Provas Anteriores | Unimes 2018 | Prof. Ricardo Bastos

Q36

Mecânica — Cinemática — Velocidade do automóvel esportivo e o viaduto

Um garoto viaja por uma estrada reta, plana e longa, no banco de trás de um automóvel, a uma velocidade constante de 100 km/h. Ele observa, então, um outro automóvel esportivo ultrapassá-lo em alta velocidade e, no instante em que os dois automóveis estão emparelhados, ele aciona seu cronômetro. Após 10 segundos, o garoto observa que o automóvel esportivo passa por baixo de um viaduto. Passados mais 6 segundos, seu automóvel passa por baixo do mesmo viaduto. Considerando-se que os automóveis e o viaduto têm dimensões desprezíveis e que o automóvel esportivo também se manteve à velocidade constante durante todo o trajeto, é correto afirmar que sua velocidade no trajeto era de

A)150 km/h.

B)180 km/h.

C)160 km/h.

D)140 km/h.

E)130 km/h.

Gabarito

C

Resolução comentada

Os dois automóveis partem emparelhados e percorrem a mesma distância $d$ até o viaduto. O automóvel do garoto, a 100 km/h, chega ao viaduto em $10+6=16\ \mathrm{s}$:

$$d=v\,t=\dfrac{100}{3{,}6}\cdot16=\dfrac{1\,600}{3{,}6}\ \mathrm{m}$$

O esportivo percorre a mesma distância em 10 s:

$$v_e=\dfrac{d}{10}=\dfrac{160}{3{,}6}\ \mathrm{m/s}=160\ \mathrm{km/h}$$

Como os tempos são 10 s e 16 s, a razão entre as velocidades é $\dfrac{16}{10}=1{,}6$, e $100\cdot1{,}6=160\ \mathrm{km/h}$.

Q37

Mecânica — Trabalho e energia — Potência do ciclista na subida

Um dos trajetos de uma corrida de bicicletas consiste em um deslocamento horizontal de 22 km com uma subida de inclinação média de 6,5%. Considerando que a aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s² e supondo que um ciclista profissional, cuja massa, incluindo sua bicicleta, é de 80 kg, levou 66 minutos e 40 segundos para completar a subida, é correto afirmar que o valor que melhor representa a potência média desenvolvida por ele somente para vencer a força gravitacional é de

A)1 144 W.

B)286 W.

C)17 230 W.

D)440 W.

E)572 W.

Gabarito

B

Resolução comentada

Inclinação de 6,5% significa que o desnível é 6,5% do deslocamento horizontal:

$$h=0{,}065\cdot22\,000=1\,430\ \mathrm{m}$$

O tempo é $66\ \mathrm{min}\ 40\ \mathrm{s}=4\,000\ \mathrm{s}$. A potência para vencer o peso é a energia potencial ganha dividida pelo tempo:

$$P=\dfrac{m\,g\,h}{\Delta t}=\dfrac{80\cdot10\cdot1\,430}{4\,000}=286\ \mathrm{W}$$

Q38

Mecânica — Hidrostática — Força mínima no macaco hidráulico

Macaco hidráulico em U: o êmbolo menor, de área A1, recebe a força F1 para baixo, e o êmbolo maior, de área A2, sustenta um automóvel e recebe a força F2 para cima.

O macaco hidráulico é um equipamento usado comumente em postos de gasolina para elevar automóveis, como mostra a figura.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br

Suponha que o macaco apresente razão $\dfrac{A_2}{A_1}$ entre as áreas dos seus êmbolos igual a 150 e que a aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s². Para poder elevar um automóvel de massa m = 3 000 kg, é correto afirmar que a força mínima F₁ aplicada ao êmbolo menor A₁ deve ser

A)3 000 N.

B)30 000 N.

C)20 N.

D)450 N.

E)200 N.

Gabarito

E

Resolução comentada

A força mínima em $A_2$ equilibra o peso do automóvel:

$$F_2=m\,g=3\,000\cdot10=30\,000\ \mathrm{N}$$

Pelo princípio de Pascal, a pressão é a mesma nos dois êmbolos:

$$\dfrac{F_1}{A_1}=\dfrac{F_2}{A_2}\ \Rightarrow\ F_1=\dfrac{F_2}{150}=\dfrac{30\,000}{150}=200\ \mathrm{N}$$

Q39

Termologia — Termodinâmica — Processos isocórico e isobárico entre dois estados

Gráfico da pressão, em 10⁵ N/m², contra o volume, em m³. O estado A está em 2,0 e 0,2 e o estado B em 1,0 e 0,4. O processo I desce de A até 1,0 e segue para B. O processo II segue de A até 0,4 a 2,0 e desce até B.

Um certo gás ideal pode passar de um estado A para outro estado B através de dois processos distintos: no processo I, sofre uma transformação isocórica seguida de uma isobárica; no processo II, sofre uma transformação isobárica seguida de uma isocórica, conforme o gráfico.

De acordo com o gráfico, é correto afirmar que:

A)A quantidade de calor trocada pelo gás é maior através do processo II que através do processo I.

B)O trabalho realizado pelo gás no processo I é maior que o trabalho realizado no processo II.

C)A variação da energia interna do gás no processo I é menor que a sua variação no processo II.

D)A temperatura do gás no estado A é maior que a temperatura do gás no estado B.

E)A quantidade de calor trocada pelo gás é menor através do processo II que através do processo I.

Gabarito

A

Resolução comentada

Pelo gráfico, $p_AV_A=2{,}0\cdot10^{5}\cdot0{,}2=4\cdot10^{4}$ e $p_BV_B=1{,}0\cdot10^{5}\cdot0{,}4=4\cdot10^{4}$. Como $pV/T$ é constante, os estados A e B têm a mesma temperatura, e $\Delta U$ é nula nos dois processos.

O trabalho é a área sob a curva, só nos trechos em que o volume varia:

$$W_I=1{,}0\cdot10^{5}\cdot0{,}2=2\cdot10^{4}\ \mathrm{J}$$

$$W_{II}=2{,}0\cdot10^{5}\cdot0{,}2=4\cdot10^{4}\ \mathrm{J}$$

Pela primeira lei, $Q=\Delta U+W=W$. Logo, o calor trocado é maior no processo II. Como $\Delta U$ é igual nos dois e as temperaturas de A e B são iguais, só a primeira afirmação é correta.

Q40

Eletricidade — Eletrostática — Carga da esfera em campo elétrico uniforme

Esfera de massa 4 g pendurada por um fio que forma 14º com a vertical, em um campo elétrico uniforme E = 5 × 10³ N/C horizontal, para a direita.

Uma pequena esfera de plástico isolante, de massa m = 4 g, é suspensa por um fio ideal também isolante e está imersa em um campo elétrico uniforme E = 5 × 10³ N/C, como mostra a figura.

Considerando que a aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s², que a esfera estará em equilíbrio quando o fio fizer um ângulo de 14º com a vertical e usando tg 14º = 0,25, é correto afirmar que a carga elétrica em excesso na esfera é de

A)5 × 10^–3 C.

B)2 × 10^–3 C.

C)5 × 10^–6 C.

D)2 × 10^–6 C.

E)4 × 10^–6 C.

Gabarito

D

Resolução comentada

No equilíbrio, a tração equilibra o peso (vertical) e a força elétrica (horizontal). Logo:

$$\tan\theta=\dfrac{F_e}{P}=\dfrac{q\,E}{m\,g}$$

Com $m=4\ \mathrm{g}=4\cdot10^{-3}\ \mathrm{kg}$:

$$q=\dfrac{m\,g\,\tan\theta}{E}=\dfrac{4\cdot10^{-3}\cdot10\cdot0{,}25}{5\cdot10^{3}}=2\cdot10^{-6}\ \mathrm{C}$$

Unimes 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova