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GABARITOS E RESOLUÇÕES FUVEST Ciclo 1 2019 QUESTÃO 1 _BIO201810090101 Considere as seguintes situações: I. Em uma ilha do Oceano Índico, foi observado um com- portamento de cópula entre machos de lobo-marinho e pinguins, sem gerar descendentes. II. O pintagol é um pássaro cujo canto é bastante aprecia- do por criadores de aves. Sua procriação é possível so- mente por meio do cruzamento do macho do pintassilgo com a fêmea do canário-belga. Sobre essas situações, é correto afirmar que (A) canários-belgas e pintassilgos são seres da mesma espé- cie, pois apresentam grandes semelhanças que permi- tem gerar descendentes férteis. (B) canários-belgas e pintassilgos não estão em isolamento reprodutivo, porque podem se cruzar e gerar descen- dentes férteis. (C) lobos-marinhos e pinguins apresentam parentesco evo- lutivo próximo, pois são adaptados ao meio marinho e têm capacidade de cruzamento. (D) lobos-marinhos e pinguins provavelmente apresentam isolamento reprodutivo pré-zigótico, enquanto canários e pintassilgos têm isolamento reprodutivo pós-zigótico. (E) o pintagol constitui uma subespécie nova, pertencente a duas espécies já existentes: pintassilgo e canário. GabariTO: D No isolamento reprodutivo pré-zigótico, não ocorre a for- mação de zigoto; isso foi o que provavelmente ocorreu en- tre lobos-marinhos e pinguins, pois não houve formação de descendentes. Já no caso de canários e pintassilgos, hou- ve formação de embriões, resultando em descendentes estéreis (pintagóis). Alternativa A: incorreta. Seres de mesma espécie podem se cruzar e gerar descendentes férteis; os animais citados não geram descendentes férteis. Alternativa B: incorreta. Isolamento reprodutivo pode signi- ficar a incapacidade de cruzamento entre indivíduos de dois grupos ou a impossibilidade de gerar descendentes férteis. Alternativa C: incorreta. A existência de parentesco evolu- tivo é verificada pela semelhança de DNA, e não pelo am- biente em que as espécies vivem ou pelo fato de cruzarem entre si. Alternativa E: incorreta. O pintagol é um híbrido interespe- cífico entre as espécies pintassilgo e canário. QUESTÃO 2 _BIO201810090102 Peixes cegos são comuns em ambientes permanentemente escuros, como em cavernas. Esse fato também pode ser ve- rificado em animais de ambientes terrestres, como em gru- tas, no interior do solo e sob o tronco de árvores. Diferentes grupos de animais são encontrados nesse ambiente, como crustáceos, répteis, vermes etc. A existência de animais cegos em ambientes escuros pode ser explicada porque (A) o ambiente escuro induz a mutações para a cegueira. (B) não é necessário que eles vejam os predadores. (C) a escuridão seleciona os animais cegos e elimina os do- tados de visão. (D) é inviável o surgimento de indivíduos cegos em ambien- te iluminado. (E) os animais cegos são capazes de sobreviver e de se re- produzir em ambientes escuros. GabariTO: E A cegueira não é desvantajosa em relação à visão normal em ambiente escuro; cegos podem sobreviver nesse am- biente. O enunciado não faz referência ao predomínio de cegos na população. Alternativa A: incorreta. A escuridão não é indutora de mu- tações para a cegueira. Mutações ocorrem de modo casual e são submetidas à seleção natural. Alternativa B: incorreta. A explicação apresentada é lamarckis ta, indicando que a necessidade promove modifi- cações nas espécies. Alternativa C: incorreta. A escuridão permite a sobrevivên- cia de cegos e de portadores de visão normal; não é fator de eliminação de portadores de visão normal. Alternativa D: incorreta. O ambiente iluminado não impede mutações para a cegueira. QUESTÃO 3 _BIO201810090103 Um caso de mimetismo muito conhecido é o da borboleta- -monarca e da borboleta-vice-rei. Elas não são parentes pró- ximas, mas apresentam desenho das asas e coloração muito parecidas. Ocorre que a monarca é tóxica para muitos pás- saros predadores, que evitam atacá-la. A vice-rei não é tóxi- ca, mas também não costuma ser atacada por predadores, que a confundem com a monarca. Disponíveis em: <https://pixabay.com/pt/borboleta-vice-rei- planta-folha-1544632/> e <https://pixabay.com/pt/borboleta- borboleta-monarca-monarca-929798/>. Acesso em: 18 dez. 2018. Sobre essas duas espécies de borboletas, foram feitas as se- guintes afirmações: I. A monarca apresenta coloração de advertência. II. A vice-rei tornou-se semelhante à monarca para se pro- teger de predadores. III. A monarca e a vice-rei constituem um caso de conver- gência adaptativa. IV. A semelhança da vice-rei com a monarca foi determina- da por mutações aleatórias. Está correto apenas o que se afirma em (A) I. (B) II. (C) I e III. (D) II e III. (E) I, III e IV. GabariTO: E Afirmação I: correta. Embora a borboleta-monarca apresente coloração chamativa, o que atrai a atenção de potenciais predadores, ela é evitada por eles, pois a coloração indica que a espécie é tóxica. Afirmação II: incorreta. A construção da frase tem caráter lamarckista, transmitindo a ideia de que a borboleta-vice- -rei se tornou semelhante à monarca por necessidade de adaptação . Afirmação III: correta. Convergência adaptativa refere-se a espécies procedentes de ancestrais diferentes que se adap- tam às mesmas condições ambientais, submetidas a proces- sos semelhantes de seleção natural. Afirmação IV: correta. A principal fonte de modificações nos seres vivos são as mutações, que ocorrem de maneira alea- tória e independentemente das necessidades das espécies. QUESTÃO 4 _BIO201810090111 As células podem ser divididas em três categorias: procarió- tica, animal e vegetal. Sobre essa classificação, é correto afirmar que (A) todas as células, independentemente do seu tipo, possuem ribossomos responsáveis pela síntese de proteínas. (B) todas as células, independentemente do seu tipo, pos- suem núcleo responsável pelo controle da atividade metabólica. (C) apenas procariotos e animais possuem complexo gol- giense, responsável pela secreção de substâncias. (D) apenas animais e vegetais possuem centríolos, organe- las indispensáveis para a formação do fuso na divisão por mitose. (E) todas as células, independentemente do seu tipo, pos- suem parede celular, visto que a membrana plasmática é muito fina. GabariTO: a Ribossomos são organelas universais. Alternativa B: incorreta. Só existe núcleo organizado e limi- tado em células animais e vegetais; procariotos possuem DNA, mas este fica disperso no citosol. Alternativa C: incorreta. Plantas e animais, e não procario- tos, possuem complexo golgiense. Alternativa D: incorreta. Apenas animais possuem centrío- los, e estes não têm relação com a formação do fuso. Alternativa E: incorreta. Apesar de a membrana ser de fato muito fina, animais não possuem parede celular. QUESTÃO 5 _BIO201810090201 Em cada globo ocular do cavalo, há uma membrana nicti- tante. Essa estrutura localiza-se no canto interno do olho e pode ser movida periodicamente em direção ao canto externo. Ela funciona como uma “terceira pálpebra”, prote- gendo a superfície do olho contra partículas sólidas presen- tes no ar e contra o ressecamento. O ser humano apresenta membrana nictitante vestigial, muito reduzida em compara- ção com a presente no cavalo. Sobre o que foi exposto anteriormente, é correto afirmar que (A) o desenvolvimento de membrana nictitante em cavalos foi produto da seleção natural aleatória do ambiente desses animais. (B) a membrana nictitante desenvolvida no cavalo e reduzi- da no homem constitui um caso de semelhança anatô- mica, que é indicativa de parentesco evolutivo. (C) a existência de estruturas vestigiais em uma espécie é resultado da falta de utilidade dessas estruturas. (D) o grande desenvolvimento da membrananictitante em cavalos foi o resultado da seleção artificial. (E) uma espécie apresenta estrutura vestigial; na outra es- pécie, existe uma estrutura correspondente ainda me- nos desenvolvida. GabariTO: b A existência de membrana nictitante desenvolvida ou re- duzida representa uma semelhança anatômica entre duas espécies e é indicativa de ancestralidade comum. Alternativa A: incorreta. A seleção natural não tem ação aleatória; aleatórias são as mutações, as quais são submeti- das à seleção natural. Alternativa C: incorreta. A existência de estruturas vestigiais não se relaciona à falta de utilidade; isso corresponde a uma visão lamarckista. Alternativa D: incorreta. O desenvolvimento da membrana nictitante em cavalos não teve interferência da seleção arti- ficial, mas da seleção natural. Alternativa E: incorreta. Estruturas vestigiais em uma espé- cie são mais desenvolvidas em outra espécie. QUESTÃO 6 _BIO201810090104 A classificação dos seres vivos é um processo dinâmico, que vem passando por inúmeras modificações ao longo do tempo. No entanto, para fins práticos, foi estabelecida uma classificação dos seres vivos em cinco reinos: Monera, Fun- gi, Protoctista, Plantae e Animalia. Sobre esses reinos, pode-se afirmar que (A) quitina está presente apenas em integrantes do reino Fungi. (B) organismos clorofilados estão presentes apenas no rei- no Plantae. (C) tecidos e organismos heterótrofos estão presentes ape- nas no reino Animalia. (D) parede celular de peptidioglicano está presente apenas em integrantes do reino Monera. (E) no reino Protoctista, há apenas organismos heterótro- fos e sem organelas membranosas. GabariTO: D Bactérias são integrantes do reino Monera e são os únicos seres a apresentarem parede celular de peptidioglicano. Alternativa A: incorreta. Artrópodes também apresentam quitina. Alternativa B: incorreta. Há organismos clorofilados nos rei- nos Monera (cianobactérias) e Protoctista (algas). Alternativa C: incorreta. Representantes do reino Plantae têm tecidos, e há heterótrofos nos reinos Monera, Fungi, Protoctista e Animalia. Alternativa E: incorreta. Protoctistas apresentam organelas membranosas, e há representantes autótrofos nesse reino. QUESTÃO 7 _BIO201810090110 O palmito-juçara (E. edulis) tem 36 cromossomos em suas células diploides (2n = 36) e é nativo da mata atlântica. A palmeira-real (A. alexandrae) tem 32 cromossomos em suas células diploides (2n = 32), é nativa da Austrália e foi intro- duzida no Brasil para fins ornamentais. O palmito-juçara está ameaçado de extinção tanto pela ex- ploração predatória quanto pela introdução da palmeira- -real. O pólen da palmeira-real pode fertilizar óvulos do palmito-juçara, o que resulta na formação de indivíduos viáveis. Biólogos têm monitorado áreas de mata atlântica e realizado a análise citogenética dos cromossomos dos indi- víduos coletados. O resultado de tais análises é preocupante quando se cons- tata a(o) (A) totalidade de indivíduos com 36 cromossomos, o que significa que existe baixa diversidade na população. (B) predomínio de indivíduos com 36 cromossomos, o que significa que a invasão já está em estágio avançado. (C) predomínio de indivíduos com 32 cromossomos, mu- tantes de E. edulis, que não podem se reproduzir. (D) ausência de indivíduos com 34 cromossomos, o que sig- nifica que E. edulis não foi capaz de se adaptar à espécie invasora. (E) alta porcentagem de indivíduos com 34 cromossomos, híbridos e estéreis de E. edulis e de A. alexandrae. GabariTO: E A alta proporção de híbridos pode levar a um declínio na po- pulação da espécie nativa, uma vez que o pólen dos híbridos deve ser estéril. Alternativa A: incorreta. O número de cromossomos não se relaciona com a diversidade genética da espécie. Alternativa B: incorreta. Nesse caso, o predomínio seria da espécie nativa, sinal de que não haveria invasão. Alternativa C: incorreta. Indivíduos com 32 cromossomos não seriam mutantes, mas indivíduos de A. alexandrae. Alternativa D: incorreta. O número de cromossomos não tem relação com a adaptação ao invasor. QUESTÃO 8 _BIO201810090202 A seguir estão representadas as equações de quatro rea- ções importantes para o metabolismo celular, identificadas de I a IV. I. C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O → 6 CO2 + 12 H2O II. C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH III. ATP + H2O → ADP + Pi IV. ADP + Pi → ATP + H2O Todas as células, em geral, devem realizar um processo se- melhante a ______ ou ______, para que possam realizar ______ e, dessa forma, garantir que seu metabolismo conti- nue funcionando graças a ______. As lacunas do texto devem ser preenchidas, respectivamen- te, por (A) I, II, III e IV. (B) I, II, IV e III. (C) III, IV, I e II. (D) III, IV, II e I. (E) I, III, IV e II. GabariTO: b Todas as células devem realizar algum processo que oxide compostos orgânicos, como I ou II, a fim de que ocorra libe- ração de energia para a síntese de ATP em IV. O metabolis- mo depende, em grande parte, da hidrólise de ATP em III. Alternativa A: incorreta. Processos que oxidam compostos orgânicos liberam energia para a síntese de ATP, e não de ADP. Alternativas C e D: incorretas. Os processos que as células devem realizar a fim de oxidar compostos orgânicos e libe- rar energia para realizar a síntese de ATP são semelhantes às reações I e II. Alternativa E: incorreta. As reações identificadas por I e II são as que realizam o processo de oxidação de compostos orgânicos . QUESTÃO 9 _BIO201810090105 Analise as afirmações a seguir: I. Os cavalos atuais evoluíram em vastas planícies do He- misfério Norte a partir de pequenos animais. Ao lon- go do tempo, foram geradas espécies intermediárias com redução do número de dedos e alongamento da mandíbula. II. Havia uma população inicial de ancestrais de chim- panzés. O Rio Congo era raro e estreito, mas, devido a mudanças de clima e relevo, ficou profundo e largo. De um lado, surgiu o chimpanzé comum e, do outro, o chimpanzé-anão (bonobo) – classificados como espécies diferentes. III. Na natureza, há animais que podem planar vários me- tros sobre a superfície, como uma espécie marinha de peixe e uma espécie de esquilo em florestas. Acerca do que foi exposto, pode-se afirmar corretamente que em (A) I ocorreu cladogênese. (B) II ocorreu anagênese. (C) I formou-se um grupo polifilético. (D) II formou-se um grupo monofilético. (E) III formou-se um grupo parafilético. GabariTO: D As duas espécies de chimpanzés descendem de um mesmo ancestral, constituindo um grupo monofilético. Alternativa A: incorreta. Ocorreu anagênese: uma popula- ção permaneceu no mesmo ambiente por muito tempo e foi sofrendo grandes alterações. Alternativa B: incorreta. Ocorreu cladogênese: formação de dois grupos distintos a partir de um ancestral comum. Alternativa C: incorreta. Grupo polifilético tem indivíduos com diferentes ancestrais; nesse caso, os animais apresen- tam um ancestral comum. Alternativa E: incorreta. O grupo é polifilético. QUESTÃO 10 _BIO201810090107 O cladograma a seguir representa a divisão dos seres vi- vos em três domínios e as relações de parentesco entre Bacteria, Archaea e Eukarya. Bacteria Archaea Eukarya Sobre esse cladograma, foram feitas as seguintes afirmações : I. Archaea e Bacteria contêm todos os organismos de cé- lula procariótica, portanto possuem parentesco mais próximo entre si do que qualquer desses grupos com Eukarya. II. Protozoários são seres unicelulares, assim como bacté- rias, mas essa característica não é suficiente para afir- mar que tenham parentesco próximo. III. Plantas possuem parede celular assim como bactérias e arqueas, mas essa característica não é suficiente para afirmar que tenham parentesco próximo. Está correto o que se afirmaem (A) I, II e III. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) III, apenas. GabariTO: D Afirmação I: incorreta. O parentesco, na Biologia, pode ser definido pelo compartilhamento de ancestral em comum. Quanto mais recente esse ancestral, maior o parentesco. Portanto, I está incorreto, pois o parentesco de Archaea é maior com relação à Eukarya do que à Bacteria. Afirmações II e III: corretas. Unicelularidade e presença de parede não são características que revelam parentesco. QUESTÃO 11 _BIO201810090109 Duas colônias de bactérias idênticas foram incubadas em meio nutritivo por alguns dias. O gráfico a seguir representa a variação da população bacteriana no experimento, ao lon- go do tempo, nos dois meios. No instante assinalado, foi in- troduzido um antibiótico em um dos dois meios de cultura. Sem antibiótico N úm er o de b ac té ria s/ m L Adição do antibiótico Com antibiótico Tempo Pode-se notar que, após uma grande taxa de mortalidade, a população bacteriana, do meio com antibiótico, volta a cres- cer. Isso se justifica porque (A) as bactérias se acostumaram à presença do antibiótico. (B) o antibiótico provocou mutações nas bactérias. (C) bactérias mutantes puderam sobreviver ao antibiótico e se multiplicaram. (D) ocorreu recombinação no DNA bacteriano. (E) as bactérias formaram esporos resistentes ao antibiótico . GabariTO: C A seleção de mutantes é o que explica o fenômeno. A exis- tência de bactérias que apresentaram resistência ao anti- biótico explica o posterior crescimento no tamanho da população . Alternativa A: incorreta. Não é possível que as bactérias se acostumem ao antibiótico, embora essa explicação seja co- mumente difundida entre o público leigo. Alternativa B: incorreta. As mutações são casuais e não são provocadas pelos antibióticos. Alternativa D: incorreta. A recombinação não pode fazer com que surjam bactérias resistentes. Alternativa E: incorreta. Os esporos são formas de resistên- cia a agentes físicos, como calor e dessecação. QUESTÃO 12 _QUI201810090106 Quando um átomo perde ou recebe elétrons, transforma-se em um íon, uma espécie química carregada eletricamente. Supondo que um íon Y3+ tenha 16 elétrons e que seu núme- ro de nêutrons seja igual ao número de prótons, o número de massa desse elemento químico é igual a (A) 16. (B) 19. (C) 26. (D) 32. (E) 38. GabariTO: E Y3+ possui 16 elétrons. Assim, Y (átomo neutro) apresenta: 16 + 3 elétrons = 19 elétrons e, consequentemente, 19 pró- tons. Além disso, de acordo com o enunciado, também pos- sui 19 nêutrons . Sabe-se também que: A = Z + n, em que A = número de massa, Z = número de prótons, n = número de nêutrons. Sendo n = 19 e Z = 19, A = 19 + 19 = 38 Alternativa A: incorreta. Considerou-se, incorretamente, 16 elétrons como o número de massa. Alternativa B: incorreta. Considerou-se, incorretamente, 19 elétrons como o número de massa. Alternativa C: incorreta. Subtraiu-se, incorretamente, 3 elé- trons, considerando Y (átomo neutro) = 13 elétrons. Alternativa D: incorreta. Considerou-se, incorretamente, Y (átomo neutro) = 16 elétrons. QUESTÃO 13 _QUI201810090108 O elemento químico carbono (6C) pode ser encontrado em algumas formas cristalinas diferentes, entre elas grafite, diamante e fulerenos. A grafite é um sólido macio, preto e escorregadio que apresenta brilho metálico e é capaz de conduzir eletricidade. O diamante é um sólido duro, trans- parente e mais denso que a grafite, no qual os átomos de carbono formam uma rede cristalina tridimensional. Os fulerenos são formas moleculares de carbono e consistem em moléculas individuais como C 60 e C 70 . As propriedades químicas dessas substâncias atualmente são exploradas por diversos grupos de pesquisa. Na natureza, os átomos de carbono podem ser encontrados com diferentes quantidades de partículas no seu núcleo: C-12, C-13 e C-14. Em relação às quantidades de partículas no núcleo, os áto- mos de carbono encontrados na natureza são (A) isômeros. (B) isóbaros. (C) isótopos. (D) isótonos. (E) alótropos. GabariTO: C São isótopos, pois possuem o mesmo número de prótons no núcleo e diferentes números de nêutrons. 6 12 6 13 6 14 6 6 6 7 C prótons e nêutrons C prótons e nêutrons C = = == 6 8 prótons e nêutrons Alternativa A: incorreta. Isômeros são moléculas diferentes que apresentam mesma fórmula molecular. Alternativa B: incorreta. Isóbaros são átomos que apre- sentam mesmo número de massa e diferentes números atômicos. Alternativa D: incorreta. Isótonos são átomos que apresen- tam o mesmo número de nêutrons, mas diferentes números atômicos e de massa. Alternativa E: incorreta. Alotropia é a propriedade que cer- tos elementos têm de formar substâncias simples diferentes entre si. QUESTÃO 14 _QUI201810090105 Sabe-se que cada colher de feijão ingerida na alimentação diária contém por volta de 2,5 ⋅ 1019 átomos de ferro. Con- sidere que a necessidade diária de ferro de um indivíduo adulto é cerca de 32 mg. Desta maneira, quantas colheres de feijão, no mínimo, deverão ser ingeridas por esse indi- víduo para que a necessidade diária de ferro seja suprida? (A) 3 (B) 11 (C) 14 (D) 23 (E) 30 Note e adote: Considere que todo o ferro da necessida- de diária advém do feijão. Número de Avogadro: 6,0 ⋅ 1023 Massa molar (g/mol): Fe = 56 GabariTO: C Cálculo da massa de Fe em uma colher de feijão: 6 ⋅ 1023 átomos Fe 56 g 2,5 ⋅ 1019 átomos Fe x x ≅ 2,3 ⋅ 10–3 g Fe Cálculo do número de colheres de feijão: 1 colher 2,3 ⋅ 10–3 g Fe y 32 ⋅ 10–3 g Fe y ≅ 13,9 colheres de feijão Portanto, deverão ser ingeridas no mínimo 14 colheres de feijão (pois 13 não são suficientes para conter toda a quan- tidade necessária). Alternativa A: incorreta. Se a pessoa ingerisse apenas três colheres de feijão, não estaria ingerindo a quantidade diária necessária de Fe em seu organismo. Cálculo da massa de Fe em uma colher de feijão: 6 ⋅ 1023 átomos Fe 56 g 2,5 ⋅ 1019 átomos Fe x x ≅ 2,3 ⋅ 10–3 g Fe Cálculo da massa de ferro em três colheres de feijão: 1 colher 2,3 ⋅ 10–3 g Fe 3 colheres y y = 6,9 ⋅ 10–3 g de ferro Alternativa B: incorreta. Se a pessoa ingerisse 11 colheres de feijão, estaria ingerindo uma quantidade inferior à quan- tidade diária necessária de Fe em seu organismo. Cálculo da massa de Fe em uma colher de feijão: 6 ⋅ 1023 átomos Fe 56 g 2,5 ⋅ 1019 átomos Fe x x ≅ 2,3 ⋅ 10–3 g Fe Cálculo da massa de ferro em 11 colheres de feijão: 1 colher 2,3 ⋅ 10–3 g Fe 11 colheres y y = 25,3 ⋅ 10–3 g de ferro Alternativa D: incorreta. Se a pessoa ingerisse 23 colheres de feijão, estaria ingerindo uma quantidade muito superior à quantidade diária necessária de Fe em seu organismo. Cálculo da massa de Fe em uma colher de feijão: 6 ⋅ 1023 átomos Fe 56 g 2,5 ⋅ 1019 átomos Fe x x ≅ 2,3 ⋅ 10–3 g Fe Cálculo da massa de ferro em 23 colheres de feijão: 1 colher 2,3 ⋅ 10–3 g Fe 23 colheres y y = 52,9 ⋅ 10–3 g de ferro Alternativa E: incorreta. Se a pessoa ingerisse 30 colheres de feijão, estaria ingerindo uma quantidade muito superior à quantidade diária necessária de Fe em seu organismo. Cálculo da massa de Fe em uma colher de feijão: 6 ⋅ 1023 átomos Fe 56 g 2,5 ⋅ 1019 átomos Fe x x ≅ 2,3 ⋅ 10–3 g Fe Cálculo da massa de ferro em 30 colheres de feijão: 1 colher 2,3 ⋅ 10–3 g Fe 30 colheres y y = 69 ⋅ 10–3 g de ferro QUESTÃO 15 _QUI201810090107 O primeiro laser conhecido foi o de rubi, que é um mineral contendo Aℓ2O3. Para a obtenção do laser, substituem-se al- guns íons Aℓ3+ por Cr3+ e usa-se uma lâmpada para excitar elétrons presentes no átomo deCr3+ para um nível maior de energia. Os elétrons excitados, em um dado instante, retornam ao estado fundamental emitindo um fóton na re- gião vermelha do espectro. Esse fóton é refletido por espe- lhos localizados em lados opostos do tubo, estimulando a emissão de mais fótons que, por sua vez, podem estimu- lar a emissão de mais fótons, e assim sucessivamente. Um dos espelhos é apenas parcialmente refletor, de modo que, quando a luz atinge certa intensidade, ela emerge do espe- lho como um raio laser. O modelo atômico capaz de explicar a formação do laser é o modelo de (A) Niels Bohr. (B) John Dalton. (C) J. J. Thomson. (D) Ernest Rutherford. (E) Demócrito e Leucipo. GabariTO: a Segundo o modelo proposto por Niels Bohr, quando os íons de Cr3+ são expostos à luz, os elétrons dos íons absorvem uma determinada quantidade de energia e saltam para ní- veis mais externos (níveis mais energéticos), passando para o estado excitado. Em seguida, esses elétrons retornam aos níveis mais internos (estado fundamental) emitindo a ener- gia excedente na forma de luz (fóton). Alternativa B: incorreta. O modelo de Dalton explica as leis ponderais, mas sem envolver os elétrons. Sendo assim, ele não explica o funcionamento do laser. Alternativa C: incorreta. O modelo de Thomson explica a natureza elétrica da matéria, mas não é capaz de explicar o funcionamento do laser. Alternativa D: incorreta. O modelo de Rutherford explica, pela primeira vez, a divisão do átomo em núcleo e eletrosfe- ra. Contudo, não explica o funcionamento do laser. Alternativa E: incorreta. A ideia proposta por Demócrito e Leucipo era de que o átomo seria a menor partícula da ma- téria. Sendo assim, não explica o funcionamento do laser. QUESTÃO 16 _QUI201810090102 O gelo-seco, utilizado em máquinas de fumaça, pode causar queimaduras, devido à sua baixa temperatura nesse estado físico sólido (–78,5 °C). Quando o gelo-seco é colocado em temperatura ambiente, passa diretamente para o estado gasoso. Sendo assim, o gelo-seco é uma (A) substância simples que sublima a 25 °C. (B) mistura que sublima em temperatura ambiente. (C) mistura que vaporiza em temperatura ambiente. (D) substância composta que entra em ebulição a 25 °C. (E) substância composta que sublima em temperatura ambiente. GabariTO: E O gelo-seco, que é gás carbônico (CO2), passa diretamente do estado sólido para o gasoso a 25 °C (temperatura am- biente). Por isso e por conter mais de um elemento em suas moléculas, é uma substância composta que sublima em temperatura ambiente. Alternativa A: incorreta. Trata-se de uma substância com- posta (CO2), e não simples. Alternativa B: incorreta. Trata-se de uma substância com- posta (CO2), e não de uma mistura. Alternativa C: incorreta. Na temperatura ambiente, o gelo- -seco sofre sublimação, e não vaporização. Alternativa D: incorreta. Trata-se de uma substância com- posta (CO2); contudo, a 25 °C, ela passa do estado sólido para o gasoso, ou seja, sofre sublimação. QUESTÃO 17 _QUI201810090101 Durante uma aula experimental de Química, uma estudan- te, ao analisar uma amostra sólida, verificou que esta se apresentou com temperatura constante durante o proces- so de fusão. Após o término desse processo, essa mesma amostra continuou sendo aquecida. Durante o processo de ebulição, por sua vez, a aluna notou que a temperatura não permaneceu constante. Dessa maneira, analisando a amostra da estudante, pode-se afirmar que se trata de uma (A) substância pura. (B) mistura eutética. (C) mistura azeotrópica. (D) substância pouco solúvel em água. (E) mistura comum. GabariTO: b De acordo com as informações do enunciado, a amostra se trata de uma mistura eutética, que entra em fusão a uma temperatura constante e apresenta uma faixa de tempera- tura durante a ebulição. Veja o gráfico a seguir: Temperatura TEf TEi TF S S + L Fusão Ebulição Tempo L L + G G Alternativa A: incorreta. Não se trata de uma substância pura, uma vez que não há dois patamares nas mudanças de fase, mas apenas um. Alternativa C: incorreta. Não se trata de uma mistura azeo- trópica, uma vez que a amostra em análise não apresenta patamar de ebulição. Alternativa D: incorreta. Não se trata de uma substância, pois há apenas um patamar. Além disso, nada é possível concluir sobre a solubilidade em água apenas com base nas informações térmicas fornecidas. Alternativa E: incorreta. A amostra não é uma mistura co- mum, uma vez que não apresenta fusão e ebulição com temperaturas variáveis, de acordo com o gráfico a seguir. Mistura T (°C) Fusão Ebulição Tempo QUESTÃO 18 _QUI201810090109 Observe a seguinte versão simplificada da tabela periódica, que contém apenas os elementos representativos. 1 H1 2 3 4 5 6 7 18 He Li Be B C N O F 2 13 14 15 16 17 Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Nh Fl Mc Lv Ts Og Considerando apenas os elementos representativos do quarto período dessa tabela periódica, assinale a alter- nativa que apresenta, respectivamente, o elemento com 5 elétrons na camada de valência, o elemento de maior raio atômico e o elemento de maior eletronegatividade. (A) As, K e Kr. (B) P, Na e Cℓ. (C) As, K e Br. (D) P, Na e Ar. (E) As, Kr e Br. GabariTO: C Entre os elementos representativos, somente os localizados na coluna 15 (família VA) possuem 5 elétrons na camada de valência. Dessa forma, o elemento localizado no quarto pe- ríodo e na coluna 15 é o As (arsênio). Em um período qualquer da tabela periódica, o raio atômico aumenta com a diminuição do número atômico, ou seja, ele aumenta da direita para a esquerda. Dessa forma, o elemen- to de maior raio atômico do quarto período é o K (potássio). A eletronegatividade dos elementos aumenta da esquerda para a direita dentro de um período, excetuando-se os gases nobres (coluna 18). Sendo assim, o elemento de maior ele- tronegatividade do quarto período é o Br (bromo). Alternativa A: incorreta. O elemento de maior eletronegati- vidade do quarto período é o Br. Alternativa B: incorreta. P, Na e Cℓ são elementos do tercei- ro período da tabela periódica. Alternativa D: incorreta. P, Na e Ar são elementos do tercei- ro período da tabela periódica. Alternativa E: incorreta. O elemento Kr é o elemento de me- nor raio atômico do quarto período. Texto para as questões 19 e 20 Quando estamos fora da água, a atmosfera, embora menos densa por ser composta de ar, já exerce uma pres- são considerável sobre todas as partes do nosso corpo. [...] Ao nível do mar, em uma atmosfera padrão, a pressão pode ser considerada de 1 atm. À medida que subimos, a pressão diminui, sendo diretamente proporcional ao peso da coluna de ar sobre nós. [...] O mesmo ocorre, mas de maneira muito mais intensa, ao mergulharmos, pois a densidade da água é bem maior que a do ar. A cada 10 metros de profundidade, a pressão aumenta 1 atm. Dessa forma, ao nos deslocarmos da super- fície para 10 metros de profundidade, a pressão dobra, indo para duas atmosferas, correspondendo a 1 atm da coluna de ar e 1 atm da coluna de água. A 20 metros, a pressão é de 3 atm; a 100 metros, de 11 atm. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile. php/245595/mod_resource/content/1/Livro%20do%20Professor%20 Completo_revisado.pdf>. Acesso em: 8 jan. 2019. (Adapt.). QUESTÃO 19 _QUI201901090101 Na modalidade de mergulho livre (em apneia), em especial na categoria “No limits”, o mergulhador enche os pulmões na superfície e desce em apneia (sem respirar) segurando um peso. Ao atingir a profundidade desejada, ele aciona um balão de ar que o arrasta novamente para a superfície. Considere que um mergulhador, com os pulmõestotalmen- te cheios de ar na superfície, apresente um volume pulmo- nar de 5 L a 25 °C e que o consumo de oxigênio pelo seu organismo seja desprezível. Assinale a alternativa que apre- senta, em litros, o volume pulmonar desse mergulhador quando ele estiver com os pulmões totalmente cheios de ar a 30 metros de profundidade e à temperatura de 25 °C. (A) 0,83. (B) 1,25. (C) 1,66. (D) 2,50. (E) 3,33. GabariTO: b Do texto, tem-se que a pressão atmosférica aumenta 1 atm a cada 10 metros de profundidade. Então, para 30 metros de profundidade, a pressão aumentará em 3 atm. Logo: P (30 metros) = 1 + 3 = 4 atm P (superfície) = 1 atm V (superfície) = 5 L P (30 metros) = 4 atm V (30 metros) = ? Como não houve alteração na temperatura, trata-se de uma transformação isotérmica. P (superfície) ⋅ V (superfície) = P (30 metros) ⋅ V (30 metros) 1 ⋅ 5 = 4 ⋅ V (30 metros) V (30 metros) = 1,25 L QUESTÃO 20 _QUI201901090102 Na modalidade de mergulho autônomo recreativo, o mer- gulhador utiliza um cilindro com ar atmosférico comprimi- do, composto 80% de N2 e 20% de O2, no qual um conjunto de válvulas reguladoras, conectadas ao cilindro, fornecem ar na pressão ambiente, para que ele possa respirar durante todo o mergulho. Considere que um mergulhador recreativo, com os pulmões totalmente cheios de ar, apresente um volume pulmonar de 5 L. Assinale a alternativa que apresenta, em mols, a quantidade de gás presente no pulmão desse mergulhador, quando ele estiver com os pulmões totalmente cheios a 20 metros de profundidade e à temperatura de 25 °C. (A) 0,12 (B) 0,20 (C) 0,61 (D) 7,31 (E) 9,75 Note e adote: R = 0,082 L ⋅ atm ⋅ K–1 ⋅ mol–1 GabariTO: C Do texto, tem-se que, a 20 metros de profunidade, a pres- são é de 3 atm. P (20 metros) = 3 atm V(pulmonar) = 5 L n = ? R = 0,082 T = 298 K ⋅ (25 °C + 273) P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 3 ⋅ 5 = n ⋅ 0,082 ⋅ 298 n = 0,61 mol Alternativa A: incorreta. Esse valor corresponde à quantida- de, em mols, de O2 (20% do total), e não de ar atmosférico (O2 + N2). P (20 metros) = 3 atm V(pulmonar) = 5 L n = ? R = 0,082 T = 298 K ⋅ (25 °C + 273) P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 3 ⋅ 5 = n ⋅ 0,082 ⋅ 298 n = 0,61 mol 0,61 mol 100% x 20% x = 0,122 mol Alternativa B: incorreta. Esse valor corresponde à quanti- dade, em mols, de ar atmosférico a uma pressão de 1 atm (superfície). P (superfície) = 1 atm V(pulmonar) = 5 L n = ? R = 0,082 T = 298 K ⋅ (25 °C + 273) P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 1 ⋅ 5 = n ⋅ 0,082 ⋅ 298 n = 0,20 mol Alternativa D: incorreta. Esse valor corresponde à quantida- de, em mols, de ar atmosférico, caso seja utilizada, incorre- tamente, a temperatura em °C. P (30 metros) = 3 atm V(pulmonar) = 5 L n = ? R = 0,082 T = 25 °C P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 3 ⋅ 5 = n ⋅ 0,082 ⋅ 25 n = 7,31 mols Alternativa E: incorreta. Esse valor corresponde à quantida- de, em mols, de ar atmosférico, caso sejam utilizadas, incor- retamente, a pressão igual a 4 atm e a temperatura em °C. P (30 metros) = 4 atm V(pulmonar) = 5 L n = ? R = 0,082 T = 25 °C P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ T 4 ⋅ 5 = n ⋅ 0,082 ⋅ 25 n = 9,75 mols QUESTÃO 21 _QUI201810090104 As fêmeas de determinadas espécies de insetos secretam compostos denominados feromônios. Uma das funções do feromônio é atrair indivíduos da mesma espécie. Considere que um determinado feromônio liberado pela mosca-do- méstica apresenta fórmula molecular C18H36 e admita que a quantidade secretada pela mosca tenha sido de 1,0 ∙ 10–10 g. Sendo assim, assinale a alternativa que indica, aproximada- mente, o número de moléculas presentes nessa amostra de feromônio. (A) 2,4 ⋅ 109 (B) 2,4 ⋅ 1011 (C) 2,4 ⋅ 1013 (D) 4,8 ⋅ 1023 (E) 6,0 ⋅ 1023 Note e adote: Número de Avogadro: 6,0 ⋅ 1023 Massas molares (g/mol): C = 12 H = 1 GabariTO: b Calculando a massa molar do composto: Massa molar do C18H36 = 252 g/mol Assim, pela proporção: 252 g 6 ⋅ 1023 moléculas 1 ⋅ 10–10 g x x ≅ 2,4 ⋅ 1011 moléculas de C18H36 Alternativa A: incorreta. Esse valor seria encontrado caso a massa de feromônio fornecida fosse de, aproximadamente, 1,0 ⋅ 10–12 g. Massa molar do C18H36 = 252 g/mol Assim, pela proporção: 252 g 6 ⋅ 1023 moléculas x 2,4 ⋅ 109 moléculas x ≅ 1,0 ⋅ 10–12 g de C18H36 Alternativa C: incorreta. Esse valor seria encontrado caso a massa de feromônio fornecida fosse de, aproximadamente, 1,0 ⋅ 10–8 g. Massa molar do C18H36 = 252 g/mol Assim, pela proporção: 252 g 6 ⋅ 1023 moléculas x 2,4 ⋅ 1013 moléculas x ≅ 1,0 ⋅ 10–8 g de C18H36 Alternativa D: incorreta. Esse valor seria encontrado caso a massa de feromônio fornecida fosse de, aproximadamente, 202 g. Massa molar do C18H36 = 252 g/mol Assim, pela proporção: 252 g 6 ⋅ 1023 moléculas x 4,8 ⋅ 1023 moléculas x ≅ 202 g de C18H36 Alternativa E: incorreta. Esse valor seria encontrado caso a massa de feromônio fornecida fosse de 252 g. Massa molar do C18H36 = 252 g/mol Assim, pela proporção: 252 g 6 ⋅ 1023 moléculas x 6 ⋅ 1023 moléculas x = 252 g de C18H36 QUESTÃO 22 _QUI201810090103 Observe os gráficos a seguir, que mostram, respectivamen- te, o aquecimento e o resfriamento de duas amostras distin- tas, em função do tempo: Tempo (s) Te m p er at ur a (°C ) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 10 20 30 40 50 Tempo (s) Te m p er at ur a (°C ) 0 0 20 40 60 80 100 5 10 15 20 25 Um dos gráficos apresenta o comportamento de uma subs- tância pura; o outro, de uma mistura. Assinale a alternativa que apresenta o intervalo de tempo no qual a substância pura permanece totalmente líquida e a classificação do tipo de mistura presente na amostra. (A) 5 s e mistura comum. (B) 5 s e mistura azeotrópica. (C) 10 s e mistura eutética. (D) 10 s e mistura comum. (E) 10 s e mistura azeotrópica. GabariTO: b A substância pura permanece totalmente líquida entre 10 s e 15 s, permanecendo nesse estado físico durante 5 s. Tempo (s) Te m pe ra tu ra (° C) 0 0 40 20 60 80 100 G G + L Substância pura L L + S S 5 10 15 20 25 Pelo gráfico, pode-se concluir que a mistura é do tipo azeo- trópica, uma vez que apresenta temperatura de ebulição constante e uma faixa de temperatura de fusão. Tempo (s) Te m pe ra tu ra (°C ) 00 80 40 60 20 100 120 140 Mistura 10 20 30 40 50 Temp. de ebulição Alternativa A: incorreta. Trata-se de uma mistura azeotró- pica, uma vez que apresenta temperatura de ebulição cons- tante e uma faixa de temperatura de fusão. Alternativa C: incorreta. O tempo em que a substância per- manece líquida está errado, pois são 5 s. A mistura não é eutética, pois, para apresentar essa classificação, ela deve- ria ter o ponto de fusão constante e o ponto de ebulição variável . Alternativa D: incorreta. O tempo em que a substância per- manece líquida está errado, pois são 5 s. A mistura não é comum, pois, para apresentar essa classificação, ela deveria ter o ponto de fusão e o ponto de ebulição variáveis. Alternativa E: incorreta. O tempo em que a substância per- manece líquida está errado, pois são 5 s. QUESTÃO 23 _MAT201810090101 Em uma prova de seleção para engenheiros, havia três ques- tões de cálculo diferencial. De um total de 32 engenheiros que fizeram essa prova, 17 erraram a primeira questão, 22 erraram a segunda, 18 erraram a terceira e 5 erraram as três questões. Além disso, sabe-se que 17 candidatos acertaram apenas uma questão. Quantos engenheiros acertaram as três questões? (A) 2 (B) 5 (C) 7 (D) 9 (E) 10 GabariTO: a Construindo um diagrama para os conjuntos dos candidatos que acertaram as três questões, tem-se: x a bc y w z t 1a 3a 2a Do enunciado: I. Acertaram apenas uma questão: x + y + z = 17 II. Erraram a primeira: y + c + z + t = 17 III. Erraram a segunda: x + b + z + t = 22 IV. Erraram a terceira: x + a + y + t = 18 V. Erraram todas as questões: t = 5 A partir dessas informações, tem-se: y c z t x b z t x a y t + + + = + + + = + + + = 17 22 18 + +( )+ + +( )+ = + +( )+ ( )+ ( ) = ⇒ + +( ) = a b c x y z t a b c a b c 2 3 57 2 17 3 5 57 8 Sabendo que um total de 32 engenheiros fizeram a prova, tem-se: t + x +y + z + a + b + c + w = 32 ⇒ 5 + 17 + 8 + w = 32 ⇒ w = 2 Portanto, dos 32 candidatos, apenas 2 acertaram as três questões . Alternativa B: incorreta. Esse número corresponde à dife- rença entre o número de candidatos que fizeram a prova (32) e o número de candidatos que erraram a segunda ques- tão (22) mais o número de candidatos que erraram todas as questões (5). Alternativa C: incorreta. Na última passagem da resolução, pode-se ter esquecido de considerar o valor de t (5), fazen- do 17 + 8 + w = 32. Alternativa D: incorreta. Esse número corresponde à dife- rença entre o número de candidatos que fizeram a prova (32) e o número de candidatos que erraram a terceira ques- tão (18) mais o número de candidatos que erraram todas as questões (5). Alternativa E: incorreta. Esse número corresponde à dife- rença entre o número de candidatos que fizeram a prova (32) e o número de candidatos que erraram a primeira ques- tão (17) mais o número de candidatos que erraram todas as questões (5). QUESTÃO 24 _MAT201810090106 Considere um número natural N de quatro algarismos e também os naturais M1 e M2, tais que M1 corresponde ao número formado pelos dois primeiros algarismos de N, e M2 corresponde ao número formado pelos dois últimos algaris- mos de N. Sabe-se que M1 é sucessor de M2 e que, ao se dividir N por M2, obtêm-se o quociente 106 e o resto 5. A soma dos valores de M1 e M2 é igual a (A) 39. (B) 37. (C) 20. (D) 19. (E) 18. GabariTO: a Com base nas informações do enunciado, tem-se: N = 100 ⋅ M1 + M2 N = 106 ⋅ M2 + 5 Igualando as duas equações: 100 ⋅ M1 + M2 = 106 ⋅ M2 + 5 Como M1 = 1 + M2, tem-se: 100 ⋅ (1 + M2) + M2 = 106 ⋅ M2 + 5 Resolvendo essa equação, obtém-se M2 = 19. Portanto, M1 = 20, N = 2 019 e M1 + M2 = 20 + 19 = 39. Alternativa B: incorreta. M2 não é o sucessor de M1. Alternativa C: incorreta. A resposta não é o valor de M1. Alternativa D: incorreta. A resposta não é o valor de M2. Alternativa E: incorreta. A resposta não é o valor de M1 caso este fosse sucedido por M2. QUESTÃO 25 _MAT201810090105 Sejam a e b os números reais que resultam das seguintes potências de expoentes irracionais: • a = 2 2 • b = 8 8 Nessas condições, (A) b = a3 (B) b = a5 (C) b = a6 (D) b = a9 (E) b = a12 GabariTO: C Como 8 = 23, o número b pode ser reescrito por: b a= ( ) = ( ) = = = ( ) =⋅2 2 2 2 23 2 3 2 2 3 2 2 6 2 2 6 63 Alternativa A: incorreta. Nessa resposta, desconsiderou-se a diferença entre os expoentes das duas potências, tomando-se b = 8 2, o que levaria ao seguinte raciocínio: 8 2 22 3 2 2 3 3( ) = ( ) = ( ) = a Alternativa B: incorreta. Nessa resposta, equivocadamente, efetuou-se a soma dos expoentes 2 e 3 na passagem 23 2 2( ) , em vez de multiplicá-los. Alternativa D: incorreta. Equivocadamente, pode-se ter considerado que x xy z y z( ) = ( )2 2, o que levaria ao seguinte raciocínio: 8 2 28 3 2 2 2 9 9( ) = ( ) = ( ) = a Alternativa E: incorreta. Equivocadamente, pode-se ter considerado que 8 4 2= , o que levaria ao seguinte raciocínio: 8 2 28 3 4 2 2 12 12( ) = ( ) = ( ) = a QUESTÃO 26 _MAT201810090102 Seja D o maior subconjunto de ℝ em que fica definida a seguinte função real: f x x x x x ( ) = +( ) + −( ) +( ) − −( )− − 3 5 2 4 1 2 1 2 1 1 Assim, quantos são os elementos inteiros pertencentes ao conjunto D? (A) 9 (B) 8 (C) 7 (D) 6 (E) 5 GabariTO: D Das potências de expoente fracionário no numerador da função, têm-se: x x x x x x x x +( ) = + ⇒ + ≥ ⇒ ≥ − −( ) = − ⇒ − ≥ ⇒ ≤ 3 3 3 0 3 5 5 5 0 5 1 2 1 2 Das potências de expoente negativo no denominador da função, têm-se: x x x x x x x x +( ) = + ⇒ + ≠ ⇔ ≠ − −( ) = − ⇒ − ≠ ⇔ ≠ − − 2 1 2 2 0 2 4 1 4 4 0 4 1 1 Do denominador da função, tem-se: (x + 2)–1 – (4 – x)–1 ≠ 0 ⇔ x + 2 ≠ 4 – x ⇔ x ≠ 1 Assim, o conjunto dos números inteiros pertencentes ao do- mínio dessa função é: { –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, 4, 5} – { –2, 1, 4} = { –3, –1, 0, 2, 3, 5} Portanto, esse conjunto possui apenas 6 elementos inteiros. Alternativa A: incorreta. Tanto o denominador da função quanto as bases das potências de expoentes negativos pre- sentes na função devem ser diferentes de zero. Alternativa B: incorreta. As bases das potências de expoen- tes negativos presentes na função devem ser diferentes de zero . Alternativa C: incorreta. O denominador da função deve ser diferente de zero. Alternativa E: incorreta. Os radicandos no numerador da função podem ser iguais a zero. QUESTÃO 27 _MAT201810090107 Sejam a e b números inteiros não nulos tais que a < b. Consi- dere que P(a, b) representa o produto de todos os números inteiros não nulos desde o número a até o número b, con- forme o exemplo a seguir. P(–3, 2) = (–3) ⋅ (–2) ⋅ (–1) ⋅ 1 ⋅ 2 = –12 O número inteiro mais próximo de zero que, multiplicado por P(–7, 10), resulta em um cubo perfeito positivo é igual a (A) –7. (B) –5. (C) 2. (D) 5. (E) 7. GabariTO: a Decompondo P(–7, 10) em fatores primos, tem-se: P(−7, 10) = (−7) ⋅ (−6) ⋅ (−5) ⋅ (−4) ⋅ (−3) ⋅ (−2) ⋅ (−1) ⋅ 1 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ ⋅ 4 ⋅ 5 ⋅ 6 ⋅ 7 ⋅ 8 ⋅ 9 ⋅ 10 = –212 ⋅ 36 ⋅ 53 ⋅ 72 = –(24 ⋅ 32 ⋅ 5)3 ⋅ 72 Logo, para que P(−7, 10) seja um cubo perfeito, os números inteiros mais próximos de zero pelos quais se pode multipli- cá-lo são 7 ou –7. Como P(−7, 10) é negativo, para que esse cubo perfeito fi- que positivo, deve-se multiplicá-lo por outro número nega- tivo e, portanto, a resposta correta é –7. Alternativa B: incorreta. O fator primo 5 já está elevado ao cubo na decomposição de P(−7, 10). Alternativa C: incorreta. O fator primo 2 está elevado à 12a potência na decomposição de P(−7, 10) e, como 12 é múlti- plo de 3, não há necessidade de outro fator 2 para conseguir um cubo perfeito. Além disso, para que o resultado seja po- sitivo, deve-se usar um fator negativo. Alternativa D: incorreta. O fator primo 5 já está elevado ao cubo na decomposição de P(–7, 10). Além disso, para que o resultado seja positivo, deve-se usar um fator negativo. Alternativa E: incorreta. Para que o resultado seja positivo, deve-se usar um fator negativo. QUESTÃO 28 _MAT201810090109 Determinado poste de luz foi instalado verticalmente e com uma altura de 4,5 m em relação ao solo horizontal. Todavia, com o passar dos anos e devido a fortes tempestades, esse poste atualmente apresenta uma inclinação de quase 80° em relação ao solo. A figura a seguir representa um trecho do gráfico cartesiano da função y = sen(x), com x em graus. 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 y 10 20 30 40 50 x Considerando as informações apresentadas, estima-se que, atualmente, quando os raios solares incidem perpendicular- mente em relação ao solo, a sombra projetada no chão pelo poste alcança, em relação à base deste, um comprimento entre (A) 5 cm e 10 cm. (B) 10 cm e 65 cm. (C) 65 cm e 90 cm. (D) 90 cm e 135 cm. (E) 135 cm e 160 cm. GabariTO: C Do enunciado, tem-se a seguinte figura: α 80° Poste (450 cm) Sombra (x cm) Sendo α a medida do menor ângulo agudo do triângulo re- tângulo, tem-se: α + 80° + 90° = 180° ⇔ α = 10° Sendo x a medida,em centímetros, da sombra projetada pelo poste sobre o solo, tem-se: sen x x sen( )10 450 450 10° °= ⇔ = ⋅ ( ) Observando o gráfico da função seno, tem-se: 0,15 < sen(10°) < 0,20 Portanto: 0,15 ⋅ 450 < x < 0,20 ⋅ 450 ⇔ 67,5 < x < 90 Alternativa A: incorreta. Nessa resposta, realizou-se equi- vocadamente a conversão das unidades de medida, pois 4,5 m = 450 cm ≠ 45 cm. Alternativa B: incorreta. Nessa resposta, realizou-se equi- vocadamente a conversão das unidades de medida, pois 4,5 m = 450 cm ≠ 45 cm; além disso, o complemento de 80° é 10°, e não 20°. Alternativa D: incorreta. Nessa resposta, utilizou-se equivo- cadamente o valor aproximado do seno de 15°; contudo, o complemento de 80° é 10°, e não 15°. Alternativa E: incorreta. Nessa resposta, utilizou-se equivo- cadamente o valor aproximado do seno de 20°; contudo, o complemento de 80° é 10°, e não 20°. QUESTÃO 29 _MAT201810090110 Dois polígonos regulares P1 e P2 têm um lado AB em comum e estão situados em semiplanos opostos em relação à reta suporte do segmento AB. Polígono P1 A B 75°75° Polígono P2 Sabendo que o polígono P1 possui quatro lados a mais do que o polígono P2 e que os ângulos de vértices A e B forma- dos nas regiões exteriores a ambos os polígonos medem, cada um, 75°, o polígono com menor número de lados deve ser um (A) hexágono regular. (B) octógono regular. (C) decágono regular. (D) dodecágono regular. (E) hexadecágono regular. GabariTO: b Seja m o número de lados do polígono P1 e n o número de lados do polígono P2. Assim, prolongando o segmento AB, pode-se perceber que o ângulo de 75° na região exterior aos polígonos equivale à soma dos ângulos externos dos polígo- nos. Logo: 360 360 75 24 24 5° ° ° m n m n + = ⇔ + = Como m = n + 4, tem-se: 24 4 24 5 24 24 4 4 5 48 96 5 20 5 28 96 0 2 2 1 n n n n n n n n n n n n + + = + +( ) +( ) = + = + − − = == + ⋅ = = − ⋅ = − 28 2704 2 5 8 28 2704 2 5 2 42n , (não convém) Portanto, o menor polígono é um octógono regular. Alternativa A: incorreta. Pode-se chegar a esse resultado simplesmente julgando P2 pela aparência da figura. Alternativa C: incorreta. Equivocadamente, pode-se chegar a esse resultado considerando que os números de lados dos polígonos P1 e P2 guardam a mesma proporção existente entre o ângulo de 75° e o seu suplemento, por meio do se- guinte raciocínio: 75 105 5 7 5 7 4 10° ° = ⇒ = + ⇒ = n n n Alternativa D: incorreta. Equivocadamente, pode-se ter cal- culado o número de lados do polígono P1. Alternativa E: incorreta. Equivocadamente, na resolução da equação quadrática, pode-se ter esquecido de multiplicar o coeficiente a (que é igual a 5) por 2 na obtenção das raízes da equação. QUESTÃO 30 _MAT201810090112 Uma empresa produz e distribui pirulitos em saquinhos plásticos contendo sempre 70 pirulitos cada e armazena es- ses saquinhos em caixas de papelão. Certo dia, no depósito dessa empresa, um caminhão foi car- regado com caixas igualmente abastecidas com saquinhos de pirulitos, as quais, em conjunto, correspondiam a uma encomenda de 2 520 pirulitos. Sabendo que, em cada caixa, a quantidade de saquinhos é maior do que 10 e menor do que 20, qual dos valores a seguir pode representar a quantidade de pirulitos em cada caixa dessa encomenda? (A) 210 (B) 420 (C) 770 (D) 840 (E) 980 GabariTO: D Sendo n o número de pirulitos em cada caixa, m o número de saquinhos em cada caixa e q o número de caixas no ca- minhão, do enunciado tem-se: I. n = 70 ⋅ m II. 10 < m < 20 III. n ⋅ q = 2 520 De I e III, tem-se: 70 ⋅ m ⋅ q = 2 520 ⇔ m ⋅ q = 36 Logo, m é um divisor de 36. De II, pode-se concluir que m = 12 ou m = 18. Portanto, n = 70 ⋅ 12 = 840 ou n = 70 ⋅ 18 = 1 260. Dadas as opções constantes das alternativas, o número de pirulitos em cada caixa dessa encomenda é igual a 840. Alternativa A: incorreta. Pode-se ter considerado, equivoca- damente, que o número de caixas deveria estar entre 10 e 20 e, assim, calculou-se o número de pirulitos considerando 36 saquinhos igualmente distribuídos em 12 caixas (3 saqui- nhos/caixa). Alternativa B: incorreta. Pode-se ter ignorado o fato de que o número de saquinhos em cada caixa é, necessariamente, maior do que 10 e, assim, decidiu-se calcular a quantidade de pirulitos por caixa para o caso em que o número de cai- xas é igual ao número de saquinhos por caixa. Alternativa C: incorreta. Pode-se ter calculado a quantidade mínima de pirulitos que poderia haver em cada caixa, de acordo com o intervalo citado no enunciado, sem levar em consideração a quantidade de pirulitos encomendada. Alternativa E: incorreta. 980 não é divisor de 2 520. QUESTÃO 31 _MAT201810090108 Os segmentos de reta AB, BC, CD, DE e EF que compõem a linha poligonal ABCDEF, mostrada a seguir, medem, respec- tivamente, 1, 2, 3, 4 e 5 unidades de comprimento. C E F B A D Na figura, os pontos A, B, D e F estão alinhados horizontal- mente, e os pontos A, C e E estão alinhados verticalmente, de modo que CE e DF são perpendiculares entre si. Com base na tabela com as raízes dos números primos a seguir, assinale a alternativa com a melhor estimativa da distância entre os pontos A e F, na mesma unidade de com- primento em que estão os segmentos. (A) 2,8729 (B) 2,8284 (C) 3,8284 (D) 3,8729 (E) 7,4162 Note e adote: n √n 2 1,4142 3 1,7320 5 2,2361 7 2,6458 11 3,3166 GabariTO: D Como CE é perpendicular a DF, aplicando o teorema de Pitá- goras sucessivamente, tem-se: ABC AC AB BC AC AC ACD AD AC CD AD AD 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 3 3 3 6 + = + = = + = + ( ) = = ADE AE AD DE AE AE AEF AF AE EF AF 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 4 10 10 5 + = + ( ) = = + = + ( ) = 22 15 15 3 5 1 7320 2 2361 3 8729 AF Como AF = = ⋅ ≅ ⋅ ≅ , , , , tem-se: Alternativa A: incorreta. Essa é a medida de BF. As extremi- dades da linha poligonal são os pontos A e F. Alternativa B: incorreta. Essa poderia ser a medida de BF se os pares de segmentos BC eDE( ) e CD eEF( ) fossem consi- derados paralelos. No entanto, a aparência da figura não é garantia de paralelismo. Alternativa C: incorreta. Essa poderia ser a medida de AF se os pares de segmentos BC eDE( ) e CD eEF( ) fossem consi- derados paralelos. No entanto, a aparência da figura não é garantia de paralelismo. Alternativa E: incorreta. Esse valor poderia ser encontra- do caso as hipotenusas dos triângulos retângulos fossem confundidas com seus catetos, o que levaria aos seguintes cálculos : ABC BC AB AC AC ACD CD AC AD AD ADE DE AD AE AE 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5 14 3 + = = + = = + = = 00 55 55 5 11 2 2361 3 3166 7 2 2 2 AEF EF AE AF AF Como AF + = = = ⋅ ≅ ⋅ ≅ , então: , , ,,4162 QUESTÃO 32 _MAT201810090104 Considere uma função f definida no conjunto dos números naturais (ℕ) que satisfaça às propriedades a seguir, em que n ∈ ℕ. I. f(2n) = n II. f(2n + 1) = 3n + 1 Sabendo que f ∘ f(x) = f(f(x)), o valor da expressão E = f(14) + f ∘ f(14) + f ∘ f ∘ f(14) é igual a (A) 399. (B) 196. (C) 84. (D) 40. (E) 22. GabariTO: E Com n ∈ ℕ, tem-se que 2n representa um número par e 2n + 1 representa um número ímpar. O número 14 é par, logo: 2n = 14 ⇔ n = 7 ⇒ f(14) = 7 O número 7 é ímpar, logo: 2n + 1 = 7 ⇔ n = 3 ⇒ f(7) = 3 ⋅ 3 + 1 = 10 O número 10 é par, logo: 2n = 10 ⇔ n = 5 ⇒ f(10) = 5 Portanto: E = f(14) + f(f(14)) + f(f(f(14))) E = 7 + f(7) + f(f(7)) E = 7 + 10 + f(10) E = 17 + 5 E = 22 Alternativa A: incorreta. Nessa resposta, confundiu-se a composiçãode funções com a multiplicação de funções, o que levaria ao seguinte raciocínio: E = f(14) + f∘f(14) + f∘f∘f(14) E = 7 + (7 ⋅ 7) + (7 ⋅ 7 ⋅ 7) E = 7 + 49 + 343 E = 399 Alternativa B: incorreta. Nessa resposta, confundiu-se f(2n) = n com f(n) = 2n, o que levaria ao seguinte raciocínio: f(n) = 2n f(14) = 28 E = f(14) + f∘f(14) + f∘f∘f(14) E = 28 + 56 + 112 E = 196 Alternativa C: incorreta. Nessa resposta, confundiu-se f(2n) = n com f(n) = 2n, e cometeu-se um erro na soma das imagens da função f, somando apenas duas delas. Alternativa D: incorreta. Nessa resposta, admitiu-se que f(7) implica n = 7, o que levaria ao seguinte raciocínio: f(2n + 1) = 3n + 1 f(7) = 3 ⋅ (7) + 1 f(7) = 22 E = f(14) + f∘f(14) + f∘f∘f(14) E = 7 + f(7) + f(f(7)) E = 7 + 22 + f(22) E = 7 + 22 + 11 E = 40 QUESTÃO 33 _MAT201810090111 Determinado quarteirão tem a forma de um trapézio isós- celes cujos lados não paralelos medem, cada um, 250 m e cuja base maior mede 675 m. Em relação aos ângulos in- ternos desse trapézio, sabe-se que os ângulos adjacentes à base menor medem o dobro dos ângulos adjacentes à base maior. Se uma pessoa deseja se exercitar correndo pelo períme- tro desse quarteirão durante 40 minutos, a uma velocidade constante de 12,0 km/h, quantas voltas completas ela deve realizar para cumprir seu exercício? (A) 8 (B) 7 (C) 5 (D) 3 (E) 2 GabariTO: C Sendo α a medida dos ângulos adjacentes à base maior do trapézio, tem-se que 2α é a medida dos ângulos adjacentes à base menor. Assim, sendo x o comprimento da base me- nor do trapézio, tem-se a seguinte figura: x 675 m 250 m 250 m 2α α α 2α Como os ângulos adjacentes a cada lado não paralelo do trapézio são colaterais internos, tem-se: α + 2α = 180° ⇔ α = 60° e 2α = 120° Prolongando os lados não paralelos do trapézio, obtêm-se dois triângulos equiláteros, um de lado x e outro de lado 675 m: x x x 675 m 250 m 250 m 120° 60°60° 60° 60° 60° 120° Observando os lados do triângulo maior, tem-se: x + 250 m = 675 m ⇔ x = 425 m Portanto, o perímetro do quarteirão mede: 675 m + 250 m + 425 m + 250 m = 1 600 m = 1,6 km Correndo durante 40 minutos a uma velocidade constante de 12 km/h, uma pessoa deve percorrer 8 km; logo: 8 km ÷ 1,6 km = 5 voltas completas no quarteirão Alternativa A: incorreta. Pode-se ter considerado que a cor- rida teria duração de 1 h, resultando em 12 km percorridos pela pessoa, os quais, divididos pelo perímetro do quar- teirão, levariam a 7,5 voltas, valor este arredondado para 8 voltas completas. Alternativa B: incorreta. Pode-se ter considerado que a cor- rida teria duração de 1 h, resultando em 12 km percorridos pela pessoa. Além disso, pode-se ter considerado também que a medida da base menor do trapézio corresponde à soma das medidas dos lados não paralelos, o que resulta- ria em um perímetro do quarteirão igual a 1 675 m. Desse modo, o número de voltas dadas seria aproximadamente igual a 7,16, valor este aproximado para 7 voltas completas. Alternativa D: incorreta. Chega-se a essa resposta ao admi- tir que 40 minutos correspondem a 0,4 h. Alternativa E: incorreta. Equivocadamente, pode-se ter in- vertido a razão entre a distância percorrida pelo corredor e o perímetro do quarteirão, considerando este como sendo igual a 16 km, em vez de 1,6 km. QUESTÃO 34 _MAT201810090113 A função f: ℝ → ℝ definida por f x a x b( ) = + −3 , em que a e b são números reais, possui um gráfico cartesiano que passa pela origem do sistema de coordenadas. Representada por f–1(x), a função inversa de f(x) é tal que f–1(4) = 2a3. Nessas condições, o valor da expressão 1 1 a b − é (A) 3 (B) 1 3 (C) 5 8 (D) 5 (E) 3 8 GabariTO: E Como o ponto (0, 0) pertence ao gráfico de f(x), conclui-se que f(0) = 0; portanto: a b b a b a b a+ − = ⇔ − = − ⇔ = ⇔ =0 03 3 3 3 Da função inversa: f a f a a a b− ( ) = ⇔ ( ) = ⇔ + − =1 3 3 334 2 2 4 2 4 Substituindo b = a3 na equação anterior: a a a a a a a a+ − = ⇔ + = ⇔ + = ⇔ =2 4 4 4 23 33 33 Logo, b = 23 = 8, e a expressão 1 1 a b − fica: 1 2 1 8 4 1 8 3 8 − = − = Alternativa A: incorreta. Pode-se chegar a esse valor cor- tando o denominador na subtração de frações, na última passagem da resolução, como resultado de uma simplifica- ção equivocada. Alternativa B: incorreta. Pode-se chegar a esse valor obten- do, equivocadamente, 6 como resultado de 23. Alternativa C: incorreta. Pode-se chegar a esse valor er- rando um sinal na primeira equação da resolução, obtendo b = –a3. Alternativa D: incorreta. Pode-se chegar a esse valor er- rando um sinal na primeira equação da resolução, obtendo b = –a3, e também cortando o denominador na subtração de frações da última passagem da resolução. QUESTÃO 35 _FIS201810090101 Na navegação, a unidade de medida convencional para ve- locidade é o nó. Um nó corresponde a uma milha náutica por hora. Um navio de cruzeiro parte do porto de Santos/SP para o porto do Rio de Janeiro/RJ às 8h00min, navegando entre as duas cidades com uma velocidade média de 20 nós. Sabendo que a distância entre os portos é de aproximada- mente 407 km, o horário de chegada ao porto do Rio de Janeiro será (A) 11h00min. (B) 12h24min. (C) 19h00min. (D) 20h24min. (E) 23h36min. GabariTO: C 1 milha náutica ≅ 1 850 m ∆s = 407 km = 407 000 m ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ S v S t nós t tm = = = ⇒ = ⇒ = 407 000 1850 220 20 220 220 2 milhasnáuticas 00 11= h Como a viagem iniciou às 8h00min e durou 11 h, o horário de chegada será às: 8 + 11 = 19h00min. Resolução alternativa: v nós milhasnáuticas h v S t m m = = = ⋅ ≅ = ⇒ 20 20 1 20 1850 3600 10 27 10 , m/s ∆ ∆ ,, , 27 407000 407000 10 27 39630 11= ⇒ = ≅ ≅ ∆ ∆ t t s h Como a viagem iniciou às 8h00min e durou 11 h, o horário de chegada será próximo de: 8 + 11 = 19h00min. Alternativa A: incorreta. Foi considerada como resposta apenas o tempo calculado da viagem, que é de 11 h. Alternativa B: incorreta. Não se converteu a distância percor- rida de quilômetros para milhas náuticas, e, incorretamente, subtraiu-se o tempo encontrado do tempo de partida . ∆ = ≅ ∆ = − = = t h h h 407 20 20 4 20 4 8 12 4 12 24 , , , min Alternativa D: incorreta. Não se converteu a distância de quilômetros para milhas náuticas. ∆ = ≅ =t h h407 20 20 4 20 24, min Alternativa E: incorreta. Converteu-se a velocidade utilizan- do, incorretamente, 1 000 m para 1 milha náutica, obtendo vm = 5,55 m/s e ∆t = 39h36min. ∆ = = = ⋅ ≅ ∆ = S v t m 407000 1850 220 20 1000 3600 5 55 22 milhasnáuticas m/s, 00 5 55 39 6 39 36 , , min≅ =h h Como o horário de partida foi às 8h00min, e o tempo de via- gem de 39h36min, o horário de chegada será próximo de: 39h36min – (24 h + 8 h) = 23h36min. Note e adote: 1 milha náutica ≅ 1 850 m. QUESTÃO 36 _FIS201810090103 Dois veículos, A e B, trafegam em uma rodovia em sentidos opostos, com velocidades em módulo, respectivamente, de 90 km/h e 72 km/h em relação à rodovia. No instante em que esses veículos estão separados por uma distância de 1 200 m, durante a aproximação entre eles, uma moto ultrapassa o veículo A, no mesmo sentido de seu movimento, com velocidade de 18 km/h em relação a este, conforme a figura a seguir. A 1 200 m B No instante em que essa mesma moto passa pelo veículo B, ele também é ultrapassado por outra moto, no mesmo sentido do seu movimento e com velocidade relativa de 18 km/h em relação ao veículo B, conforme figura a seguir. A B Desconsiderando as dimensões dos veículos, no instante em que a segunda moto alcança o veículo A, a distância en- tre os veículos A e B será de (A)600 m. (B) 480 m. (C) 120 m. (D) 60 m. (E) 12 m. GabariTO: E A 1 200 m B Convertendo as velocidades de km/h para m/s: vA = 90 km/h = 25 m/s vB = 72 km/h = 20 m/s vmotos = 18 km/h = 5 m/s A velocidade real da moto em relação à pista é: v v vreal A moto= + = + =25 5 30m/s Ao valor encontrado, soma-se a velocidade do carro B, pois ele vem em sentido contrário ao da moto. A primeira moto alcançará o carro B no instante: v v vmoto real B1 30 20 50ª = + = + = m/s Calculando o tempo de encontro entre a primeira moto e o carro B: v S t t t smoto1 50 1200 1200 50 24ª = ⇒ = ⇒ = = ∆ ∆ ∆ ∆ Calculando o quanto A e B andaram nesse intervalo de tempo, e, consequentemente, a nova distância entre eles, tem-se: ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ S v t S m S v t S m D A A A B B B = ⋅ ⇒ = ⋅ = = ⋅ ⇒ = ⋅ = = − 25 24 600 20 24 480 1200 600 −− =480 120m A 120 m B A velocidade real da 2a moto em relação à pista é: v v vreal B moto= + = + =20 5 25m/s Ao valor encontrado, soma-se a velocidade do carro A, pois ele vem em sentido contrário ao da moto. v v vmoto moto A2 25 25 50ª = + = + = m/s A 2a moto alcançará o carro A no instante: v S t t t smoto2 50 120 120 50 2 4ª ' ' ' ' ,= ⇒ = ⇒ = =∆ ∆ ∆ ∆ Calculando o quanto A e B andaram nesse intervalo de tempo, e, consequentemente, a nova distância entre eles, tem-se: ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ S v t S m S v t S m A A A B B B ' ' ' , ' ' ' , = ⋅ ⇒ = ⋅( ) = = ⋅ ⇒ = ⋅( ) = 25 2 4 60 20 2 4 48 DD m= − − =120 60 48 12 Alternativa A: incorreta. Esse é o deslocamento do veículo A até que a moto percorra a distância entre A e B. Alternativa B: incorreta. Esse é o deslocamento do veículo B até que a moto percorra a distância entre A e B. Alternativa C: incorreta. Essa é a distância entre A e B quan- do a primeira moto chega ao veículo B. Alternativa D: incorreta. Esse é o deslocamento do veícu- lo A até que a segunda moto percorra a distância entre B e A. QUESTÃO 37 _FIS201810090102 Uma mãe brinca de corrida com seu filho pequeno em uma trajetória retilínea. A criança começa a correr com uma ve- locidade v e passa por um ponto P no instante t 0 = 0. Após um intervalo de tempo, a mãe inicia sua corrida com velo- cidade 20% maior que a velocidade da criança, no mesmo sentido do movimento desta, passando pelo ponto P no ins- tante t = 20 s. Adotando as velocidades da mãe e da criança como cons- tantes, o intervalo de tempo entre a passagem da criança pelo ponto P e o instante em que a mãe alcança seu filho é de (A) 40 s. (B) 60 s. (C) 100 s. (D) 120 s. (E) 160 s. GabariTO: D vmãe = 1,2v No instante em que a mãe passa pelo ponto P, a criança terá se deslocado: v S t v S S vcriança c c c= ⇒ = ⇒ = ∆ ∆ ∆ ∆ 20 20 Considerando a posição da mãe, no ponto P, igual a zero (S 0m = 0), a posição da criança será S 0c = 20v. Como o movimento de ambas é uniforme, tem-se: S = S 0 + vt Sm = 0 + 1,2 vt Sc = 20v + vt No encontro: Sm = Sc 1,2vt = 20v + vt 1,2vt = v(20 + t) ⇒ 1,2t = 20 + t 1,2t – t = 20 0,2t = 20 ⇒ t = 100 s Como a mãe passou pelo ponto P 20 s depois da criança, tem-se: ∆t = 100 + 20 ⇒ ∆t = 120 s Alternativas A, B e E: incorretas. Uso incorreto dos valores ou erro de cálculo . Alternativa C: incorreta. Foi calculado o tempo entre a pas- sagem da mãe pelo ponto P e o encontro com a criança. Nesse caso, não foi somado o tempo que a criança se deslo- cou enquanto a mãe estava parada. QUESTÃO 38 _FIS201810090106 Três pequenas esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão ele- trizadas com cargas de +3,0 µC, –2,0 µC e +5,0 µC, respecti- vamente. Após um contato simultâneo entre as três esferas, houve uma redistribuição entre as cargas elétricas. Sabendo que partículas elementares portadoras de carga elétrica transitaram entre as esferas, a esfera (A) B perdeu 2,5 ∙ 1013 elétrons. (B) C ficou com carga negativa. (C) A perdeu 6,25 ∙ 1012 prótons. (D) A ganhou 1,6 ∙ 10–19 elétrons. (E) C ganhou 8,5 ∙ 1010 elétrons. Note e adote: 1 µC = 1 ⋅ 10–6 C; Carga elementar: e = 1,6 ⋅ 10–19 C. GabariTO: a Como as esferas são metálicas e identicas, após a eletriza- ção por contato, elas ficaram com cargas elétricas iguais, de valor: Q Q Q Q CA B C= + + = ⋅ + − ⋅ + ⋅ = + ⋅ − − − − 3 3 10 2 10 5 10 3 2 10 6 6 6 6( ) Assim, vê-se que a carga de B variou em ∆Q Q Q CFinal Inicial= − = + ⋅ − − ⋅( ) = + ⋅− − −2 10 2 10 4 106 6 6 Fazendo ∆Q = n ⋅ e, tem-se que n Q e = ∆ = ⋅ ⋅ = ⋅ − − 4 10 1 6 10 2 5 10 6 19 13 , , n Q e = ∆ = ⋅ ⋅ = ⋅ − − 4 10 1 6 10 2 5 10 6 19 13 , , , ou seja, n é a quantidade de elétrons que a es- fera B perdeu. Alternativa B: incorreta. Todas as esferas ficaram positivas com cargas iguais a +2,0 ⋅ 10–6 C. Alternativa C: incorreta. Não se pode retirar ou colocar pró- tons em uma eletrização por contato. Alternativa D: incorreta. Não existe quantidade de elétrons com expoente negativo. A quantidade n deve ser um núme- ro maior que 1. Alternativa E: incorreta. A esfera C ganhou 1,875 ⋅ 1013 elétrons . QUESTÃO 39 _FIS201810090107 A lei de Coulomb foi proposta pelo físico Charles Augustin de Coulomb, no ano de 1785, e faz uma relação entre a in- tensidade da força eletrostática entre dois corpos carrega- dos eletricamente. Caso sejam consideradas duas cargas elétricas Q1 e Q2 , separadas por uma distância d e situadas no vácuo, dependendo do sinal das cargas, elas podem se atrair ou se repelir. Essa lei enuncia que a intensidade da força eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Pode- -se escrever: F k Q Q de = ⋅ ⋅1 2 2 SILVA, Domiciano Correa Marques da. “Lei de Coulomb”. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ lei-coulomb.htm>. Acesso em: 1 nov. 2018. (Adapt.). Duas partículas eletrizadas com cargas elétricas iguais a Q estão fixas nos vértices A e B de um triângulo retângulo isósceles de lados iguais com medida a, conforme figura a seguir. A força de repulsão entre elas tem intensidade Fe. Quando uma nova partícula eletrizada com carga –Q é fixada no vértice C, esta passa a sofrer ação de uma força elétrica resultante, em virtude das outras cargas, de intensidade Fe'. A C a a B A razão, F F e e ' , entre os módulos de Fe e Fe', é dada por (A) 2 2 (B) 1 2 (C) 2 2⋅ (D) 2 4 (E) 2 GabariTO: D A distância entre A e B na figura do enunciado é: d2 = a2 + a2 ⇒ d2 = 2a2 A força Fe entre as cargas A e B é F k Q Q d kQ ae = ⋅ ⋅ =2 2 22 . Colocando uma terceira carga em C, tem-se que as forças F entre A e C e entre B e C valem: F k Q Q d kQ a kQ a = ⋅ ⋅ − = =2 2 2 2 2 . A resultante dessas duas forças na partícula C pode ser calcu- lada por Pitágoras: F F F F Fe e' ' F( ) = + ⇒ = =2 2 2 22 2 , ou seja, F kQ ae ' = ⋅ 2 2 2 . Logo, F F kQ a kQ a e e' = ⋅ = = 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 4 . Alternativa A: incorreta. Considerou-se, incorretamente, a distância entre as partículas A e B igual a a. F k Q Q d kQ ae = ⋅ ⋅ =2 2 2 Sendo F kQ ae ' = ⋅ 2 2 2 F F kQ a kQ a e e' = ⋅ = = 2 2 2 2 2 1 2 2 2 Alternativa B: incorreta. Não se calculou a força resultante na partícula C, desconsiderando o teorema de Pitágoras, e, incorretamente, utilizou-se F kQ ae ' = 2 2 . Assim, F F kQ a kQ a e e' = = 2 2 2 2 2 1 2 . Alternativa C: incorreta. Inverteram-se,incorretamente, os valores das forças na divisão (razão entre as forças). F F kQ a kQ a e e ' = ⋅ = 2 2 2 2 2 2 2 2 . Alternativa E: incorreta. Não se calculou a força resultante na partícula C, desconsiderando o teorema de Pitágoras, e inverteram-se, incorretamente, os valores das forças na di- visão (razão entre as forças). F kQ a F F kQ a kQ a e e e ' ' = = = 2 2 2 2 2 22 2 QUESTÃO 40 _FIS201810090105 Durante uma aula prática de Física em um laboratório, rea- lizou-se um experimento no qual um bastão de vidro e um bastão de plástico foram atritados entre si para que eles fi- cassem eletricamente carregados. Em seguida, os bastões foram testados em pêndulos eletrostáticos condutores, que estavam na vertical, para verificar o tipo de carga adquirida pelo bastão de vidro e pelo bastão de plástico. O bastão de vidro foi aproximado de um pêndulo A, e o de plástico de um pêndulo B, sem haver contato em ambos os casos, conforme o esquema a seguir: Pêndulo A Vidro Pêndulo B Plástico Série triboelétrica Vidro + – Lã Seda Algodão Plástico Conhecendo os princípios da eletrostática e considerando a série triboelétrica ilustrada, conclui-se certamente que o pêndulo (A) A está carregado negativamente. (B) B pode estar neutro. (C) A pode estar neutro. (D) B e o pêndulo A se repelem. (E) B está carregado positivamente. GabariTO: C O pêndulo A pode estar neutro induzido ou negativo, pois, após atritar o bastão de vidro com o de plástico, o bastão de vidro ficou eletricamente positivo e o bastão de plástico fi- cou eletricamente negativo, com base na série triboelétrica. Alternativa A: incorreta. O pêndulo A pode estar neutro in- duzido ou negativo. Alternativa B: incorreta. O pêndulo B está carregado negativamente . Alternativa D: incorreta. Se o pêndulo A estiver neutro, ele será atraído por B. Alternativa E: incorreta. O pêndulo B está carregado negativamente . QUESTÃO 41 _FIS201810090104 Um objeto é abandonado do alto de uma rampa de 20 m de altura, cuja inclinação é de 30° em relação à horizontal, e desliza por ela sem atrito, sofrendo uma aceleração de 5 m/s2 no mesmo sentido do movimento, conforme figura a seguir . 20 m a 30° Ao chegar no plano horizontal, na base da rampa, uma força de atrito passa a atuar no objeto, causando uma acelera- ção de 2 m/s2 no sentido contrário ao movimento; o objeto para após deslizar por uma distância D sobre a superfície horizontal. Considerando as acelerações em cada trecho constantes, a velocidade do objeto ao percorrer metade da distância D no plano horizontal é, aproximadamente, (A) 10 m/s. (B) 11 m/s. (C) 14 m/s. (D) 15 m/s. (E) 20 m/s. GabariTO: C 20 m a 30° O deslocamento do objeto ao longo da rampa é dado por: sen S S S m30 20 0 5 20 40° = ⇒ = ⇒ = ∆ ∆ ∆, A velocidade ao final da rampa será calculada por Torricelli: v2 = v 0 2 + 2a∆S ⇒ v2 = 0 + 2 ⋅ 5 ⋅ 40 ⇒ v = 20 m/s No momento em que o objeto chega ao trecho horizontal, inicia-se sua desaceleração. 20 m a 30° v No trecho horizontal, a distância percorrida pelo objeto até parar é: vf2 = vi2 + 2a∆S ⇒ 0 = 202 + 2 ⋅ (–2) ⋅ D ⇒ 4D = 400 ⇒ D = 100 m Na metade do percurso, com a mesma aceleração, a velo- cidade será: v v aD v v v ' ' ' ' ( ) = + ⇒ ( ) = + ⋅ −( )⋅ ⇒ ⇒ ( ) = − = = 2 2 2 2 2 2 2 20 2 2 50 400 200 200 10 2 mm/s m/s≅ 14 14, Alternativa A: incorreta. Valor previsto incorretamente. Na metade do trajeto, a velocidade será metade da velocidade inicial, embora a relação de deslocamento não seja linear com a velocidade. Alternativa B: incorreta. Considerou-se, incorretamente, cos30°, ao invés de sen30°, errando toda a resolução. cos30° = 3 2 O deslocamento do corpo ao longo da rampa é dado por: ∆ = = ≅S m20 3 2 20 3 23 A velocidade ao final da rampa será calculada por Torricelli: v2 = 0 + 2 ⋅ 5 ⋅ 23 ⇒ v ≅ 15 m/s No trecho horizontal, a distância percorrida até parar é: vf2 = vi2 + 2 ⋅ a ⋅ ∆S 0 = 152 + 2 ⋅ (–2) ⋅ D 4 ⋅ D = 225 ⇒ D ≅ 56,2 m Na metade do percurso, com a mesma aceleração, a velo- cidade será: v v a D v v v ' ' , ' , , ( ) = + ⋅ ⋅ ( ) = + ⋅ −( )⋅ ( ) = − = 2 2 2 2 2 2 2 15 2 2 28 1 225 112 4 112 6 '' , '= ⇒ ≅112 6 11v m/s Alternativa D: incorreta. Considerou-se, incorretamente, cos30°, ao invés de sen30°, errando toda a resolução, e con- siderou-se apenas a velocidade do objeto na base da rampa, no início do plano horizontal. v ≅ 15 m/s Alternativa E: incorreta. Essa é a velocidade do corpo na base da rampa, no início do plano horizontal. QUESTÃO 42 _FIS201810090111 Um pêndulo simples, que oscila em torno de um ponto fixo, é constituído por uma massa m, presa a um fio metálico de comprimento L e coeficiente de dilatação linear α. Sabe-se que, alterando a temperatura do sistema, o período de osci- lação será modificado, uma vez que o comprimento do fio é alterado pelo fenômeno da dilatação térmica. Considerando que o movimento oscilatório ocorre com ân- gulos pequenos, a variação de temperatura necessária para que o período de oscilação desse pêndulo sofra um aumen- to de 1% em relação ao valor inicial é, aproximadamente, (A) 1 ⋅ 103 °C. (B) 2 ⋅ 103 °C. (C) 5 ⋅ 103 °C. (D) 1 ⋅ 104 °C. (E) 2 ⋅ 104 °C. Note e adote: Coeficiente de dilatação linear α do fio: 2 ∙ 10–6 °C–1. Período de oscilação (T) de um pêndulo simples: T L g = 2pi , em que g é a aceleração da gravidade. GabariTO: D Inicialmente, o período de oscilação T do pêndulo é dado pela equação: T L g = 2pi Aquecendo o sistema, o novo período T' será 1% maior que o anterior, portanto: T T T L g ' , ' , = ⋅ = ⋅ 1 01 1 01 2pi A expressão anterior pode ser reescrita da seguinte forma: T L g T L g ' , ' ' = ( ) ⋅ = 2 1 01 2 2 pi pi Nessa forma L', o comprimento do fio metálico após a dila- tação, corresponde a (1,01)2 ⋅ L. Cálculo da dilatação linear do fio: ∆L = L' – L ∆L = ((1,01)2 ⋅ L) – L ∆L = 1,0201L – L ∆L = 0,0201L Cálculo da variação de temperatura: ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ L L L L = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ − − − α θ θ θ θ 0 0201 2 10 0 0201 2 10 0 0201 2 10 6 6 6 , , , ∆∆ ∆ θ θ ≅ ⋅ ⋅ ≅ ⋅ ° − − 2 10 2 10 1 10 2 6 4 C QUESTÃO 43 _FIS201810090109 Anisotropia corresponde a uma característica apresentada por alguns materiais, nos quais as propriedades físicas va- riam em função da direção de estudo considerada. A cordierita, um aluminossilicato de magnésio, apresenta diferentes valores de dilatação térmica ao longo dos eixos cristalográficos. Quando é aquecida ao longo dos eixos a e b, ocorre expansão térmica, enquanto observa-se contração térmica no eixo c. Para a cordierita, os módulos dos coefi- cientes de dilatação linear αa, αb e αc nas direções a, b e c, respectivamente, satisfazem a seguinte relação: αc > αa > αb. A figura a seguir mostra um cristal cúbico de cordierita, a 25 °C, posicionado sobre um sistema de eixos cristalográ- ficos. Inicialmente, o vértice P do cristal tem coordena- das (x, y, z) tomadas em relação aos eixos cristalográficos a, b e c, respectivamente. Aquecendo o cristal até que ele atinja a temperatura de 100 °C, as novas coordenadas do vértice P serão (x', y', z'). Pode-se afirmar que (A) x' = y' = z' (B) x' = y' > z' (C) x' > y' > z' (D) x' = y' < z' (E) y' < x' < z' GabariTO: C Inicialmente, a 25 °C, tem-se um cristal cúbico de cordieri- ta. Dessa forma, sendo (x, y, z) as coordenadas do vértice P, tem-se: x = y = z A partir da leitura do enunciado, sabe-se que, na
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