Prova - 1ª Fase - 2ª e 3ª Séries

COMENTÁRIO:
a) Incorreta. O Princípio da Inércia ou a Primeira Lei de Newton, que diz que um corpo permanece em
repouso ou em movimento retilíneo uniforme até que um agente externo (uma força) atue sobre ele.
O item não discrimina se o movimento é curvilíneo ou retilíneo uniforme. Caso ele seja curvilíneo,
existe a ação de uma força externa, a resultante centrípeta, responsável pelo movimento circular
uniforme.
b) Incorreta. No movimento de queda livre, ou seja, desprezando a resistência do ar, tanto o tempo de
queda quanto o valor da velocidade de dois corpos abandonados de uma mesma altura, não
dependem da massa dos mesmos.
c) Correta. Levando em consideração que o raio médio da Terra possui um valor constante e o valor da
constante da Gravitação Universal, o campo gravitacional gerado pela Terra, para pontos bem
próximos da superfície, em virtude da sua massa é dado por:
Assim, como a aceleração local determina a variação da velocidade de um corpo em queda livre,
esta grandeza dependerá apenas da massa da Terra (INDEPENDENDO DA MASSA DO CORPO).
d) Correta. Para qualquer referencial que esteja em repouso ou em movimento retilíneo uniforme
(referencial inercial), todas as leis da mecânica são válidas.
e) Correta. Tanto o Sol como as chamadas estrelas fixas podem ser considerados um referencial
inercial em relação ao nosso planeta.
Resposta: Alternativas A e B
COMENTÁRIO:
Alguns estudantes, de forma imediata, poderiam concluir que a alternativa correta seria a alternativa B.
Porém, no momento do chute, devemos nos preocupar com as forças resistivas existentes no local, já
que a gravidade a uma altura de 3000m sofre uma variação muito pequena (cerca de 1%). Logo, o
efeito de rarefação do ar, ou seja, menos moléculas que originam forças resistivas, fazem com que a
bola tenha uma velocidade maior durante a sua trajetória.
Resposta: Alternativa E
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COMENTÁRIO:
Devemos ter cuidado com o enunciado desse problema, pois o mesmo pede para desprezar a
mensurabilidade (medida) da velocidade do som, sendo esta infinita. Neste caso, o barulho ouvido é
instantâneo. Deste modo, devemos levar em consideração apenas o movimento de queda livre da
moeda. Logo:
Resposta: Alternativa B
COMENTÁRIO:
Agora, levemos em consideração a velocidade do som, citada como sendo igual a 300m/s.
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Para VS = 300m/s e g = 10m/s2, temos que:
O valor que mais convém é a altura aproximada de 19m.
Resposta: Alternativa C
COMENTÁRIO:
A leitura da balança é determinada pela força normal sobre a ampulheta. Em t = 0,001s, ou seja, 3,6
segundos, imediatamente no instante em que a ampulheta foi virada a normal é igual ao peso inicial do
sistema. A partir desse instante, a areia vai caindo e realizando colisões com a parte inferior do sistema,
aumentando a indicação da força sobre a balança, ou seja, temos um aumento da reação normal em
função dos pequenos impulsos ocasionados pela queda dos grãos de areia. Quando toda a areia se
deposita no fundo da ampulheta, a indicação da balança retorna ao valor inicial.
Resposta: Alternativa D
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COMENTÁRIO:
a) Incorreta. Do afélio (ponto mais afastado do Sol) para o periélio (ponto mais próximo do Sol), os
planetas descrevem um movimento acelerado, enquanto que, do periélio para o afélio, trata-se de
um movimento retardado.
b) Correta. Observe o comentário do item (a).
c) Correta, Observe o comentário do item (a).
d) Correta. A Primeira Lei de Kepler ou Lei das Órbitas afirma que os planetas descrevem trajetórias
elípticas em torno do Sol.
e) Correta. Ainda de acordo com a Primeira Lei de Kepler ou Lei das Órbitas, o Sol ocupa um dos focos
da trajetória elíptica descrita.
Resposta: Alternativa A
COMENTÁRIO:
A velocidade de órbita da Terra pode ser determinada pela seguinte expressão:
Onde R é o raio médio da Terra e T é o período de translação, dado por: T=365x24x60x60 s,
daí:
Resposta: Alternativa C
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COMENTÁRIO:
A velocidade média de rotação da Terra é dada por:
Onde R é o raio da Terra e T é o período de rotação, dado por: T=24x60x60s, daí:
Portanto, a velocidade máxima para um observador no Sol, é dada pela soma das velocidades
de rotação e translação, que será:
Resposta: Alternativa D
6
COMENTÁRIO:
Note que, pelas massas das estrelas serem iguais, o centro de massa do sistema está no ponto médio
do segmento que une as duas estrelas, e este é o ponto no qual ambas estão orbitando em torno, então
temos:
Por outro lado, a velocidade pode ser escrita como:
Daí:
*Note que em todos os itens, falta a constante gravitacional G,o que torna a resposta dimensionalmente
errada.
Resposta: A equipe de Física do Colégio Ari de Sá Cavalcante conclui que nenhuma das
alternativas está correta.
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COMENTÁRIO:
Observe que, após a colisão, utilizando o princípio da conservação da energia para o sistema
“projétil+bloco”, temos então:
Para a colisão, temos a conservação do momento linear, que é dada por:
Resposta: Alternativa E
COMENTÁRIO:
Dados do problema, sabendo que o homem citado é hipermetrope, pois o ponto próximo dele
vale 100cm:
- Ponto Próximo: p’ = -100cm
- Distância do objeto ao homem: p = 25cm
Aplicando a equação de Gauss para o problema, temos que:
Resposta: Alternativa C
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COMENTÁRIO:
a) Incorreta. Pois a energia potencial gravitacional está sendo convertida em energia cinética
de rotação a cada instante, o que indica que para a energia aumentar, a velocidade angular
também deve aumentar.
b) Correto. A energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética de translação
e energia cinética de rotação.
c) Correto. Adotando o solo como nível de referencia, no ponto mais baixo do plano a energia
potencial gravitacional é mínima.
d) Correto. Pois a variação de energia potencial gravitacional é maior no ponto mais baixo do
plano, portanto, mais energia potencial foi transformada em energia cinética.
e) Correto. Pois a variação de energia potencial gravitacional foi a mesma, porém, parte dela
foi convertida também em energia cinética de rotação, o que torna menor a velocidade
translacional.
Resposta: Alternativa A
COMENTÁRIO:
Como o sistema está em equilíbrio, a tração no fio 1, tem módulo igual ao peso da esfera, daí:
Daí:
Resposta: Alternativa E
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COMENTÁRIO:
O volume acima do nível da água é dado por: V - fV, logo, quando o navio afundar, a altura do
nível da água irá aumentar por uma variação de volume igual ao volume que afunda, então
temos:
Resposta: A equipe de Física do Colégio Ari de Sá Cavalcante conclui que nenhuma das
alternativas está correta.
COMENTÁRIO:
Admitindo que não haja troca de calor com o meio, temos, pelo princípio fundamental da calorimetria:
Resposta: Alternativa C
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COMENTÁRIO:
Utilizando a definição de capacidade térmica e analisando no gráfico uma variação de temperatura de
10ºC para 30ºC para os corpos A e B, temos que:
- Bloco A
- Bloco B
Resposta: Alternativa E
COMENTÁRIO:
Comparando a escala arbitrária X com a escala em Celsius, temos que:
Resposta: Alternativa B
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COMENTÁRIO:
Analisando o gráfico da questão devemos identificar a curva de vaporização do diagrama de
fases da substância. Note que, para uma pressão de 7,0 Torr (eixo das abscissas), a
temperatura na qual a água ferve vale +6ºC.
Resposta: Alternativa D
COMENTÁRIO:
O problema em questão é um problema clássico do eletromagnetismo. Uma esfera condutora imersa
num campo uniforme gera um campo fora da esfera que é uma superposição de um campo uniforme e
o campo gerado por um dipolo elétrico no centro da esfera. O campo dentro da esfera por se tratar de
um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo, porém o campo na superfície não é “uniforme” e é obtido
por técnicas que estão além do conteúdo cobrado por está prova, portanto a solução não se encontra
entre os itens dados como opção.
Resposta: A equipe de Física do Colégio Ari de Sá Cavalcante conclui que nenhuma das
alternativas está totalmente correta.
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COMENTÁRIO:
Considerando o bastão longo o suficiente para que possamos desconsiderar o efeito de suas bordas,
podemos aplicar a Lei de Gauss para determinar o campo elétrico gerado para distribuição de cargas
em questão próximo a superfície do bastão. O campo considerado terá simetria radial e módulo igual a:
a) Correta. Basta olhar para a expressão do módulo do campo nas proximidades do bastão.
b) Correta. Observe o comentário do item (a).
c) Correta. Por conta da distribuição de cargas o campo independe da posição angular ao longo do eixo
do fio tendo simetria radial mas mudando em módulo e direção a medida que nos deslocamos para
as bordas do fio.
d) Correta. Visto de longe o fio carregado se apresenta como pontual, dessa forma tendo seu modulo
variando com o inverso do quadrado da distância.
e) Incorreta. Não há como isso ocorrer para configuração de cargas em questão.
Resposta: Alternativa E
COMENTÁRIO:
Podemos pensar no capacitor antes de colocar o dielétrico como sendo dois capacitores em série com
capacitâncias
e
.Quando preenchemos ambos os capacitores com um material de
constantes dielétricas
e
suas capacitâncias agora ficam
e
.O problema se
resume a encontrar o capacitor equivalente dos capacitores
e
associados em série.
Resposta : Alternativa D
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COMENTÁRIO:
O enunciado da questão está muito confuso, pois faria muito mais sentido se o parâmetro D fosse
considerado a distância da imagem formada a partir do objeto, em relação ao orifício da câmara escura.
Desse modo, para que a imagem seja visualizada, ela corresponderá ao máximo central de difração em
uma fenda. Observe a figura a seguir:
A largura do máximo de difração, ou seja, a visualização de apenas um pico de intensidade, é
determinada para m = 1. Logo, temos que:
Note também que:
Como D>>d, podemos considerar o ângulo θ muito pequeno de modo que:
Como se trata de uma estimativa, temos que:
Resposta: Alternativa E
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COMENTÁRIO:
Adotando arbitrariamente o sentido da corrente como mostra a figura1. A questão pede para
calcular o valor de i3.
Fig1.
Fig2.
Fig3.
Calculando a resistência equivalente entre os pontos A e B.
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Na malha ACEFDBA
-2i = 0
No ponto C
Daí
No ramo EF temos:
Mas REF
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Também podemos escrever
Resolvendo para
Resposta: Alternativa: A
COMENTÁRIO:
Considerando que cada passo possui um valor médio de 1,2m, temos que o número de passos
para uma maratona de 42km (42000m) será dado por:
Resposta: Alternativa A
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COMENTÁRIO:
Considerando que uma barra de cereal possui um comprimento médio de 10cm (0,1m). Para
uma linha de 100m, temos que, o número de barras de cereal será dado por:
Resposta: Alternativa B
COMENTÁRIO:
Considerando que, pausadamente, cada unidade leva 1 segundo para ser contada, podemos
afirmar que:
Convertendo esse tempo para horas (uma hora corresponde a 3600s), temos que:
Resposta: Alternativa C
COMENTÁRIO:
Suponha a potência dissipada por uma lâmpada de poste comum igual a
.Considere que
um quarteirão de uma cidade seja um quadrado de lado
onde em cada lado existam 10
casas com 4 moradores cada,o que daria em média 100 habitantes por quarteirão.Podemos
estimar quantos quarteirões deverá ter a cidade dividindo o número de habitantes total pelo
número de habitantes em cada quarteirão.Teremos na ordem de
quarteirões.Supondo que
em cada lado do quarteirão existam 3 postes teríamos na ordem de
postes no
total.Levando em conta que cada poste ilumina a uma potência de
, multiplicamos o
número de postes pela potência dissipada por cada um obtemos assim uma potência total na
ordem de
.
Resposta: Alternativa E
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COMENTÁRIO:
Considerando que a população do nosso planeta é constituída de homens, mulheres e
crianças, podemos considerar que a massa média por habitante vale 60kg. Sabemos que,
aproximadamente, 70% do nosso corpo é constituído por água, substância a qual possui uma
densidade de 1kg/L.
Logo, podemos afirmar que a massa média de água, por habitante, vale 70% de 60kg, ou seja,
42kg, o que corresponde a um volume de água de 42 litros.
Para uma população de 6 bilhões de habitantes, temos um volume total dado por:
Resposta: Alternativa C
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