SIMULADO 1
1
Física
(Os valores da tabela foram arredondados por conveniência)
(Uninove-SP)
A massa da Terra é da ordem de 6 1024 kg e a constante
de gravitação universal vale 6,67 10 -11 Nm2/kg2. Uma
nave espacial orbita ao redor da Terra com velocidade
2√5 103 m/s. O raio da órbita dessa nave é, em m, de:
a) A força de atração entre Júpiter e Ganimedes é maior
do que entre Júpiter e Io.
b) Quanto maior a massa de um satélite, maior será o seu
período orbital.
a) 2 105
c) A circunferência descrita pelo satélite Calisto é quatro
vezes maior que a circunferência descrita pelo satélite
Europa.
b) 2 106
c) 2 107
d) A maior velocidade angular é a do satélite Calisto, por
possuir maior período orbital.
d) 2 108
e) 2 109
e) O período orbital de Europa é aproximadamente o dobro do período orbital de Io.
Resolução
Frcp = FG
Resolução
mv 2
Mm
=G 2
R
d
( 2 5 ⋅ 10 )
6 ⋅ 10
= 6, 67 ⋅ 10−11
R
R2
40, 02 ⋅ 1013
= 2 ⋅ 107 m
R=
20 ⋅ 106
3 2
a) Errada. A força de atração entre Júpiter e Ganimedes é menor
do que entre Júpiter e Io.
24
Mm
= 0,15 K
d2
Mm
FJI = G 2 = 0, 56 K
d
FJG = G
em que K representa uma constante numérica dos valores
constantes em ambas as situações consideradas.
b) Errada. A massa de um satélite não tem relação com seu
período orbital.
c) Errada. A circunferência descrita pelo satélite Calisto é
3,33 vezes maior que a circunferência descrita pelo satélite
Europa.
d) Errada. A maior velocidade angular é a do satélite Io, por possuir o menor raio e o menor período orbital.
2
e) Correta. O período orbital de Europa é o dobro do período
orbital de Io.
(UFPR)
2
TEuropa
Neste ano [2009], comemoram-se os 400 anos das primeiras descobertas astronômicas com a utilização de
um telescópio, realizadas pelo cientista italiano Galileu
Galilei. Além de revelar ao mundo que a Lua tem montanhas e crateras e que o Sol possui manchas, ele também
foi o primeiro a apontar um telescópio para o planeta
Júpiter e observar os seus quatro maiores satélites, posteriormente denominados de Io, Europa, Ganimedes e
Calisto.
Satélite
Raio orbital (105 km)
Massa (1022 kg)
Io
4
9
Europa
6
5
Ganimedes
10
15
Calisto
20
11
T
2
Io
TEuropa
TIo
Supondo que as órbitas desses satélites ao redor de Júpiter sejam circulares, e com base nas informações da
tabela acima, assinale a alternativa correta.
1
=
3
REuropa
3
Io
R
=
63 216
=
= 3, 375
64
43
= 3, 375 = 1, 8
SIMULADO 1
3
Física
4
(Fuvest-SP)
Um recipiente, contendo determinado volume de um
líquido, é pesado em uma balança (situação 1). Para
testes de qualidade, duas esferas de mesmo diâmetro
e densidades diferentes, sustentadas por fios, são sucessivamente colocadas no líquido da situação 1. Uma
delas é mais densa que o líquido (situação 2) e a outra
menos densa que o líquido (situação 3).
(Uespi-PI)
Um líquido incompressível encontra-se, no instante inicial t0, dentro de um recipiente tampado, com um pesado bloco de massa 20 kg em repouso sobre a tampa (ver
figura). Não há ar entre a tampa e o líquido.
Num dado instante, o bloco é retirado. Com relação às
pressões nos pontos A (logo abaixo da tampa) e B (no
fundo do recipiente), em equilíbrio hidrostático antes
(instante t0) e depois (instante t1) da retirada do bloco,
pode-se afirmar que:
Os valores indicados pela balança, nessas três pesagens, são tais que:
a) pB(t0) – pA (t0) > pB(t1) – pA(t1)
b) pB(t0) – pA (t0) = pB(t1) – pA(t1)
a) P1 = P2 = P3
c) pA(t0) = pA (t1)
b) P2 > P3 > P1
d) pB(t0) = pA (t0)
c) P2 = P3 > P1
e) pA(t0) < pA (t1)
d) P3 > P2 > P1
Resolução
e) P3 > P2 = P1
A pressão no ponto B, por causa da pressão hidrostática, sempre será maior que em A, assim: p B (t0) > pA(t0) e p B (t1) > pA(t1).
Com a retirada do bloco, ambos os pontos experimentam a
mesma variação de pressão (princípio de Pascal), assim:
∆pB = ∆pA
Resolução
O acréscimo de peso na balança corresponde ao empuxo, que
é igual ao peso do volume de líquido deslocado em cada caso.
Observe que o peso e o volume de líquido deslocado é maior
na situação 2 do que em 3. Fisicamente, vale ressaltar que nas
situações 2 e 3 a balança indica, além do peso do recipiente e
do líquido, a reação do empuxo sobre a esfera. Como o empuxo em 2 é maior, afinal a esfera encontra-se totalmente imersa,
o valor aferido pela balança também será maior.
p B (t1) – p B (t0) = pA(t1) – pA(t0)
Arrumando a expressão como na alternativa b, temos:
–p B (t0) + pA(t0) = –p B (t1) + pA(t1) (–1)
p B (t0) – pA(t0) = p B (t1) – pA(t1)
2
SIMULADO 1
5
Física
6
(UFG-GO)
A instalação de uma torneira num edifício segue o esquema ilustrado na figura abaixo.
(FEPECS-DF)
Com o objetivo de medir a densidade de um corpo sólido
irregular sem medir o seu volume, um estudante pendurou o corpo por um dinamômetro, com o corpo no ar (Figura I) e com o corpo totalmente imerso em água (Figura
II). O dinamômetro registrou uma força de módulo 15 N
na situação da Figura I e uma força de módulo 10 N na
situação da Figura II.
Considere:
Densidade da água: 1,00 103 kg/m3;
Aceleração da gravidade: 10,0 m/s2;
Pressão atmosférica: 1,01 105 N/m2.
Supondo que a densidade volumétrica da água seja
1,0 kg/L, o estudante calculou corretamente a densidade
do corpo e encontrou o seguinte valor, em kg/L:
Considerando que a caixa-d’água está cheia e destampada, a pressão no ponto P, em N/m2, onde será instalada a torneira, é:
a) 3,0
a) 2,00 104
b) 1,5
5
b) 1,01 10
c) 2,0
5
c) 1,21 10
d) 25
d) 1,31 105
e) 5,0
e) 1,41 105
Resolução
Resolução
P = mg = 15 N
Pela lei de Stevin, temos:
p2 – p1 = dg∆h
Onde p1 é a pressão no topo da caixa; p 2 a pressão a ser encontrada; d a densidade da água; e ∆h a diferença de altura
entre p1 e p2.
p2 – p1 = dg∆h
p2 – 1,01 105 = 1 000 10 3
p2 = 1,01 105 + 3,0 104
p2 = 1,01 105 + 0,3 105
p2 = 1,31 105 N/m2
F = P − E = 10 N
15 − E = 10
E = 5 = µgV
5 = 1, 0 ⋅ 10 ⋅ V
V = 0, 5 L
m 1, 5
d= =
= 3, 0 kg/L
v 0, 5
3
SIMULADO 1
7
Física
8
(Unifor-CE)
Duas escalas termométricas, x e y, relacionam-se conforme o gráfico.
(UFRRJ)
Aproveitando suas férias, um estudante viaja para uma
longínqua cidade do Oriente Médio. Ao descer no aeroporto, observa que o termômetro mede temperaturas
numa escala em ºZ. Quando embarcou no Brasil, o termômetro local registrava a temperatura de 23 ºC. Considerando que a temperatura de fusão e ebulição da água
para o termômetro oriental vale, respectivamente, 20 ºZ
e 130 ºZ, a temperatura de embarque, calculada nessa
escala, será igual a:
a) –10,2 ºZ
b) 15,0 ºZ
Quando um termômetro graduado na escala x marcar
40º, a marcação de outro termômetro graduado na escala y será igual a:
c) 27,4 ºZ
a) 20º
Resolução
b) 40º
23 – 0
x – 20
=
100 – 0 130 – 20
x – 20
0, 23 =
110
25, 3 = x – 20
x = 45, 3 º Z
d) 45,3 ºZ
e) 51,2 ºZ
c) 60º
d) 80º
e) 90º
Resolução
De acordo com o gráfico, temos:
100 + 20
( y − 20 ) =
( x – 0)
60 – 0
y + 20 = 2x
y = 2x – 20
Para x = 40,
y = 2 ⋅ 40 – 20
y = 60
4
SIMULADO 1
9
Física
10 (EsPCEx-SP)
(Unimontes-MG)
Uma barra metálica possui comprimento igual a 40,125 cm,
a 20 ºC, e 40,148 cm, a 45,0 ºC. O valor do seu coeficiente de dilatação linear médio para esse intervalo de
temperatura é, aproximadamente:
Um estudante de Física, desejando medir o coeficiente
de dilatação volumétrico de uma substância líquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm3 de volume interno com a referida substância. O conjunto encontra-se inicialmente à temperatura de equilíbrio t1 = 10 ºC
e é aquecido até a temperatura de equilíbrio t2 = 90 ºC.
O coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é
γ = 4,0 10 –5 ºC –1. Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm3 do líquido, o coeficiente de dilatação da
substância líquida é de:
a) 2,3 10−5 ºC−1
b) 3,2 10−5 ºC−1
c) 1,3 10−5 ºC−1
d) 3,1 10−5 ºC−1
Resolução
a) 2,25 10–4 ºC–1
∆L = L 0 α∆T
b) 5,85 10–4 ºC–1
0, 023 = 40,125 ⋅ α ⋅ 25
0, 023
α=
= 2,2
29 ⋅ 10 –5  2, 3 ⋅ 10 –5 º C–1
1003,125
c) 6,25 10–4 ºC–1
d) 6,65 10–4 ºC–1
e) 1,03 10–3 ºC–1
Resolução
∆Vliq = ∆Vap + ∆Vrec
Vliqγliq∆t = ∆Vap + Vrecγrec∆t
400 γliq 80 = 20 + 400 4,0 10 –5 80
32 000γliq = 20 + 1,28 = 21,28
γliq = 0,000665 = 6,65 10 –4 ºC –1
5