por um pequeno furo na sua parte inferior, com as gotas caindo em intervalos de tempos iguais.
Desprezando-se a resistência do ar, e possíveis forças de atrito no eixo do carrinho, os professores podem
afirmar, a respeito da posição das gotas de tinta deixadas na superfície pela qual o carrinho se move, que elas:
a) estarão igualmente espaçadas durante todo o trajeto.
b) estarão aumentando suas distâncias na descida e permanecerão igualmente espaçadas na horizontal.
c) estarão aumentando suas distâncias tanto na descida quanto na horizontal.
d) estarão diminuindo suas distâncias na descida e aumentando na horizontal.
e) estarão diminuindo suas distâncias tanto na descida quanto na horizontal.
29. “A natureza e as suas leis jaziam na noite escondida.
Disse Deus "Faça-se Newton" e houve luz nas jazidas.”
Os versos acima foram gravados no túmulo de Isaac Newton (1642-1727), na Abadia de Westminster, em Londres.
Antes de Newton ter formulado a Mecânica, pensava-se que, para manter um corpo em movimento com velocidade
constante, era necessária uma força e que o "estado natural" de um corpo era o repouso. Para que um corpo
pudesse se mover com velocidade constante, ele teria de ser impulsionado, puxado ou empurrado. Uma vez
interrompida a influência externa, o corpo naturalmente pararia. Sobre esse assunto, é CORRETO afirmar:
a) A primeira lei de Newton diz que, se nenhuma força atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, ou
seja, o corpo não pode acelerar.
b) Com base na terceira lei de Newton (ação e reação), o movimento com velocidade constante é uma reação à
ação de uma força externa aplicada.
c) O movimento com velocidade constante implica numa aceleração não nula e, pela segunda lei de Newton, é
necessária uma força para produzir aceleração.
d) O estado “natural” de um corpo é aquele com velocidade constante devido ao fato de não se poder afirmar
que um corpo está em repouso sem se conhecer o referencial considerado.
e) O movimento de um corpo só é possível sob a ação de forças.
30. O Código de Trânsito Brasileiro estabelece a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança, tanto para o motorista
e o passageiro do banco da frente, assim como para os passageiros do banco traseiro. Esta medida tem por
objetivo prevenir lesões mais graves em caso de acidentes. Fisicamente, a função do cinto está relacionada à:
a) Princípio da inércia
b) Principio da ação e reação
c) Principio fundamental da dinâmica
d) Lei da atração gravitacional
e) Primeira Lei de Kepler
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