Estudar 032

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Estudar 032
Questão 1
Um professor pediu a seus alunos que ligassem uma lâmpada a uma pilha com um pedaço de fio de
cobre.
Nestas figuras, estão representadas as montagens feitas por quatro estudantes:
Considerando-se essas quatro ligações, é CORRETO afirmar que a lâmpada vai acender apenas:
A) na montagem de Mateus.
B) na montagem de Pedro.
C) nas montagens de João e Pedro.
D) nas montagens de Carlos, João e Pedro.
Gabarito:
C
Resolução:
Para que a lâmpada acenda é necessária uma diferença de potencial (ddp) entre a lateral e o ponto
inferior do contato.
Na montagem de Carlos a ddp é nula, uma vez que os dois polos da pilha estão conectados à lateral
da lâmpada. Na montagem de João a ddp é estabelecida corretamente entre a lateral e o ponto
inferior. Assim como na de Pedro, na qual apenas o sentido da corrente é diferente. Na montagem de
Mateus, o ponto inferior do contato está no potencial positivo da pilha, porém o potencial negativo
não foi conectado à lâmpada, o que faz sua montagem ser incorreta.
Questão 2
Um próton se desloca horizontalmente, da esquerda para a direita, a uma velocidade de 4 · 105 m/s.
O módulo do campo elétrico mais fraco capaz de trazer o próton uniformemente para o repouso, após
percorrer uma distância de 3 cm, vale em N/C:
 
 
Dados: massa do próton = 1,8 · 10–27 kg, carga do próton = 1,6 · 10–19 C
 
A) 4 · 103
B) 3 · 105
C) 6 · 104
D) 3 · 104
E) 7 · 103
Gabarito:
D
Resolução:
Segundo o Teorema da energia Cinética: " O trabalho da resultante das forças que agem sobre um
corpo é capaz de variar a energia cinética do corpo".
A resultante, aqui, é a força elétrica, que age retardando o movimento do próton e tendo trabalho,
portanto, negativo:
 ou , e, assim:
Então, E = 3 · 104 N/C
Questão 3
Um raio de luz passa por uma roda dentada, com N dentes, exatamente entre dois dos seus dentes, e
reflete em um espelho localizado a uma distância H da roda. O raio incide em uma direção
perpendicular ao plano da roda e do espelho. Sabendo que a velocidade da luz é c, calcule a
velocidade angular da roda, em rad/s, para que o raio refletido atinja o centro do dente
imediatamente adjacente à abertura por onde passou o raio incidente. Considere a largura dos dentes
igual à abertura entre eles.
A) 
B)
C) 
D) 
Gabarito:
C
Resolução:
A luz deve se propagar por uma distância 2H enquanto a roda dentada gira tal que o centro do dente
adjacente à abertura ocupe a posição da abertura, isto é, a roda deve girar de um ângulo: 2π/(2N) =
π/N.
 
Logo, a velocidade angular deve ser:
Questão 4
Um professor está sustentando na palma da mão uma caixa de madeira de massa igual a 2 kg. Após
alguns minutos, ele lança verticalmente para cima a caixa de madeira, exercendo uma força de 30 N.
Nessas condições, analise os itens a seguir.
(Considere g = 10 m/s2)
I. No momento antes do lançamento, a caixa de madeira exerce sobre a mão do professor uma força
de 20 N.
II. No instante do lançamento da caixa de madeira para cima, a caixa exerce sobre a mão do
professor uma força de 30 N.
III. A força de reação ao peso da caixa de madeira, no momento antes do lançamento, vale 20 N e
está aplicada na Terra.
IV. No momento antes do lançamento, a caixa de madeira atrai a Terra com a força de 30 N.
Assinale a alternativa correta.
a. Somente os itens I, II e IV estão corretos.
b. Somente os itens I e II estão corretos.
c. Somente os itens III e IV estão corretos.
d. Somente o item II está correto.
e. Somente os itens II e III estão corretos.
Gabarito:
E
Resolução:
I. Errada. Deve-se também considerar a força peso exercida pela mão do professor.
 
II. Correta. A caixa exerce a mesma força exercida pelo professor para que ela possa ser lançada.
 
III. Correta.
 
IV. Errada. A caixa de madeira atrai a Terra com força de 20 N.
Questão 5
Um rifle inclinado de 45º com a horizontal atira uma bala que atinge o ponto A, mostrado na figura a
seguir. Desprezando a resistência do ar e sendo o módulo da velocidade inicial da bala V e o módulo
da aceleração da gravidade g, a altura h é:
a) 
b) L
c) 
d) 
Gabarito:
C
Resolução:
h = L² – (g · )
Questão 6
Um recipiente contendo água é colocado sobre uma chapa, como mostrado na figura. Considerando
que as perdas de calor no sistema são desprezíveis, o gráfico que representa a variação da
temperatura dentro do recipiente, medida pelo termômetro, é:
Gabarito:
D
Resolução:
O gráfico correto é o D, pois indica que a água é aquecida até que atinja seu ponto de ebulição. Nesse
momento, sua temperatura deixa de variar e permanece constante durante toda a mudança de fase.
Quando esse processo termina, sua temperatura volta a subir.
Questão 7
Um resistor de resistência R = 121 , ligado a um gerador ideal de força eletromotriz = 110 V,
aquece 200 g de um líquido contido em um recipiente, como mostrado na figura a seguir.
O líquido possui calor específico igual a 0,5 cal/goC. Considerando 1 cal = 4 J e que todo o calor
produzido pelo resistor seja utilizado pelo líquido para aumentar sua temperatura, assinale a
alternativa que apresenta o intervalo de tempo necessário para elevar a temperatura do líquido em
50 oC.
A) 5,0 s
B) 0,2 s
C) 200,0 s
D) 25,0 s
Gabarito:
C
Resolução:
R = 121 
 e 
Assim: 
Questão 8
Um resistor ôhmico de 10 Ω é ligado a uma bateria de 10 V durante 10 s. Caso 100% da energia
dissipada pelo resistor pudesse ser convertida em trabalho para o deslocamento de uma massa, esse
valor seria, em joules,
a) 10.
b) 1.
c) 100.
d) 1.000. 
Gabarito:
C 
Resolução:
 
Questão 9
Um projétil disparado horizontalmente de uma arma de fogo atinge um pedaço de madeira e fica
encravado nele de modo que após o choque os dois se deslocam com mesma velocidade. Suponha
que essa madeira tenha a mesma massa do projétil e esteja inicialmente em repouso sobre uma
mesa sem atrito. A soma do momento linear do projétil e da madeira imediatamente antes da colisão
é igual à soma imediatamente depois do choque. Qual a velocidade do projétil encravado
imediatamente após a colisão em relação à sua velocidade inicial?
a) O dobro.
b) A metade.
c) A mesma.
d) O triplo. 
Gabarito:
B 
Resolução:
Conservação do momento linear, considerando que ambos possuem massa m:
m · v = (m + m) · v' → m · v = 2m · v' → v' = . 
Portanto, metade da velocidade inicial.
Questão 10
Um resistor de 3 Ω é ligado em série a um capacitor de 4 μF, e a associação assim obtida é conectada
aos terminais de uma bateria de 12 V. Após o capacitor estar completamente carregado, é correto
afirmar que a diferença de potencial (em volts) nos terminais do capacitor e do resistor
é, respectivamente,
a) 12 e 0.
b) 48 e 4.
c) 4 e 3.
d) 3 e 4.
Gabarito:
A
Resolução:
Após o capacitor estar completamente carregado, a diferença de potencial no capacitor é igual à
própria tensão da bateria, ou seja, 12 V. Considerando que nessas condições a corrente é nula, a
diferença de potencial sobre o resistor também é nula. Portanto, a alternativa correta é a A.
Questão 11
Um recipiente ideal, termicamente isolado, contém 200 gramas de água a 20 °C, em que são
mergulhados 50 gramas de gelo, inicialmente a –40 °C. O calor específico da água é 1,0 e do gelo é
0,5, ambos em cal/(g ⋅ °C), enquanto o calor latente de fusão do gelo, a 0 °C, é 80 cal/g. Após o
estabelecimento do equilíbrio térmico na amostra, é correto afirmar que
(A) restarão 12,5 gramas de gelo.
(B) restarão 5,5 gramas de gelo.
(C) restarão 15,5 gramas de gelo.
(D) o gelo irá se fundir completamente.
(E) o gelo não sofrerá fusão.
Gabarito:
A
Resolução:
A quantidade de água perdida pela água quando ela é resfriada a 0 °C é igual a:
Q = m . c . Δθ
Q = 200 . 1 . (0 – 20)
Q = –4000 cal
A quantidade de energia necessária ao aquecimento do gelo até 0 °C é de:
Q = m . c . Δθ
Q = 50 . 0,5 . [0 – (–40)]
Q = 1000 cal
Uma vez que a quantidade máxima de energia perdida pela água quente é de 4000 calorias, haveria
3000 calorias disponíveis para fusão do gelo, permitindo fundir uma massa iguala:
Q = m . L
3000 = m . 80
m = 37,5 g
Após o estabelecimento do equilíbrio térmico na amostra, é correto afirmar que restarão 12,5 gramas
de gelo sem fundir.
Questão 12
Um recipiente de paredes adiabáticas e de volume constante contém duas amostras de água pura
separadas por uma parede também adiabática e de volume desprezível. Uma das amostras consiste
em 54 g de água a 25 °C e, a outra, em 126 g a 75 °C. Considere que a parede que separa as
amostras é retirada e que as amostras de água se misturam até atingir o equilíbrio. Sobre
esse processo são feitas as seguintes afirmações:
I. A temperatura da mistura no equilíbrio é de 323 K.
II. A variação de entalpia no processo é nula.
III. A variação de energia interna no processo é nula.
IV. A variação de entropia no processo é nula.
Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) correta(s) sobre a mistura das amostras de água.
a) Apenas I.
b) Apenas I e II.
c) Apenas II e III.
d) Apenas III e IV.
e) Apenas IV.
Gabarito:
C
Resolução:
I. Incorreta. A temperatura final da mistura é dada por:
Q1 + Q2 = 0
(m1 · c1 · Δθ1) + (m2 · c2 · Δθ2) = 0
[54 · 1 · (tf – 25)] + [126 · 1 · (tf – 75) = 0
tf = 60 °C = 333 K
II. Correta. Como o sistema é isolado, a variação de entalpia é nula.
III. Correta. Considerando-se o sistema isolado, a variação de energia interna é nula.
IV. Incorreta. O aumento no volume que pode ser ocupado por cada molécula provoca aumento de
entropia.
Questão 13
Um rapaz de massa m1 corre numa pista horizontal e pula sobre um skate de massa m2, que se
encontra inicialmente em repouso. Com o impacto, o skate adquire velocidade e o conjunto rapaz +
skate segue em direção a uma rampa e atinge uma altura máxima h. A velocidade do rapaz,
imediatamente antes de tocar no skate, é dada por
Note e adote:
Considere que o sistema rapaz + skate não perde energia devido a forças dissipativas, após a colisão.
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
Gabarito:
D
Resolução:
Admitindo-se que o sistema é conservativo, temos:
m1·v1 + m2·v2 = (m1 + m2)·v
m1·v1 + 0 = (m1 + m2)·v
v = m1·v1 / (m1 + m2) (I)
Uma vez que a energia potencial do conjunto formado por rapaz + skate é transformada em energia
potencial gravitacional, temos:
m·v2 / 2 = m·g·h
v2 = 2·g·h (II)
Substituindo (I) em (II):
v2 = 2m·g·h
[m1·v1 / (m1 + m2)]2 = 2·g·h
(m1·v1)2 / (m1 + m2)2 = 2gh
v1
2 = [(m1 + m2)2· 2gh] / m1
2
v1 = [(m1 + m2)/m1] · Ö2gh
Questão 14
Um recipiente, de secção de área constante e igual a A, é preenchido por uma coluna de líquido de
densidade e altura H. Sobre o líquido encontra-se um pistão de massa M, que pode se deslocar
verticalmente livre de atrito. Um furo no recipiente é feito a uma altura h, de tal forma que um lete de
água é expelido conforme mostra a figura. Assinale a alternativa que contém o alcance horizontal D
do jato de água.
A ( )
 
B ( )
 
C ( )
 
D ( )
 
E ( )
Gabarito:
C
Resolução:
Aplicando-se a equação de Bernoulli entre a altura H em que o líquido tem contato com o pistão e a
altura h do furo presente no recipiente, tem-se:
Patm + ρgH + ρvH
2/2 = Patm + ρgh + ρvh
2/2
mg/A + ρgH = ρgh + ρvh
2/2
vh = Ö[2g(m/ρA) + H – h]
O tempo de queda t da água, uma vez que se trata de MRUV, é igual a
t = Ö2h/g
Considerando-se MRU na horizontal, o alcance D do jato de água é dado por
D = vh·t
D = Ö[2g(m/ρA) + H – h]·Ö2h/g
D = 2[h(m/ρA + H – h)]
Questão 15
Um portão fixado a uma coluna está articulado nos pontos P1 e P2, conforme ilustra a imagem a
seguir, que indica também três outros pontos: O, A e B. Sabe-se que OB = 2,4 m e OA = 0,8 m. 
Para abrir o portão, uma pessoa exerce uma força perpendicular de 20 N no ponto B, produzindo um
momento resultante MB. O menor valor da força que deve ser aplicada no ponto A para que o
momento resultante seja igual a MB, em newtons, corresponde a:
(A) 15
(B) 30
(C) 45
(D) 60
Gabarito:
D
Resolução:
(Resolução oficial)
Na situação em análise, há dois momentos resultantes M de mesmo valor: MB = MA. O momento
corresponde ao produto entre a força F exercida e a distância d existente entre o ponto de aplicação
da força e o ponto O, contido no eixo de rotação. Assim:
FB × dB = FA × dA
20 × 2,4 = FA × 0,8
FA = 
Questão 16
Um resistor ôhmico é ligado a uma bateria de tensão V0 para aquecer um volume de água de 24 °C
até 37 °C dentro de certo intervalo de tempo, desprezando qualquer perda para o meio ambiente.
Para que a mesma quantidade de água seja igualmente aquecida em 25% do tempo anterior, a
tensão da bateria deve ser multiplicada por um fator de
a) 
b) 
c) 2
d) 4
Gabarito:
C
Resolução:
Considerando que na situação inicial é necessário um determinado tempo e na troca de bateria é
necessário deste tempo, a potência da nova bateria deverá ser 4 vezes maior que a inicial. Logo:
Questão 17
Um rio de 500 m de largura e com margens retilíneas e paralelas é atravessado por um barco que o
trafega perpendicularmente às suas margens com uma velocidade constante de 36 km/h. Considere
que as águas do rio percorrem seu leito paralelamente às suas margens com uma velocidade
constante de 18 km/h, despreze as dimensões do barco e assinale o que for correto.
01) O intervalo de tempo que o barco leva para atravessar o rio é de 50 s.
02) Durante a travessia, a distância que o barco percorre ao longo da margem é de 300 m.
04) Para um observador fixo no ponto de partida da travessia do barco, a trajetória realizada pelo
barco é retilínea.
08) Para um observador fixo no ponto de partida da travessia do barco, o barco afasta-se com
velocidade de 15 m/s.
16) A força resultante que atua sobre o barco está na mesma direção da trajetória desse barco.
Gabarito:
01 + 04 = 05
Resolução:
01) Correto. Sendo a velocidade vertical 36 km/h = 10 m/s, temos que o tempo necessário para o
barco atravessar é de 500/10 = 50 s
02) Incorreto. A velocidade ao longo da margem é de 18 km/h = 5 m/s. Assim, num período de 50
segundos percorre-se uma distancia de 5 × 50 = 250 m.
04) Correto. Neste referencial a trajetória que o barco realiza é retilínea.
08) Incorreto. O barco se afasta com uma velocidade v² = 10² – 5² = 8,6 m/s
16) Incorreto. A força resultante está na direção diagonal resultante da composição do movimento do
barco.
Questão 18
Um presidiário, em liberdade condicional, usando uma tornozeleira eletrônica, apresenta um
comportamento suspeito em uma determinada esquina do centro da cidade. Imediatamente, a
central de polícia passa um rádio para a viatura em diligência no bairro. A viatura para no ponto A,
representado na figura a seguir, e passa a observar o presidiário pelo computador de bordo.
O sinal captado por esse computador mostra que o presidiário saiu do ponto B, foi até a esquina, no
ponto C, e depois se deslocou até o ponto D, aonde ficou parado. Considere que as distâncias: entre
os pontos A e B é igual a 40 m; entre os pontos B e C é igual a 30 m e entre os pontos C e D é igual a
40 m. Adote o referencial, conforme mostrado na figura, cuja origem está na viatura, no ponto A. Em
relação ao movimento do presidiário, considerando as distâncias em metros, pode-se afirmar:
I. O vetor posição do ponto C é rC = 30 j.
II. O vetor posição do ponto D é rD = 80 i + 30 j.
III. O módulo do vetor deslocamento entre os pontos C e B é |rC – rB| = 30.
IV. O módulo do vetor deslocamento entre os pontos D e B é |rD – rB| = 50.
Estão corretas apenas:
a) II e III
b) I e III
c) I e IV
d) II, III e IV
e) I, II e IV
Gabarito:
D
Resolução:
I. Incorreta. Pois rC = 40 i + 30 j
II. Correta. Pois a distância horizontal a projeção do ponto D é 80 e vertical é 30.
III. Correta. Uma vez que a distância percorrida entre os pontos B e C é de 30 metros.
IV. Correta. Uma vez que |rD – rB| = .
Questão 19
Um preparador físico orienta dois atletas, A e B, em corridas de curta distância em linha reta. Durante
os treinos, os atletas são monitorados através do uso de aparelhos de GPS. Após cada treino, os
atletas transferem os dados dos aparelhos de GPS para o computadore mandam para o preparador,
o qual avalia, de forma comparativa, o desempenho entre os atletas.
Para essa avaliação, o preparador registra os dados do desempenho de cada atleta na corrida em um
mesmo gráfico, conforme representado a seguir:
Com relação ao desempenho de cada um dos atletas, representado no gráfico, pode-se afirmar:
I. A velocidade do atleta A é superior, em módulo, à velocidade do atleta B.
II. As velocidades dos atletas variam com o tempo.
III. A velocidade do atleta A tem sentido oposto à velocidade do atleta B.
IV. A aceleração do atleta A é superior, em módulo, à aceleração do atleta B.
Estão corretas apenas:
a) I e II
b) III e IV
c) I e III
d) II, III e IV
e) I, II e IV
Gabarito:
C
Resolução:
I. Correta. Uma vez que VA = = 6 km/h e VB = = 3 km/h.
II. Incorreta. O gráfico é uma reta, o que representa velocidade constante.
III. Correta. Temos uma reta crescente e outra decrescente, representando que um se movimenta no
sentido positivo do referencial adotado e o outro no sentido negativo.
IV. Incorreta. Como a velocidade é constante, não há aceleração.
Questão 20
Um projétil é lançado obliquamente com velocidade inicial V0 = 100 m/s, numa direção que forma
com a horizontal um ângulo θ. Qual o valor do alcance horizontal do lançamento, considerando que g
= 10 m/s2, sen θ = 0,8 e cos θ = 0,6?
a) 320 m
b) 80 m
c) 60 m
d) 960 m
e) 8 m
Gabarito:
D
Resolução:
 
 
R = 960 m