já perdoei erros quase imperdoáveis, tentei substituir pessoas · eternos, amei e fui amado, mas...

Clube dos Nerds - 177 - Física | Prof. Frederico

"Já perdoei erros quase imperdoáveis, tentei substituir pessoas insubstituíveis e esquecer pessoas inesquecíveis. Já fiz coisas por impulso, já me decepcionei com pessoas quando nunca pensei me decepcionar, mas também decepcionei alguém. Já abracei para proteger, já dei risada quando não podia, fiz amigos eternos, amei e fui amado, mas também fui rejeitado, fui amado e não amei. Já gritei e pulei de tanta felicidade, já vivi de AMOR e quebrei a cara muitas vezes! Já CHOREI ouvindo música e vendo fotos, já liguei só para ouvir a voz, me apaixonei por um sorriso, já pensei que fosse morrer de tanta saudade, tive medo de perder alguém especial (e acabei perdendo)! Mas vivi! Viva! Não passo pela vida... você também não deveria passar! Bom mesmo é ir à luta com determinação, abraçar a vida e viver com paixão, perder com classe e vencer com ousadia, porque o mundo pertence a quem se atreve e a vida é muito para ser insignificante."

Charles Chaplin

O estudo da Física é motivado não somente para a aprovação em vestibulares, vai bem além disso... Basicamente, o estudo, seja da ciência que for, deve ser considerado como uma fonte de conhecimento

voltada para melhor compreensão do universo à nossa volta de modo a desenvolver as melhores habilidades e competências para enfrentar os diversos problemas de nosso cotidiano.

No entanto, nesse momento, estamos focados na divertida e empolgante missão de entrar na UNIVERSIDADE o que nos leva a crer que após vários anos de estudo você já deve conhecer os

inúmeros tipos de exercícios sobre os assuntos que compõem o currículo escolar. Naturalmente cada aluno, a seu modo, aprendeu a resolver tais exercícios. É interessante ressaltar que em cada área de estudo há aspectos diferentes a serem abordados e analisados. Especificamente na área de exatas aparecem exercícios em que a sequência na análise do enunciado é fundamental. Para você que está prestes a enfrentar os exames vestibulares, o roteiro apresentado a seguir será muitíssimo útil, principalmente para uma sistematização mais eficaz na resolução dos problemas numéricos, com a consequente economia de tempo e baixo desgaste emocional – fatores importantes para o sucesso em um exame.

ROTEIRO SIMPLIFICADO PARA A INTERPRETAÇÃO DE UM ENUNCIADO

1. Leitura inicial �� fase de interpretação de texto – identificam-se os aspectos gerais do problema:

• os assuntos que estão sendo questionados; • as perguntas apresentadas

2. Identificação dos dados�� etapa de associação dos dados

numéricos com as respectivas grandezas que estão sendo qualificadas e quantificadas. Também é nessa fase que adotamos um sistema de unidades mais conveniente para o conjunto dos dados apresentados.

3. Raciocínio�� análise da sequência dos fenômenos sucedidos, prestando muita atenção em:

• como os dados serão utilizados, ou seja, em que “Fórmulas” serão aproveitadas;

• quais são os dados relevantes e os não-relevantes no problema.

4. Equacionamento�� tradução do português para a linguagem matemática.

5. Desenvolvimento matemático�� determinação dos valores das incógnitas.

6. Respostas�� jamais se esquecer de colocar as unidades de

medida (quando as grandezas não forem adimensionais), sem as quais as respostas ficam incompletas.

7. Verificação�� analisar, rapidamente, se os resultados

obtidos são compatíveis com os fenômenos que se sucedem no problema; basta um pouco de bom senso aliado à lógica.

Com esses fundamentos em mente vamos iniciar nosso

divertido passeio no mundo da Física nos caminhos da Termodinâmica, do Eletromagnetismo e da Física Moderna.

Frederico Mercadante


Questão 01) A diferença entre as temperaturas de ebulição do álcool etílico e do éter etílico, sob pressão de 1,0 atm, é 78,0ºF. Sabendo-se que a temperatura de ebulição desse éter é 35,0ºC, conclui-se que a temperatura de ebulição desse álcool é

a) 8,3ºC

b) 35,3ºC

c) 43,3ºC

d) 78,3ºC

e) 105,4ºC

Gab: D

Questão 02) O astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744), para calibrar sua escala termométrica, adotou os dois pontos fixos como sendo os pontos de fusão e ebulição da água à pressão atmosférica de 1atm. Para as mesmas condições, o alemão Daniel Fahrenheit (1686-1736) adotou os seguintes valores:

a) 32 e 212

b) 0 e 32

c) 0 e 100

d) 100 e 212

e) 32 e 100

Gab: A

Questão 03) Para calibrar um termômetro, um estudante o mergulhou em água a 25 °C e, depois, a 80 °C. Quando em equilíbrio térmico com a água nessas situações, a altura h da coluna de mercúrio, em relação ao centro do bulbo do termômetro, mediu 3 cm e 18 cm, respectivamente. Depois disso, utilizando esse mesmo termômetro, registrou que a diferença entre a mínima e a máxima temperatura num determinado dia foi de 15 °C. Pode-se afirmar que, nesse dia, o deslocamento da extremidade da coluna de mercúrio do termômetro, em cm, entre a mínima e a máxima temperatura indicada por ele, foi de, aproximadamente,

a) 3,2. b) 3,8. c) 4,1. d) 4,5.

e) 5,4. Gab: C

Questão 04) Um estudante está lendo o romance de ficção científica “Fahrenheit 451”, de Ray Bradbury. Num certo trecho, uma das personagens afirma que 451 °F é a temperatura na escala Fahrenheit em que o papel de que são feitos os livros entra em combustão. O estudante sabe que, nesta escala, as temperaturas de fusão e ebulição da água são respectivamente iguais a 32 °F e 212 °F. Ele conclui, acertadamente, que 451 °F é aproximadamente equivalente a:

a) 100 °C

b) 205 °C

c) 233 °C

d) 305 °C

e) 316 °C

Gab: C

Questão 05) A contracepção é a prevenção deliberada da gravidez. Uma das formas usadas para impedir a gravidez é absterse de relações sexuais apenas durante o período fértil do ciclo menstrual. Esse método é conhecido como método do timo ovulatório ou da “tabelinha”. O gráfico abaixo apresenta as variações em ºC da temperatura corpórea em função dos dias do ciclo menstrual de uma mulher.

AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2004. p. 367. (Adaptado).

Qual é a variação aproximada da temperatura corpórea, em graus centígrados no gráfico, que ocorre no período seguro e que corresponde ao menor risco de gravidez?

a) 0,0

b) 0,3

c) 0,6

d) 1,1

Gab: B

Questão 06) Um médico criou para uso próprio uma escala termométrica linear, adotando, respectivamente, –10,0 °M e 190 °M para os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água sobre pressão normal. Usando um termômetro graduado nessa escala, ele mediu a temperatura de um paciente e encontrou o valor 68 °M. A temperatura dessa pessoa na escala Celsius era:

a) 39 °C b) 38 °C c) 37,5 °C d) 37 °C

e) 36,5 °C Gab: A


Questão 07) Duas escalas termométricas, x e y, relacionam-se conforme o gráfico.

Quando um termômetro graduado na escala x marcar 40º, a marcação de outro termômetro graduado na escala y, será igual a:

a) 20º

b) 40º

c) 60º

d) 80º

e) 90º

Gab: C

Questão 08) O tradutor, ao receber o manual de instruções com a frase After that, check whether temperature has remained hot, about 149ºF, traduziu-a corretamente desta forma: Após este tempo, verifique se a temperatura permaneceu quente, aproximadamente:

a) 45ºC.

b) 55ºC.

c) 65ºC.

d) 76ºC.

e) 78ºC.

Gab: C

Questão 09) Você já deve ter notado como é difícil abrir a porta de um freezer logo após tê-la fechado, sendo necessário aguardar alguns segundos para abri-la novamente. Considere um freezer vertical cuja porta tenha 0,60 m de largura por 1,0 m de altura, volume interno de 150 L e que esteja a uma temperatura interna de18ºC, num dia em que a temperatura externa seja de 27ºC e a pressão, 1,0 x 105 N/m2.

a) Com base em conceitos físicos, explique a razão de ser difícil abrir a porta do freezer logo após tê-la fechado e por que é necessário aguardar alguns instantes para conseguir abri-la novamente.

b) Suponha que você tenha aberto a porta do freezer por tempo suficiente para que todo o ar frio do seu interior fosse substituído por ar a 27ºC e que, fechando a porta do freezer, quisesse abri-la novamente logo em seguida.

Considere que, nesse curtíssimo intervalo de tempo, a temperatura média do ar no interior do freezer tenha atingido 3ºC. Determine a intensidade da força resultante sobre a porta do freezer.

Gab:

a) Após fecharmos a porta, o ar no interior do freezer esfria, provocando uma diminuição na pressão interna, sendo necessário aguardarmos alguns instantes para que ela se iguale à externa, através da entrada de ar pela borracha de vedação.

b) F = 6,0 x 103 N

Questão 10) Quando se mede a temperatura do corpo humano com um termômetro clínico de mercúrio em vidro, procura-se colocar o bulbo do termômetro em contato direto com regiões mais próximas do interior do corpo e manter o termômetro assim durante algum tempo, antes de fazer a leitura. Esses dois procedimentos são necessários porque:

a) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.

b) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.

c) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso evitar a interferência do calor específico médio do corpo humano.

d) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque o calor específico médio do corpo humano é muito menor que o do mercúrio e do vidro.

e) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo.

Gab: B

Questão 11) O uso de tecnologias associadas às energias renováveis tem feito ressurgir, em Zonas Rurais, técnicas mais eficientes e adequadas ao manejo de biomassa para produção de energia. Entre essas tecnologias, está o uso do fogão a lenha, de forma sustentável, para o aquecimento de água residencial. Tal processo é feito por meio de uma serpentina instalada no fogão e conectada, através de tubulação, à caixa d’água, conforme o esquema mostrado na Figura abaixo.


Na serpentina, a água aquecida pelo fogão sobe para a caixa d’água ao mesmo tempo em que a água fria desce através da tubulação em direção à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor. Considerando o processo de aquecimento da água contida na caixa d’água, é correto afirmar que este se dá, principalmente, devido ao processo de

a) condução causada pela diminuição da densidade da água na serpentina.

b) convecção causada pelo aumento da densidade da água na serpentina.

c) convecção causada pela diminuição da densidade da água na serpentina.

d) condução causada pelo aumento da densidade da água na serpentina.

Gab: C

Questão 12) A exposição prolongada aos raios ultravioleta (UV) podem causar danos à pele, contudo, com algumas recomendações, a ação desses mesmos raios torna possível a produção de vitamina D, que auxilia na obtenção de cálcio dos alimentos. Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa a lacuna da frase a seguir.

A recomendação pelos médicos de usar filtros solares está ligada a que os mesmos diminuem a(o) ________ dos raios ultravioletas.

a) frequência

b) intensidade

c) comprimento de onda

d) amplitude

Gab: B

Questão 13) A crioterapia (terapia do gelo ou utilização do gelo nas lesões) é muito utilizada nas afecções traumáticas, principalmente nas lesões musculoesqueléticas. Ela pode ser chamada de uma modalidade terapêutica, já que é muito utilizada nas reabilitações e na medicina esportiva. Considere uma bolsa plástica que contém gelo em seu ponto de fusão e suponha que a área de contato da bolsa com o corpo de um paciente corresponde a um quadrado de 10 centímetros de lado. A

condutividade térmica do plástico é de 0,2 mK

We sua espessura é

igual a 0,5mm . Sabendo-se que o paciente está à temperatura constante de 36 °C , podemos afirmar que a quantidade de calor perdida pelo seu corpo para o gelo em 5 minutos de tratamento é de:

a) 23200 J

b) 33200 J

c) 43200 J

d) 53200 J

e) 63200 J

Gab: C

Questão 14) O calor é uma forma de energia, portanto se propaga de uma região para outra, de um corpo para outro, quando entre esses existe uma diferença de temperatura. Com relação à propagação de calor, assinale o que for correto.

01. A transferência de calor por convecção se deve ao fato de a densidade de partículas, que constituem o meio onde ocorre o fenômeno, ter valores diferentes.

02. Nos sólidos, os processos de condução e a convecção de calor podem ocorrer simultaneamente.

04. Uma garrafa térmica é construída com duplas paredes, sendo que uma delas é espelhada para evitar a transferência por irradiação. Entre elas existe vácuo, o que impede a transferência de calor por condução e por convecção para o meio ambiente.

08. A irradiação provoca alteração na temperatura do meio através do qual se propaga.

Gab: 05

Questão 15) Em um projeto de engenharia, o técnico desenhou uma sala com um aparelho condicionador de ar próximo ao chão como se vê na figura. O condicionador de ar tinha como objetivo o resfriamento do ambiente. Um engenheiro, analisando o desenho, condenou a instalação do aparelho na forma projetada. Assinale a opção abaixo que melhor justifica a atitude do engenheiro.

a) Neste caso, o ar é aquecido por radiação por isto o aparelho deve ficar na parte mais alta da parede.

b) O aparelho deve ser colocado na parte superior por força do Princípio da Convecção, onde a energia térmica se transmite com o deslocamento para cima do ar aquecido.

c) O aparelho de ar condicionado irradia calor para dentro da sala então deve ser instalado na parte alta da parede.

d) O ar, neste caso, é resfriado por condução então o aparelho deve ficar mais alto para otimizar o conforto térmico.

e) O aparelho deve ficar mais alto porque o calor é energia térmica em trânsito por causa de uma diferença de temperatura.

Gab: B


Questão 16) As placas tectônicas são movimentadas em função do grande calor e do magma do interior da Terra. O transporte deste calor se dá das camadas mais profundas de nosso planeta até as fendas em sua superfície, como ilustra a figura abaixo.

Do ponto de vista físico, o transporte deste calor ocorre devido

a) às correntes de convecção, que se formam porque o magma aquecido por baixo se expande, tendo sua densidade diminuída. Isso cria correntes ascendentes, que liberam o calor para a superfície.

b) ao fluxo de radiação de calor do interior do planeta para a superfície, decorrente da diferença entre a pressão interna e externa. Isso cria correntes ascendentes, que liberam o calor para a superfície.

c) às correntes de convecção, que se formam porque o magma aquecido por baixo se comprime, fazendo variar a pressão no interior do planeta. Isso cria correntes ascendentes cuja função é avaliar a pressão interna.

d) ao campo magnético da Terra, que age sobre o magma aquecido por baixo, fazendo com que a força magnética o carregue para as fendas, liberando, assim, o excesso de calor para a superfície.

Gab: A

Questão 17) Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA:

a) Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica.

b) Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer.

c) Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica.

d) Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra.

e) Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução.

Gab: A

Questão 18) O fluxo de calor H, atraves de uma placa de secao

reta de area A, submetido a uma diferenca de temperatura ∆T = T2 – T1 entre duas faces opostas, distanciadas de L, e dado por:

L

TTkAH 12 −= ,

sendo k a condutividade termica do material que compoe a placa. A tabela ao lado mostra dados de algumas placas de mesma area A que podem ser encontradas no mercado para isolamento termico de residencias. A placa que proporciona o MAIOR isolamento termico, para uma mesma diferenca de temperatura T2 – T1, e a feita de:

a) poliuretano.

b) madeira.

c) cortica.

d) isopor.

Gab: A

Questão 19) O capim, do tipo elefante, foi importado da África há 100 anos para alimentar o gado em períodos de estiagem. Resistente à seca e capaz de se desenvolver, mesmo em solos pobres, ele foi usado durante décadas por pecuaristas de regiões inóspitas do país.

O capim-elefante não precisa necessariamente ser irrigado e é triturado pela mesma máquina que o colhe. Em seguida, o farelo é jogado sem nenhum tratamento prévio diretamente no forno para esse fim. Queimado, produz vapor que movimenta um gerador. A energia resultante é transferida para uma subestação conectada à rede nacional de distribuição elétrica.

A conversão de capim-elefante em energia não polui. Mesmo o gás carbônico, CO2, emitido durante a queima da biomassa utilizada, é menor do que o consumido pela gramínea durante todo o seu crescimento. (VARGAS, 2010, p. 112).

A Terra recebe continuamente do Sol energia equivalente a 1,3kW/m2 e em torno de 30% dessa energia é refletida pela atmosfera, não alcançando a superfície do planeta.


Calores específicos

cX = 0,5 cal⋅g–1⋅K–1

cY = 0,4 cal⋅g–1⋅K–1

Sabendo-se que a radiação solar incide perpendicularmente sobre uma área plana de oito hectares de plantio de capim-elefante e que um hectare é igual a um hectômetro quadrado, pode-se afirmar que a energia absorvida pelo capim-elefante, em 10h de insolação, é aproximadamente igual, em kWh, a

01. 1,1×104

02. 3,5×105

03. 3,9×106

04. 7,3×105

05. 7,5×104

Gab: 04

Questão 20) Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por substâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g. O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses corpos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento.

Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem.

Gab:

Capacidades térmicas

CX = 10 cal/K

CY = 4 cal/K

Questão 21) A figura abaixo mostra dois objetos metálicos, homogêneos, de mesmo material, cujas dimensões estão destacadas.

Colocando-se os objetos em um ambiente isolado termicamente e recebendo a mesma quantidade de calor, verifica-se que o objeto 2 apresenta, como característica térmica, em relação ao objeto 1:

a) uma temperatura 10 vezes menor.

b) um calor específico 10 vezes menor.

c) uma capacidade térmica 100 vezes maior.

d) um aumento do volume 1000 vezes maior.

Gab: A

Questão 22) O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na confecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/g ºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro.

Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC.

a) 25

b) 250

c) 2500

d) 25000

e) 250000

Gab: D

Questão 23) A potência de um condicionador de ar é medida em BTU (British Thermal Unit, ou Unidade Termal Britânica). 1 BTU é definido como a quantidade necessária de energia para se elevar a temperatura de uma massa de uma libra de água em um grau Fahrenheit. O cálculo de quantos BTUs serão necessários para cada ambiente leva em consideração a seguinte regra: 600 BTUs por metro quadrado para até duas pessoas, e mais 600 BTUs por pessoa ou equipamento que emita calor no ambiente. De acordo com essa regra, em um escritório de 12 metros quadrados em que trabalhem duas pessoas e que haja um notebook e um frigobar, a potência do condicionador de ar deve ser

a) 15.600 BTUs.

b) 8.400 BTUs.

c) 7.200 BTUs.

d) 2.400 BTUs. Gab: B

Questão 24) Considere um sistema constituído por dois corpos de temperaturas diferentes. Este sistema está isolado termicamente do ambiente. Ao longo de um intervalo de tempo, o corpo quente aquece o frio. Podemos afirmar corretamente que no final deste intervalo


a) suas respectivas variações de temperatura sempre são as mesmas.

b) o aumento de temperatura do corpo frio é sempre maior, em módulo, que a queda de temperatura do corpo quente.

c) a quantidade de energia perdida pelo corpo quente é igual à quantidade de energia ganha pelo corpo frio.

d) a quantidade de energia ganha pelo corpo frio é maior que a quantidade de energia perdida pelo corpo quente.

Gab: C

Questão 25) Um copo contendo 200 g de água é colocado no interior de um forno de microondas. Quando o aparelho é ligado, a energia é absorvida pela água a uma taxa de 120 cal/s. Sabendo

que o calor específico da água é igual a 1 cal ⋅ g–1 ⋅ °C–1, calcule a variação de temperatura da água após 1 minuto de funcionamento do forno.

Gab: ∆θ = 36 ºC

Questão 26) Numa aula de Física Experimental para alunos do curso de Medicina, o professor propôs dois experimentos. No primeiro os alunos deveriam tocar em vários objetos presentes na sala e avaliar a sensação térmica através do tato. Mesmo sabendo que todos os objetos da sala estavam em equilíbrio térmico os metais apresentaram mais sensação de frio que os objetos de plástico. No segundo experimento eles deveriam medir os intervalos de tempo para aquecer um quilograma de água e comparar com o tempo para aquecer um quilograma de alumínio nas mesmas condições experimentais, iniciando da temperatura ambiente até 100 graus Celsius. Apesar das massas serem iguais o alumínio foi aquecido de forma bem mais rápida do que a água. Estes resultados podem ser explicados pela seguinte alternativa:

a) Os metais têm resistências térmicas menores do que o plástico e a água.

b) Os metais têm calores específicos maiores do que a água e condutividades térmicas maiores do que o plástico.

c) Os metais sofrem mais expansão térmica do que os outros materiais, tais como a água e o plástico.

d) Os metais têm condutividades térmicas maiores do que o plástico e calores específicos menores do que a água.

e) Os metais têm condutividades térmicas menores do que o plástico e calores específicos menores do que a água.

Gab: D

Questão 27) Qual o valor do calor específico de uma substância de massa 270g que, ao receber 10,8 kJ de calor de uma fonte térmica de potência constante, tem sua temperatura aumentada de 18 ºF, em um local cuja pressão é de 1atm?

Adote 1cal = 4J

a) 1,00cal/g ºC

b) 0,005cal/g ºC

c) 1,287cal/g ºC

d) 0,002cal/g ºC

e) 0,20cal/g ºC

Gab: A

Questão 28) A existência da água em seus três estados físicos, sólido, líquido e gasoso, torna nosso Planeta um local peculiar em relação aos outros Planetas do Sistema Solar. Sem tal peculiaridade, a vida em nosso Planeta seria possivelmente inviável. Portanto, conhecer as propriedades físicas da água ajuda a melhor utilizá-la e assim contribuir para a preservação do Planeta. Na superfície da Terra, em altitudes próximas ao nível do mar, os estados físicos da água estão diretamente relacionados à sua temperatura conforme mostrado no Gráfico ao lado. Esse Gráfico representa o comportamento de uma massa de 1,0 g de gelo a uma temperatura inicial de – 50ºC, colocada em um calorímetro que, ligado a um computador, permite determinar a temperatura da água em função da quantidade de calor que lhe é cedida.

Observando-se o Gráfico, pode-se concluir que a quantidade de calor necessária para liquefazer a massa de 1,0g de água e elevar sua temperatura de 0ºC até 100ºC é, respectivamente,

a) 105 cal e 80 cal.

b) 105 cal e 100 cal.

c) 80 cal e 105 cal.

d) 100 cal e 105 cal.

Gab: B

Questão 29) Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de água e 100 g de areia. Sabe-se que, aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor específico da água é de 1 cal/g ºC e o da areia é 0,2 cal/g ºC. Durante 1 hora, a água e a areia receberam a mesma quantidade de energia da lâmpada, 3,6 kJ, e verificou-se


que a água variou sua temperatura em 8 ºC e a areia em 30 ºC. Podemos afirmar que a água e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente, a quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a

a) 0,4 e 3,0.

b) 2,4 e 3,6.

c) 0,4 e 1,2.

d) 1,2 e 0,4.

e) 3,6 e 2,4.

Gab: C

Questão 30) Em uma experiência no laboratório de Física, observa-se que um bloco metálico de 0,15 kg de massa, ao receber 1530 cal, varia sua temperatura de 68ºF para 122ºF. O calor específico da substância que constitui esse corpo é

a) 0,19 cal/(g.ºC)

b) 0,23 cal/(g.ºC)

c) 0,29 cal/(g.ºC)

d) 0,34 cal/(g.ºC)

e) 0,47 cal/(g.ºC)

Gab: D

Questão 31) A quantidade de energia informada na embalagem de uma barra de chocolate é igual a 200 kcal. Após o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar a energia adquirida praticando uma corrida, em percurso plano e retilíneo, com velocidade constante de 1,5 m/s, o que resulta em uma taxa de

dissipação de energia de 500 W. Considerando 1 kcal ≅ 4 200 J, quantos quilômetros, aproximadamente, a pessoa precisará correr para dissipar a mesma quantidade de calorias ingeridas ao comer o chocolate?

Gab: 2,52 km

Questão 32) Ao colocar sobre a placa que atinge maiores temperaturas um corpo sólido de 75g, foi detectada uma variação de temperatura em função do tempo conforme se ilustra no gráfico abaixo. Considerando que a placa libera energia a uma potência constante de 150 cal/min, é correto afirmar que o corpo sólido tem calor específico de:

a) 1,00 cal/g °C

b) 0,75 cal/g °C

c) 1,25 cal/g °C

d) 1,50 cal/g °C

e) 3,75 cal /g °C

Gab: A

Questão 33) A tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros, para três grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos:

– massa; – calor específico; – energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10 ºC.

5,0100V

4,0150IV

450150III

4002,0II

3003,0I

)cal(QCºgcal(c)g(mobjetos 11 −− ⋅⋅

A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior massa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quantidade de calor é:

a) I, III e IV

b) I, II e IV

c) II, IV e V

d) II, V e IV

Gab: D

Questão 34) Diz a lenda que o imperador Shen Nang descansava sob uma árvore, quando algumas folhas caíram no recipiente em que seus servos ferviam água para beber. Atraído pelo aroma, o imperador provou o líquido e gostou. Nascia, assim, a tecnologia do preparo do chá. Num dia de inverno, a temperatura ambiente está em 9°C. Faz-se, então, um chá, colocando-se 150 g de água a 100°C numa xícara de porcelana, à temperatura ambiente. Sabe-se que a porcelana tem calor específico cinco vezes menor do que o da água. Se não houver perdas de energia para a vizinhança e a xícara tiver massa de 125 g, a temperatura da água, quando o equilíbrio térmico com a xícara se estabelece, é de, em °C,

a) 54,5.

b) 72.

c) 87.

d) 89,4.

e) 118,2.

Gab: C


Questão 35) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros de óleo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (boca de fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o fluxo de energia térmica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente,

Dados:

densidade do óleo = 0,9 kg/L

calor específico do óleo = 0,5 cal/(g.ºC)

a) 4 000.

b) 3 500.

c) 3 000.

d) 2 500.

e) 2 000.

Gab: E

Questão 36) Um corpo metálico, cujo calor específico é 0,1 cal/gºC, e massa de 1 kg, é abandonado de uma altura de 42m acima do solo. A colisão entre o corpo e o solo é inelástica, e toda a energia dissipada é absorvida somente pelo corpo. Considere g=10 m/s2 e 1cal=4,2J. A variação de temperatura do corpo medida em graus Celsius é de:

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

Gab: A

Questão 37) Se misturarmos, num recipiente de capacidade térmica desprezível, 150 g de água a 80ºC com 50 g de gelo a 0ºC, considerando o calor específico da água igual a 1 cal/gºC e o calor de fusão do gelo como 80 cal/g, a temperatura de equilíbrio da mistura será de

a) 20 ºC.

b) 25 ºC.

c) 30 ºC.

d) 35 ºC.

e) 40 ºC.

Gab: E

Questão 38) Três esferas maciças idênticas, feitas de ferro, são colocadas no interior de um calorímetro ideal. Inicialmente, as temperaturas das esferas são respectivamente iguais a 30 ºC, 50 ºC e 70 ºC. Qual será a temperatura das esferas quando o sistema atingir o equilíbrio térmico?

a) 20 ºC

b) 30 ºC

c) 40 ºC

d) 50 ºC

e) 60 ºC

Gab: D

Questão 39) Um grão de milho de massa igual a 2 gramas, calor específico de 0,6 cal/g ºC e temperatura inicial de 20 ºC é colocado dentro de uma panela com óleo fervente. Suponha que, no instante em que atingiu 100 ºC, o grão de milho tenha estourado e virado uma pipoca. Que quantidade de calor ele recebeu dentro da panela para isso acontecer?

a) 126 calorias

b) 82 calorias

c) 72 calorias

d) 120 calorias

e) 96 calorias

Gab: E

Questão 40) O gráfico abaixo ilustra a temperatura de certa quantidade de água em função da energia fornecida.

Considerando o calor específico do gelo 2090 J/(kg⋅ºC) e

3,33×105 J/kg seu calor latente de fusão, a massa de água gerada após fundir todo o gelo é, aproximadamente,

a) 159 kg.

b) 1 kg.

c) 159 g.

d) 1 g.

Gab: D


Questão 41) No interior de um calorímetro ideal, são inseridos 10,0g de vapor d’água a 100ºC e 67,5g de gelo a 0ºC, sempre à pressão atmosférica. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é 80cal/g e que o calor latente da liquefação do vapor é 540cal/g, podemos afirmar que, após estabelecido o equilíbrio térmico, há, dentro do calorímetro, apenas:

a) vapor d’água a 100ºC;

b) vapor d’água e água a 100ºC;

c) água a uma temperatura entre 0ºC e 100ºC;

d) água e gelo a 0ºC;

e) gelo a 0ºC.

Gab: C

Questão 42) Observando o diagrama de fase PT mostrado a seguir.

Pode-se concluir, corretamente, que uma substância que passou pelo processo de sublimação segue a trajetória

a) X ou Y.

b) Y ou U.

c) U ou V.

d) V ou X.

Gab: B

Questão 43) O calor de fusão do gelo é de 80 cal/g. Qual o tempo mínimo necessário para fundir 500g de gelo a 0ºC, se o gelo absorve em média 800cal/s?

a) 5 s

b) 10 s

c) 20 s

d) 40 s

e) 50 s

Gab: E

Questão 44) Um balão estratosférico foi preenchido parcialmente com 300,0m3 de gás hélio, a 27°C, no nível do mar. Quando o balão atingiu uma determinada altura, onde a pressão é 1,0% da pressão no nível do mar e a temperatura é de –53,0ºC, o volume ocupado pelo gás, em 104m3, era, aproximadamente, igual a

a) 1,5

b) 1,8

c) 2,0

d) 2,2

e) 2,5

Gab: D

Questão 45) Sabe-se que, para gases perfeitos, PV = nRT, em que:

P: pressão apresentada pelo gás em atm;

V: volume ocupado pelo gás em litros;

n: número de mols do gás;

R: constante universal para gases perfeitos, em atm . L . (mol) –1 . K–1;

T: temperatura do gás em K.

Em uma transformação isobárica, o volume e a temperatura se

relacionam por uma função de 1º grau, de ** RR ++ → , na forma V

= α⋅T + β. Com relação a essa função, os coeficientes angular e linear correspondem, respectivamente, a

a) nR e 0

b) nR e –P

c) nR e P

d) P

nR− e 0

e) P

nR e 0

Gab: E

Questão 46) Um quarto de dimensões 3m × 4m × 3m está

preenchido com ar a uma pressão de 1 atm ≈ 1,0 × 105 Pa e à temperatura de 16 ºC. Considere a massa molar equivalente do ar igual a 28,9 g/mol. A massa de ar no quarto é igual a,

aproximadamente, Dado: R = 8,31 (J/mol ⋅ K)

a) 43 kg. b) 23 g. c) 43 g. d) 23 kg.

Gab: A


Questão 47) Dois gases ideais A e B encontram-se em recipientes separados. O gás A possui volume L 10VA = e está

submetido à pressão atm 5pA = . O gás B possui volume

L 5VB = e está submetido à pressão atm 3pB = . As temperaturas

respectivas são Cº 27tA = e Cº 177tB = . Os gases são

misturados em um mesmo recipiente de volume L 10V = , a uma

temperatura Cº 127t = . A pressão, em atm, que esta mistura exercerá nas paredes do recipiente é:

a) 2

b) 5

c) 8

d) 10

Gab: C

Questão 48) O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas cidades litorâneas do Brasil. Na sua prática, mergulhadores, que levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades da ordem de dezenas de metros. A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões em tais profundidades, mas os pulmões são muito comprimidos e, portanto, ficam sujeitos a fortes estresses. Assim, existe um limite máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador voltar rapidamente à superfície sem que o processo compressão-descompressão do seu pulmão leve ao colapso dos alvéolos pulmonares e até a hemorragias fatais.

DADOS:

Lei fundamental da hidrostática P = Po + µgh.

Lei de Boyle, PoVo = P1V1.

Aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2

Considere a densidade da água do mar, µágua = 1,0 x 103kg/m3.

Pressão atmosférica ao nível do mar, Po = 1,0 atm = 1,0 x 105N/m2

Considerando Vo o volume do pulmão ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é Po, e supondo que os pulmões do mergulhador obedecem à lei geral dos gases a temperatura constante,

a) determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele se encontra a uma profundidade de 30m.

b) verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade de 30 m, sabendo que o limite máximo de contração do pulmão, sem que este sofra danos, é 25% do volume do pulmão na superfície. Justifique sua resposta.

Gab: a) 4 atm. b) Uma vez que a Lei de Boyle relaciona as pressões e os volumes

iniciais e finais de um gás à temperatura constante, conhecendo-se o valor da pressão inicial Po e a relação entre os volumes inicial Vo (volume do pulmão na superfície) e final V1 (volume do pulmão a uma profundidade de 30 m), e considerando-se que V1 poderá atingir uma contração máxima correspondente a 25% de Vo, pode-se escrever V1 = (25/100)x Vo = 0,25xV0.

Substituindo os valores na expressão da Lei de Boyle (PoVo = P1V1), calcula-se a pressão capaz de comprimir em 25% o volume (Vo) do pulmão. E, a partir daí, verifica-se se o mergulhador pode ultrapassar o limite de 30m.

P1V1 = P0V0 → P1 = PoVo/V1 → P1 = 1x105xVo/V1 →� P1 = 1x105xVo/0,25Vo → P1 = 1x105/0,25 = (1/0,25)x105 P1 = 4x105 N/m2

Uma vez que 4x105 N/m2 é exatamente igual à pressão sobre o mergulhador a 30m de profundidade, então ele não poderá ultrapassar essa profundidade sem que o seu pulmão possa vir a sofrer danos.

Questão 49) Os desodorantes do tipo aerossol contêm em sua formulação solventes e propelentes inflamáveis. Por essa razão, as embalagens utilizadas para a comercialização do produto fornecem no rótulo algumas instruções, tais como:

- Não expor a embalagem ao sol.

- Não usar próximo a chamas.

- Não descartar em incinerador.

(www.gettyimagens.pt)

Uma lata desse tipo de desodorante foi lançada em um incinerador a 25 °C e 1 atm. Quando a temperatura do sistema atingiu 621 °C, a lata explodiu. Considere que não houve deformação durante o aquecimento. No momento da explosão a pressão no interior da lata era

a) 1,0 atm.

b) 2,5 atm.

c) 3,0 atm.

d) 24,8 atm.

e) 30,0 atm.

Gab: C


Questão 50)

A análise da figura, que representa sucessivas transformações realizadas por uma massa gasosa, permite afirmar que as transformações I, II e III são, respectivamente,

a) isobárica – isocórica – isotérmica.

b) isobárica – isotérmica – isocórica.

c) isocórica – isobárica – isotérmica.

d) isotérmica – isobárica – isocórica.

e) adiabática – isobárica – isocórica.

Gab: C

Questão 51) Os gráficos a seguir indicam quatro transformações gasosas distintas, com a pressão expressa em pascal, o volume em metros cúbicos e a temperatura em kelvin. Todas as transformações ocorreram no sentido de A para B.

Considere R = 0,080 atm·L/mol·K e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O gráfico II indica uma transformação isotérmica e o gráfico IV indica uma transformação isocórica.

02. Nos gráficos I e III, a curva representa a grandeza física ‘temperatura’ e a área abaixo da curva é numericamente igual ao trabalho associado à transformação gasosa.

04. Admitindo que a temperatura do gás no gráfico I é de 400 K, podemos afirmar que, nesta porção de gás, temos aproximadamente 2,5·104 mols.

08. No gráfico III, o trabalho associado à transformação gasosa vale 4,5·105 J.

16. O gráfico IV indica uma transformação isocórica e o trabalho associado a esta transformação é zero, ou seja, não houve troca de energia com a vizinhança na forma de calor.

32. No gráfico III, a temperatura do gás diminuiu, pois ele perdeu mais energia na forma de calor do que recebeu na forma de trabalho.

64. Em todas as transformações podemos considerar o gás real como ideal se o gás estiver sendo submetido a altas temperatura e pressão.

Gab: 38

Questão 52) Os diagramas PV a seguir representam o comportamento de um gás:

É correto afirmar:

a) O diagrama (a) representa um processo isotérmico com a temperatura inicial maior que a temperatura final.

b) Os diagramas (a) e (b) resultam no mesmo trabalho realizado pelo sistema após a expansão.

c) O diagrama (b) representa um processo adiabático.

d) O diagrama (c) representa um processo isobárico.

e) O diagrama (c) representa um processo de expansão.

Gab: E

Questão 53) Um recente filme que no Brasil recebeu o nome de “O Curioso Caso de Benjamin Button”, protagonizado pelo ator Brad Pitt, conta a história curiosa de um personagem que nasce velho e, à medida que o tempo passa, vai rejuvenescendo. Se pensarmos no envelhecimento humano como um processo energeticamente irreversível, qual título alternativo do filme ficaria coerente com as leis da Física?

a) A Curiosa Obediência à Equação de Clapeyron


b) O Extraordinário Caso da Violação da Segunda Lei de Newton

c) O Estranho Caso de Violação da Segunda Lei da Termodinâmica

d) O Incomum Caso de Confirmação da Primeira Lei da Termodinâmica

e) O Intrigante Caso de Violação da Terceira Lei de Newton

Gab: C

Questão 54) Um processo adiabático é aquele no qual nenhuma energia térmica é transferida entre o sistema e sua vizinhança. Em relação ao processo de expansão adiabática num sistema composto por um gás ideal contido em um cilindro de paredes isolantes com um pistão livre para se mover, pode-se afirmar que

I. Como nenhuma energia térmica foi transferida ao sistema, a temperatura do sistema permanece constante.

II. Ainda que nenhuma energia térmica tenha sido transferida ao sistema, a temperatura do sistema diminui.

III. A primeira lei da termodinâmica diz que num processo de expansão adiabática o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança.

IV. Nenhuma energia mecânica é transferida entre a vizinhança do sistema e o sistema.

Considere as afirmações acima e assinale a alternativa correta.

a) As afirmações I e II são verdadeiras.

b) Somente a afirmação III é verdadeira.

c) As afirmações II e III são verdadeiras.

d) As afirmações II, III e IV são falsas.

e) Somente a afirmação IV é falsa.

Gab: C

Questão 55) Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da Figura 4.

Figura 4

O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é:

a) + 30 J

b) – 90 J

c) + 90 J

d) – 60 J

e) – 30 J

Gab: E

Questão 56) Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4·103 N/m2e o seu volume diminui 0,2 m3. Durante o processo, o gás perde 1,8·103 J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:

a) 1,8·103 J

b) 1,0·103 J

c) -8,0·102 J

d) -1,0·103 J

e) -1,8·103 J

Gab: D

Questão 57) Heron de Alexandria, em seu livro Pneumática, do século I a.C., descreve máquinas que utilizavam a expansão térmica do ar para movimentar brinquedos, abrir portas ou sugar água. Somente no século XIX, surge o conceito de gás ideal e de temperatura absoluta. Numa máquina térmica, uma amostra de gás ideal realiza, em um ciclo, as transformações indicadas no diagrama PV.

É possível, então, afirmar:

I. Na transformação de A para B, existe passagem de energia da vizinhança para a amostra de gás por trabalho.

II. Na transformação de B para C, não existe troca de energia entre a vizinhança e a amostra de gás por calor.

III. Na transformação de C para A, existe passagem de energia da vizinhança para a amostra de gás por trabalho.


Está(ão) correta(s)

a) apenas I.

b) apenas II.

c) apenas III.

d) apenas I e II.

e) apenas II e III.

Gab: C

Questão 58) Uma máquina de Carnot opera entre uma fonte quente a 1.770 ºC e uma fonte fria a 23 ºC . Marque a alternativa que fornece o rendimento dessa máquina térmica.

a) 85,5%

b) 14,5%

c) 30,4%

d) 42,2%

e) 4,5%

Gab: A

Questão 59) Um fabricante alega ter construído uma máquina térmica que, operando entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são 200K e 100K, em cada ciclo retira 100J da fonte quente, cede 25J para a fonte fria e realiza 75J de trabalho. Nesse contexto, é correto concluir que a alegação do fabricante é

a) inviável, visto que essa máquina térmica contraria tanto a 1ª quanto a 2ª lei da termodinâmica.

b) inviável, visto que o rendimento termodinâmico dessa máquina seria superior ao de uma máquina operando pelo ciclo de Carnot entre as mesmas temperaturas.

c) viável, visto que essa máquina térmica atenderia o princípio da conservação da energia.

d) viável, visto que seu rendimento é menor que a unidade.

e) viável, visto que a temperatura da fonte quente é maior que a da fonte fria.

Gab: B

Questão 60) Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condições normais de respiração em ambientes com gases tóxicos. Esses cilindros, cujas características estão indicadas na tabela, alimentam máscaras que se acoplam ao nariz. Quando acionados, os cilindros fornecem para a respiração, a cada minuto, cerca de 40 litros de ar, à pressão atmosférica e temperatura ambiente. Nesse caso, a duração do ar de um desses cilindros seria de aproximadamente

atm 200interna Pressão

litros 9Volume

comprimidoar Gás

RESPIRAÇÃOPARA CILINDRO

Pressão atmosférica local = 1 atm; a temperatura durante todo o processo permanece constante

a) 20 minutos.

b) 30 minutos.

c) 45 minutos.

d) 60 minutos.

e) 90 minutos.

Gab: C

Questão 61) Encontrou-se um projeto muito antigo de uma máquina térmica. Segundo suas especificações, após a “tradução” para a linguagem contemporânea da Física, a energia fornecida à máquina, por calor, era de 7,0 kJ vinda de uma fonte a 400K e a energia rejeitada para uma fonte fria a 300K era de 4,2 kJ. Em relação ao projeto foram feitas três afirmações:

I. O rendimento da máquina é de 60%.

II. A máquina pode ser construída, pois a quantidade de energia transferida para a fonte fria é menor do que a energia recebida da fonte quente.

III. A máquina não pode ser construída, pois viola o Segundo Princípio da Termodinâmica.

Em relação ao valor de verdade das afirmativas, a opção correta é

a) todas as afirmativas estão corretas.

b) as afirmativas II e III são falsas.

c) a afirmativa III está correta.

d) as afirmativas I e II estão corretas.

e) todas as afirmativas são falsas.

Gab: C

Questão 62) A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio. A forma física de uma pessoa é dada pela absorção máxima de oxigênio por períodos relativamente longos. Considere que uma pessoa, em boa forma física, consiga, por longos períodos, absorver até cerca de 50 ml de O2 por minuto e por quilograma de sua massa, liberando 4,9 kcal por litro de O2. A energia liberada por uma pessoa que utiliza 2,5 litros de O2 em sua respiração seria o suficiente para elevar um bloco de 400 kg a uma altura de, aproximadamente:

a) 13,2 m b) 12,9 m c) 11,5 m d) 11,0 m

Gab: B


Questão 63) A vida na Terra começou com seres vivos unicelulares e, com o passar do tempo, foi se complexificando, tornando-se mais organizada. Considerando o ambiente em que a vida se desenvolveu na Terra como um sistema aberto, foram feitas algumas afirmativas no âmbito da Termodinâmica:

I. O desenvolvimento da vida na Terra exige uma revisão do Segundo Princípio da Termodinâmica, pois em qualquer sistema aberto a entropia sempre aumenta.

II. O desenvolvimento da vida na Terra está de acordo com o Segundo Princípio da Termodinâmica, pois em qualquer sistema aberto a entropia sempre diminui.

III. A auto-organização dos seres vivos contribui necessariamente para o aumento da entropia do resto do universo.

Em relação ao valor de verdade das afirmativas, é correto afirmar que

a) todas as afirmativas são verdadeiras.

b) somente as afirmativas I e III são falsas.

c) as afirmativas I e II são verdadeiras.

d) apenas a afirmativa II é falsa.

e) apenas a afirmativa III é verdadeira.

Gab: E

Questão 64) O tipo de panela mais recomendado, por questões de saúde, é a panela de aço inox. Entretanto, o aço inox tem uma baixa condutividade térmica. Para solucionar este problema, os fabricantes fazem uso de um difusor de calor, geralmente de alumínio, cujo objetivo é melhorar a condutividade e homogeneizar a transferência de calor no fundo da panela.

Dados:

- condutividade térmica do alumínio = 60 cal/s.m.°C

- calor latente de vaporização da água = 540 cal/g

- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

- calor específico da água = 1 cal/g.°C

- calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C

Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O fluxo de calor através do difusor depende da sua geometria, do material e da diferença de temperatura entre as faces inferior e superior.

02. Supondo que a face inferior do difusor está a 105 °C e a face superior está a 100 °C, o fluxo de calor através do difusor é 1,8 cal/s.

04. O calor recebido por uma substância dentro da panela pode causar mudança de temperatura, mudança de fase ou ambas.

08. O fundo da panela aquece a água colocada no seu interior unicamente por convecção, que envolve o transporte de matéria de uma região quente para uma região fria e vice-versa.

16. Supondo um fluxo de calor através do fundo da panela de 2,0 kcal/s, e que dentro dela foi colocado 150 g de gelo a –10 °C, serão necessários aproximadamente 6,4 segundos para fundir 2/3 do gelo.

32. O difusor de alumínio é aquecido por radiação proveniente da chama da boca do fogão.

Gab: 05

Questão 65) Uma massa m de água, inicialmente a 19 ºC, é aquecida durante 10 min numa boca de fogão que emite calor a uma taxa constante. A variação da temperatura da água com o tempo de aquecimento é mostrada na figura abaixo. Determine a porcentagem de água que evaporou durante o processo.

Gab: 15%

ONDAS E M.H.S.

Vamos pegar uma ondinha???

Ou uma volta numa roda gigante?

Questão 01) Uma fila de carros, igualmente espaçados, de tamanhos e massas iguais faz a travessia de uma ponte com velocidades iguais e constantes, conforme mostra a figura abaixo. Cada vez que um carro entra na ponte, o impacto de seu peso provoca nela uma perturbação em forma de um pulso de onda. Esse pulso se propaga com velocidade de módulo 10 m/s no sentido de A para B. Como resultado, a ponte oscila, formando uma onda estacionária com 3 ventres e 4 nós.


Considerando que o fluxo de carros produza na ponte uma oscilação de 1 Hz, assinale a alternativa correta para o comprimento da ponte.

a) 10 m.

b) 15 m.

c) 20 m.

d) 30 m.

e) 45 m.

Gab: B

Questão 02) Sílvia e Patrícia brincavam com uma corda quando perceberam que, prendendo uma das pontas num pequeno poste e agitando a outra ponta em um mesmo plano, faziam com que a corda oscilasse de forma que alguns de seus pontos permaneciam parados, ou seja, se estabelecia na corda uma onda estacionária. A figura 1 mostra a configuração da corda quando Sílvia está brincando e a figura 2 mostra a configuração da mesma corda quando Patrícia está brincando.

Considerando-se iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, e chamando de fS e fP as frequências com que Sílvia e Patrícia, respectivamente, estão fazendo a corda oscilar, pode-se afirmar corretamente que a relação fS / fP é igual a

a) 1,6.

b) 1,2.

c) 0,8.

d) 0,6.

e) 0,4.

Gab: D

Questão 03) Com relação às ondas mecânicas periódicas, assinale o que for correto.

01. Uma onda mecânica longitudinal, ao percorrer um meio apropriado, tal como um gás ideal rarefeito, faz as partículas do meio oscilarem na mesma direção de propagação da onda.

02. Uma onda mecânica transversal, ao percorrer um meio apropriado, tal como uma corda ideal, faz as partículas do meio oscilarem perpendicularmente à direção de propagação da onda.

04. A velocidade de propagação de uma onda mecânica em um meio qualquer independe das características físicas desse meio.

08. O fenômeno do batimento pode ser entendido como a superposição de ondas sonoras de frequências muito próximas.

16. O Efeito Doppler é observado quando ocorre movimento relativo entre uma fonte e um observador de ondas sonoras.

Gab: 27

Questão 04) Após uma competição de natação, forma-se um padrão de ondas estacionárias na piscina olímpica. Uma piscina olímpica oficial mede 50 metros. Se a distância entre os ventres do padrão de ondas é de 50 centímetros, o número de ventres que aparecem na piscina e o comprimento das ondas propagantes é de:

a) 98 ventres e comprimento de onda de 1 metro

b) 50 ventres e comprimento de onda de 50 centímetros

c) 200 ventres e comprimento de onda de 2 metros

d) 100 ventres e comprimento de onda de 1 metro

Gab: D

Questão 05) O som de determinada frequência, emitido por uma trombeta, é capaz de quebrar uma taça de vidro. A taça, antes de quebrar, oscila na mesma frequência do som emitido pelo instrumento musical. O fenômeno físico relacionado a esse evento é conhecido por

a) interferência.

b) ressonância.

c) difração.

d) refração.

e) eco.

Gab: B


Questão 06) Considere um tubo de comprimento 35 cm, com uma das extremidades fechada e a outra aberta. Uma fonte sonora introduz nesse tubo uma onda acústica com velocidade de 340 m/s e frequência 1,7 KHz. Quantos nós e quantos ventres a onda estacionária, gerada no interior do tubo, apresenta?

a) 4 nós e 3 ventres

b) 4 nós e 5 ventres

c) 3 nós e 4 ventres

d) 5 nós e 4 ventres

e) 4 nós e 4 ventres

Gab: E

Questão 07) As ondas eletromagnéticas geradas pela fonte de um forno de microondas têm uma freqüência bem característica, e, ao serem refletidas pelas paredes internas do forno, criam um ambiente de ondas estacionárias. O cozimento (ou esquentamento) ocorre devido ao fato de as moléculas constituintes do alimento, sendo a de água a principal delas, absorverem energia dessas ondas e passarem a vibrar com a mesma freqüência das ondas emitidas pelo tubo gerador do forno. O fênomeno físico que explica o funcionamento do forno de microondas é a

a) ressonância.

b) interferência.

c) difração.

d) polarização.

e) absorção.

Gab: A

Questão 08) A figura abaixo representa uma configuração de ondas estacionárias propagando-se numa corda e produzidas por uma fonte que vibra com uma freqüência de 150 Hz.

O comprimento de onda e a velocidade de propagação dessas ondas são:

a) 180m/s ve m2,1 ==λ

b) 180m/s ve m8,0 ==λ

c) 120m/s ve m2,1 ==λ

d) 120m/s ve m8,0 ==λ

e) 120m/s ve m4,2 ==λ

Gab: D

Questão 09) O diagrama abaixo representa um trem de ondas movendo-se da esquerda para a direita.

Os diagramas abaixo representam trens de ondas produzidas no mesmo instante de tempo t que o trem de ondas do diagrama acima. Assinale a alternativa que representa o trem de ondas que produziria uma onda estacionária com o trem de ondas esquematizado acima.

a)

b)

c)

d)

e)

Gab: B

Questão 10) Uma corda esticada de comprimento L=1m vibra como uma onda estacionária com as suas extremidades fixas. Sabendo-se que a velocidade de propagação de ondas na corda é de v=100 m/s, então:

a) Esboce um desenho do primeiro harmônico (modo fundamental) e do segundo harmônico.

b) Calcule os comprimentos de onda e freqüências do primeiro harmônico (modo fundamental) e do segundo harmônico.

Gab:

a)

b) Para o modo fundamental, temos que m12

=λ, logo m2=λ .

Como λ

= vf , para v = 100m/s, encontramos f = 50hz.

Analogamente, temos para o segundo harmônico,

100hzf e m1 ==λ .


Questão 11) O funcionamento dos fornos de microondas ocorre em função da emissão de ondas eletromagnéticas. A freqüência destas ondas é igual à freqüência natural de oscilação das moléculas de água. Considerando que os alimentos têm mais água do que os recipientes que os contêm, é possível esquentar os alimentos sem que os recipientes sofram a mesma variação de temperatura. O fenômeno que possibilita o aquecimento dos alimentos é a:

a) reflexão

b) ressonância

c) interferência

d) difração

e) refração

Gab: B

Questão 12) As ondas eletromagnéticas foram previstas por Maxwell e comprovadas experimentalmente por Hertz (final do século XlX). Essa descoberta revolucionou o mundo moderno. Sobre as ondas eletromagnéticas são feitas as afirmações:

I. Ondas eletromagnéticas são ondas longitudinais que se propagam no vácuo com velocidade constante c = 3,0 x 108 m/s.

II. Variações no campo magnético produzem campos elétricos variáveis que, por sua vez, produzem campos magnéticos também dependentes do tempo e assim por diante, permitindo que energia e informações sejam transmitidas a grandes distâncias.

III. São exemplos de ondas eletromagnéticas muito freqüentes no cotidiano: ondas de rádio, sonoras, microondas e raios X.

Está correto o que se afirma em:

a) I, apenas.

b) II, apenas.

c) I e II, apenas.

d) I e III, apenas.

e) II e III, apenas.

Gab: B

Questão 13) Responda com base nas afirmações a seguir.

I. As ondas sonoras são longitudinais.

II. A velocidade de uma onda sonora não é alterada quando passa do ar para a água.

III. Os batimentos originam-se da interferência de ondas sonoras de freqüências próximas.

IV. A velocidade de propagação do som pode ser alterada pelo movimento da fonte que o está produzindo.

Estão corretas somente:

a) I e II

b) I, II e III

c) I e III

d) II e IV

e) II, III e IV

Gab: C

Questão 14) Uma estação de rádio emite ondas médias na faixa de 1 MHz com comprimento de onda de 300 m. Essa radiação contorna facilmente obstáculos como casas, carros, árvores etc. devido ao fenômeno físico da

a) difração.

b) refração.

c) reflexão.

d) interferência.

e) difusão.

Gab: A

Questão 15) Na Figura I , estão representados os pulsos P e Q, que estão se propagando em uma corda e se aproximam um do outro com velocidades de mesmo módulo.

Na Figura II , está representado o pulso P, em um instante t, posterior, caso ele estivesse se propagando sozinho.

A partir da análise dessas informações, assinale a alternativa em que a forma da corda no instante t está CORRETAMENTE representada.


a)

b)

c)

d)

Gab: D

Questão 16) Dois pulsos, A e B, são produzidos em uma corda esticada que tem uma das extremidades fixada em uma parede, conforme mostra a figura abaixo.

Depois de o pulso A ter sofrido reflexão no ponto da corda fixo na parede, ocorrerá interferência entre os dois pulsos.

É CORRETO afirmar que a interferência entre esses dois pulsos é:

a) destrutiva e, em seguida, os pulsos seguirão juntos, no sentido do pulso de maior energia.

b) destrutiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas amplitudes originais.

c) construtiva e, em seguida, os pulsos seguirão juntos, no sentido do pulso de maior energia.

d) construtiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas amplitudes originais.

e) destrutiva e, em seguida, os pulsos deixarão de existir, devido à absorção de energia durante a interação.

Gab: B

Questão 17) Um corpo oscila com movimento harmônico simples. Sua posição, com o tempo, varia conforme a equação x

(t) = 0,30 cos (2πt + π) onde x está em metros, t em segundos e a fase está em radianos. Assim, a frequência, o período e a frequência angular são, respectivamente,

a) 1 Hz, 1s e 2π rad/s.

b) π Hz, π1

s e π rad/s.

c) 0,30 Hz, 2πs e (2πt + π) rad/s.

d) 2π Hz, π2

1s e 0,60 π rad/s.

Gab: A

Questão 18) Dada a equação horária da elongação de um MHS

x(t) = 4 ⋅ cos

+ πtπ

2, onde x(t) é dado em metros e t em

segundos, analise as seguintes afirmativas:

I. A amplitude é 4 m.

II. O período é 4 s.

III. A frequência do movimento oscilatório é 0,25 Hz.

Está CORRETO o que se afirma em

a) I, apenas.

b) I e II, apenas.

c) I e III, apenas.

d) II e III, apenas.

e) I, II e III.

Gab: E

Questão 19) Um pêndulo simples oscila com uma pequena amplitude. Para duplicar o período do pêndulo, deve-se:

a) quadruplicar o seu comprimento.

b) reduzir a sua massa pela metade.

c) duplicar a força usada para iniciar o movimento do pêndulo.

d) duplicar a amplitude de oscilação.

e) duplicar o valor da massa.

Gab: A


Questão 20) O gráfico, a seguir, representa a elongação de um objeto, em movimento harmônico simples, em função do tempo:

O período, a amplitude e a frequência angular valem, respectivamente:

a) 2 s, 10 m e 2π rad/s.

b) 1 s, 10 cm e π rad/s.

c) 4 s, 20 cm e π/2 rad/s.

d) 4 s, 10 cm e π/4 rad/s.

e) 2 s, 10 cm e 3π/2 rad/s.

Gab: C

Questão 21) A posição em função do tempo de um sistema massa-mola em um MHS é representada no gráfico abaixo.

Admita que a inércia translacional do sistema seja 0,70 kg e responda ao que se pede.

a) Qual é a amplitude e o período do MHS?

b) Qual é a constante elástica da mola?

c) Qual é o módulo da aceleração da massa quando a sua energia cinética for a metade da energia total do sistema?

Gab:

a) Do gráfico, m70,0A = e s 2T π=

b) 0,70N/m

c) 2s/m2

70,0

Questão 22) Um oscilador massa-mola executa um movimento harmônico simples com amplitude de 10,0 cm e energia mecânica representada por E. Quando a elongação do movimento for igual a 8,0 cm, a energia cinética do movimento será igual a:

a) 20% de E. b) 28% de E. c) 36% de E.

d) 72% de E. e) 64% de E. Gab: C

Questão 23) Considere a seguinte afirmação acerca do movimento de um pêndulo simples:

Um pêndulo de maior comprimento tem um período mais longo do que um pêndulo mais curto; ou seja, ele balança para lá e para cá mais freqüentemente do que o pêndulo mais curto.

Como bom estudante, conhecedor das leis que regem o movimento oscilatório, você percebe que a afirmação está incorreta porque:

a) Quanto maior o período, menor a freqüência; logo o pêndulo de maior comprimento oscila com menor freqüência do que o pêndulo mais curto.

b) O período de oscilação não depende do comprimento do pêndulo, portanto a afirmação não tem nenhum sentido físico.

c) Um pêndulo de maior comprimento tem um período mais curto; logo ele oscila menos freqüentemente do que um pêndulo mais curto.

d) A freqüência de oscilação de um pêndulo nada tem a ver com o seu período.

e) O pêndulo mais curto é o que oscila com menor freqüência.

Gab: A

Questão 24) Na mitologia grega, a Medusa era um monstro com rosto de mulher e cabelos de cobra. Se alguém olhasse diretamente para ela, seria transformado em pedra. O herói Perseu conseguiu matá-la, cortando sua cabeça, porque guiou-se pela imagem da Medusa refletida em seu escudo. Ignorando os demais aspectos mágicos que envolvem a mitologia de ambos os personagens, por que, pelas leis da física, Perseu não virou pedra ao usar o escudo para observar as ondas de luz que compunham a imagem da Medusa?

a) As ondas de luz foram parcialmente transmitidas e refletidas no escudo, chegando a Perseu com energia insuficiente para transformá-lo em pedra.

b) O escudo absorveu toda a amplitude das ondas, que acabaram por chegar aos olhos de Perseu sem energia nenhuma.

c) A reflexão do escudo foi total, mas as ondas perderam sua frequência, chegando ao olho de Perseu apenas com comprimento de onda, o que não foi suficiente para petrificá-lo.

d) As ondas foram completamente absorvidas pelo escudo, fazendo com que Perseu pudesse enxergar a imagem sem que nenhuma radiação eletromagnética chegasse aos seus olhos.

e) O escudo converteu as ondas eletromagnéticas em ondas mecânicas, permitindo aos olhos de Perseu


receber a imagem sem o perigo dos campos elétrico e magnético.

Gab: A

Questão 25) Próxima à superfície de um lago, uma fonte emite onda sonora de frequência 500 Hz e sofre refração na água. Admita que a velocidade de propagação da onda no ar seja igual a 300 m/s, e, ao se propagar na água, sua velocidade é igual a 1500 m/s. A razão entre os comprimentos de onda no ar e na água vale aproximadamente

a) 1/3

b) 3/5

c) 3

d) 1/5

e) 1

Gab: D

Questão 26) Para diagnosticar uma lesão em determinado tecido humano, é usado um ultrassonógrafo cujas ondas vibram com frequência de 1015 kHz. Essas ondas percorrem 1,0 cm de tecido

em 0,1 µs. O comprimento de onda dessas ondas é, em Ǻ, da

ordem de (1 angstrom = 1 Ǻ = 10−10 m)

a) 10−5.

b) 10−3.

c) 10−1.

d) 10.

e) 103.

Gab: B

Questão 27) O telefone de latinha é uma brincadeira muito antiga. Consiste de duas latas com um furo no fundo de cada uma e um barbante longo com as extremidades presas nesses furos. Com o barbante esticado, se uma pessoa falar com a boca próxima a uma das latas, outra pessoa pode escutar colocando o ouvido próximo da outra lata.

(www.eidh.pt/apeeidh/Comunicacao.htm)

A respeito do observado nessa brincadeira, são feitas as seguintes afirmações:

I. o som pode se propagar pelo barbante porque se trata de uma onda mecânica;

II. o som propaga-se apenas pelo barbante e não pelo ar;

III. quanto mais tenso o barbante estiver, mais rápido o som propaga-se por ele;

IV. mesmo variando a tensão no barbante, não variará a freqüência da onda sonora que se propaga por ele.

Está correto apenas o contido em

a) I, II e III.

b) I, III e IV.

c) II, III e IV.

d) I e III.

e) II e III.

Gab: B

Questão 28) Num tubo fechado de comprimento m 5,1L = ,

observa-se a formação de uma onda estacionária representada na figura. O comprimento da onda é igual a

a) 1m. b) 2m. c) 4m. d) 3m.

Gab: B

Questão 29) Um tubo sonoro e aberto nas duas extremidades. A opção que mostra o segundo modo de vibração da coluna de ar no interior do tubo e:

a)

b)

c)

d)

Gab: B


Questão 30) A figura mostra uma onda estacionária em um tubo de comprimento L = 5 m, fechado em uma extremidade e aberto na outra. Considere que a velocidade do som no ar é 340 m/s e determine a freqüência do som emitido pelo tubo, em hertz.

Gab: 85Hz

Questão 31) O esquema da figura mostra uma experiência em que pouco a pouco se adiciona areia ao balde que tenciona o fio, até que o som emitido pelo fio, quando tangido, produza, no interior de um tubo aberto na parte superior e fechado na parte de baixo, ondas estacionárias ressonantes no modo fundamental.

42,5

cm

m

30,0cm

A densidade linear do fio é de 5g/m, a distância entre a roldana e a parede é de 30,0cm e o tubo tem 42,5 cm de comprimento. Considerando a velocidade do som no ar 340 m/s e a aceleração da gravidade 10m/s2, calcule:

a) a frequência da onda sonora produzida;

b) a massa total do balde com areia, quando ocorre a ressonância.

Gab:

a) ftubo = 200 Hz b) m = 7,2 kg

Questão 32) Duas pessoas, que estão em um ponto de ônibus, observam uma ambulância que delas se aproxima com a sirene de advertência ligada. Percebem que, ao passar por elas, o som emitido pela sirene se torna diferente daquele percebido durante a aproximação. Por outro lado, comentando esse fato, elas concordam que o som mudou de uma tonalidade aguda para uma mais grave à medida que a ambulância se distanciava. Tal mudança é explicada pelo efeito Doppler, segundo o qual, para essa situação, a

a) amplitude do som diminuiu.

b) frequência do som diminuiu.

c) frequência do som aumentou.

d) amplitude do som aumentou.

Gab: B

Questão 33) Um corpo de massa m está preso à extremidade de uma mola de constante elástica N/m 32K = e oscila de acordo com a equação a seguir, onde todas as variáveis estão com unidades no SI.

/2) t (3 cos 2X π+=

Pode-se concluir que a energia mecânica do corpo

a) é nula nas extremidades e máxima na posição de equilíbrio.

b) é de 32 J nas extremidades e nula na posição de equilíbrio.

c) é constante e igual a 64 J.

d) é de 32 J nas extremidades e 64 J na posição de equilíbrio.

e) é nula nas extremidades e na posição de equilíbrio.

Gab: C

Questão 34) Um cabo de telefone tem 4,00 m de comprimento e massa 0,20 kg. Um pulso ondulatório transversal é produzido, dando-se um arranco em uma extremidade do cabo. O pulso realiza quatro deslocamentos de ida e volta ao longo do cabo em 0,80s. A tensão no cabo vale em newtons

a) 60

b) 80

c) 40

d) 20

e) 100

Gab: B

Questão 35)

Peritos utilizam técnica arqueológica para descobrir conexões clandestinas de água em postos de gasolina

Usado para descoberta de nichos arqueológicos, o geo-radar prova que é uma excelente tecnologia para detectar conexões clandestinas de água em postos de gasolina. Enquanto passeia sobre o pátio, o geo-radar capta informações que são visualizadas na tela de um computador, de modo semelhante a uma ultra-sonografia. Apesar da semelhança do geo-radar com o ultra-som, as ondas emitidas por esses aparelhos guardam extremas distinções, já que para o primeiro são utilizadas ondas


eletromagnéticas, enquanto que o segundo utiliza ondas mecânicas. Com respeito a essas formas de ondas, analise:

I. uma onda mecânica apenas se propaga em meios materiais;

II. a lei que determina a velocidade de propagação da onda eletromagnética, em função do comprimento de onda e da freqüência da onda, não se aplica a ondas mecânicas;

III. a reflexão, a refração e a difração são fenômenos que ambas as formas de onda podem sofrer.

É correto o contido em

a) I, apenas.

b) II, apenas.

c) I e III, apenas.

d) II e III, apenas.

e) I, II e III.

Gab: C

Questão 36) Uma onda estacionária se forma em um fio fixado por seus extremos entre duas paredes, como mostrado na figura. Calcule o comprimento de onda desta onda estacionária, em metros.

Gab: λ = 12 m

MECÂNICA

Este é um dos conteúdos mais cobrados nos vestibulares e ENEM então devemos ter atenção especial para esse tema...

Questão 01) O conceito de referencial inercial é construído a partir dos trabalhos de Galileu Galilei e Isaac Newton, durante o século XVII.

Sobre esse conceito, considere as seguintes afirmativas:

I. Referencial é um sistema de coordenadas e não um corpo ou conjunto de corpos.

II. O movimento é relativo, porque acontece de modo diferente em diferentes referenciais.

III. Fixando o referencial na Terra, o Sol se move ao redor dela.

Está(ão) correta(s)

a) apenas I.

b) apenas II.

c) apenas III.

d) apenas I e II.

e) I, II e III.

Questão 02) Belém tem sofrido com a carga de tráfego em suas vias de trânsito. Os motoristas de ônibus fazem frequentemente verdadeiros malabarismos, que impõem desconforto aos usuários devido às forças inerciais. Se fixarmos um pêndulo no teto do ônibus, podemos observar a presença de tais forças. Sem levar em conta os efeitos do ar em todas as situações hipotéticas, ilustradas abaixo, considere que o pêndulo está em repouso com relação ao ônibus e que o ônibus move-se horizontalmente.

Sendo v a velocidade do ônibus e a sua aceleração, a posição do pêndulo está ilustrada corretamente

a) na situação (I).

b) nas situações (II) e (V).

c) nas situações (II) e (IV).

d) nas situações (III) e (V).

e) nas situações (III) e (IV).

Questão 03) Você está de pé num ônibus em movimento e subitamente sente que está sendo impelido para trás. Baseando-se na Segunda Lei de Newton, você pode afirmar que:

a) O motorista do ônibus pisou firmemente no freio e o ônibus é desacelerado.

b) O ônibus deve ter sofrido uma colisão frontal.

c) O motorista pisou fundo no acelerador.

d) O ônibus iniciou uma curva fechada à direita ou à esquerda.

Questão 04) Uma balança de mola instalada no piso de um elevador tem uma leitura com valor acima do real quando o elevador:

a) sobe com velocidade constante;

b) desce com velocidade constante;

c) desce com velocidade de módulo crescente;

d) sobe com velocidade de módulo crescente.


Questão 05) A revista VEJA, em sua edição de 17 de julho de 2002, apresenta uma reportagem em que os médicos alertam para os efeitos das montanhas-russas radicais, relatando como o corpo humano sente a aceleração: “O corpo chega a ser comprimido com uma força equivalente a cinco vezes o próprio peso. O sangue não reage prontamente à aceleração e tende a ficar represado nas extremidades do corpo. O escasseamento da irrigação sangüínea poderia causar desmaios e perda da visão momentânea além de sangramentos das artérias no cérebro.”

Com relação a esses fatos, analise as afirmações abaixo.

I. É a força gravitacional que causa essa compressão.

II. A aceleração aumenta nas curvas feitas com grandes velocidades.

III. O peso das pessoas aumenta consideravelmente nas curvas feitas com grandes velocidades.

lV. Nos loopings, o módulo da força de contato sobre as pessoas pode se tornar muito maior ou muito menor do que o módulo da força peso.

A alternativa que contém todas as afirmações corretas, enunciadas acima, é:

a) l - ll - lll - lV

b) II - IV

c) II - lll

d) I - III - IV

e) I - III

Questão 06) “Top Spin” é uma das jogadas do tênis na qual o tenista, usando a raquete, aplica à bola um movimento de rotação (que ocorre em torno do seu próprio eixo) sobreposto ao movimento de translação, conforme esquematizado na figura abaixo:

Figura: Representação da jogada top spin

Com base nos conhecimentos de mecânica, e considerando a representação da figura, é correto afirmar que

a) a trajetória do centro de massa da bola pode ser descrita por uma espiral, devido à composição dos movimentos de translação e de rotação.

b) a bola alcançará uma distância maior devido ao seu movimento de rotação.

c) a força que a raquete aplica à bola é a mesma que a bola aplica à raquete, porém em sentido contrário.

d) a energia cinética adquirida no movimento ascendente da bola é transformada em energia potencial no movimento descendente.

e) o torque aplicado à bola pela raquete resulta no seu movimento de translação.

Questão 07) Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador.

A respeito dessa situação são feitas as seguintes afirmações:

I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam.

II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto.

III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola.

IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto, é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto.

É correto o contido apenas em

a) I. b) I e III. c) I e IV. d) II e IV. e) II, III e IV.

Questão 08) Na atualidade, têm-se difundido exercícios de alongamento e respiração conhecidos como Pilates. Algumas das atividades são realizadas em aparelhos específicos, muitos dos quais empregam molas em seu funcionamento. O gráfico abaixo revela a intensidade de força F que age sobre as molas, devido à deformação (x). No instrumento para exercícios com as pernas, a mola se comporta segundo a curva A, ao passo que, em outro, para exercitar os braços, a mola se comporta segundo a curva B.


a) Supondo que, para o exercício com as pernas, sejam necessárias molas “mais firmes”, ao passo que, para os braços, utilizem-se molas “mais maleáveis”, avalie se a forma como elas estão empregadas nos respectivos instrumentos está correta ou não e explique sua resposta.

b) Para uma pessoa distender 50 cm a mola usada no exercício com as pernas, que força deverá aplicar?

Questão 09) O desenho abaixo ilustra um trabalhador puxando por uma corda um carrinho que se desloca em linha reta.

O puxão da corda efetuado pelo trabalhador pode ser descrito como uma força que

a) possui somente magnitude.

b) possui somente direção.

c) possui direção e magnitude.

d) não possui nem direção nem magnitude.

e) realiza um torque.

Questão 10) Um objeto é lançado verticalmente na atmosfera terrestre. A velocidade do objeto, a aceleração gravitacional e a

resistência do ar estão representadas pelos vetores vr

, gr

e atritoFr

,

respectivamente. Considerando apenas estas três grandezas físicas no movimento vertical do objeto, assinale a alternativa correta.

a)

b)

c)

d)

Questão 11) A empilhadeira, mostrada na figura, está parada sobre uma superfície plana e horizontal de um galpão, com três caixas A, B e C, também em repouso, empilhadas em sua plataforma horizontal.

Sabendo que a massa da caixa A é 100 kg, a massa da caixa B é 90 kg e que a massa da caixa C é 50 kg, e considerando g = 10 m/s2, as intensidades das forças que a caixa C exerce sobre a caixa B, que a caixa B exerce sobre a caixa A e que a caixa A exerce sobre a plataforma da empilhadeira valem, respectivamente, em N,

a) 900, 500 e 1 000. b) 500, 1 400 e 2 400.

c) 1 000, 500 e 900. d) 1 400, 1 900 e 2 400.

e) 2 400, 1 900 e 1 000.

Questão 12) Os blocos A e B abaixo repousam sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Em uma primeira experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a direita sobre o bloco A, e observa-se que o bloco B fica sujeito a uma força de intensidade f1. Em uma segunda experiência, aplica-se a força de intensidade F, de direção horizontal, com sentido para a esquerda sobre o bloco B, e observa-se que o bloco A fica sujeito a uma força de intensidade f2. Sendo o valor da massa do bloco A o triplo do

valor da massa do bloco B, a relação 2

1

f

f vale

a) 3 b) 2 c) 1

d) 2

1 e)

3

1

Questão 13) Um ônibus de peso igual a 10.000 N está em movimento com velocidade de 15 m/s. O motorista que dirige o ônibus avista na pista de rolamento um animal e aciona o freio. O ônibus percorre 9 metros durante a frenagem até parar completamente. O módulo da força de frenagem é igual a: (Dado: g=10m/s2)

a) 15.000 N b) 12.500 N c) 11.250 N

d) 10.000 N e) 9.000 N

Questão 14) Observa a figura:

Uma pessoa de massa 80kg está em um elevador que desce verticalmente com aceleração constante de 2m/s2. Considere g=10 m/s2. A intensidade da força que o piso do elevador exerce sobre a pessoa é:

a) 600N b) 610N c) 620N d) 630N e) 640N


Questão 15) Um pescador possui um barco a vela que é utilizado para passeios turísticos. Em dias sem vento, esse pescador não conseguia realizar seus passeios. Tentando superar tal dificuldade, instalou, na popa do barco, um enorme ventilador voltado para a vela, com o objetivo de produzir vento artificialmente. Na primeira oportunidade em que utilizou seu invento, o pescador percebeu que o barco não se movia como era por ele esperado. O invento não funcionou!

A razão para o não funcionamento desse invento é que

a) a força de ação atua na vela e a de reação, no ventilador.

b) a força de ação atua no ventilador e a de reação, na água.

c) ele viola o princípio da conservação da massa.

d) as forças que estão aplicadas no barco formam um sistema cuja resultante é nula.

e) ele não produziu vento com velocidade suficiente para movimentar o barco.

Questão 16) Leia com atenção as afirmativas a seguir.

I. A Força é uma grandeza vetorial, pois, ao empurrarmos um objeto, esse “empurrão” possui direção, sentido e módulo.

II. Quando chutamos uma bola, o pé exerce uma força sobre a bola e a bola exerce uma força sobre o pé. Essas forças formam um par Ação-Reação, conhecido como a Terceira Lei de Newton.

III. Uma força pode causar uma aceleração ou uma deformação em um objeto. Quando chutamos uma bola, ela adquire uma velocidade que varia enquanto a força estiver atuando.

A afirmativa está CORRETA em:

a) I apenas. b) I e II apenas.

c) III apenas. d) I, II e III.

Questão 17) Imponderabilidade é a sensação de ausência de peso. Essa sensação também ocorre quando a aceleração do corpo é a aceleração da gravidade, como numa queda livre, e não necessariamente pela ausência de gravidade, como se poderia imaginar. A imponderabilidade é sentida pelos astronautas quando em órbita numa estação espacial ou até mesmo por você, quando o carro em que você está passa muito rápido sobre uma lombada. A imponderabilidade pode ser sentida também pelos tripulantes de um avião que faça manobras especialmente planejadas para tal.

A figura a seguir mostra a trajetória de um avião durante uma manobra planejada para produzir a sensação de imponderabilidade na qual se pretende que, num determinado ponto da trajetória, a força resultante seja centrípeta e proporcionada pelo peso. Qual deve ser a velocidade do avião, em módulo, para que no ponto P indicado na trajetória os passageiros fiquem em queda livre e, portanto, sintamse imponderáveis?

a) v = gR2 b) v = gR c) v = gR

d) v = g e) v = R/g

Questão 18) Um automóvel de massa 800 kg, dirigido por um motorista de massa igual a 60 kg, passa pela parte mais baixa de uma depressão de raio = 20 m com velocidade escalar de 72 km/h. Nesse momento, a intensidade da força de reação que a pista aplica no veículo é

a) 231512 N b) 215360 N c) 1800 N

d) 25800 N e) 24000 N

Questão 19) Um motociclista de Globo da Morte, preocupado com seu sucesso no espetáculo, pede a um professor de física para calcular a velocidade mínima que terá que imprimir à sua moto para não cair no momento de passar pelo teto do globo. Considerando o raio do globo igual a 250 cm e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², qual deverá ser a velocidade mínima?

a) 2,5 m/s b) 25,0 m/s c) 50,0 m/s d) 5,0 m/s e) 10,0 m/s

Questão 20) Uma partícula material está sujeita à ação simultânea de 3 forças F1, F2 e F3, conforme está representado na figura. A força resultante (soma vetorial) que atua na partícula está corretamente representada na alternativa:


a)

b)

c)

d)

e)

Questão 21) No jargão aeronáutico, fala-se costumeiramente em “quatro forças”: força de sustentação, força peso, força de propulsão e força de arrasto. O diagrama de corpo livre de um avião está representado abaixo.

Para um voo em linha reta, nivelado e com velocidade constante, tem-se:

a) 0 E F e 0 P S A =+=+

b) S + P + FA + E = 0

c) S + P = 0 e FA + E = 0

d) 0 EFA =+

Questão 22) “Ao fazermos uma curva, sentimos o efeito da força centrífuga, a força que nos “joga” para fora da curva e exige um certo esforço para não deixar o veículo sair da trajetória. Quanto maior a velocidade, mais sentimos essa força. Ela pode chegar ao ponto de tirar o veículo de controle, provocando um capotamento ou a travessia na pista, com colisão com outros veículos ou atropelamento de pedestres e ciclistas.”

DENATRAN. Direção defensiva. [Apostila], p. 31, maio 2005.

Disponível em: http://<www.detran.sc.gov.br>

Acesso em: 9 out. 2008.

A citação acima apresenta um erro conceitual bastante freqüente. Suponha o movimento descrito analisado em relação a um referencial inercial, conforme a figura abaixo:

Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. Um veículo de massa m percorre uma determinada curva de raio R sem derrapar, com velocidade máxima de módulo constante v. Um segundo veículo com pneus idênticos ao primeiro, com massa quatro vezes maior (4 m), deverá percorrer a mesma curva sem derrapar, com uma velocidade máxima constante de módulo duas vezes menor (v/2).

02. Um veículo descrevendo uma curva em uma estrada plana certamente estará sob ação de uma força centrífuga, se opondo à força de atrito entre os pneus e o chão. Se o atrito deixar de atuar, o veículo será lançado radialmente para fora da curva em virtude dessa força centrífuga.

04. Como o veículo está em equilíbrio, atuam a força centrípeta (para “dentro” da trajetória) e a força centrífuga (para “fora” da trajetória), com o mesmo módulo, a mesma direção e sentidos contrários. Essas forças constituem um par ação e reação, segundo a 3a Lei de Newton.

08. Se o veículo percorrer uma curva, executando uma trajetória circular, com o módulo da velocidade constante, estará sujeito a uma aceleração. Pela 2a Lei de Newton, essa aceleração é provocada pela resultante das forças que atuam sobre o veículo. Como a força normal e o peso se anulam, a força resultante é a força centrípeta que se origina do atrito entre os pneus e o chão.

16. Força é o resultado da interação entre dois ou mais corpos. Pela 3a Lei de Newton: “se dois corpos A e B interagem, a força que A faz sobre B tem o mesmo módulo, a mesma direção e sentido contrário à força que B faz sobre A”. Logo, não há força centrífuga atuando sobre o veículo, pois se o veículo (corpo A) é jogado para fora da curva, ele deveria ser atraído por outro corpo, que naturalmente não existe.

Questão 23) Com relação a um corpo em movimento circular uniforme e sem atrito, considere as afirmativas seguintes:

I. O vetor velocidade linear é constante.

II. A aceleração centrípeta é nula.

III. O módulo do vetor velocidade é constante.

IV. A força atua sempre perpendicularmente ao deslocamento.

Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas.

a) I e IV b) II e III c) III e IV d) I, II e III e) I, II e IV


Questão 24) Sobre uma mesa horizontal, um pequeno corpo de massa m, ligado à extremidade de um fio ideal que tem a outra ponta fixa no ponto O, descreve um movimento circular uniforme de velocidade angular ω , velocidade tangencial v

r,

freqüência f e raio R. O trabalho (τ ) realizado pela força de tração no fio em ¼ de volta é

a) 0=τ b) τ c) 4

m2ω=τ d)

R4m

ω=τ e) 2

Rm

ωπ=τ

Questão 25) Considere uma mola ideal de constante elástica k = 16 N/m, cujo comprimento, quando não deformada, é de 1,0 m. Uma das extremidades da mola está presa a um anel liso por dentro, do qual passa um prego fixado em uma mesa lisa. A outra extremidade está presa a uma massa m = 3,0 kg, também apoiada na mesa. Dando-se um impulso à massa, ela passa a descrever um movimento circular com velocidade escalar constante e igual a 2,0 m/s. Calcule o comprimento da mola nessas condições.

Questão 26) O corpo C, de dimensões desprezíveis e massa 1,40 kg, está sujeito à ação simultânea e exclusiva de três forças coplanares de intensidades F1 = 12 N, F2 = 20 N e F3 = 40 N. A

ilustração ao lado mostra as forças, observando-se que 2Fr

e 3Fr

possuem mesma direção e sentidos contrários entre si.

Neste caso, o módulo da aceleração do corpo é:

a) 1,2 . 10–2 m/s2

b) 2,0 . 10–2 m/s2

c) 12 m/s2

d) 20 m/s2

e) 40 m/s2

Questão 27) Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico representa como varia a força de atrito sobre o bloco quando sobre ele atua uma força F de intensidade variável paralela à superfície.

O coeficiente de atrito estático entre a borracha e a superfície, e a aceleração adquirida pelo bloco quando a intensidade da força F atinge 30 N são, respectivamente, iguais a

a) 0,3; 4,0 m/s2

b) 0,2; 6,0 m/s2

c) 0,3; 6,0 m/s2

d) 0,5; 4,0 m/s2

e) 0,2; 3,0 m/s2

Questão 28) Sobre uma mesa horizontal sem atrito, um corpo de

massa 4,0 kg é puxado por uma forçaF de intensidade constante 20 N, formando ângulo de 37º com a horizontal.

Adote: g = 10 m/s2, sen 37º = 0,60 e cos 37º = 0,80

A força que o corpo exerce sobre a superfície da mesa, em newtons, e a aceleração do corpo, em m/s2, são, respectivamente,

a) 28 e 4,0 b) 24 e 5,0 c) 20 e 5,0 d) 16 e 4,0 e) 12 e 3,0

Questão 29) Um esporte muito popular em paises do Hemisfério Norte é o “curling”, em que pedras de granito polido são lançadas sobre uma pista horizontal de gelo. Esse esporte lembra o nosso popular jogo de bocha. Considere que um jogador tenha arremessado uma dessas pedras de modo que ela percorreu 45 m em linha reta antes de parar, sem a intervenção de nenhum jogador. Considerando que a massa da pedra é igual a 20 kg e o coeficiente de atrito entre o gelo e o granito é de 0,02, assinale a alternativa que dá a estimativa correta para o tempo que a pedra leva para parar.

a) Menos de 18 s. b) Entre 18 s e 19 s.

c) Entre 20 s e 22 s. d) Entre 23 s e 30 s.

e) Mais de 30 s.

Questão 30) A figura abaixo mostra uma caixa de madeira que desliza para baixo com velocidade constante sobre o plano inclinado, sob a ação das seguintes forças: peso, normal e de atrito. Assinale a alternativa que representa corretamente o esquema das forças exercidas sobre a caixa de madeira.


a)

b) c)

d) e)

Questão 31) Um bloco de massa 200 kg se encontra em equilíbrio estático sobre um plano inclinado, como mostra a figura.

São feitas as seguintes afirmações:

I. Se não houver atrito entre o bloco e o plano, a força

Fr

, paralela ao plano, deve ter intensidade de 1600 N.

II. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano for

igual a 0,50, a intensidade de Fr

pode variar de 400 N a 2000 N.

III. Se a força Fr

não existisse, o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano deveria ser, no mínimo, igual a 0,75.

É correto o que se afirma SOMENTE em

a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.

Questão 32) Um garoto obeso tem um peso de módulo 1200 N

(≅120kgf) e tenta mover uma caixa pesada conforme a figura. O coeficiente de atrito estático entre os sapatos do garoto e o piso é 0,5.

Assinale a alternativa correta que apresenta o módulo da máxima força horizontal, em newtons, que o garoto pode aplicar na caixa.

a) 1200 b) 600 c) 1800 d) 300

Questão 33) No esquema abaixo, a polia e o fio são considerados ideais e os corpos A e B se deslocam com velocidade escalar constante e igual a 2,0 m/s. Sabendo-se que a quantidade de movimento do corpo A tem módulo 3,0 kg.m/s e que a massa do corpo B é 10 kg, o coeficiente de atrito dinâmico entre sua base de apoio e o plano horizontal de deslocamento é

a) 0,10 b) 0,15 c) 0,20 d) 0,25 e) 0,30

Questão 34) Uma criança tenta puxar a sua caixa de brinquedos, de peso P, exercendo uma força de tensão numa corda ideal, de

módulo F e direção perfazendo um ângulo θ com a horizontal (ver figura). O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o solo

horizontal é denotado por µ. Assinale a expressão para o máximo valor de F de modo que a caixa ainda permaneça em repouso. (Para efeito de cálculo, considere a caixa como uma partícula material.)

a) µP/[cos(θ) + µ sen(θ)] b) µP/[sen(θ) + µ cos(θ)]

c) µP/[cos(θ) – µ sen(θ)] d) µP/[sen(θ) – µ cos(θ)]

e) µP/[tan(θ) – µ cos(θ)]

Questão 35) A força muscular origina-se nas fibras musculares, conforme figura (a), como resultado das interações entre certas proteínas que experimentam mudanças de configuração e proporcionam a contração rápida e voluntária do músculo. A força máxima que um músculo pode exercer depende da sua área da seção reta e vale cerca de 30 N/cm2. Considere um operário que movimenta com uma velocidade constante uma caixa de 120 kg sobre uma superfície rugosa, de coeficiente de atrito 0,8, usando os dois braços, conforme ilustrado na figura (b).


Dessa forma, a menor seção reta dos músculos de um dos braços do operário, em cm2, e uma das proteínas responsáveis pela contração das miofibrilas são:

Dados: g = 10,0 m/s2

a) 16 e actina. b) 16 e mielina.

c) 20 e miosina. d) 32 e actina.

e) 32 e miosina.

Questão 36) Um balde de 400 g é suspenso por um fio ideal que tem uma extremidade presa a um bloco de massa 12 kg. O conjunto está em repouso, quando se abre a torneira, que

proporciona uma vazão de água (ρ = 1 kg/L), constante e igual a 0,2 L/s. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre o

bloco e a superfície horizontal que o suporta é µE = 0,4 e que a polia é ideal, esse bloco iniciará seu deslocamento no instante imediatamente após (Dado: g =10 m/s2)

a) 22 s b) 20 s c) 18 s d) 16 s e) 14 s

Questão 37) Em um ensaio físico, desenvolvido com o objetivo de se estudar a resistência à tração de um fio, montou-se o conjunto ilustrado abaixo. Desprezado o atrito, bem como as inércias das polias, do dinamômetro (D) e dos fios, considerados inextensíveis, a indicação do dinamômetro, com o sistema em equilíbrio, é

0,8 cos 0,6 sen

m/s 10 g :Dados 2

=θ=θ

=

a) 1,6 N b) 1,8 N c) 2,0 N d) 16 N e) 18 N

Questão 38) Um corpo de massa m = 8 kg é puxado por uma força F = 100N sobre uma superfície lisa, sem atrito (veja a figura). A aceleração do corpo, durante a subida, é

a) 7,5 m/s2 b) 10,5 m/s2 c) 2,5 m/s2 d) 5,0 m/s2

Questão 39) Um estudante de Física observa que, sob a ação de uma força vertical de intensidade constante, um corpo de 2,0 kg sobe 1,5 m, a partir do repouso. O trabalho realizado por essa força, nesse deslocamento, é de 36 J. Considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2, a aceleração, adquirida pelo corpo, tem módulo

a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 3 m/s2 d) 4 m/s2 e) 5 m/s2

Questão 40) Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0.

O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco.

O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0 m, em joules, vale

a) 120 b) 80 c) 40 d) 160 e) –80

Questão 41) Um menino de massa 60,0 kg desliza ao longo de um escorregador, partindo do repouso no ponto A, a uma altura de 4,0 m do ponto B, o mais baixo do escorregador. A velocidade com que o menino chega ao ponto B é de 5,0 m/s. A quantidade de calor gerada pelo atrito entre a superfície do escorregador e o menino, devido ao seu deslocamento, é:

a) 3,15 × 103 J b) 2,40 × 103 J c) 7,50 × 102 J d) 1,65 × 103 J e) 2,00 × 103 J


Questão 42) Em física, o conceito de trabalho é diferente daquele que temos no dia-a-dia. Nesse caso, trabalho está associado ao desempenho de algum serviço ou tarefa, que pode ou não exigir força ou deslocamento. (...)

(Gaspar, Alberto. Física. 1ª ed.,vol. único. São Paulo: Ática, 2004, p. 140)

Observe, nas situações abaixo descritas, a adequação ou não do conceito físico de trabalho.

Situação I: Quando um alpinista sobe uma montanha, o trabalho efetuado sobre ela pela força gravitacional, entre a base e o topo, é o mesmo, quer o caminho seguido seja íngreme e curto, quer seja menos íngreme e mais longo.

Situação II: Se um criança arrasta um caixote em um plano horizontal entre dois pontos A e B, o trabalho efetuado pela força de atrito que atua no caixote será o mesmo, quer o caixote seja arrastado em uma trajetória curvilínea ou ao longo da trajetória mais curta entre A e B.

Situação III: O trabalho realizado sobre um corpo por uma força conservativa é nulo quando a trajetória descrita pelo corpo é um percurso fechado.

Para as situações supracitadas, em relação ao conceito físico de trabalho, é(são) correta(s) apenas a(as) proposição(ões)

a) II b) I c) I e III d) III e) I e II

Questão 43) Um corpo de massa 10 kg é lançado verticalmente com v0 de 10 m/s, voltando ao ponto de lançamento com velocidade de 9 m/s. Sabendo‐se que sobre esse corpo atuam as forças peso e de resistência do ar, o trabalho realizado pela força de resistência do ar é:

a) 0 J b) 9,8 J c) 81 J d) 95 J

Questão 44) Deseja-se transportar um corpo de massa m até uma plataforma situada a uma altura h do solo. Dois caminhos são possíveis, uma rampa R e uma escada E, conforme esboçado na figura.

Considere que se aplica uma força constante para levar o corpo de massa m até o topo, sendo FE e FR respectivamente as componentes da força paralela ao deslocamento do bloco da base da escada ao topo e da base da rampa ao topo. Sendo WE e WR os trabalhos realizados ao longo da escada e da rampa respectivamente, pode-se concluir que

a) FE > FR e WE = WR

b) FE < FR e WE > WR

c) FE = FE e WE < WR

d) FE < FR e WE = WR

e) FE = FR e WE = WR

Questão 45) A conversão da energia potencial gravitacional da água armazenada em uma represa em energia elétrica é denominada de “hidreletricidade” e os sistemas que fazem essas conversões em larga escala são as hidrelétricas, conforme ilustrado a seguir :

Numa hidrelétrica, a água da represa escoa continuamente por meio de dutos até a turbina, quando sua energia cinética de translação é transformada em energia cinética de rotação, que , por sua vez, é transformada, por um gerador, em energia elétrica. Uma vez que tal processo ocorre continuamente, é conveniente calcular a energia disponível por unidade de tempo, isto é, a potência elétrica que pode ser gerada, ou seja, PE. Tal potência pode ser determinada pela expressão:

PE = 10,0 × ηG × h × QD kW

Onde, ηG é a eficiência global do sistema de produção, h, a altura da água da barragem em relação à turbina e QD , a vazão disponível (volume de água que pode ser utilizado por unidade de tempo), dada em metros cúbicos por segundo (m3/s). Considere que poderia ter sido construída uma hidrelétrica na

Barragem do Açu (RN) utilizando-se uma vazão de 15 m3/s com

um desnível de 20 metros entre o nível da água e o local onde

seria instalada a turbina, e com uma eficiência global do sistema

de produção instalado (turbin a, gerador) igual a 0,80.

Considere, ainda, que uma residência típica da região onde a hidrelétrica seria construída tem o perfil diário de consumo de energia elétrica descrito pela Tabela abaixo .

2,0100,20001Televisor

2,48300,001Geladeira

1,6840,005 LâmpadaskWh em

EnergiaHoras/dia

(W)

PotênciaQuantidadeoDispositiv

Com base nestas informações:

a) Calcule a potência, em kW, que pode ser gerada por essa hidrelétrica.

b) Calcule a energia elétrica, em kWh, que pode ser produzida, em um dia, por essa hidrelétrica.

c) Quantas residências típicas da região poderiam ser supridas de energia elétrica por tal hidrelétrica?


Questão 46) Uma escada rolante transporta 20 pessoas (60kg cada, em média) por minuto do 1º. para o 2º. andar de uma loja, elevando-as 5,0m na direção vertical. Considerando a aceleração da gravidade como 10m/s2, a potência média desenvolvida contra a gravidade é, em watts,

a) 1,0x102 b) 2,0x102 c) 1,0x103 d) 2,0x103 e) 6,0x104

Questão 47) Uma partícula com massa de 200 g é abandonada, a partir do repouso, no ponto “A” da Figura 1. Desprezando o atrito e a resistência do ar, pode-se afirmar que as velocidades nos pontos “B” e “C” são, respectivamente:

Figura 1

a) 7,0 m/s e 8,0 m/s b) 5,0 m/s e 6,0 m/s

c) 6,0 m/s e 7,0 m/s d) 8,0 m/s e 9,0 m/s

e) 9,0 m/s e 10,0 m/s

Questão 48) Um canhão construído com uma mola de constante elástica 500 N/m possui em seu interior um projétil de 2 kg a ser lançado, como mostra a figura abaixo.

Antes do lançamento do projétil, a mola do canhão foi comprimida em 1m da sua posição de equilíbrio. Tratando o projétil como um objeto puntiforme e desconsiderando os mecanismos de dissipação, analise as afirmações abaixo.

I. Ao retornar ao solo, a energia cinética do projétil a 1,5 m do solo é 250 J.

II. A velocidade do projétil, ao atingir a altura de 9,0 m, é de 10 m/s.

III. O projétil possui apenas energia potencial ao atingir sua altura máxima.

IV. Por meio do teorema da conservação da energia, é correto afirmar que a energia cinética do projétil, ao atingir o solo, é nula, pois sua velocidade inicial é nula.

Usando as informações do enunciado, assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.

a) Apenas II e III b) Apenas I

c) Apenas I e II d) Apenas IV

Questão 49) Um objeto, de massa m = 2,0 kg, é acelerado até atingir a velocidade v = 6,0 m/s sobre um plano horizontal sem atrito. Ele se prepara para fazer a manobra de passar pelo aro (loop) de raio R = 2,0 m. A região após o aro possui um

coeficiente de atrito cinético µ = 0,30. Considere g = 10 m/s2 e despreze a resistência do ar.

a) O objeto acima conseguirá realizar o loop? Justifique.

b) Calcule a velocidade inicial mínima que o objeto deve possuir de modo a fazer o “loop” de modo seguro.

c) Dado um objeto que tenha a velocidade mínima calculada no item (b), qual seria a distância que o mesmo percorreria após passar pelo aro?

Questão 50) Uma estação de esqui possui seu ponto mais alto a 4840 m acima do nível do mar. Um esquiador de massa 80,0 kg parte do repouso do seu ponto mais alto, descendo até a metade da altitude da montanha. Considerando que os efeitos de atrito e a resistência do ar dissipam 1920 kJ da energia mecânica até esse ponto, assinale a alternativa que contém a velocidade do esquiador nessa altitude.

a) 22,0 m/s b) 200 m/s c) 20,0 m/s

d) 220 m/s e) 221 m/s

Questão 51) Uma das competições dos X-games são as manobras dos esqueitistas em uma rampa em U. Um atleta parte do repouso do topo da rampa e através do movimento do seu corpo, de peso 800 N, consegue ganhar 600 J a cada ida e vinda na rampa, conforme ilustração a seguir.

Desprezando as perdas de energia e o peso do skate, o número mínimo de idas e vindas que o atleta deve realizar para atingir uma altura (h) de 3 m acima do topo da rampa é:

a) 2 b) 3 c) 4 d) 6 e) 8

Questão 52) Durante a Segunda Guerra Mundial, era comum o ataque com bombardeiros a alvos inimigos por meio de uma técnica denominada mergulho, cujo esquema pode ser observado abaixo.


Adaptado de Coleção 70º aniversário da 2ª Guerra Mundial. São Paulo: Abril, 2009.

O mergulho do avião iniciava-se a 5 000 m de altura, e a bomba era lançada sobre o alvo de uma altura de 500 m. Considere a energia gravitacional do avião em relação ao solo, no ponto inicial do ataque, igual a E1 e, no ponto de onde a bomba é lançada, igual a E2.

Calcule 2

1

E

E.

Questão 53) Um bloco está apoiado em uma superfície horizontal de atrito desprezível e encontra-se preso a uma mola ideal, de tal forma que executa um movimento harmônico simples. Na figura a seguir, os pontos A, 0 e B representam os pontos de máxima compressão, de equilíbrio e de máxima elongação da mola, respectivamente.

O gráfico de barras que representa corretamente os percentuais da energia cinética do bloco e da energia potencial elástica armazenada na mola para as posições A, 0 e B, indicadas na figura, é:

a)

b)

c)

d)

e)

Questão 54) As figuras representam um bloco preso a uma mola que relaxa de um alongamento máximo, figura (III), até o ponto x = 0 de equilíbrio, figura (I). Durante o movimento do bloco (despreze o atrito), os valores das energias cinética (K) do bloco e potencial elástica (U) do sistema variam continuamente, como está indicado pelos histogramas abaixo nas figuras. Com base nisso, podemos afirmar:

a) Quando a velocidade do bloco é zero, a distensão da mola também é zero.

b) Na figura (I), a velocidade do bloco em x = 0 é nula.

c) Na figura (III), a velocidade do bloco em xmáximo é máxima.

d) Na figura (II), a energia cinética é menor que na situação (I), e a energia potencial elástica é menor que na situação (III). Por esta razão, quando o bloco atinge a configuração (II) ocorre um mínimo na energia mecânica do sistema.

e) Durante o movimento do bloco, a soma K + U permanece constante.

Questão 55) Um bloco de 2 Kg de massa desloca-se, inicialmente, ao longo de um plano horizontal sem atrito com uma energia cinética inicial de 100 J. Durante um intervalo de tempo de 4s, uma força variável, como mostra o gráfico abaixo, é aplicada sobre o bloco, na mesma direção e no mesmo sentido da velocidade inicial.

Após a aplicação dessa força (t = 4 s), a velocidade final do bloco será

a) 60 m/s b) 30 m/s c) 80 m/s d) 50 m/s


Questão 56) Um estudante abandonou uma bola de borracha maciça, com 300 g de massa, de uma altura de 1,5 m em relação ao solo, plano e horizontal. A cada batida da bola com o piso, ela perde 20% de sua energia mecânica. Sendo 10 m/s2 a aceleração da gravidade no local, a altura máxima atingida por essa bola, após o terceiro choque com o piso, foi, aproximadamente, de

a) 77 cm b) 82 cm c) 96 cm d) 108 cm e) 120 cm

Questão 57) Durante a preparação para uma competição de patinação no gelo, um casal de patinadores pretendia realizar uma acrobacia que exigia uma colisão entre eles. Para tanto, eles resolveram executar a seguinte sequência de movimentos: Inicialmente, o patinador ficaria em repouso, enquanto sua companheira se deslocaria em linha reta, em sua direção, com velocidade constante igual 10m/s e, em um dado instante, ela colidiria com ele, que a tomaria nos braços e os dois passariam a se deslocar juntos com determinada velocidade, como previsto pala Lei de Conservação da Quantidade de Movimento. A Figura abaixo ilustra as situações descritas no texto.

Considere que a massa do patinador é igual a 60kg e a da patinadora é igual a 40kg e que, para executar a acrobacia planejada, após a colisão eles deveriam atingir uma velocidade de 5,0m/s. Considere ainda que o atrito entre os patins e a pista de patinação é desprezível.

Dado: Quantidade de movimento de um corpo: Q = mv, onde m é a massa do corpo e v sua velocidade

Diante do exposto:

a) Identifique qual o tipo de colisão que ocorre entre o casal de patinadores e justifique sua resposta.

b) A partir do cálculo da velocidade do casal após a colisão, explique se é ou não possível a realização da acrobacia planejada por eles.

Questão 58) A figura abaixo mostra um sistema composto por dois blocos de massas idênticas mA = mB = 3,0 kg e uma mola de constante elástica k = 4,0 N / m. O bloco A está preso a um fio de massa desprezível e suspenso de uma altura h = 0,8 m em relação à superfície S , onde está posicionado o bloco B . Sabendo que a distância entre o bloco B e a mola é d = 3,0 m e que a colisão entre os blocos A e B é elástica, faça o que se pede nos itens seguintes.

a) Usando a lei de conservação da quantidade de movimento (momento linear), calcule a velocidade do bloco B imediatamente após a colisão do bloco A .

b) Calcule o deslocamento máximo sofrido pela mola se o atrito entre o bloco B e o solo for desprezível.

c) Calcule a distância deslocada pelo bloco B em direção à mola, se o atrito cinético entre o bloco B e o solo for

igual a µc m = 0,4 . Nesse caso, a mola será comprimida pelo bloco B ? Justifique.

Questão 59) Em uma aula de física, os alunos relacionam os valores da energia cinética de um corpo aos de sua velocidade. O gráfico abaixo indica os resultados encontrados.

Determine, em kg.m/s, a quantidade de movimento desse corpo quando atinge a velocidade de 5 m/s.

Questão 60) Em desintegrações radioativas, várias grandezas físicas são conservadas. Na situação representada na figura, temos um núcleo de Tório (228Th), inicialmente em repouso,

decaindo em núcleo de Rádio (224Ra) e emitindo uma partícula α. Na desintegração, a partícula α é emitida com uma energia cinética de aproximadamente 8,4 × 10–13 J. Qual é a energia cinética aproximada do núcleo do Rádio?

a) 15,0 × 10–15 J b) 8,4 × 10–15 J c) 9,0 × 10–15 J

d) 9,0 × 10–13 J e) 15,0 × 10–13 J.

Questão 61) Uma maçã cai de uma árvore, sem nenhuma resistência do ar, na cabeça de um famoso cientista.

Disponível em: <http://www.sciencemuseum.org.uk>.

Acesso em: 21 maio 2010.


Enquanto a maçã cai,

a) a sua quantidade de movimento é conservada e sua energia cinética também.

b) a sua quantidade de movimento é conservada e sua energia mecânica também.

c) a sua quantidade de movimento não é conservada, mas sua energia mecânica sim.

d) a sua quantidade de movimento não é conservada, mas sua energia potencial gravitacional sim.

Questão 62) Uma esfera se move sobre uma superfície horizontal sem atrito. Num dado instante, sua energia cinética vale 20 J e sua quantidade de movimento tem módulo 20 N.s. Nestas condições, é correto afirmar que sua

a) velocidade vale 1,0 m/s.

b) velocidade vale 5,0 m/s.

c) velocidade vale 10 m/s.

d) massa é de 1,0 kg.

e) massa é de 10 kg.

Questão 63) Jornais e revistas anunciaram que um corpo de massa m ficou praticamente destruído ao se chocar com o solo depois de ter sido abandonado de uma altura h. A matéria jornalística ainda justifica a destruição do corpo devido ao aumento de seu peso durante a queda. Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10 m/cs2, assinale a alternativa correta.

a) Durante o choque do corpo com o solo, a força média exercida do solo sobre o corpo é tanto menor quanto maior for o tempo de contato entre eles.

b) O peso do corpo aumenta durante a queda.

c) Durante o choque do corpo com o solo, a força média exercida do solo sobre o corpo é tanto maior quanto maior for o tempo de contato entre eles.

d) O peso do corpo diminui durante a queda.

Questão 64) Um jogador de hockey no gelo consegue imprimir uma velocidade de 162 km/h ao puck (disco), cuja massa é de 170 g. Considerando-se que o tempo de contato entre o puck e o stick (o taco) é da ordem de um centésimo de segundo, a força impulsiva média, em newton, é de:

a) 7,65

b) 7,65×102

c) 2,75×103

d) 7,65×103

e) 2,75×104

Questão 65) A Figura 1 mostra uma paraquedista aproximando-se do solo, prestes a tocá-lo. Ela pode aterrissar mantendo suas pernas rígidas e sofrendo danos em seus ossos, como mostra a Figura 2, ou dobrar seus joelhos e rolar quando tocar o solo, amortecendo a queda, sem sofrer danos em sua aterrissagem, como mostra a Figura 3.

(Introdução Ilustrada à Física, Editora Harbra. Adaptado)

A razão pela qual é mais segura a aterrissagem feita de acordo com a Figura 3 é que

a) dobrando os joelhos, a força recebida do solo pela paraquedista é menor devido ao abaixamento de seu centro de massa.

b) tocando o solo com as pernas rígidas, a quantidade de movimento da paraquedista varia de forma mais lenta, aumentando a força recebida do solo.

c) o impulso recebido pela paraquedista quando toca o solo com as pernas rígidas é maior, aumentando a força que recebe do solo.

d) quando dobra os joelhos, a paraquedista recebe um impulso do solo num intervalo de tempo maior do que se não dobrasse, diminuindo a força recebida.

e) ao flexionar seus joelhos, a paraquedista transfere para o solo sua quantidade de movimento de forma suave, e para praticamente sem trocar forças com ele.

Questão 66) Um projétil de 20 g de massa entra horizontalmente numa tábua fixa, de modo que, imediatamente antes de nela penetrar, sua velocidade é de 800 m/s e ao sair da tábua, a velocidade, também horizontal, é de 600 m/s. Sendo de 0,01 s o tempo que o projétil permaneceu no interior da tábua, a intensi-dade média da força que a tábua exerce sobre o projétil, em Newtons, é:


a) 400 b) 300 c) 200 d) 100

Questão 67) Uma xícara vazia cai de cima da mesa de uma cozinha e quebra ao chocar-se com o piso rígido. Se essa mesma xícara caísse, da mesma altura, da mesa da sala e, ao atingir o piso, se chocasse com um tapete felpudo, ela não se quebraria.

a) Por que no choque com o piso rígido a xícara se quebra e no choque com o piso fofo do tapete, não?

b) Suponha que a xícara caia sobre o tapete e pare, sem quebrar. Admita que a massa da xícara seja 0,10 kg, que ela atinja o solo com velocidade de 2,0 m/s e que o tempo de interação do choque é de 0,50 s. Qual a intensidade média da força exercida pelo tapete sobre a xícara? Qual seria essa força, se o tempo de interação fosse 0,010 s ?

Questão 68) Uma colisão parcialmente inelástica ocorre entre duas massas idênticas. As velocidades iniciais eram v1i = 5,0 m/s ao longo do eixo x e v2i = 0. Sabendo que, após a colisão, temos v1f = 1,0 m/s ao longo de x, calcule v2f após a colisão.

a) 5,0 m/s b) 4,0 m/s c) 3,0 m/s

d) 2,0 m/s e) 1,0 m/s.

Questão 69) Uma pequena pedra de 10g é lançada por um dispositivo com velocidade horizontal de módulo igual a 600 m/s, incide sobre um pêndulo em repouso e nele se engasta, caracterizando uma colisão totalmente inelástica. O pêndulo tem 6,0 kg de massa e está pendurado por uma corda de massa desprezível e inextensível, de 1,0 m de comprimento. Ele pode girar sem atrito no plano vertical, em torno da extremidade fixa da corda, de modo que a energia mecânica seja conservada após a colisão.

Considerando g = 10,0 m/s2, calcule

a) a velocidade do pêndulo com a pedra engastada, imediatamente após a colisão.

b) a altura máxima atingida pelo pêndulo com a pedra engastada e a tensão T na corda neste instante.

Questão 70) A figura abaixo representa um brinquedo de criança conhecido em algumas regiões do Brasil como “João-Bobo”. Possui uma base arredondada e, independentemente da força aplicada ou como é colocado, ele retorna sempre à sua posição natural, ou seja, tende a permanecer de pé.

Com base no exposto e na figura acima, responda ao que se pede:

a) que tipo de equilíbrio apresenta o brinquedo João-Bobo? Justifique sua resposta.

b) o que justifica o retorno do brinquedo sempre para a posição vertical?

Questão 71) Em uma experiência, a barra homogênea, de secção reta constante e peso 100 N, é suspensa pelo seu ponto C, por um fio ideal, e mantida em equilíbrio como mostra a figura. Nas extremidades da barra, são colocados os corpos A e B. Sabe-se que o peso do corpo B é 80 N. A tração no fio que sustenta essa barra tem intensidade

a) 650 N b) 550 N c) 500 N

d) 420 N e) 320 N

Questão 72) Em um poste, uma trave horizontal feita de madeira serve de suporte para os três isoladores de alta tensão, responsáveis, também, por manter os fios sobrelevados.


Os pesos da trave e dos isoladores podem ser considerados desprezíveis. Cada fio exerce sobre seu isolador uma força vertical de intensidade 400 N e, por essa razão, além da trave ser presa diretamente ao poste, uma haste inclinada exerce um esforço adicional para cima, em newtons, de intensidade

a) 100 b) 200 c) 300

d) 400 e) 600

Questão 73) A figura abaixo mostra uma barra homogênea de peso 10 N e de comprimento 10 m que está apoiada sobre um suporte distante de 3,0 m da sua extremidade esquerda.

Pendura-se um bloco de massa m = 2,0 kg na extremidade esquerda da barra e coloca-se um bloco de massa M = 4,0 kg sobre a barra do lado direito ao suporte. O valor de D, para que a barra esteja em equilíbrio, em metros, vale

Dado: considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s2.

a) 4,5 b) 5,0 c) 5,5

d) 6,0 e) 6,5

Questão 74) Um professor de física pendurou uma pequena esfera, pelo seu centro de gravidade, ao teto da sala de aula, conforme a figura:

Em um dos fios que sustentava a esfera ele acoplou um dinamômetro e verificou que, com o sistema em equilíbrio, ele marcava 10N. O peso, em newtons, da esfera pendurada é de

a) 35 b) 10 c) 310

d) 20 e) 320

Questão 75) Uma escada está apoiada entre uma parede vertical sem atrito e o chão (horizontal), conforme mostra a figura a seguir.

Considerando que a escada se comporta como uma barra homogênea de 5 m e peso 100 N, e sabendo que o coeficiente de atrito estático entre a escada e o chão é 0,5, a distância máxima x que a base da escada pode estar da parede, sem deslizar, é, aproximadamente, igual a

a) 1,5 m b) 2,5 m c) 3,5 m d) 4,5 m

Questão 76) Uma escada AB, uniforme, homogênea e de peso P, tem sua extremidade A apoiada numa parede perfeitamente lisa e a outra extremidade B no chão áspero. Na posição representada, a escada está prestes a escorregar.

Nessas condições, a força de atrito entre o chão e a escada vale

a) P4

3 b) P

8

5 c) P

2

1 d) P

8

3 e) P

4

1

Questão 77) O sistema mostrado na figura representa uma espécie de móbile, formado por três hastes de massas desprezíveis, interligadas por fios finos e inextensíveis, das quais pendem quatro objetos, A, B, C e D. A massa do objeto D vale

50 gDm = . Para todas as hastes, 5 cma = e 15 cmb = (v.

figura). Então, para que o sistema permaneça em equilíbrio, com

todas as hastes na horizontal, a massa Am deve valer:

a) 2,4 kg b) 2,0 kg c) 3,4 kg d) 4,2 kg e)5,0 kg

Questão 78) O tipo de luminária ilustrada ao lado foi utilizado na decoração de um ambiente. A haste AC, presa à parede, é homogênea, tem secção transversal constante e massa 800 g. Quando o lampadário, pendente em A, tem massa superior a 500 g, o fio ideal AB arrebenta. Nesse caso, podemos dizer que a intensidade máxima da força tensora suportada por esse fio é:

a) 15 N b) 13 N c) 10 N d) 8 N e) 5 N


Questão 79) Conforme a figura abaixo, o bloco B, sobre a superfície horizontal de uma mesa, está vinculado ao bloco A, de peso igual a 250N, suspenso, e a uma parede, por meio de fios inextensíveis e de massa desprezível. Se o coeficiente de atrito estático entre o bloco B e a superfície da mesa é 0,25, qual deve ser o peso mínimo do bloco B, para manter o sistema em equilíbrio estático? A resposta correta é:

B

A

W =250NA

W =?B 45º

a) 750 N. b) 500 N. c) 250 N.

d) 1500 N. e) 1000 N.

Questão 80) Para abrir uma porta, você aplica sobre a maçaneta, colocada a uma distância d da dobradiça, conforme a figura abaixo, uma força de módulo F perpendicular à porta.

Para obter o mesmo efeito, o módulo da força que você deve aplicarem uma maçaneta colocada a uma distância d/2 da dobradiça desta mesma porta, é:

a) F/2 b) F c) 2F d) 4F

Questão 81) Podemos abrir uma porta aplicando uma força Fr

em um ponto localizado próximo à dobradiça (figura 1) ou

exercendo a mesma força Fr

em um ponto localizado longe da dobradiça (figura 2). Sobre o descrito, é correto afirmar que:

a) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 1,

porque o momento da força Fr

aplicada é menor.

b) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 1,


aplicada é maior.

c) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 2,


aplicada é menor.

d) a porta abre-se mais facilmente na situação da figura 2,


aplicada é maior.

e) não há diferença entre aplicarmos a força mais perto ou

mais longe da dobradiça, pois o momento de Fr

independe da distância d entre o eixo de rotação e o ponto de aplicação da força.

Questão 82) A figura mostra um gráfico da velocidade de uma partícula de massa m = 0,5 kg em função do tempo. Calcule o módulo da força resultante sobre a partícula, no instante t = 4 s, em newtons.

Questão 83) As baleias deslocam-se na água por meio de suas nadadeiras caudais horizontais. Suponha que num dia de verão, determinada baleia de 40 toneladas de massa, numa viagem para águas mais frias em busca de alimentos, esteja se movendo horizontalmente e tenha sua velocidade aumentada de 1,4 m/s para 2,2 m/s num certo intervalo de tempo. A intensidade do impulso total aplicado sobre essa baleia, nesse intervalo de tempo, foi, em N.s, igual a

a) 16 000 b) 32 000 c) 56 000

d) 88 000 e) 144 000.

Questão 84) Considere as forças que agem no processo de tratamento de água: a força que a água exerce sobre as partículas, a que o peso das partículas exerce sobre a Terra, a que as partículas exercem sobre a água e a que o peso da água exerce sobre a Terra. Com base na 3ª Lei de Newton, é correto afirmar que formam um par ação-reação o empuxo e a força que

a) o peso das partículas exerce sobre a Terra.

b) a água exerce sobre as partículas.

c) as partículas exercem sobre a água.

d) o peso da água exerce sobre a Terra.

Questão 85) Rotor é um brinquedo que pode ser visto em parques de diversões. Consiste em um grande cilindro de raio R que pode girar em torno de seu eixo vertical central. Após a entrada das pessoas no rotor, elas se encostam nas suas paredes e este começa a girar. O rotor aumenta sua velocidade de rotação até que as pessoas atinjam uma velocidade v, quando, então, o piso é retirado. As pessoas ficam suspensas, como se estivessem “ligadas” à parede interna do cilindro enquanto o mesmo está


girando, sem nenhum apoio debaixo dos pés e vendo um buraco abaixo delas.

Em relação à situação descrita, é CORRETO afirmar que:

01. a força normal, ou seja, a força que a parede faz sobre uma pessoa encostada na parede do rotor em movimento, é uma força centrípeta.

02. se duas pessoas dentro do rotor tiverem massas diferentes, aquela que tiver maior massa será a que terá maior chance de deslizar e cair no buraco abaixo de seus pés.

04. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele deve ser maior

ou igual a 2v

gR.

08. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional ao raio do rotor.

16. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional à velocidade v do rotor.

Questão 86) A cana-de-açúcar depois de cortada é transportada até a usina por treminhões, que são compostos pela cabina, também chamada de cavalo, e mais dois reboques. Por lei, a carga máxima permitida que pode ser transportada por um treminhão é de 60 toneladas; entretanto, cada reboque pode suportar uma carga máxima de até 45 toneladas.

Considere que:

• os reboques estão acoplados por um cabo de massa desprezível o qual pode suportar uma tensão máxima de até 35×103 N;

• o papel do cavalo é aplicar uma força F nos dois reboques, conforme ilustração abaixo.

Nesse contexto, o cavalo, em um trecho reto, consegue imprimir uma aceleração máxima de módulo 0,5 m/s2 ao treminhão transportando carga máxima permitida. A partir dessas informações, desprezando as massas dos reboques e da cabina, identifique as afirmativas corretas:

I. A tensão máxima que o cabo vai suportar é de 27,5 × 103 N.

II. A tensão mínima que o cabo vai suportar é de 7,5 × 103 N.

III. A tensão no cabo dependerá da distribuição da carga nos dois reboques.

IV. A força que o motor do caminhão aplicará aos dois reboques é de 30 × 103 N.

V. A força que o motor do caminhão aplicará aos dois reboques dependerá da distribuição da carga nos mesmos.

Questão 87) Em um laboratório de Física, um bloco de 0,5 kg de massa encontra-se preso à extremidade superior de uma mola de constante k = 100 N/m, a qual está apoiada sobre uma superfície horizontal, conforme representado na figura abaixo.

Um estudante resolve estudar como se dá a distribuição de energia nesse sistema. Ele, então, imprime ao bloco uma certa velocidade inicial, e observa que o bloco, quando passa pelo ponto em que a mola não está nem comprimida nem distendida, apresenta uma velocidade de 2 m/s para baixo. Tomando esse ponto como referência, é correto afirmar que a maior altura, em metros, atingida por esse bloco é:

a) 0 b) 0,1 c) 21,0

d) 0,2 e) 22,0

Questão 88) Um avião é autorizado a decolar, mas a aeromoça esquece de travar as rodas do carrinho de alimentos que se encontra no corredor, na parte da frente do avião. Admita que as rodas desse carrinho estão bem polidas, de modo que o atrito entre elas e o piso do avião é desprezível. Três observadores, localizados nos pontos especificados abaixo, fazem considerações acerca do movimento do carrinho enquanto o avião acelera para decolar.

• O primeiro observador está parado na pista, ao lado do avião.


• O segundo observador está sentado em uma poltrona, no interior do avião, com o cinto de segurança afivelado.

• O terceiro observador está na pista, deslocando-se em linha reta e paralelamente ao avião, com velocidade constante em relação ao primeiro observador.

Nesse contexto, identifique as afirmativas corretas:

I. O primeiro observador, fundamentado pela Lei da Inércia, deduz que o carrinho não entra em movimento.

II. O segundo observador constata que o carrinho adquire um movimento, entretanto ele não pode aplicar as leis de Newton para explicar esse movimento.

III. O terceiro observador afirma que esse carrinho está se deslocando com velocidade constante.

IV. O primeiro observador pode ser considerado como um sistema de referência inercial, para descrever o movimento do carrinho.

V. O segundo e terceiro observadores não podem ser considerados como sistemas de referência inerciais.

Questão 89) Um bloco de massa 2 kg desliza, a partir do repouso, por uma distância d = 3 m, sob a ação de uma força de módulo F = 10 N (ver figura). No final do percurso, a velocidade do bloco é v = 3 m/s. Calcule o módulo da energia dissipada no percurso, em joules.

Questão 90) Uma criança, que está brincando com blocos cúbicos idênticos, constroi as configurações compostas de três blocos mostradas na figura. Cada bloco tem aresta a = 10 cm e massa M = 100 g. A criança pode até perceber intuitivamente que a configuração A é mais estável do que a B, mas não consegue quantificar fisicamente essa estabilidade. Para tal, é necessário determinar a diferença de energia potencial

gravitacional ∆U = UB – UA entre as duas configurações. Qual é

o valor de ∆U, em unidades de 10–2 joules?

Questão 91) O sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier-Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor

máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O

coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é µe = 0,80 e

o cinético vale µc = 0,60. Sendo g = 10 m/s2 e a massa do carro m = 1200 kg , o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a

a) 1200 N e 12000 N.

b) 12000 N e 120 N.

c) 20000 N e 15000 N.

d) 9600 N e 7200 N.

GABARITO

1) Gab: E 2) Gab: B 3) Gab: C 4) Gab: D 5) Gab: B

6) Gab: C 7) Gab: A 8) Gab:

a) As molas estão empregadas de forma errada e invertida, pois a mola da curva “A” sofre uma deformação maior com uma força menor se comparada com a mola da curva “B”. Como a mola para as pernas devem ser “mais firme”, recomenda-se que use a representada pela curva “B”. Para o braço, a mola cujo comportamento é expresso pela curva “A”.

b) F = 250 N

9) Gab: C 10) Gab: A 11) Gab: B 12) Gab: E 13) Gab: B

14) Gab: E 15) Gab: D 16) Gab: D 17) Gab: B 18) Gab: D

19) Gab: D 20) Gab: A 21) Gab: A 22) Gab: 24 23) Gab: C

24) Gab: A 25) Gab: 1,5 m 26) Gab: D 27) Gab: A 28) Gab: A

29) Gab: C 30) Gab: E 31) Gab: E 32) Gab: B 33) Gab: B

34) Gab: A 35) Gab: A 36) Gab: A 37) Gab: D 38) Gab: A

39) Gab: B 40) Gab: A 41) Gab: D 42) Gab: C 43) Gab: D

44) Gab: A

45) Gab:

a) 2400,0 kW; b) 57.600 kWh; c) 9.600 residências

46) Gab: C 47) Gab: A 48) Gab: C

49) Gab:

a) O objeto não passará pelo aro, fazendo o “loop”, pois ele necessita ter uma energia cinética maior que a energia potencial no topo do loop; mg(2R) < ½ mv2 → v2 > 4gR = 80 → v > 8,9 m/s. Como a velocidade do objeto é 6,0 m/s, este não passará pelo aro.

b) vi = 10,0 m/s

c) d = 16,7 m.

50) Gab: C 51) Gab: C 52) Gab: 2

1

E

E = 10 53) Gab: A

54) Gab: E 55) Gab: D 56) Gab: A 57) Gab:

a) Como após a colisão os dois permanecem unidos, então trata-se de um choque perfeitamente inelástico. OU Como o coeficiente de restituição e=0, logo o choque é inelástico.

b) Pela Lei de Conservação da Quantidade de Movimento (momento linear), a quantidade de movimento inicial é igual à final, logo a velocidade do casal após a colisão será determinada a partir de:

Pi = Pf ⇒ mava = (ma + mb)vab ⇒ vab = ba

aa

mm

vm

+ =

6040

10x40

+ =

100

400 =

4,0 m/s


Portanto vab = 4,0 m/s. E, assim, conclui-se que não será possível a realização da acrobacia imaginada pelo casal, uma vez que seria necessária uma velocidade final mínima de 5,0 m/s.

58) Gab:

a) 4,0 m/s

b) m5,330,2 ≈×

c) m0,20,42

16x =

×=∆

Se a distância inicial é de 3,0 m então o bloco B não cumprime a mola.

59) Gab: Q = 10 kg.m/s 60) Gab: A 61) Gab: C 62) Gab: E

63) Gab: A 64) Gab: B 65) Gab: D 66) Gab: A 67) Gab:

a) O choque com o piso faz com que surja uma força muito grande, pois o tempo de interação é muito baixo. O choque com o tapete faz este tempo aumentar, diminuindo, assim, a força sobre a xícara e a energia cinética se perde mais lentamente.

b) para t = 0,5s → F = 1,4N

para t = 0,010s → F = 21N

68) Gab: B 69) Gab: a) V ≈ 1 m/s; b) h = 0,05 m; T ≈ 57,1 N

70) Gab:

a) O brinquedo apresenta um equilíbrio estável. Pois, para um dado deslocamento, o mesmo sempre retorna para a sua posição inicial.

b) A justificativa é que esse brinquedo possui o seu centro de gravidade muito próximo da sua base que nesse caso é arredondada.

71) Gab: A 72) Gab: E 73) Gab: D 74) Gab: D 75) Gab: C

76) Gab: D 77) Gab: A 78) Gab: A 79) Gab: E 80) Gab: C

81) Gab: D 82) Gab: 3 83) Gab: B 84) Gab: C 85) Gab: 05

86) Gab: II, III, IV 87) Gab: B 88) Gab: I, II, III, IV

89) Gab: –15 J 90) Gab: ∆U = 30 × 10–2 J 91) Gab: D Nem tudo é o que parece . . .

Será este um ocaso??? ou um novo amanhecer???

Uma taça para brindarmos? Será?

Será que são circunferências?

Jovem ou velha???

E ai? Sobe ou desce?

Na verdade tudo depende de como se olha cada dia...

cada objeto...

cada situação...

cada pessoa...

e o que queremos para nós...

Que Deus despeje suas bençãos sobre todos nós e nos faça ver e ser o melhor em cada situação, em cada acontecimento, em cada momento de nossas vidas.

Frederico Mercadante

[email protected]

já perdoei erros quase imperdoáveis, tentei substituir pessoas · eternos, amei e fui amado, mas...

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