Acervo de Física · Medicina

FEMPAR 2024

Faculdade Evangélica Mackenzie do Paraná

10 questões de Física · Tipo 1 — Branca

Q61
Movimento uniformemente variado

Um carro viaja por uma estrada retilínea com uma velocidade constante de 15m/s. Para realizar uma ultrapassagem, o motorista precisou aumentar a velocidade do carro e, para isso, pisou forte no acelerador. Assim, o carro percorreu 100m uniformemente acelerado durante 5s. Após 5s, o carro adquiriu a velocidade de

A)

25m/s.

B)

28m/s.

C)

30m/s.

D)

32m/s.

E)

34m/s.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

A

Resolução

A velocidade média no trecho acelerado é:

\[v_m=\frac{100}{5}=20\,m/s\]

Para aceleração constante:

\[v_m=\frac{v_0+v_f}{2}\]
\[20=\frac{15+v_f}{2}\]
\[v_f=25\,m/s\]

Alternativa correta: A.

Q62
Empuxo e balança
Figura da questão 62 de Física — FEMPAR 2024 CG

Nos recipientes, ambos com volumes iguais a 5cm3, são introduzidas duas esferas maciças de mesmo material, cuja densidade é 7,8g/cm³.

Figura original da questão 62 — FEMPAR 2024

Considere a densidade da água 1g/cm³.

Uma vez estabelecido o equilíbrio, para que o sistema ilustrado na figura 2 fique em repouso, é necessário adicionar

A)

34g de água ao recipiente da esquerda.

B)

20g de água ao recipiente da esquerda.

C)

34g de água ao recipiente da direita.

D)

20g de água ao recipiente da direita.

E)

não é necessário adicionar água a nenhum dos dois recipientes

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

A

Resolução

Pela montagem da figura, as esferas têm volume de 5 cm³ e estão totalmente imersas. A esfera da esquerda está suspensa por suporte externo; a da direita é sustentada por um apoio ligado ao prato.

A massa de cada esfera é:

\[m_e=7{,}8\cdot5=39\,g\]

À esquerda, o aumento da força no prato é igual ao empuxo, cuja massa equivalente é:

\[m_{eq}=\rho_{água}V\]
\[m_{eq}=1\cdot5=5\,g\]

À direita, a montagem transmite o peso completo da esfera, correspondente a 39 g. A diferença é:

\[\Delta m=39-5=34\,g\]

Deve-se acrescentar 34 g de água ao recipiente da esquerda. O texto usa “recipientes” ao apresentar o volume de 5 cm³; a leitura pretendida, coerente com a montagem e o gabarito, atribui esse volume às esferas. Essa imprecisão fica registrada sem alterar o enunciado.

Alternativa correta: A.

Q63
Força de contato

Um bloco de 120N desloca-se em movimento uniformemente retardado, sobre uma superfície plana e horizontal, em linha reta, sob a ação de seu próprio peso e da força que a superfície exerce sobre ele. O módulo da resultante dessas duas forças é 50N. Nesse caso, o módulo da força que a superfície exerce sobre o bloco é de

A)

120N.

B)

124N.

C)

126N.

D)

128N.

E)

130N.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

E

Resolução

Como não há aceleração vertical, a normal equilibra o peso.

\[N=P=120\,N\]

A resultante de 50 N é horizontal e corresponde ao atrito.

\[F_{at}=50\,N\]

A força total exercida pela superfície reúne duas componentes perpendiculares.

\[F_{contato}=\sqrt{N^2+F_{at}^2}\]
\[F_{contato}=\sqrt{120^2+50^2}=130\,N\]

Alternativa correta: E.

Q64
Energia no lançamento oblíquo

Uma esfera de pequenas dimensões é lançada de uma elevação localizada a 25m de altura, com uma velocidade 𝑣⃗𝑜 de módulo igual a 20m/s e ângulo de tiro θ = 45o. A esfera chega ao solo com uma velocidade 𝑣⃗. A figura mostra a trajetória da esfera entre o instante do lançamento e o instante em que chega ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.

Figura original da questão 64 — FEMPAR 2024

Considere g = 10 m/s².

O módulo da velocidade 𝑣⃗ com que a esfera chega ao solo é de

A)

25m/s.

B)

30m/s.

C)

40m/s.

D)

45m/s.

E)

60m/s.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

B

Resolução

Adote o solo como referência de energia potencial nula.

\[\frac12mv^2=\frac12mv_0^2+mgh\]

A massa se cancela.

\[v^2=v_0^2+2gh\]
\[v^2=20^2+2\cdot10\cdot25\]
\[v^2=900\]
\[v=30\,m/s\]

Alternativa correta: B.

Q65
Dinâmica de blocos conectados

Três blocos I, II e III, de 200g cada um, presos um ao outro por fios ideais de massas desprezíveis, são acelerados verticalmente para cima por uma força F de módulo igual a 9N.

Figura original da questão 65 — FEMPAR 2024

Considere g = 10 m/s2. O módulo da resultante das forças que atua sobre o bloco II é

A)

1N.

B)

2N.

C)

3N.

D)

4N.

E)

5N.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

A

Resolução

Para o conjunto:

\[M=3\cdot0{,}2=0{,}6\,kg\]
\[P_{total}=0{,}6\cdot10=6\,N\]
\[F_R=9-6=3\,N\]
\[a=3/0{,}6=5\,m/s^2\]

O bloco II tem massa 0,2 kg e a mesma aceleração.

\[F_{R,II}=m_{II}a\]
\[F_{R,II}=0{,}2\cdot5=1\,N\]

Essa é a resultante no bloco central, incluindo as trações e seu peso.

Alternativa correta: A.

Q66
Dilatação e densidade

Nos pratos de uma balança de braços iguais são colocados dois recipientes de mesmas dimensões, de massas iguais, transparentes e termicamente indilatáveis, contendo volumes iguais de um mesmo líquido, como mostra a figura.

Figura da questão 66 de Física — FEMPAR 2024 CG

No prato da esquerda, o líquido está na temperatura θ1 e, no da direita, na temperatura θ2. Verifica-se que a balança só permanece em equilíbrio quando se coloca um contrapeso no prato da esquerda. Nesse caso, as temperaturas θ1 e θ2 são tais que

A)

θ1 > θ2.

B)

θ1 ≥ θ2.

C)

θ1 = θ2.

D)

θ1 ≤ θ2.

E)

θ1 < θ2.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

A

Resolução

A balança precisa de contrapeso à esquerda, logo o líquido desse lado tem menor massa.

\[m_1<m_2\]

Como os volumes e as massas dos recipientes são iguais:

\[\rho_1V<\rho_2V\]
\[\rho_1<\rho_2\]

Para um líquido de dilatação térmica usual, a densidade diminui quando a temperatura aumenta.

\[\theta_1>\theta_2\]

Essa é a hipótese usada pelo gabarito. O enunciado não identifica o líquido nem exclui a região de dilatação anômala; sem essa hipótese, não seria possível inferir universalmente a ordem das temperaturas só pelas massas.

Alternativa correta: A.

Q67
Trabalho em expansão isobárica

A figura 1 mostra um recipiente provido de um êmbolo que pode deslizar em seu interior com atrito desprezível. O recipiente contém um gás em equilíbrio termodinâmico, ocupando um volume de 3,0.10–2m3 a 27oC. Aquece-se o gás muito lentamente, de modo que sua expansão possa ser considerada isobárica, até um novo estado de equilíbrio termodinâmico no qual sua temperatura seja igual a 52oC.

Figura da questão 67 de Física — FEMPAR 2024 CG

Considere a pressão atmosférica 1,0.105 N/m2 e o gás ideal. O trabalho realizado pelo gás durante esta expansão foi de

A)

125 J.

B)

180 J.

C)

220 J.

D)

250 J.

E)

280 J.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

D

Resolução

As temperaturas absolutas são:

\[T_1=27+273=300\,K\]
\[T_2=52+273=325\,K\]

Em uma expansão isobárica de gás ideal:

\[\Delta V=V_1\frac{T_2-T_1}{T_1}\]
\[\Delta V=3{,}0\cdot10^{-2}\frac{25}{300}\]
\[\Delta V=2{,}5\cdot10^{-3}\,m^3\]

Para obter o valor pretendido, adota-se êmbolo de peso desprezível, de modo que a pressão do gás seja a atmosférica.

\[W=p\Delta V\]
\[W=10^5\cdot2{,}5\cdot10^{-3}=250\,J\]

O texto informa atrito desprezível, mas não a massa do êmbolo. Se seu peso fosse relevante, a pressão seria maior que a atmosférica e faltariam dados para determinar o trabalho. O gabarito pressupõe o êmbolo de peso desprezível.

Alternativa correta: D.

Q68
Sistema afocal

A figura mostra como se refrata um feixe de raios luminosos paralelos ao eixo principal de uma lente divergente após atravessá-la.

Figura original da questão 68 — FEMPAR 2024

Do lado oposto ao da incidência deve ser colocada uma lente convergente de 5di, de mesmo eixo principal, de modo a formar um sistema óptico afocal. Na figura estão indicados vários pontos do eixo principal separados por 5cm. Para que as lentes formem um sistema afocal, o centro óptico da lente convergente deve coincidir com o ponto

A)

1.

B)

2.

C)

3.

D)

4.

E)

5.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

C

Resolução

Os raios incidentes chegam da direita para a esquerda. Os prolongamentos dos raios emergentes se encontram 5 cm à direita da lente divergente, no foco virtual.

A convergente tem distância focal:

\[f_c=1/C\]
\[f_c=1/5=0{,}20\,m=20\,cm\]

Para colimar o feixe que chega a ela, seu foco objeto deve coincidir com esse ponto. Como ele fica 5 cm à direita da divergente, o centro da convergente deve ficar 15 cm à esquerda dela.

\[d=20-5=15\,cm\]

A figura identifica essa posição como ponto 3.

Alternativa correta: C.

Q69
Campo de duas cargas

A figura a seguir ilustra duas cargas puntuais, Q1 e Q2, fixas em dois vértices de triângulo isósceles. Nela, no outro vértice, o campo elétrico 𝐸⃗⃗ está representado por um segmento orientado.

Figura original da questão 69 — FEMPAR 2024

Sendo assim, é correto afirmar que:

A)

𝑄1 < 0, 𝑄2 > 0 𝑒 |𝑄1| < |𝑄2|.

B)

𝑄1 < 0, 𝑄2 > 0 𝑒 |𝑄1| > |𝑄2|.

C)

𝑄1 > 0, 𝑄2 > 0 𝑒 |𝑄1| < |𝑄2|.

D)

𝑄1 > 0, 𝑄2 > 0 𝑒 |𝑄1| > |𝑄2|.

E)

𝑄1 > 0, 𝑄2 < 0 𝑒 |𝑄1| = |𝑄2|.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

A

Resolução

As distâncias do ponto às cargas são iguais. Q₁ está acima e Q₂ abaixo, à direita do ponto de observação.

Para a configuração que produz campo para cima e para a esquerda, Q₁ negativa atrai o campo para cima e para a direita; Q₂ positiva produz campo para cima e para a esquerda.

As componentes verticais se somam. Para a componente horizontal resultante apontar à esquerda, o campo de Q₂ deve ser mais intenso.

\[E_2>E_1\]

Como as distâncias são iguais:

\[k|Q_2|/r^2>k|Q_1|/r^2\]
\[|Q_2|>|Q_1|\]

Portanto Q₁ < 0, Q₂ > 0 e |Q₁| < |Q₂|. Essa combinação satisfaz a orientação mostrada; duas cargas positivas poderiam produzir campo para cima e para a esquerda, mas apenas dentro do setor entre as direções que se afastam das cargas. O vetor desenhado é mais íngreme e está fora desse setor, afastando essa possibilidade.

Alternativa correta: A.

Q70
Associação de resistores

Utiliza-se uma fonte de tensão capaz de manter em seus terminais uma diferença de potencial de 18V sob quaisquer condições, para alimentar três resistores R1, R2 e R3. Esses resistores são ligados a essa fonte de tensão de modo que o resistor R1 de 6Ω, seja percorrido por uma corrente elétrica de 1A de intensidade, o resistor R2 por uma corrente elétrica de 2A de intensidade e o resistor R3 por uma corrente elétrica de 3A de intensidade. Nesse caso, é possível afirmar que a resistência do resistor R3 é de

A)

1Ω.

B)

2Ω.

C)

3Ω.

D)

4Ω.

E)

6Ω.

Gabarito definitivo FGV · Tipo 1 — Branca.

D

Resolução

A corrente de R₃ é a soma das outras duas.

\[I_3=I_1+I_2=3\,A\]

Assim, na associação de três resistores indicada pelos dados, R₃ está em série com o paralelo de R₁ e R₂.

A tensão no paralelo é a tensão de R₁.

\[U_{12}=R_1I_1\]
\[U_{12}=6\cdot1=6\,V\]

A diferença restante da fonte aparece em R₃.

\[U_3=18-6=12\,V\]
\[R_3=U_3/I_3\]
\[R_3=12/3=4\,\Omega\]

Alternativa correta: D.

↑ Voltar ao topo