01. Na temporada automobilística de Fórmula 1 do ano passado, os

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01. Na temporada automobilística de Fórmula 1 do ano
passado, os motores dos carros de corrida atingiram uma
velocidade angular de 18.000 rotações por minuto. Em
rad/s, qual é o valor dessa velocidade?
(A) 300 π.
(B) 600 π.
(C) 9.000 π.
(D) 18.000 π.
(E) 36.000 π.
02. Um caminhão percorre três vezes o mesmo trajeto. Na
primeira, sua velocidade média é de 15 m/s e o tempo de
viagem é t1. Na segunda, sua velocidade média é de 20
m/s e o tempo de viagem é t2. Se, na terceira, o tempo de
viagem for igual a (t1 + t2)/2, qual será a velocidade média
do caminhão nessa vez?
(A) 20,00 m/s.
(B) 17,50 m/s.
(C) 17,14 m/s.
(D) 15,00 m/s.
(E) 8,57 m/s.
03. Cada vez que a gravação feita em um disco de vinil é
reproduzida, uma agulha fonocaptora percorre uma espiral
de sulcos que se inicia na periferia do disco e acaba nas
proximidades do seu centro. Em determinado disco, do tipo 78 rpm, a agulha completa esse percurso em 5 minutos. Supondo que a velocidade relativa entre a agulha e o
disco decresce linearmente em função do tempo, de 120
cm/s no sulco inicial para 40 cm/s no sulco final, qual seria
o comprimento do percurso completo percorrido pela agulha sobre o disco?
(A) 400 m.
(B) 240 m.
(C) 48 m.
(D) 24 m.
(E) 4 m.
04. O gráfico abaixo representa as velocidades (v), em
função do tempo (t), de dois carrinhos, X e Y, que se deslocam em linha reta sobre o solo, e cujas massas guardam
entre si a seguinte relação: mx = 4.my.
2
nar o “d” e os “t’s”, e para isso usamos os outros dados.
Observe:
d
d
d
v m1 = ⇒ 15 = ⇒ t 1 =
⇒ tempo do primeiro trecho!
t1
t1
15
d
d
d
⇒ 20 =
⇒ t2 =
⇒tempo do segundo trecho!
t2
t2
20
Substituindo na vm3 temos:
d
2d
2d
2d 120d
= d
= 7d =
= 17,14m / s
v m3 = (t + t ) =
d
1 2
(t1 + t 2 ) 15 + 20 60 7d
v m2 =
2
A respeito desse gráfico, considere as seguintes afirmações.
I - No instante t = 4s, X e Y têm a mesma energia cinética.
II - A quantidade de movimento linear que Y apresenta no
instante t = 4s é igual, em módulo, à quantidade de
movimento linear que X apresenta no instante t = 0.
III - No instante t = 0, as acelerações de X e Y são iguais
em módulo.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas.
(C) Apenas I e II.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 1:
Observe que no problema 1800 rotações por minuto é o
mesmo que 1800 r.p.m. que também significa a freqüência
de rotação dos carros.
Portanto, como sabemos que a velocidade angular é dada
π.f
por: ω = 2.π
Mas lembre-se de que a freqüência deve ser dada em
hertz(Hz). Daí 1800r.p.m. = 1800/60 = 300Hz
Então, ω = 2.π.300 = 600π rd/s.
Resposta letra “B” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 2:
Também é um problema bem trabalhoso de velocidade
média, mas não se assuste!
O problema pede pra calcular a velocidade média na
última situação. Vamos lá então!
Para calcular a velocidade média basta usar:
d
v m = ; como não sabemos a distância percorrida, mant
temos o “d”. O tempo “t” na terceira situação é dado por (t1
+ t2)/2, então substituindo
d
2d
⇒ temos um problema que é elimiv m3 = (t + t ) =
1 2
(t 1 + t 2 )
(
)
Resposta letra “C” "!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 3:
Observe que este problema trata-se de um movimento
com aceleração constante, devido a velocidade decrescer
linearmente. Portanto vamos calcular o tamanho do
percurso ou a distância.
d = vm.t ⇒ porém não temos a velocidade média.
v + v o 120 + 40 160
=
=
= 80cm / s
vm =
2
2
2
Então agora podemos calcular o percurso, observando um
ajuste importante que é no tempo que está em minutos e
deve ser convertido para segundos. t = 5min = 300s
d = 80.300 = 24000cm ou 240m
Resposta letra “B” !.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4:
Bem, vamos verificar cada umas das afirmações.
Em I vamos ter que determinar as energias cinéticas dos
dois para verificar se está correta ou não.
4.m Y .16 64m Y
m.v 2 m X .4 2
=
=
=
= 32m Y
2
2
2
2
m .8 2
m .64
m.v 2
=
= Y
= Y
= 32m Y
2
2
2
E CX =
E CY
Afirmação I está certa!
pY = m.v = mY.vY = mY.8 = 8mY
pX = m.v = mX.vX = 4.mY.2 = 8mY
Portanto são iguais! Afirmação II certa também!
A afirmação III está errada, pois para terem mesma aceleração as inclinações das duas retas deveriam ser iguais.
Portanto resposta letra “C” #.
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05. A figura abaixo representa dois objetos, P e Q, cujos
pesos, medidos com um dinamômetro por um observador
inercial, são 6 N e 10 N, respectivamente.
Por meio de dois fios de massas desprezíveis, os objetos
P e Q acham-se suspensos, em repouso, ao teto de um
elevador que, para o referido observador, se encontra parado. Para o mesmo observador, quando o elevador ace2
lerar verticalmente para cima à razão de 1 m/s , qual será
o módulo da tensão no fio 2? (Considere a aceleração da
2
gravidade igual a 10 m/s .)
(A) 17,6 N.
(B) 16,0 N.
(C) 11,0 N.
(D) 10,0 N.
(E) 9,0 N.
06. A figura abaixo representa um pêndulo cônico ideal
que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível.
Para um observador inercial, o período de rotação da
esfera, em sua órbita circular, é constante. Para o mesmo
observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta
(A) verticalmente para cima.
(B) verticalmente para baixo.
(C) tangencialmente no sentido do movimento.
(D) para o ponto fixo.
(E) para o centro da órbita.
Instrução: As questões 07 e 08 referem-se ao enunciado
abaixo.
Um par de carrinhos idênticos, cada um com massa igual
a 0,2 kg, move-se sem atrito, da esquerda para a direita,
sobre um trilho de ar reto, longo e horizontal. Os carrinhos,
que estão desacoplados um do outro, têm a mesma velocidade de 0,8 m/s em relação ao trilho. Em dado instante,
o carrinho traseiro colide com um obstáculo que foi interposto entre os dois. Em conseqüência dessa colisão, o
carrinho traseiro passa a se mover da direita para a esquerda, mas ainda com velocidade de módulo igual a 0,8
m/s, enquanto o movimento do carrinho dianteiro prossegue inalterado.
07. Em relação ao trilho, os valores, em kg.m/s, da quantidade de movimento linear do par de carrinhos antes e depois da colisão são, respectivamente,
(A) 0,16 e zero.
(C) 0,16 e 0,32.
(E) 0,32 e 0,48.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 5:
Observe que o fio 2 sustenta apenas o corpo “Q”, porém a
tensão no fio 2 não é o peso do corpo “Q” quando ele está
subindo acelerado. Ela é maior a medida que a aceleração
for cada vez maior.
Para determinar a tensão no fio 2 basta usar a segunda lei
de Newton.
FR = m.a
Mas antes precisamos determinar a massa do corpo “Q”.
PQ = mQ.g ⇒ 10 = mQ.10 ⇒ mQ = 1kg
Voltando à segunda lei, temos duas forças atuando no
corpo “Q”, a força Tensora (dirigida para cima) e o Peso
(dirigida para baixo).
FR = mQ.a ⇒ T - PQ = mQ.a ⇒ T – 10 = 1.1 ⇒ T = 11N
Resposta letra “C” !.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6:
Neste movimento executado pela esfera trata-se de
M.C.U., pois o tempo para completar a volta é sempre o
mesmo. Sendo um M.C.U. sabemos que a resultante das
forças é a força centrípeta que aponta para o centro da
circunferência ou no caso do problema para o centro da
órbita.
No esquema abaixo as forças que aparecem são: a PESO
que aponta para baixo, e a TENSÃO que está no cordão.
A resultante dessas duas forças fica direcionada para o
centro (força CENTRÍPETA).
Resposta letra “E” !.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7:
Note que no problema ocorre uma colisão perfeitamente
elástica entre o carrinho traseiro e o obstáculo.
Para calcular a quantidade de movimento antes da colisão
basta calcular as quantidades de movimento de cada carrinho e soma-las. Vamos chamar de 1 para o carrinho que
está na frente e 2 para o carrinho que se encontra atrás.
Antes da colisão:
pTOTAL = p1 + p2 = m1.v1 + m2.v2 = 0,2.0,8 + 0,2.0,8
= 0,32kg.m/s
Depois da colisão do carrinho traseiro 2:
Obs.: Note que o carrinho traseiro 2, mudou o sentido do
seu movimento, portanto mudará o sinal do valor da velocidade.
pTOTAL = p1 + p2 = m1.v1 + m2.v2 = 0,2.0,8 + 0,2.(-0,8) = 0
Resposta letra “D” #.
(B) 0,16 e 0,16.
(D) 0,32 e zero.
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08. Qual é o valor do quociente da energia cinética final
pela energia cinética inicial do par de carrinhos, em relação ao trilho?
(A) 1/2.
(B) 1.
(C) 2.
(D) 4.
(E) 8.
Instrução: As questões 09 e 10 referem-se ao enunciado
que segue.
Um recipiente de paredes de espessura e peso desprezíveis se encontra sobre o prato de uma balança, mantida
em equilíbrio para medir a massa da água nele contida. O
2
recipiente consiste em um cilindro, com 100 cm de área
da base e 10 cm de altura, provido de um gargalo em for2
ma de tubo com 1 cm de seção reta, conforme indica a figura abaixo.
Considere ainda os seguintes dados.
- Uma coluna de 10 cm de água exerce uma pressão de
2
0,1 N/cm sobre a base que a sustenta.
- O peso de 1 litro de água é de 10 N.
09. Selecione a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem.
Quando o recipiente contém água até o nível B, o módulo
da força que a água exerce sobre a base do recipiente é
de ........... e o peso da água nele contida é de ........... .
(A) 0,1 N - 1,0 N
(C) 1,0 N - 10,0 N
(E) 10,0 N - 10,0 N
(B) 1,0 N - 1,0 N
(D) 10,0 N - 1,0 N
10. Selecione a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem.
Quando o recipiente contém água até o nível C, o módulo
da força que a água exerce sobre a base do recipiente é
de ..........., e o peso da água nele contida é de ............. .
(A) 10,0 N - 11,1 N
(C) 20,0 N - 10,1 N
(E) 20,0 N - 20,0 N
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(B) 10,0 N - 19,9 N
(D) 20,0 N - 19,9 N
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 8:
Para calcular o cociente entre as energias cinéticas finais
e iniciais dos carrinhos temos:
m1.v 12 m 2 .v 22
0,2.0,8 2 0,2.( −0,8) 2
+
+
E CF1 +E CF2
2
2
2
2
=
=
2
2
2
E Ci1 +E Ci2
m1.v 1 m 2 .v 2
0,2.0,8
0,2.0,8 2
+
+
2
2
2
2
0,064 + 0,064
=
=1
0,064 + 0,064
Resposta letra “B” #.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 9:
Para determinar a força exercida pela água na base do
recipiente quando cheio até o nível B, temos que usar a
relação:
F = p.A
2
p = 0,1N/cm até o nível B.
2
A = 100cm
Daí: F = 0,1.100 = 10N
Para responder a segunda lacuna vamos ter que lembrar
de algumas relações:
O volume do nível B é dado por:
3
VB = hB.AB = 10.100 = 1000cm
3
E que cada 1cm de água temos 1g.
3
Portanto em 1000cm de água teremos 1000g ou 1kg.
Sabemos também que 1kg de água tem 1 litro, e daí
temos então pelas informações da questão 10N de peso.
Resposta letra “E” #.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10:
Note agora que a coluna de água passou para 20cm de
altura e portanto a pressão exercida pela água no fundo
2
do recipiente também dobra passando para p = 0,2N/cm .
Então vamos repetir os mesmos passos para completar
novamente as lacunas.
F = p.A = 0,2.100 = 20N
Respondendo a segunda lacuna vamos ter que repetir os
passos anteriores novamente, porém somando com o peso da água.
Para determinar o volume de água do recipiente, devemos
somar o volume do nível B e o do nível C:
Como o volume do nível B foi determinado anteriormente
3
VB = 1000cm
3
VC = hC.AC = 10.1 = 10cm
3
E que cada 1cm de água temos 1g.
3
Portanto em 10cm de água teremos 10g ou 0,01kg.
Usando uma regra de três temos:
1kg ⇔ 1 litro
0,01kg ⇔ x litros ⇒ x = 1.0,01 = 0,01 litros
Usando novamente a regra de três temos:
1 litro ⇔ 10 N
0,01litros ⇔ x N⇒ x = 10.0,01 = 0,1 N
Então o peso da água é o peso da água ocupada pela
água até o nível B mais o nível C.
10N + 0,1N = 10,1N
Resposta letra “C” #.
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11. Em certo instante, um termômetro de mercúrio com
paredes de vidro, que se encontra à temperatura ambieno
te, é imerso em um vaso que contém água a 100 C. Observa-se que, no início, o nível da coluna de mercúrio cai
um pouco e, depois, se eleva muito acima do nível inicial.
Qual das alternativas apresenta uma explicação correta
para esse fato?
(A) A dilatação do vidro das paredes do termômetro se
inicia antes da dilatação do mercúrio.
(B) O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro das paredes do termômetro é maior que o do mercúrio.
(C) A tensão superficial do mercúrio aumenta em razão do
aumento da temperatura.
(D) À temperatura ambiente, o mercúrio apresenta um
coeficiente de dilatação volumétrica negativo, tal como a
água entre 0 °C e 4 °C.
(E) O calor específico do vidro das paredes do termômetro
é menor que o do mercúrio.
12. O gráfico abaixo representa as variações de temperatura ∆T, em função do calor absorvido Q, sofridas por dois
corpos, A e B, de massas mA e mB e calores específicos cA
e cB, respectivamente.
Nesse caso, pode-se afirmar que a razão cA/cB é igual a
(A) 4mB/mA
(B) 2mB/mA
(C) mB/mA
(D) mB/(2mA)
(E) mB/(4mA)
13. A frase "O calor do cobertor não me aquece direito"
encontra-se em uma passagem da letra da música Volta,
de Lupicínio Rodrigues. Na verdade, sabe-se que o cobertor não é uma fonte de calor e que sua função é a de isolar
termicamente nosso corpo do ar frio que nos cerca. Existem, contudo, cobertores que, em seu interior, são aquecidos eletricamente por meio de uma malha de fios metálicos nos quais é dissipada energia em razão da passagem
de uma corrente elétrica. Esse efeito de aquecimento pela
passagem de corrente elétrica, que se observa em fios
metálicos, é conhecido como
(A) efeito Joule.
(C) efeito estufa.
(E) efeito fotoelétrico.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11:
Como as paredes do termômetro recebem calor primeiro
que o mercúrio, então elas vão se dilatar antes do líquido,
por isso o nível de mercúrio cai um pouco. Logo após o
mercúrio quando começa a receber calor se dilata mais
que as paredes do termômetro e por isso ele se eleva logo
depois. Portanto reposta letra “A” !.
A letra “B” está errada, pois se o coeficiente do vidro fosse
maior o mercúrio não se elevaria depois.
A letra “C” está errada, porque se a tensão superficial
aumenta, isso não vai interferir na dilatação do mercúrio.
A letra “D” está errada, porque a redução do volume do
mercúrio não foi devido a sua dilatação e sim porque as
paredes de vidro se dilataram antes do mercúrio.
A letra “E” está errada, porque se o mercúrio se elevou
depois é porque ele aquece mais rápido do que as paredes e, portanto o mercúrio tem calor específico menor que
as paredes de vidro.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12:
Usando a relação do calor sensível temos:
Q = m.c.∆T ⇒ isolando o calor específico temos:
Q
c=
m.∆T
Partindo do que foi dado na questão, podemos resolver o
problema a partir do cociente:
Lembre-se de que no gráfico não tem um valor para a
quantidade de calor fornecida aos dois corpos, mas a
quantidade é a mesma: QA = QB =Q
E que ambos os corpos recebendo a mesma quantidade
de calor, eles sofreram variações de temperatura difereno
tes. O corpo A sofreu uma variação de 20 C e o B sofreu
o
40 C. Esta duas informações estão no gráfico.
QA
Q
m .40 2m B
m A .20
m A .∆TA
cA
/
Q
=
=
=
=
x B
Q
QB
/
m A .20
Q
mA
cB
m B .40
m B .∆TB
Resposta letra “B” #.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13:
O efeito do aquecimento devido a passagem de corrente
elétrica por um condutor é chamado de efeito Joule.
Resposta letra “A” !.
O efeito Doppler é quando uma fonte sonora se desloca
ou um observador, verificando alteração na freqüência
emitida pela fonte.
O efeito estufa é devido ao aquecimento global por causa
do excesso de poluentes lançados na atmosfera.
O efeito termoiônico é quando uma corrente elétrica ao
aquecer um condutor, arranca elétrons de sua superfície.
O efeito fotoelétrico é quando a luz arranca elétrons da
superfície de um metal.
(B) efeito Doppler.
(D) efeito termoiônico.
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14. Um recipiente cilíndrico fechado, provido de um êmbolo, contém certa quantidade de um gás ideal. À temperatura de 10°C, o gás ocupa um volume Vo e sua pressão é
P. A partir desse estado inicial, o gás sofre uma expansão
isobárica até atingir a temperatura de 20 °C. A respeito da
transformação descrita acima, é correto afirmar que
(A) o gás passa a ocupar, depois da transformação, um
volume igual a 2Vo.
(B) a energia cinética média final das moléculas do gás é
igual ao dobro da sua energia cinética média inicial.
(C) a velocidade média das moléculas do gás não varia
quando o gás passa ao estado inicial para o estado final.
(D) a variação na energia interna do gás é nula na
transformação.
(E) o calor absorvido pelo gás, durante a transformação, é
maior que o trabalho por ele realizado.
15. Três cargas puntiformes, de valores +2Q, +Q e -2Q,
estão localizadas em três vértices de um losango, do modo indicado na figura abaixo.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14:
Nesta questão sobre termodinâmica, o gás sofre uma
transformação cuja a pressão é constante (isobárica) vamos analisar cada uma das alternativas:
Na alternativa “A” temos um erro, pois para o volume dobrar a temperatura do gás também deve dobrar, mas existe um detalhe que está na escala; a temperatura deve estar na escala Kelvin e quando passamos os dois valores
o
o
de 10 C = 283 K e 20 C = 293 K, vemos que a temperatura na escala Kelvin não dobra e, portanto o volume também não dobrará!
Na alternativa “B” temos o mesmo problema, pois a energia cinética das moléculas é diretamente proporcional à
temperatura (escala Kelvin), como já sabemos que na escala Kelvin a temperatura não dobra, então a energia cinética média final das moléculas também não será o dobro!
Na alternativa “C” também está errada, pois a velocidade
média das moléculas depende da temperatura, pois quanto maior a temperatura maior a velocidade média das moléculas.
Na alternativa “D” também está errada, pois como houve
variação na temperatura, houve também variação na energia interna!
Portanto a letra “E” está correta, pois como o gás recebeu
calor e converteu essa energia em duas outras (trabalho e
variação da energia interna), o calor será sempre maior
que o trabalho realizado pelo gás #!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15:
Para resolver esta questão basta somar os vetores campo
elétrico gerado no ponto P gerado pelas três cargas. No
esquema abaixo o vetor 1 é a representação do campo
elétrico gerado pela carga +2Q, o 2 pela carga +Q e o 3
pela carga –2Q.
Sabendo-se que não existem outras cargas elétricas presentes nas proximidades desse sistema, qual das setas
mostradas na figura representa melhor o campo elétrico
no ponto P, quarto vértice do losango?
(A) A seta 1.
(D) A seta 4.
(B) A seta 2.
(E) A seta 5.
(C) A seta 3.
16. Para iluminar sua barraca, um grupo de campistas liga
uma lâmpada a uma bateria de automóvel. A lâmpada
consome uma potência de 6 W quando opera sob uma
tensão de 12 V. A bateria traz as seguintes especificações: 12 V, 45 A.h, sendo o último valor a carga máxima
que a bateria é capaz de armazenar. Supondo-se que a
bateria seja ideal e que esteja com a metade da carga
máxima, e admitindo-se que a corrente fornecida por ela
se mantenha constante até a carga se esgotar por completo, quantas horas a lâmpada poderá permanecer funcionando continuamente?
(A) 90 h.
(D) 22 h 30 min
(B) 60 h.
(E) 11 h 15 min
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(C) 45 h.
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Usando a regra do paralelogramo podemos achar a resultante entre os vetores 1 e 3 que chamei de 4(fig. a); e depois com o vetor 2(fig. b) como está na figura abaixo:
fig. a
fig. b
Na figura “b” está representado o campo elétrico resultante
no ponto P. Portanto a resposta é a letra “B” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16:
Para saber o tempo usamos a relação: Q = i.t
Mas antes precisamos saber a corrente, que pode ser
determinada pela relação: P = i.U ⇒ 6 = i.12 ⇒ i = 0,5A
Lembre-se de que a carga da bateria está pela metade!
Voltando à primeira relação temos: Q = i.t ⇒ 22,5 = 0,5.t
t = 45h ⇒ Resposta letra “C” #!
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17. No circuito elétrico representado na figura abaixo, a
fonte de tensão é uma fonte ideal que está sendo percorrida por uma corrente elétrica contínua de 1,0 A.
Quanto valem, respectivamente, a força eletromotriz
fonte e a corrente elétrica i indicadas na figura?
(A) 2,0 V e 0,2 A.
(C) 2,5 V e 0,3 A.
(E) 10,0 V e 0,2 A.
ε da
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17:
Para determinar a força eletromotriz, precisamos primeiro
determinar a resistência equivalente do circuito. Observe
que os dois resistores de 3Ω e 2Ω estão em série! Então
basta soma-los!
Agora os dois resistores estão em paralelo! Para achar a
resistência equivalente entre os dois temos que usar a
relação abaixo, já que os dois são iguais:
RE = R/2 = 5/2 = 2,5Ω
(B) 2,0 V e 0,5 A.
(D) 2,5 V e 0,5 A.
18. A figura abaixo representa uma região do espaço no
interior de um laboratório, onde existe um campo magnético estático e uniforme. As linhas do campo apontam perpendicularmente para dentro da folha, conforme indicado.
Uma partícula carregada negativamente é lançada a partir
do ponto P com velocidade inicial Vo em relação ao laboratório.
Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações
abaixo, referentes ao movimento subseqüente da partícula, com respeito ao laboratório.
Agora temos um circuito simples e fácil de calcular a força
eletromotriz. Usando a Lei de Ohm determinamos a força
eletromotriz: U = R.i ⇒ U = 2,5.1 = 2,5V
Para determinar a corrente i basta observar que a resistência na malha onde passa a corrente i é de 5Ω e na
outra que está em paralelo também. Como a corrente que
sai da fonte é 1A, esta corrente se divide igualmente para
ambas as malhas, ou seja, 0,5A! Resposta letra “D” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18:
A primeira afirmação é verdadeira, pois, se uma partícula
se desloca na mesma direção das linhas de força do campo magnético, não haverá força atuando sobre ela, fazendo ela manter seu movimento original.
A segunda também é verdadeira, pois neste caso usamos
a “regra do tapa da mão direita” e verificamos que a partícula se desvia para o pé da página.
A terceira é falsa, pois neste caso usamos novamente a
“regra do tapa da mão direita” e verificamos que a partícula não se desvia para a esquerda da página e sim para
a direita.
Portanto a resposta é a letra “A” !!
( ) Se Vo for perpendicular ao plano da página, a partícula
seguirá uma linha reta, mantendo sua velocidade inicial.
( ) Se Vo apontar para a direita, a partícula se desviará
para o pé da página.
( ) Se Vo apontar para o alto da página, a partícula se
desviará para a esquerda.
A seqüência correta de preenchimento dos parênteses, de
cima para baixo, é
(A) V - V - F.
(C) F - V - F.
(E) V - V-V.
(B) F - F - V.
(D) V - F - V.
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19. Uma espira condutora retangular, de comprimento 2L,
desloca-se para a direita, no plano da página, com velocidade v constante. Em seu movimento, a espira atravessa
completamente uma região do espaço, de largura L, onde
está confinado um campo magnético constante, uniforme
e perpendicular ao plano da página, conforme indica a figura abaixo.
Sendo t = 0 o instante em que a espira começa a ingressar
na região onde existe o campo magnético, assinale a
alternativa que melhor representa o gráfico da corrente
elétrica induzida i na espira, durante sua passagem pelo
campo magnético, em função do tempo t.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19:
No instante t = 0 a espira começa a penetrar na região
onde existe o campo magnético, a partir deste instante em
diante aparece na espira uma corrente induzida que se
mantém constante até a primeira metade da espira, pois
como aumenta a área da espira, varia o fluxo magnético,
conseqüentemente gerando uma corrente induzida de
acordo com a primeira parte do gráfico abaixo.
A segunda metade da espira percorre a região do campo
magnético e podemos verificar que a área não se altera e,
portanto o fluxo magnético não varia. Daí podemos concluir que não há corrente induzida na espira.
Na terceira etapa, a área da espira vai reduzindo e com
isso novamente o fluxo varia fazendo aparecer uma corrente induzida constante na espira. O detalhe importante é
que com a redução da área temos uma variação negativa
do fluxo magnético e conseqüentemente uma inversão no
sentido da corrente. Portanto o gráfico completo fica:
Então a resposta é a letra “A” #!
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20. A figura abaixo representa uma esfera metálica oca,
de raio R e espessura desprezível. A esfera é mantida eletricamente isolada e muito distante de quaisquer outros
objetos, num ambiente onde se fez vácuo.
U=
Em certo instante, uma quantidade de carga elétrica negativa, de módulo Q, é depositada no ponto P da superfície
da esfera. Considerando nulo o potencial elétrico em pontos infinitamente afastados da esfera e designando por k a
constante eletrostática, podemos afirmar que, após terem
decorrido alguns segundos, o potencial elétrico no ponto
S, situado à distância 2R da superfície da esfera, é dado
por
(A) −
(D) −
kQ
.
2R
kQ
9R 2
(B) −
.
(E) +
kQ
.
3R
kQ
9R 2
(C) +
kQ
.
3R
.
21. Considere o enunciado abaixo e as quatro propostas
para completá-lo.
Do ponto de vista de um observador em repouso com
relação a um sistema de referência S, um campo magnético pode ser gerado
1 - pela força de interação entre duas cargas elétricas em
repouso com relação a S.
2 - pelo alinhamento de dipolos magnéticos moleculares.
3 - por uma corrente elétrica percorrendo um fiocondutor.
4 - por um campo elétrico cujo módulo varia em função do
tempo.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20:
Nesta questão devemos lembrar que o potencial elétrico
depende do sinal da carga do objeto eletrizado e que embora ser uma esfera de raio R, se as cargas estão em
equilíbrio eletrostático na sua superfície, podemos considerar a esfera como uma carga puntual localizada no centro da esfera.
Como por definição o potencial elétrico é:
kQ
r
Sendo Q a carga da esfera e r a distância de um ponto
externo em relação ao seu centro, podemos então verificar
que nesta questão Q = -Q, e a distância do ponto S ao
centro da esfera é r = 3R.
Daí ficamos com a seguinte relação para o potencial elétrico em S.
U=−
kQ
3R
Portanto a resposta está na letra “B” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21:
Analisando cada uma das afirmações podemos dizer que:
Na primeira afirmação, cargas em repouso em relação a
um determinado referencial não vão gerar campos magnéticos.
Na segunda, o alinhamento dos dipolos magnéticos é uma
das características dos materiais que respondem ao campo magnético. Portanto com o alinhamento temos a geração de uma campo magnético.
Na terceira, a corrente elétrica é o movimento de cargas
em relação a um referencial, e este movimento gera um
campo magnético ao redor do condutor.
Na quarta, quando temos campos elétricos variáveis no
tempo, estes induzem um campo magnético perpendicular. O melhor exemplo para este caso são as ondas eletromagnéticas.
Portanto temos a letra “E” #!
Quais propostas estão corretas?
(A) Apenas 1 e 3.
(C) Apenas 2 e 3.
(E) Apenas 2, 3 e 4.
(B) Apenas 1 e 4.
(D) Apenas 1, 2 e 4.
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22. Certo instrumento de medida tem um ponteiro P cuja
extremidade se move sobre uma escala espelhada EE',
graduada de 0,0 a 10,0 mA. Quando se olha obliquamente
para a escala - o que é um procedimento incorreto de
medida -, o ponteiro é visto na posição indicada na figura
abaixo, sendo R sua reflexão no espelho.
Se a leitura do instrumento for feita corretamente, seu
resultado será
(A) o valor de 7,5 mA.
(B) um valor entre 7,5 mA e 8,0 mA.
(C) o valor de 8,0 mA.
(D) um valor entre 8,0 mA e 8,5 mA.
(E) o valor de 8,5 mA.
23. Na figura abaixo, um feixe de luz monocromática I,
proveniente do ar, incide sobre uma placa de vidro de faces planas e paralelas, sofrendo reflexões e refrações em
ambas as faces da placa. Na figura, θi representa o ângulo
formado pela direção do feixe incidente com a normal à
superfície no ponto A, e θr representa o ângulo formado
pela direção da parte refratada desse feixe com a normal
no mesmo ponto A.
Pode-se afirmar que os ângulos α, β e γ definidos na figura
são, pela ordem, iguais a
(A) θi, θr e θi.
(D) θr, θr e θi.
(B) θi, θi e θr.
(E) θr, θi e θi.
(C) θr, θi e θr.
24. No estudo de espelhos planos e esféricos, quando se
desenham figuras para representar objetos e imagens,
costuma-se selecionar determinados pontos do objeto.
Constrói-se, então, um ponto imagem P', conjugado pelo
espelho a um ponto objeto P, aplicando as conhecidas regras para construção de imagens em espelhos que decorrem das Leis da Reflexão.
Utilizando-se tais regras, conclui-se que um ponto imagem
virtual P', conjugado pelo espelho a um ponto objeto real
P, ocorre
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22:
Na figura da questão, temos o painel e nele aparece a escala utilizada. Se observarmos com cuidado veremos que
cada traço vale 0,5, pois temos 20 traços e o fundo de escala do instrumento indica o valor de 10.
De acordo com o enunciado, para fazermos a leitura correta no instrumento o ponteiro deve estar exatamente sobre sua imagem na escala espelhada, ou seja, não podemos ver a imagem. No caso da questão, como a pessoa
olha de lado (obliquamente), ocorre um deslocamento do
ponteiro e da imagem para o observador em sentidos contrários. No caso da figura ao lado a imagem se deslocou
pra direita e o ponteiro pra esquerda. Isso implica que na
posição correta de visualização o ponteiro deve se deslocar para valores que estão aproximadamente entre os dois
traços que indicam 8 e 8,5 mA.
Portanto resposta letra “D” #!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23:
Para encontrar o ângulo α, basta usar a Lei de SnellDescartes: n1.sen θ1 = n2.sen θ2
Para o primeiro raio que incide na lâmina, substituindo os
valores na expressão para a primeira refração temos:
n1.sen θi = n2.sen θr
(1)
Na segunda refração observe o ângulo θr passa a ser o
ângulo de incidência θ1 e α o ângulo de refração.
n2.sen θr = n1.sen α
(2)
Observando as equações 1 e 2 podemos igualar elas
devido ambas terem o mesmo termo n2.sen θr:
n1.sen θi = n1.sen α
Simplificando os n1, fica apenas: sen θi = sen α
Nesta situação se os senos são iguais é porque seus
θi = α) também são iguais.
ângulos θi e α (θ
De acordo com a lei de reflexão o primeiro raio de luz
refratado com ângulo θr incide na segunda lâmina e é
refletido. Portanto o ângulo de reflexão na parte interna é o
mesmo, e neste caso o θr = β.
Pela Lei de Snell-Descartes: n1.sen θ1 = n2.sen θ2
n1.sen θi = n2.sen θr ⇒ mas sabemos que θr = β.
n1.sen θi = n2.sen β
(3)
Então para o raio que emerge pelo segmento BC , obedece também a Lei de Snell-Descartes:
(4)
n2.sen β = n1.sen γ
Então se igualarmos os termos da expressões (3) e (4)
temos.
n1.sen θi = n1.sen γ ⇒ simplificando os n1 temos:
sen θi = sen γ ⇒ então se os senos são iguais θi = γ.
Resposta letra “A” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24:
Bem a dica dessa questão é que o ponto imagem é VIRTUAL, portanto tanto os espelhos plano, côncavo e convexo produzem estes pontos virtuais conjugados.
Então a resposta é a letra “E” !!
(A) apenas em espelhos planos.
(B) apenas em espelhos planos e côncavos.
(C) apenas em espelhos planos e convexos.
(D) apenas em espelhos côncavos e convexos.
(E) em espelhos planos, côncavos e convexos.
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25. São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, as
ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cada
um desses cinco tipos de onda difere, de algum modo, dos
demais.
Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda referido das demais
ondas acima citadas?
(A) Raios X são as únicas ondas que não são visíveis.
(B) Raios gama são as únicas ondas transversais.
(C) Ondas de rádio são as únicas ondas que transportam
energia.
(D) Ondas sonoras são as únicas ondas longitudinais.
(E) Ondas de luz são as únicas ondas que se propagam
no vácuo com velocidade de 300.000 km/s.
26. A figura abaixo representa uma roda, provida de uma
manivela, que gira em torno de um eixo horizontal, com
velocidade angular ω constante. Iluminando-se a roda com
feixes paralelos de luz, sua sombra é projetada sobre uma
tela suspensa verticalmente. O movimento do ponto A' da
sombra é o resultado da projeção, sobre a tela, do movimento do ponto A da manivela.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25:
Na alternativa “A”, tanto os Raios X, raios gama e ondas
de rádio são invisíveis aos nossos olhos, portanto está errada.
Na alternativa “B”, raios gama, Raios X e ondas de rádio
são todas eletromagnéticas e, portanto todas transversais,
então está errada também.
Na alternativa “C”, sabemos que todas as ondas transportam energia e na somente as ondas de rádio, então está
errada.
Na alternativa “D”, dentre as opções fornecida no enunciado, sabemos que as ondas sonoras são ondas longitudinais e, portanto correta a afirmação !!
Na afirmação “E”, se o meio é o mesmo (vácuo), todas as
ondas eletromagnéticas se propagarão com a mesma velocidade, esta sendo a da luz, por isso está também errada.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 26:
Analisando a primeira afirmação, podemos verificar q o
ponto está em um disco que gira com uma velocidade
angular constante, portanto possui um movimento circular
uniforme. Já o seu período é determinado a partir da
relação da velocidade angular.
2.π
2.π
ω=
⇔T=
Portanto esta afirmação está correta!
ω
T
Na segunda afirmação, note que o ponto A’ é a sombra do
ponto A projetada na tela. Este ponto se desloca apenas
na vertical e seu movimento é idêntico ao de um corpo
preso em uma mola oscilando, portanto seu movimento é
harmônico simples.
A terceira afirmação está errada, pois já afirmamos na primeira afirmação que o movimento do ponto A é MCU.
Neste caso a resposta é a letra “D” #!
A respeito dessa situação, considere as seguintes afirmações.
I - O movimento do ponto A é um movimento circular
uniforme com período igual a 2π/ω.
II - O movimento do ponto A' é um movimento harmônico
simples com período igual a 2π/ω.
III - O movimento do ponto A é uma seqüência de movimentos retilíneos uniformes com período igual a π/ω.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(C) Apenas III.
(E) Apenas I e III.
(B) Apenas II.
(D) Apenas I e II.
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27. Um trem de ondas planas de comprimento de onda,
que se propaga para a direita em uma cuba com água,
incide em um obstáculo que apresenta uma fenda de largura F. Ao passar pela fenda, o trem de ondas muda sua
forma, como se vê na fotografia abaixo.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 27:
Na figura da questão vemos frentes de ondas planas se
aproximando e passando por uma fenda produzindo uma
figura que contorna o obstáculo, este fenômeno é chamado de difração.
Portanto resposta letra “A” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 28:
De acordo com a questão, a cada 20 horas se reduz pela
metade a intensidade da radiação emitida. Portanto, no
início temos uma quantidade inicial X de átomos. Passadas 20 horas teremos apenas metade da radiação e,
portanto metade do número inicial de átomos, X/2.
Mais 20 horas decorridas (40 horas), a radiação novamente se reduzirá a metade ((X/2)/2 = X/4), portanto ficaremos
com apenas um quarto do número inicial de átomos.
Então a fração de átomos que se desintegraram foi:
X−
Qual é o fenômeno físico que ocorre com a onda quando
ela passa pela fenda?
(A) Difração.
(C) Interferência.
(E) Refração.
(B) Dispersão.
(D) Reflexão.
28. Um contador Geiger indica que a intensidade da
radiação beta emitida por uma amostra de determinado
elemento radioativo cai pela metade em cerca de 20 horas. A fração aproximada do número inicial de átomos radioativos dessa amostra que se terão desintegrado em 40
horas é
(A) 1/8.
(D) 1/2.
(B) 1/4.
(E) 3/4.
X 4X − X 3X
=
=
4
4
4
ou seja, 3/4 dos átomos foram desintegrados. Reposta
letra “E” !!
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 29:
A radiação alfa é um núcleo composto por dois prótons e
dois nêutrons, portanto corresponde à um núcleo de Hélio.
A radiação composta por elétrons é chamada de Beta.
A última classe de radiação é chamada de Gama, que são
Fótons com alta energia e que possui o maior poder de
penetração.
Portanto resposta letra “C” !!
(C) 1/3.
29. Selecione a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem.
Entre os diversos isótopos de elementos químicos encontrados na natureza, alguns possuem núcleos atômicos instáveis e, por isso, são radioativos. A radiação emitida por
esses isótopos instáveis pode ser de três classes. A classe conhecida como radiação alfa consiste de núcleos de
...................... . Outra classe de radiação é constituída de
elétrons, e é denominada radiação ........... . Uma terceira
classe de radiação, denominada radiação ..................... , é
formada de partículas eletricamente neutras chamadas de
........... . Dentre essas três radiações, a que possui maior
poder de penetração nos materiais é a radiação .............. .
(A) hidrogênio - gama - beta - nêutrons - beta.
(B) hidrogênio - beta - gama - nêutrons - alfa.
(C) hélio - beta - gama - fótons - gama.
(D) deutério - gama - beta - neutrinos - gama.
(E) hélio - beta - gama - fótons - beta.
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30. Em 1887, quando pesquisava sobre a geração e a detecção de ondas eletromagnéticas, o físico Heinrich Hertz
(1857-1894) descobriu o que hoje conhecemos por efeito
fotoelétrico. Após a morte de Hertz, seu principal auxiliar,
Philip Lenard (1862-1947), prosseguiu a pesquisa sistemática sobre o efeito descoberto por Hertz. Entre as várias
constatações experimentais daí decorrentes, Lenard observou que a energia cinética máxima, Kmax, dos elétrons
emitidos pelo metal era dada por uma expressão matemática bastante simples:
Kmax = B f - C,
onde B e C são duas constantes cujos valores podem ser
determinados experimentalmente.
A respeito da referida expressão matemática, considere as
seguintes afirmações.
I - A letra f representa a freqüência das oscilações de uma
força eletromotriz alternada que deve ser aplicada ao metal.
II - A letra B representa a conhecida Constante de Planck,
cuja unidade no Sistema Internacional é J.s.
III - A letra C representa uma constante, cuja unidade no
Sistema Internacional é J, que corresponde à energia mínima que a luz incidente deve fornecer a um elétron do
metal para removê-Io do mesmo.
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RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 30:
Analisando a primeira afirmação, vemos que a letra “f” na
expressão na realidade indica a freqüência da fonte de
radiação que emite os fótons. Portanto está errada!
Na segunda afirmação, a letra “B” representa a constante
de Plank, pois na expressão temos a determinação da
energia cinética máxima dos elétrons, e esta energia vem
da diferença de duas energias de acordo com a relação,
portanto o produto “B.f” deve ser energia, ou seja, “h.f”.
Já sua unidade pode ser obtida com a mesma relação da
seguinte forma:
E = h.f → Substituindo pelas unidades no S.I. temos:
J = h.Hz → Hz é definido como 1/s.
J = h.1/s → h = J.s
Então esta afirmação está correta!
A terceira afirmação está correta, pois a letra “C” é conhecida como função trabalho (energia), ou energia mínima
para arrancar os elétrons da placa metálica.
Portanto reposta letra “D” #!
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(C) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
(B) Apenas II.
(D) Apenas II e III.
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