1
Prova do 1º e 2º anos
Nº GABARITO
1 D
2 C
3 A
4 D
5 D
6 A
7 A
8 D
9 C
10 B
11 A
12 C
13 B
14 C
15 D
16 B
17 A
18 B
19 C
20 B
2
B01)
Conteúdo Hidrostática.
Resolução
Mesmo tendo uma quantidade maior de
água, o professor Arquimedes abaixo a posição da
garrafa mantendo o desnível da água nos dois
recipientes. Esse desnível provoca a diferença de
pressão que anula o peso do bloco.
3
B02)
Conteúdo Lançamentos.
Resolução
Se a distância entre os gols mede 80 m, a
distância entre o meio do campo e o gol mede
40m, a metade. Para o movimento da bola, esta
distância representa o deslocamento horizontal.
Na horizontal, a bola desenvolve um
movimento uniforme com 16 m/s de velocidade.
Podemos encontrar o tempo que a bola levou até
encontra o gol:
d = v.t 40 = 16.t t = 2,5 s
O goleiro só reagiu 1 s depois, logo, ele terá
1,5s de movimento até a bola entrar no gol.
O goleiro desenvolve um MU com 4m/s de
velocidade, logo, percorrerá:
d = v.t = 4.1,5 = 6m.
Como o goleiro estava a 20m do gol, ao se
aproximar 6m, finaliza a 14m do gol quando a bola
entra.
4
B03)
Conteúdo Leis da reflexão e espelhos planos.
Resolução
A distância de uma imagem ao espelho
plano que a produziu é igual à distância do seu
objeto ao mesmo espelho plano. Além disso, a
imagem e o objeto ficam na mesma linha normal
ao espelho. Essas propriedades fazem o espelho
reproduzir um ambiente virtual de mesma
dimensão e formato que o ambiente real. Ao
colocarmos o espelho no meio de regiões
simétricas como um campo de futebol e olhamos
da forma orientada no enunciado, veremos a
imagem no espelho complementar o pedaço real
que o próprio espelho está nos impedindo de ver.
Mas, se o espelho não estiver no meio do
campo, não conseguiremos essa sobreposição
perfeita.
5
B04)
Conteúdo Conceitos básicos de Cinemática
(Movimento Uniforme)
Resolução
18 km em 1 h equivale a 18.000 m em
3.600s e 20 min = 20x60s = 1200 s, logo:
18.000 m 3.600 s
18.000 m 3.600 s
X 1.200 s
X = 6.000 m
Uma volta no campo equivale a 2
comprimento e 2 larguras, logo:
1 volta 2x80 m + 2x40m = 240 m
Sendo assim, o número de voltas será:
240 m 1 volta
6000 m X voltas
X = 25 voltas
6
B05)
Conteúdo Equação horária do movimento
uniformemente variado
Resolução
Percorrer metade do campo é percorrer 40
m.
Partindo do repouso com aceleração de
5m/s2, um móvel percorrerá 40m em 4s de acordo
com a equação horária do movimento
uniformemente variado:
S = S0+v0.t+at2/2
40 = 0+0+5.t2/2
t2 = 80/5
t = 4s
7
B06)
Conteúdo Quantidade de movimento e sua
conservação.
Resolução A questão está tratando o pé e a bola como
um sistema mecanicamente isolado, onde a
quantidade de movimento do sistema se conserva.
Depois da colisão, o pé parou e a bola estava
em movimento. A quantidade de movimento do
sistema será apenas a da bola cujo valor é: Q = m.v
= 5 kg x 12 km/h = 60 kg.m/s.
Antes da colisão, a bola estava parada, logo,
o pé de 3 kg assumiu a quantidade de movimento
total de 60 kg. m/s:
Q = m.v 60 = 3.v v = 20 m/s
8
B07)
Conteúdo Propagação do calor e reflexão, refração e
absorção da luz.
Resolução
Esta caixa utiliza o efeito estufa para
aquecer os alimentos. O vidro é transparente para
radiação eletromagnética na faixa do visível (luz),
mas, reflete radiação infravermelha. Portanto, a luz
passa pelo vidro, aquece o ambiente interno da
caixa que produz radiação infravermelha que não
consegue passar pelo vidro.
9
B08)
Conteúdo Calorimetria (calor sensível) e potência.
Resolução
A área pela qual a luz vinda do sol vai
atravessar é a de um círculo de raio 1m:
Área = .R2 = 3m
2
Se 1m2 de área recebe 100W de luz (calor),
3m2 receberá 300W.
A água começa a ferver na temperatura de
100ºC, logo, a variação de temperatura será 100-20
= 80ºC. A massa de água a ser aquecida mede
0,6kg = 600g. A quantidade de calor absorvida por
esta água deverá ser:
Q = m.c.T = 600.4.80 =192.000 J
Podemos usar a potência térmica para
encontrar o tempo de aquecimento:
Q = P.t 192.000 = 300. t t = 640 s
10
B09)
Conteúdo Leis de Newton
Resolução
Na Lua, sua massa continua a mesma, 80 kg,
mas, seu peso depende da aceleração da gravidade
na Lua: P = m. g = 80 x 1,6 = 128 N.
11
B10)
Conteúdo Lançamentos e Leis de Newton.
Resolução
Uma bola em lançamento interage com a
Terra e com o ar. A Terra produz a curvatura em
forma de parábola no plano vertical enquanto a
bola sobe e desce. A interação com o ar produz o
resto o que chamamos de “efeito”. Sem ar ou em
uma atmosfera muito rarefeita não existe efeito e a
bola não sofre curvas exceto a que é produzida
pela gravidade.
12
B11)
Conteúdo Energia e sistema conservativo.
Resolução
É razoável considerar o sistema como
conservativo. Se desprezarmos a alteração da
energia potencial gravitacional (desprezarmos a
variação da altura) durante o lançamento pelo
estilingue, teremos a energia potencial elástica se
transformando em energia cinética.
Ecf = Epela0
mv2/2 = k.x
2/2
mv2 = k.x
2
Usando a massa de 100 g = 0,1 kg, podemos
encontrar a deformação x inicial do estilingue:
0,1.202 = 1000. x
2
x = 0,2 m
13
B12)
Conteúdo Cinemática (movimento uniformemente
variado).
Resolução
A velocidade inicial v0 = 20 m/s
O deslocamento d = 12,4 – 2,2 = 10,2 m
Se considerarmos o sentido positivo para
cima, a aceleração mede a = – 10 m/s2.
Podemos aplicar a equação de Torricelli:
𝑣𝑓2 = 𝑣0
2 + 2𝑎. 𝑑
𝑣𝑓2 = 202 + 2(−10). 10,2
𝑣𝑓2 = 400 − 204 = 196
vf = 14 m/s
14
B13)
Conteúdo Leis de Newton e suas aplicações.
Resolução
O peso de 1 tonelada = 1000 kgf.
A projeção do peso na direção da ladeira (px)
pode ser encontrado através do ângulo entre a
ladeira e a horizontal, 30º, por:
Px = P.sen 30º = 1000.0,5 = 500 kgf
Com o parafuso de Arquimedes, a pessoa
amplia a sua força de 10 vezes, logo, para
equilibrar 500 kgf basta a pessoa aplicar 50 kgf.
15
B14)
Conteúdo Estática dos corpos extensos.
Resolução
O comprimento da alavanca mede 20m. Os
braços de alavanca medem 12m e 8m. O braço de
12m levanta o barco de peso 800 kgf e o outro está
conectado ao sistema de polias.
O torque de cada força:
TorqueA = F.d = 800.12
TorqueB = F.d = X.8
Para equilibrar a alavanca, o torque
resultante é nulo.
800.12 = X.8
X = 1200 kgf
16
B15)
Conteúdo Dilatação do sólido.
Resolução
O aquecimento promoveu a dilatação do pé
do recipiente o que foi suficiente para levantá-lo. É
claro que a dilatação é pequena, mas, o suficiente
para tirar o boné.
17
B16)
Conteúdo Termometria.
Resolução
De 32ºF para 212ºF existe uma variação de
180ºF que corresponde a uma variação de 100ºC.
De 32ºF para 41ºF existe uma variação de
9ºF. A variação correspondente em Celsius deve
obedecer a mesma proporção entre 180ºF e 100ºC:
180ºF --------- 100ºC
9ºF ------------ x
x = 5ºC
Como os 32ºF equivale a 0ºC, uma variação
de 5ºC acima do 0ºC corresponde a uma marcação
de 5ºC.
18
B17)
Conteúdo Gravitacional
Resolução
A força que faz os planetas orbitarem em
torno do Sol é gravitacional.
19
B18)
Conteúdo Potência.
Resolução
O peso dos 400 kg (Bisnaga + elevador)
mede P = m.g = 400x10 = 4000 N
Considerando que o movimento do elevador
é uniforme, a força do motor praticamente é
constante e igual ao peso levantado. O trabalho da
força do motor mede:
Trabalho = Fxd = 4.000 x 30 = 120.000 J
A potência associada a este trabalho é:
𝑃𝑜𝑡 =𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜=120.000
12= 10.000𝑊
10.000 W = 10 kW
20
B19)
Conteúdo Cinemática (movimento uniforme e
movimento uniformemente variado)
Resolução
Tomando a origem na posição inicial de
Bisnaga, o espaço inicial dele será zero e o do seu
oponente mede 10,5m.
O seu oponente desenvolve um MU cuja
equação horária de espaço será:
SA = S0+vt = 10,5 + 4.t
O Bisnaga desenvolveu um MUV cuja
equação horária de espaço será:
SB = S0+v0t+a.t2/2 = 0+0+5t
2/2
O encontro dos dois ocorrerá quando os
espaços se igualarem.
SB = SA 5t2/2 = 10,5 + 4.t
5t2 - 8.t - 21 = 0 t = 3s e t = - 1,4 s
A resposta é 3 s.
21
B20)
Conteúdo Calorimetria e mudança de fase.
Resolução
A massa é perdida pela transpiração.
Portanto, devemos encontrar a quantidade de água
evaporada após transpiração.
Esta água evapora para levar 50% do calor
que o corpo libera, ou seja, 864 kJ 2 = 432 kJ ou
432 4 = 108 kcal.
Usando o calor latente de vaporização da
água, podemos descobrir a quantidade de água
vaporizada pelo suor:
Q = m.L 108.000 = m. 540 m = 200 g
Esta água é a massa perdida pelo garoto.