b
A distância média da Terra à Lua é 3,9.108m. Sendo a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0.105 km/s, o tempo médio gasto por ela para percorrer essa distân-cia é de: a) 0,77 s b) 1,3 s c) 13 s d) 77 s e) 1300 s Resolução ∆t = ∆t =
a
Na propaganda de um modelo de automóvel, publica-da numa revista especializapublica-da, o fabricante afirmou que, a partir do repouso, esse veículo atinge a veloci-dade de 100 km/h em 10 s. A aceleração escalar média nessa condição é: a) 2,8 m/s2 b) 3,6 m/s2 c) 10 m/s2 d) 28 m/s2 e) 36 m/s2 Resolução γm= γm= γm= 2,8 m/s2 28 – 0 –––––– 10 – 0 ∆V ––– ∆t
47
∆t = 1,3 s 3,9 . 108 ––––––––– 3,0 . 108 ∆s ––– V ∆s V = ––– ∆t46
FÍSICA
b
Um corpo de 4 kg desloca-se com movimento retilíneo uniformemente acelerado, apoiado sobre uma super-fície horizontal e lisa, devido à ação da força F→. A rea-ção da superfície de apoio sobre o corpo tem intensi-dade 28 N. A aceleração escalar desse corpo vale:
a) 2,3 m/s2 b) 4,0 m/s2 c) 6,2 m/s2 d) 7,0 m/s2 e) 8,7 m/s2
Resolução
Cálculo do módulo da força peso (→P): P = m . g
P = 4,10
Cálculo do módulo da componente vertical da força
→
F (→Fy):
Fy+ FN= P Fy + 28 = 40
Cálculo da intensidade da força →F: F . sen α= Fy
Fy= 12N P = 40N
Dados: cos α= 0,8, sen α= 0,6 e g = 10 m/s2
F =
Cálculo da intensidade de componente horizontal da força →F (→Fx):
Fx= F . cos α Fx= 20 . 0,8
Como o movimento é retilíneo, o módulo da acelera-ção resultante é igual ao módulo da aceleraacelera-ção escalar. Pela 2ª Lei de Newton, temos:
Fx= m . a 16 = 4 . a
d
Um corpo é lançado do solo, verticalmente para cima, com velocidade de 8 m/s. Nesse local a resistência do ar é desprezível e a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s2. No instante em que a energia cinéti-ca desse corpo é igual à metade da que possuía no lan-çamento, ele se encontra a uma altura de:
a) 3,2 m b) 2,4 m c) 2,0 m d) 1,6 m e) 1,2 m
Resolução
Sendo o sistema conservativo, em relação ao solo: EMec B= EMecA + mgH = m VA 2 –––––– 2 m VA2 –––––– 2 1 –– 2
49
a = 4,0 m/s2 Fx= 16N F = 20N 12 ––– 0,6+ 10H = 16 + 10H = 32
10H = 16
d
Em um experimento verificamos que certo corpúsculo descreve um movimento circular uniforme de raio 6 m, percorrendo 96 m em 4 s. O período do movimento desse corpúsculo é aproximadamente:
a) 0,8 s b) 1,0 s c) 1,2 s d) 1,6 s e) 2,4 s
Resolução
(para os dados do problema) (I)
(para um corpo em MCU) (II)
Igualando-se (I) e (II), temos: =
T =
T =
a
Uma pessoa mediu a temperatura de seu corpo, utili-zando-se de um termômetro graduado na escala Fahrenheit, e encontrou o valor 97,7 °F. Essa tempera-tura, na escala Celsius, corresponde a :
a) 36,5 °C b) 37,0 °C c) 37,5 °C
51
T = 1,6s 2 . 3,1 . 6,4 ––––––––––– 96 2πR . ∆t T = –––––––– d 2πR –––– T 2πR . ∆t T = –––––––– d 2πR –––– T d ––– ∆t 2πR V = ––––– T d V = ––– ∆t50
H = 1,6m (8)2 –––– 2 (8)2 –––– 2 1 –– 2d) 38,0 °C e) 38,5 °C
Resolução
Comparando as escalares termométricas, temos: =
=
b
Três crianças de massas 20 kg, 30 kg e 50 kg estão brincando juntas numa mesma gangorra. Conside-rando que a massa dessa gangorra está distribuída uni-formemente, as posições em que as crianças se man-têm em equilíbrio na direção horizontal estão melhor representadas na figura:
52
θc= 36,5°C 65,7 ––––– 9 θc ––– 5 97,7 – 32 ––––––––– 212 – 32 θc– 0 ––––––– 100 – 0Resolução
Considerando-se o ponto de apoio como pólo e igua-lando-se os momentos em relação a ele, temos:
P1. d1= P2. d2+ P3. d3 A alternativa b torna a sentença verdadeira:
500 . d1= 200 . 1,0 + 300 . 2,0
d1 = 1,6 m (o garoto de massa 50 kg deve ficar a 0,4 m da extremidade da gangorra).
c
Por um aquecedor a gás passam 15 litros de água por mi-nuto. Para que a temperatura da água se eleve de 25 °C, a potência calorífica útil do aquecedor deve ser: Dados:
Calor específico da água = 1 cal/g.°C Massa específica da água = 1 kg/litro a) 12 500 kcal/h b) 18750 kcal/h
c) 22 500 kcal/h d) 27 250 kcal/h e) 32 500 kcal/h
Resolução
Para a massa de água, temos: µ =
m = 15kg ⇒m = 15.000g O calor total fornecido em 1 minuto será:
Q = m c ∆θ
O calor total fornecido em 1 hora, será. Q’ = 375 x 60 = 22.500 kcal A potência será:
Pot = ∆t’ = 1 hora
e
Um mol de gás ideal encontra-se inicialmente (estado A) nas C.N.T.P.. Em seguida esse gás sofre duas B transformações sucessivas, conforme mostra o dia-grama P x V ao lado. O volume ocupado pelo gás no estado C é:
Dado: R = 0,082 (atm.litro)/(mol.K)
a) 11,2 litros. b) 16,8 litros. c) 22,4 litros. d) 33,6 litros. e) 44,8 litros.
Resolução
Cálculo do volume ocupado pelo gás no estado A: PA. VA= n . R . TA
1,0 . VA= 1,0 . 0,082 . 273,0
Cálculo do volume ocupado pelo gás no estado C: VA≅22,4l
54
Pot = 22.500 kcal/h Q’ ––– ∆t’ Q = 375 kcal m ––– Vol=
=
d
Uma lente biconvexa é: a) sempre convergente. b) sempre divergente.
c) convergente somente se o índice de refração abso-luto do meio que a envolve for maior que o índice de refração absoluto do material que a constitui. d) convergente somente se o índice de refração
abso-luto do meio que a envolve for menor que o índice da refração absoluto do material que a constitui. e) divergente somente se o índice de refração
absolu-to do meio que a envolve for menor que o índice de refração absoluto do material que a constitui.
Resolução
Uma lente biconvexa constituída por um material de índice de refração absoluto n imersa num meio de ín-dice de refração absoluto n’ pode apresentar os se-guintes comportamentos:
I) Divergente, se n < n’ II) Convergente, se n > n’
a
Considere as seguintes afirmações.
I. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. II. As ondas eletromagnéticas se propagam somente
no vácuo.
III. A luz se propaga tanto no vácuo como em meios materiais, por isso é uma onda eletromecânica. Assinale:
a) se somente a afirmação I for verdadeira. b) se somente a afirmação II for verdadeira.
c) se somente as afirmações I e II forem verdadeiras. d) se somente as afirmações I e III forem verdadeiras. e) se as três afirmações forem verdadeiras.
Resolução
I. Verdadeiro II. Falso III. Falso
I) Apenas as ondas eletromagnéticas podem se propagar através do vácuo.
II) As ondas eletromagnéticas podem se propagar através de alguns meios materiais, como por exem-plo: ar, água, etc.
III) A luz é uma onda eletromagnética.
56
55
VC≅44,8l 0,75 . VC –––––––– 409,5 1,0 . 22,4 –––––––– 273,0 PC. VC –––––––– TC PA. VA –––––––– TAc
Nos pontos A e B da figura são colocadas, respectiva-mente, as cargas elétricas puntiformes –3Q e +Q. No ponto p o vetor campo elétrico resultante tem intensi-dade:
a) k b) k c) k
d) k e) k
Resolução
Cálculo do módulo do vetor campo elétrico devido à carga no ponto A (→EA)
EA=
Cálculo do módulo do vetor campo elétrico devido à carga no ponto B (→FB) EB= ––––––K |QB| dB2 KQ EA= –––– 3d2 K |QA| –––––– dA2 7Q ––––– 18d2 4Q ––––– 3d2 Q ––––– 12d2 2Q ––––– 9d2 5Q ––––– 12d2
57
Como a carga QA é negativa, o sentido →EA é para a esquerda e como a carga QBé positiva, o sentido de
→
EBé para a direita.
Portanto, o vetor campo elétrico resultante tem mó-dulo igual a:
ER= EA– EB
c
A tabela abaixo mostra o tempo de uso diário de alguns dispositivos elétricos de uma residência. Sendo R$ 0,20 o preço total de 1 kWh de energia elétrica, o custo mensal (30 dias) da energia elétrica consumida nesse caso é:
a) R$ 20,00. b) R$ 22,00. c) R$ 24,00. d) R$ 26,00. e) R$ 28,00.
Resolução
Considere a energia elétrica consumida como o produ-to da potência pelo tempo:
Energia elétrica consumida por 4 lâmpadas de 60W, utilizadas 5 horas por dia em 30 dias:
Eel
1= 4 . 60 . 5 . 30
Eel
1= 36000Wh
Energia elétrica consumida por 2 lâmpadas de 100W, utilizadas 4 horas por dia em 30 dias:
Eel 2= 2 . 100 . 4 . 30 Eel 1= 36 kWh Eel= P . ∆t 0,5 horas 1 4000W Chuveiro 4 horas 2 100W Lâmpada 5 horas 4 60W Lâmpada Tempo de uso diário de cada um Quantidade Potência Dispositivo
58
KQ ER= ––––– 12d2 KQ EB= –––– 4d2Eel
2= 24000Wh
Energia elétrica consumida pelo chuveiro de potência 4000W (4,0kW), utilizado 0,5 hora por dia em 30 dias:
Eel
3= 4,0 . 0,5 . 30
Energia total consumida: Eel= Eel
1+ Eel2+ Eel3
Eel= 36 + 24 + 60
O preço de 1kWh é igual a R$ 0,20, assim podemos montar a seguinte regra de três:
1kWh –––––––– R$ 0,20 120 kWh –––––––– x x = 120 . 0,20
e
Quatro resistores idênticos R estão associados con-forme a ilustração abaixo. O amperímetro e o gerador são ideais. Quando a chave (Ch) está aberta, o amperí-metro assinala a intensidade de corrente 0,50 A e, quando a chave está fechada, assinala a intensidade de corrente: a) 0,10 A b) 0,25 A c) 0,50 A d) 1,0 A e) 2,5 A Resolução
59
x = R$ 24,00 Eel= 120 kWh Eel 3= 60 kWh Eel 2= 24 kWhCálculo da resistência elétrica equivalente entre os pontos X e Y do circuito com a chave aberta:
Rxz = (associação em paralelo) Rzy = 2R (associação em série) Assim:
Rxy = Rxz + Rzy Rxy = + 2R
Rxy =
Cálculo da resistência elétrica equivalente entre os pontos x e y do circuito com a chave fechada:
Rxz = (associação em paralelo) Ryz = 0 (“curto circuito”)
R’xy = Rxz + Ryz R’xy = Lei de Pouillet: i = Chave aberta: i = (I) Chave fechada: i’ = (II) : = 2E –––– 5R ––––––– 2E –––– R i –– i’ I –– II 2E i’ = –––– R E ––––––– R 0 + ––– 2 2E i = –––– 5R E ––––––– 5R 0 + ––– 2 E ––––––– r + Req R –– 2 R –– 2 5R ––– 2 R –– 2 R –– 2
=
=
d
Um fio metálico tem resistência elétrica igual a 10Ω. A resistência elétrica de outro fio de mesmo material, com o dobro do comprimento e dobro do raio da sec-ção transversal, é:
a) 20Ω b) 15Ω c) 10Ω d) 5Ω e) 2Ω
Resolução
Para o resistor 1, temos:
R1=
{
A1= πr12(I)
Para o resistor 2, temos:
R2=
