Edição: FACERES 2017 · AbrilFísica: questões 25 a 32Fonte: Gabarito separado fornecido na pasta de origem. Organização por mês de aplicação, sem presumir o ano de ingresso.
Q25
Velocidade média em metades de percurso
Em um laboratório de física, é realizado um ensaio sobre o movimento de um pequeno corpo que, num trecho retilíneo e horizontal, percorre metade de um trajeto com velocidade constante de 0,30 cm/s e o restante do trajeto com velocidade constante de 0,70 cm/s. Sobre o experimento, são feitas quatro afirmações: I. Na primeira metade do percurso, na qual a velocidade é mantida constante, pode-se afirmar que não há forças atuando sobre o pequeno corpo. II. Na segunda metade do percurso, na qual a velocidade também é mantida constante, a resultante das forças que atuam sobre o pequeno corpo é nula. III. A velocidade média do corpo durante todo o trajeto é 0,50 cm/s. IV. A velocidade média do pequeno móvel durante todo o trajeto é 0,42 cm/s. Pode-se afirmar que estão corretas as alternativas:
A)I, II e III.
B)II e IV.
C)II e III.
D)II, III e IV.
E)I, II, III e IV.
Gabarito fornecido · prova amarela.
B
Resolução
Nos trechos de velocidade constante, a resultante é nula, mas forças equilibradas podem atuar. I é falsa e II é verdadeira.
III é falsa e IV é verdadeira. São corretas II e IV.
Alternativa correta: B.
Q26
Força de contato entre caixa e piso
Um operário empurra uma caixa de massa 40,0 kg em um piso horizontal, aplicando força F paralela ao solo. A caixa move-se a 4,10 m/s, com velocidade constante em trajetória retilínea. O atrito vale 75% da normal. Quais as intensidades da força de contato C entre caixa e solo e da força F aplicada pelo operário? Adote g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar.
A)C = 500 N e F = 300 N.
B)C = 400 N e F = 300 N.
C)C = 300 N e F = 500 N.
D)C = 300 N e F = 400 N.
E)C = F = 400 N.
Gabarito fornecido · prova amarela.
A
Resolução
Verticalmente:
\[N=mg=40\cdot10=400\,N\]
O atrito vale:
\[f=0{,}75N=300\,N\]
Como a velocidade é constante, a força horizontal aplicada equilibra o atrito.
\[F=300\,N\]
A força de contato é a soma vetorial da normal e do atrito.
\[C=\sqrt{400^2+300^2}\]
\[C=500\,N\]
Alternativa correta: A.
Q27
Volume de uma caixa que afunda
Um cozinheiro curiosíssimo, ao observar a indicação da massa de 1,1 kg em uma caixa de extrato de tomate em um supermercado, questiona-se sobre a densidade do produto. Diante de sua curiosidade, o homem mergulha a caixa fechada em um recipiente com água, cuja densidade é 3 3 / 10 0,1 m kg × , e a caixa afunda imediatamente. Das alternativas abaixo, qual o único valor, em litros, que pode representar corretamente o volume da caixa?
A)1,8.
B)1,6.
C)1,4.
D)1,2.
E)1,0.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
Desprezando a massa da embalagem, a caixa afunda se sua densidade média excede a da água.
\[\frac{1{,}1}{V}>1000\]
\[V<0{,}0011\,m^3\]
\[V<1{,}1\,L\]
Entre as opções, apenas 1,0 L atende à condição. Considerar uma embalagem de massa relevante exigiria acrescentá-la aos 1,1 kg; a resposta usa a aproximação pretendida pelo exercício.
Alternativa correta: E.
Q28
Comparação de imagens em três espelhos
Beatriz compara imagens conjugadas por seus espelhos. No primeiro, a imagem tem o mesmo tamanho que a garota; no segundo, é menor; no terceiro, maior. De acordo com as figuras e os conceitos de óptica, os espelhos podem ser, respectivamente:
A)Plano, esférico côncavo e esférico convexo.
B)Esférico convexo, plano e esférico côncavo.
C)Plano, esférico convexo e esférico côncavo.
D)Esférico côncavo, esférico côncavo e esférico convexo.
E)Plano, plano e esférico côncavo.
Gabarito fornecido · prova amarela.
C
Resolução
O primeiro espelho pode ser plano, que fornece imagem virtual, direita e de mesmo tamanho. O segundo pode ser convexo, com imagem virtual, direita e menor. O terceiro pode ser côncavo com a garota entre foco e vértice, produzindo imagem virtual, direita e maior. A ordem compatível é plano, convexo e côncavo.
Alternativa correta: C.
Q29
Unidades de calor e temperatura
11 29. É comum usarmos as palavras “calor” e “temperatura” no cotidiano como se fossem sinônimos. Entretanto, cientificamente, os termos são distintos. Calor é a transferência de energia térmica que passa de um corpo para outro devido à diferença de temperatura, enquanto que temperatura pode ser entendida como o nível de agitação das partículas que compõem um corpo. Qual alternativa apresenta, respectivamente, unidades de calor e temperatura?
A)Caloria e quilowatt-hora.
B)Kelvin e Celsius.
C)Joule e caloria.
D)Joule e Kelvin.
E)Watt e Celsius.
Gabarito fornecido · prova amarela.
D
Resolução
Calor é energia transferida em razão de diferença de temperatura e pode ser expresso em joules. A unidade SI de temperatura é kelvin. Watt mede energia por tempo; caloria e quilowatt-hora também são unidades de energia, não de temperatura. O par solicitado é joule e kelvin.
Alternativa correta: D.
Q30
Onda mecânica em água rasa
Uma onda na superfície da água tem frequência igual à da fonte que a produz. No modelo apresentado, sua velocidade é $v=\sqrt{gh}$, em que h é a profundidade, em metros, e g = 10 m/s². Para h = 6,4 m, assinale a alternativa que identifica a natureza e a velocidade da onda do mar.
A)A onda do mar é eletromagnética e sua velocidade é 8,0 m/s.
B)A onda do mar é mecânica e sua velocidade é 8,0 m/s.
C)A onda do mar é eletromagnética e sua velocidade é 6,4 m/s.
D)A onda do mar é mecânica e sua velocidade é 6,4 m/s.
E)A onda do mar é mecânica e sua velocidade é 40,9 m/s.
Gabarito fornecido · prova amarela.
B
Resolução
Ondas na água necessitam do meio material, portanto são mecânicas. Pela expressão fornecida:
\[v=\sqrt{gh}\]
\[v=\sqrt{10\cdot6{,}4}\]
\[v=\sqrt{64}=8{,}0\,m/s\]
A relação é o modelo de ondas de gravidade em água rasa, no qual a profundidade é pequena em comparação com o comprimento de onda.
Alternativa correta: B.
Q31
Corrente mínima em reostato de pontos
Reostatos são resistores cuja resistência pode variar. No reostato de pontos da figura, formado por oito resistores iguais de resistência R, o cursor C pode ser ligado aos pontos 1, 2, 3, 4 ou 5. Sob uma tensão constante de 110 V, a qual ponto se deve ligar o cursor para que a corrente seja mínima?
A)5.
B)4.
C)3.
D)2.
E)1.
Gabarito fornecido · prova amarela.
A
Resolução
A tensão da fonte permanece constante.
\[I=\frac{110}{R_{eq}}\]
A menor corrente corresponde ao maior R equivalente. Acompanhe, no desenho, o caminho dos resistores entre o terminal fixo e cada posição do cursor. A conexão no ponto 5 inclui a maior resistência efetiva do conjunto. Assim, esse ponto minimiza a corrente fornecida.
Alternativa correta: A.
Q32
Carga paralela ao campo magnético
Um próton penetra em uma região com campo magnético uniforme B = 4,0 × 10⁻² T, com velocidade de 1,1 × 10⁷ m/s na mesma direção e sentido das linhas de indução. Despreze a gravidade. Assinale o módulo da força magnética e o tipo de movimento.
A)7,0 × 10⁻¹⁴ N; circular uniforme.
B)7,0 × 10⁻¹⁴ N; helicoidal uniforme.
C)8,0 × 10⁻¹⁴ N; circular uniforme.
D)8,0 × 10⁻¹⁴ N; helicoidal uniforme.
E)Força nula; retilíneo uniforme.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
A força magnética tem módulo:
\[F=\lvert q\rvert vB\sin\theta\]
A velocidade tem a mesma direção e sentido do campo, portanto θ = 0.
\[F=0\]
Desprezada a gravidade e sem outras forças, o próton mantém movimento retilíneo uniforme. Os valores numéricos de q, v e B não precisam ser multiplicados.
