COMISSÃO PERMANENTE DE VESTIBULAR
VESTIBULAR 2009 FÍSICA Questão 1 a) A aceleração média será dada pela expressão: am 
v
t
●
para o móvel A: 40  10 30

 3,75 m/s 2 am 
80
8
●
para o móvel B: 20  40  20

 2,5 m/s 2 am 
80
8
b) Os deslocamentos sofridos pelos móveis A e B serão dados pelas respectivas áreas abaixo de cada curva que representa a velocidade a cada instante: A = s ●
para o móvel A, a área total será dada pelas somas das áreas 1 e 2: v(m/s)
40
20
10
A3
A2 A1 4,0
6,0 8,0
t(s) s A  A1  A2  A3  10  4 
(40  10)
 2  40  2 2
Portanto, o deslocamento do móvel A será: s A  170m ●
para o móvel B: v(m/s) 40
20
8,0 t(s) s B  Atrapézio 
Como sA <
A. 40  20  8  240 m 2
sB, podemos afirmar que o corpo B realiza um maior deslocamento que o corpo Questão 2 O sistema está em equilíbrio dinâmico. Logo, a resultante de todas as forças que atuam sobre o homem é nula. Isto significa que a resultante das forças que a escada faz sobre o homem deve anular a força peso. Direção: Vertical Sentido: Para cima Módulo: Igual ao da força peso (800N) Questão 3 a) O trabalho mínimo necessário será igual à variação mínima da energia cinética do automóvel. W  K
W  K f  Ki
Como ele parte do repouso, K i 0 , então: W  K f . (0,5) Como mv 2
Kf 
, então: 2
W
1000(6) 2
mv 2
W 
W= 18000J (1,0) 2
2
b) Considerando que todas as forças serão aplicadas na mesma direção e no mesmo sentido do deslocamento: W  Fd Se considerarmos a força F aplicada no automóvel como múltiplo da força F1de cada pessoa, então: F=nF1 , onde n é o número de pessoas necessárias para fazer o automóvel “pegar no tranco”. (0,5) W  nF1 d n
18000
W
n 
n = 3 pessoas (1,0) F1 d
600.10
Questão 4 Como o mastro está em equilíbrio, os módulos dos torques das forças dos baldes sobre ele, em relação ao ponto de apoio, são iguais,  A   B . Então, PA d A  PB d B (1,0) m A gd A  m B gd B m A 2   mB  3
mA 
3m B
2
mA = 30kg (2,0) Questão 5 Dados: dplástico = 0,90 g/cm3 Vplástico = 1000 cm3 dzinco = 3,0 g/cm3 dH20 = 1,0 g/cm3 a) dplástico = mplastico/Vplástico; mplastico = dplástico x Vplástico = 0,9 x 1000 = 900g b) Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo deve ser igual ao peso do fluido deslocado, isto é: E = P d H2O  VH2O  g  mzinco  plástico   g d H2O  VH2O  mzinco  mplástico  d H2O  VH2O  d zinco  Vzinco  d plástico  Vplástico O volume deslocado de água deve ser igual à soma dos volumes deslocados pela massa de plástico e de alumínio: VH2O = Vzinco + Vplástico Ficamos com: d H2O  Vzinco  Vplástico   d zinco  Vzinco  d plástico  Vplástico Substituindo os valores do problema: 1,0 (Vzinco + 1000) = 3,0Vzinco + 0,90 1000 1,0Vzinco + 1000 = 3,0Vzinco + 900 2,0Vzinco = 100 Vzinco = 50 cm3 a massa será, então, mzinco = dzinco Vzinco mzinco = 3,0 50 mzinco = 150 g Questão 6 Pelo princípio de conservação da carga, a carga total de um sistema isolado permanece constante. A soma algébrica das cargas deve ser sempre a mesma. Citar o princípio da conservação (0,5) 22‐4+8=26 então, 9+7+Q=26 logo: Q=10μC (2,0) Questão 7 Quando a chave for fechada, teremos a seguinte configuração 4A
12
12
12
2A
2A
2A
1
Ch
Logo, os três resistores estão em paralelo, e a corrente total é igual a 6A. a) Cálculo do resistor equivalente: R
n
12
R E   4
3
RE 
b) Cálculo da força eletromotriz: 
RE  r
i

4 1
  30V
6
Questão 8 Dados: Ti = 100,4 °C, Tf = 110,4 °C, Temos que 1 cal = 4,2 J, sendo assim: Q
486,4  100,0
 92 cal 4,2
Para determinarmos o calor específico, usaremos a equação do calor sensível: Q=mc T 92 = 100.c.(110,4‐100,4) tal que c
92
92

 0,092  9,2 10  2 cal/gC 100  10,0 1000
Questão 9 A temperatura aumenta. Numa transformação adiabática, o gás não troca calor com o meio exterior. Aplicando‐se a primeira lei da termodinâmica, U  Q  
U  
Numa compressão, o volume final é menor que o inicial; logo, o trabalho realizado terá sinal negativo. Em conseqüência, a variação de energia interna será positiva, que significa um aumento da temperatura. Essa situação poderia ser representada pelo gráfico abaixo, levando‐se em conta a transformação que ocorre do ponto A para o ponto B. Questão 10 Na figura, cada compressão equivale a uma crista. Da mesma forma, cada rarefação representa um vale. A distância entre quatro vales equivale a quatro comprimentos de onda. 4 = 8,8m   = 2,2m Aplicando‐se a equação fundamental de ondulatória, tem‐se: v f
330  2, 2  f
f  150 Hz