Resolução PSAEN 10-11 (Física)

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Resolução PSAEN 10/11 
FÍSICA 
 
 
6/22/2011 
http://dadosdedeus.blogspot.com 
Marcos Valle (IME) 
 
 
2 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
 
GABARITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 C 6 C 11 C 16 C 
2 B 7 A 12 E 17 D 
3 A 8 B 13 B 18 D 
4 E 9 E 14 D 19 A 
5 E 10 B 15 D 20 A 
3 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
1-) C 
Devido aos campos elétrico e gravitacional, a partícula carregada executará um movimento 
retillíneo uniformemente variado tanto no eixo quanto no . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Assim, a energia cinética total da partícula é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2-) B 
Quando a barra dilata, a capacitância 
 
 
 aumenta em 20%: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como não há dissipação energética, todo o calor fornecido pelo aquecedor é absorvido pela 
haste. Assim: 
 
 
3-) A 
Do efeito Doppler: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
4-) E 
 
 
Como não houve perdas energéticas, a colisão foi totalmente elástica, i.e. . 
5-) E 
Pela conservação da energia mecânica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como : 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6-) C 
Da condição de equilíbrio: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7-) A 
Seja o módulo da velocidade com que o bloco chega no ponto . Da conservação da energia 
mecânica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mas 
 
 
 . Assim, cortando as massas 
( ): 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ao chegar em o corpo perde contato com a superfície e prossegue como num lançamento 
oblíquo, de modo que sua máxima energia potencial após passar por esse ponto ocorre na 
máxima altura: 
5 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
 
 
 
 
Em relação ao nível , a energia potencial gravitacional do corpo vale: 
 
 
8-) B 
Campo elétrico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colisão 
Da conservação da quantidade de movimento: 
 
 
 
 
Do coeficiente de restituição: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campo magnético 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9-) E 
Calculemos a potência útil do forno: 
 
Em 20 minutos: 
 
Toda energia cedida ao sistema é utilizada no aquecimento de toda massa de água e em seguido 
na vaporização de uma parte. Logo: 
 
 
 
Para uma temperatura absoluta constante, temos: 
 
 
 
 
 
 
 
6 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
10-) B 
Considerando a velocidade de escape como sendo a velocidade mínima para o satélite não 
retornar, temos: 
Satélite antes da impulsão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para calcularmos a velocidade de escape, igualamos a energia inicial do corpo a 0, que é sua 
energia no infinito: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Logo: 
 
PS.: Nesta solução consideramos a velocidade de escape a partir da órbita, embora o enunciado 
não tenha deixado claro se podemos ou não considerar em relação à superfície. Nesse caso, 
obteríamos como resposta. 
 
11-) C 
Do gráfico e do princípio da consevação da energia mecânica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Igualando e : 
 
 
 
 
 
12-) E 
Pelo gráfico, após a velocidade resultante da partícula vale . Como 
a velocidade horizontal permanece constante durante todo o movimento, temos que a velocidade 
vertical em vale: 
7 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
 
 
 
 
 
 
Assim: 
 
 
 
13-) B 
A energia potencial eletrostática do par de cargas é dada por: 
 
 
 
 
 
 
 
Da condição de equilíbrio: 
 
 
14-) D 
Seja o módulo da tração na corda. Da condição de equilíbrio das esferas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pelo teorema de Taylor: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O harmônico é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
 
15-) D 
 
Chave aberta 
Como os capacitores estão totalmente carregados, não passa corrente no circuito. Assim: 
 
Como a capacitância de é metade da de : 
 
Chave fechada 
Redesenhando o circuito: 
 
Nesta situação, surge uma corrente que passa pelos resistores de . 
 
 
 
 
Logo: 
 
9 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
Como vimos, e . 
Assim, a diferença buscada é . 
 
16-) C 
I – FALSO A intensidade do som está relacionada à amplitude da onda e não à sua frequência. 
II – CORRETO 
III – FALSO O nível de intensidade sonora é dado por 
 
 
, em que é a intensidade 
sonora mínima audível. 
IV - CORRETO 
 
 
 e 
 
 
. Assim, 
 
 
 
 
 
 
V – FALSO A distância entre uma compessão e uma rarefação consecutivas é metade do 
comprimento de onda. 
 
17-) D 
Da 2ª Lei de Newton: 
 
Como é vertical e é horizontal, temos: 
 e 
Calculemos os desolcamentos nos eixos e : 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pelo Teorema da Energia Mecânica: 
 
 
 
18-) D 
O torque da espira pode ser calculado por: 
 
 
 
 
 
 
 
10 Dados de Deus – Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
Da Lei de Faraday-Lenz: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19-) A 
As energias inicial e final do bloco 1 ( e , respectivamente) são calculadas por 
 
 
 e 
 
 
 
. Da conservação de energia e como a colisão foi elástica (sem perdas energéticas): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mas 
 
 
 
 
 
 
 
Logo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20-) A 
 
Das condições de equilíbrio de um corpo extenso: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Assim: 
11 Dados de Deus– Resolução PSAEN 10/11 (Física - Amarela) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOTA: Os algarismos significativos não foram considerados em todas as questões para agilizar as 
resoluções. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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