Física - Grupos 2 e 3
Prova objetiva realizada no dia 12/12/2002

Questões

11
Um automóvel parte do repouso e se movimenta com a aceleração mostrada, de maneira aproximada, na figura abaixo.

Depois que sua aceleração mudou de sentido, o deslocamento (variação da posição) entre os instantes t=2s e t=3s vale, em metros:

(A) 0
(B) 1,0
(C) 2,0
(D) 3,0
(E) 4,0

Indique qual das opções acima apresenta o valor correto.

Resposta
(D) 3,0
O automóvel parte do repouso e em t=2s terá v= at = 4m/s. Esta será a velocidade inicial do trecho seguinte, no qual sua aceleração é constante e igual a -2m/s2. Então, o deslocamento valerá:

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12
Um pêndulo, consistindo de um corpo de massa m preso à extremidade de um fio de massa desprezível, está pendurado no teto de um carro. Considere as seguintes afirmações:

I) Quando o carro acelera para frente, o pêndulo se desloca para trás em relação ao motorista.
II) Quando o carro acelera para frente, o pêndulo se desloca para frente em relação ao motorista.
III) Quando o carro acelera para frente, o pêndulo não se desloca e continua na vertical.
IV) Quando o carro faz uma curva à esquerda com módulo da velocidade constante, o pêndulo se desloca para a direita em relação ao motorista.
V) Quando o carro faz uma curva à esquerda com módulo da velocidade constante, o pêndulo se desloca para a esquerda em relação ao motorista.

Assinale a opção que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s).

(A) I e IV
(B) II e V
(C) I
(D) III
(E) II e IV

Resposta
(A) I e IV
Quando o carro acelera para frente, por inércia a massa não o acompanha. O resultado é a inclinação do pêndulo para trás, em relação ao motorista. Este deslocamento produz um ângulo tal que a componente da tração no fio forneça a força necessária para imprimir a mesma aceleração à massa. A mesma idéia se aplica à curva, com o pêndulo se deslocando em relação ao motorista na direção oposta à da curva. As afirmativas (I) e (IV) são as verdadeiras.

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13
Queremos calcular a altura de um edifício tal que, se uma pedra é deixada cair do seu topo, ela terá a velocidade de 72km/h ao atingir o solo, desprezados os efeitos da resistência do ar. Se cada andar é aproximadamente equivalente a 2,5m, o número de andares deste edifício deve ser (g = 10,0m/s²):

(A) 104
(B) 52
(C) 26
(D) 13
(E) 8

Indique qual das opções acima apresenta o valor correto.

Resposta
(E) 8
Usando a conservação de energia, altura h é dada por h = v²/2g. Convertendo a velocidade para o sistema internacional obtemos v = 72/3,6 = 20m/s e h = 20m o que corresponde a 20/2,5 = 8 andares.

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14
Uma bola B1 de massa m, movendo-se com velocidade 3,0 m/s para a direita, choca-se com outra bola B2 de massa 2m, inicialmente em repouso. Após colidirem, a bola B2 adquire uma velocidade de 2,0 m/s para a direita. Assinale a opção que apresenta a velocidade final da bola B1.

(A) 2,0 m/s para a direita.
(B) 1,0 m/s para a direita.
(C) 0m/s.
(D) 1,0 m/s para a esquerda.
(E) 2,0 m/s para a esquerda.

Resposta
(D) 1,0m/s para a esquerda
Antes do choque o momento linear vale 3m para a direita. Depois do choque vale
mv_1f +2m(2) = m(v_1f +4).
Como o momento linear é sempre conservado em colisões obtemos v_1f = -1 m/s. O sinal negativo indica que B1 se move para a esquerda.

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15
Um submarino experimental de massa m = 500t e volume total 1.500m³ encontra-se parcialmente submerso. Considerando a densidade da água igual a 10³ kg/m³, assinale a opção que apresenta a fração do volume que fica submerso.

(A) 1/2
(B) 1/3
(C) 1/4
(D) 1/5
(E) 1/6

Resposta
(B) 1/3
O empuxo atuando no submarino deve equilibrar a força peso. Logo, rV_sg = mg onde V_s é o volume submerso do submarino. Neste caso, obtemos V_s = m/r = 500kg. A fração do volume que se encontra submerso é V_s/V que é igual a 1/3.

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16
Os mecanismos de troca de calor entre dois corpos são:

(A) evaporação, radiação e convecção.
(B) condução, radiação e sublimação.
(C) evaporação, condensação e convecção.
(D) evaporação, sublimação e condução.
(E) condução, radiação e convecção.

Indique qual das opções acima apresenta a afirmativa correta.

Resposta
(E) condução, radiação e convecção.
A evaporação, sublimação, e condensação são mudanças de estado enquanto que a condução, a radiação e a convecção são processos de troca de calor.

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17
Em um dia seco, um pente, atritado no cabelo de um estudante, é colocado perto de um pequeno pedaço neutro de papel. Assinale a opção correta.

(A) O pente não conseguirá atrair ou repelir o pedaço de papel.
(B) O fato de o pente atrair o pedaço de papel indica que o papel ficou polarizado pelo pente.
(C) O fato de o pente atrair o pedaço de papel indica que o pente ficou polarizado pelo papel.
(D) O fato de o pente repelir o pedaço de papel indica que o papel ficou polarizado pelo pente.
(E) O fato de o pente repelir o pedaço de papel indica que o pente ficou polarizado pelo papel

Resposta
(B) o fato de o pente atrair o pedaço de papel indica que o papel ficou polarizado pelo pente.
Ao ser atritado no cabelo do estudante o pente fica carregado. Neste caso, ao ser aproximado de um papel neutro, o campo elétrico gerado pelas cargas no pente irá polarizar o papel, com cargas de sinal oposto no lado do papel mais próximo do pente. Como a força elétrica diminui com o aumento da distância, o papel será atraído pelo pente.

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18
Morcegos podem produzir e detectar sons de freqüência muito maiores do que as que o ouvido humano é sensível. Para caçar insetos que fazem parte da sua dieta, uma freqüência típica usada é 100 kHz . Se a velocidade do som no ar, à temperatura ambiente, é de 344 m/s, o comprimento de onda associado àquela freqüência vale:

(A) 3,4 mm.
(B) 3,4 cm.
(C) 1,0 cm.
(D) 2,9 mm.
(E) 2,9 cm.

Indique qual das opções acima apresenta o valor correto.

Resposta
(A) 3,4mm
A velocidade de uma onda é dada por v=lf . Então, o comprimento de onda associado à freqüência 100kHz é l=3,4mm.


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19
Um circuito elétrico apresenta um conjunto de resistores R1 = 30 , R2 = 100 e R3 = 25 , como mostra a figura.

A bateria tem 10 V, e sua resistência interna é desprezível. A corrente elétrica que flui por R1 e a potência dissipada no conjunto R2 e R3 são:

(A) 0,1 A e 1/5 W.
(B) 0,1 A e 4/5 W.
(C) 0,2 A e 2/5 W.
(D) 0,2 A e 4/5 W.
(E) 0,3 A e 1/5 W.

Indique qual das opções acima apresenta os valores correspondentes à corrente e à potência.

Resposta
(D) 0,2A e 4/5 W
Podemos calcular a resistência equivalente aos resistores R2 e R3;


A corrente no circuito será dada por


A potência na resistência equivalente é P = R_eqI² = 4/5W.

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20
Duas ondas idênticas viajando na mesma direção e em sentidos opostos se encontram em pleno oceano. Durante este encontro

(A) formam uma onda com o dobro da freqüência das ondas iniciais.
(B) formam uma onda com o dobro da amplitude das ondas iniciais.
(C) se aniquilam.
(D) formam uma onda com a metade da freqüência das ondas iniciais.
(E) formam uma onda com a metade da amplitude das ondas iniciais.
Indique qual das opções acima apresenta a afirmativa correta.

Resposta
(B) formam uma onda com o dobro da amplitude das ondas iniciais.
Pelo princípio de superposição, duas ondas de mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, e mesma freqüência viajando em sentidos opostos, irão interagir de maneira a formar uma onda com mesma freqüência e amplitude igual à soma das amplitudes das ondas iniciais.

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