Solução Comentada Prova de Física
10 questões
21. Um corpo de massa 1 kg está suspenso por um dinamômetro preso ao teto de um elevador. O
dinamômetro indica 13 N. Considerando a gravidade local igual a 10 m/s2, analise as afirmativas e
marque verdadeiro (V) ou falso (F).
1(
2(
3(
4(
)
)
)
)
O elevador pode estar subindo com aceleração maior que 2 m/s2.
O elevador pode estar subindo com aceleração maior que 4 m/s2.
O elevador pode estar descendo com desaceleração igual a 3 m/s2.
O elevador pode estar descendo com aceleração igual a 3 m/s2.
Questão 21
Solução: O dinamômetro indica que o corpo está sujeito a uma força aparente de 13N,
correspondendo a uma aceleração para cima de 13 m/s2. Como o corpo também está sujeito a
aceleração da gravidade, para baixo, de 10 m/s2, isso nos dá uma aceleração resultante de 3 m/s2, para
cima. Nessa condição, o elevador pode estar subindo acelerado ou descendo desacelerado, o que nos
leva a concluir que a resposta correta será: 1(V), 2(F), 3(V) e 4(F).
22. Um bloco de massa m desce um plano inclinado com velocidade de módulo v 0 . O plano inclinado
tem altura h, comprimento l e base b. Sabe-se que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o
plano vale µ= h/b. Analise as afirmativas abaixo e marque verdadeiro (V) ou falso (F).
1(
2(
3(
4(
)
)
)
)
O bloco tem movimento uniformemente acelerado.
O bloco tem movimento uniformemente retardado.
O bloco desce o plano com movimento uniforme.
A força resultante sobre o bloco é nula.
Questão 22
Solução: As forças que atuam sobre o bloco são: a força peso, a força normal e a força de atrito, que
podem ser vista na figura. O ângulo oposto a altura h é α e os valores do seno e do cosseno são dados
por h/l e b/l, respectivamente. Aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: mg sen α − f a = ma (1) e
mg cos α = N (2) , com f a = µN = µmg cos α (3).
Combinando as eq. (1) e (3), e utilizando os dados do problema , encontramos a=0 . De modo que o
valor vo é constante. Conseqüentemente os itens 1 e 2 são falsos e os itens 3 e 4 são verdadeiros.
1(F) – 2 (F) – 3 (V) – 4 (V)
l
h
b
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23. Analise as afirmativas abaixo e indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s).
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
O primeiro princípio da Dinâmica afirma que um corpo goza de uma propriedade
essencial denominada Inércia.
Resultante de um sistema de forças aplicadas a uma partícula é a força única que,
aplicada à mesma partícula ao invés das demais, imprime a mesma aceleração.
Para mudar a direção do movimento de um corpo, ou a velocidade escalar do mesmo,
é necessária a ação de uma força.
Para mudar a direção do movimento de um corpo, é preciso despender energia.
Questão 23
Solução: Os itens 1, 2 e 3 descrevem princípios e definições fundamentais da dinâmica. Quanto ao
item 4, sabemos que a direção do movimento de um corpo pode ser modificada sem dispêndio de
energia, como em situações em que o deslocamento é perpendicular à força aplicada, resultando em
trabalho nulo. Um bom exemplo é o caso do movimento circular uniforme. Portanto os itens 1, 2 e 3
são verdadeiros e o item 4 é falso. 1(V) – 2 (V) – 3 (V) – 4 (F)
24. Considere um balão cheio de hélio, preso ao fundo de um recipiente por um fio sem massa.
Considere as seguintes situações, notando que o fio nos casos (a) e (b) mede o dobro do
comprimento dos casos (c) e (d). Analise a situação mostrada na figura e indique com (V) a(s)
verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s), acerca da tensão ( T ) no fio.
ρ
3
AR=1,29Kg/m
;
ρ
3
Água=1000Kg/m ;
ρ
3
Hélio= 0,181Kg/m
1(
)
Ta > Tb
e Tc < Ta
2(
)
Tb = Td
e Ta = Tc
3(
)
Tb > Ta
e Td > Tc
4(
)
Ta > Tc
e Tb > Td
Questão 24
Solução: A tensão no fio é devida ao empuxo, exercido pelo ar (casos (a) e (c)) ou pela água (casos
(b) e (d)). Sabemos que a intensidade do empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo e
portanto é independente da altura que o corpo ocupa no fluido. Conseqüentemente o balão
mergulhado na água sofre um empuxo maior que o balão no ar, independente do comprimento do fio.
Concluímos que os itens 1 e 4 são falsos, e o item 2 é verdadeiro, assim como o item 3. 1(F) – 2 (V)
– 3 (V) – 4 (F)
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25. Analise as afirmativas seguintes e classifique-as como verdadeira (V) ou falsa (F).
1(
2(
)
)
3(
4(
)
)
Quando um líquido é aquecido sob pressão constante a densidade absoluta diminui.
Quando duas barras metálicas sofrem a mesma variação de temperatura, aquela com
coeficiente de dilatação maior, apresenta maior variação de tamanho.
Volume de um gás é a soma dos volumes das moléculas que o compõem.
As transformações isotérmicas se processam sem troca de calor.
Questão 25
Solução: Quando um líquido é aquecido a pressão constante, seu volume aumenta e portanto a
densidade absoluta diminui (item 1 é verdadeiro). Para uma mesma variação de temperatura, a
dilatação de uma barra é diretamente proporcional ao coeficiente de dilatação e ao comprimento
inicial, assim como não se sabe a relação entre os tamanhos iniciais das barras, a afirmativa do item 2
não é correta. O volume de um gás corresponde à capacidade do recipiente que o contém. Portanto o
item 3 é falso. Por fim, as transformações isotérmicas são aquelas em que não existe variação da
temperatura, mas ocorre troca de calor. Portanto o item 4 é falso. 1(V) – 2 ( F) – 3 (F ) – 4 ( F)
26. Sobre calor e termodinâmica, analise as afirmativas abaixo e indique com (V) a(s) verdadeira(s) e
com (F) a(s) falsa(s).
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
O ciclo de Carnot, num diagrama PV, é esboçado usando alternadamente duas
isotérmicas e duas adiabáticas.
A transformação adiabática é caracterizada por não haver trocas de calor entre o
sistema e o meio externo, e em conseqüência não existe realização de trabalho.
Para ferver uma massa de 1kg de água, ao nível do mar, a qual está inicialmente a
37°C, necessitamos fornecer 63.000 calorias à água ( c água =1cal/g°C).
Em uma mudança de estado, toda a energia térmica recebida pela substância é usada
para mudar o seu estado de agregação.
Questão 26
Solução: Os itens 1 e
Termodinâmica. O item
trabalho por meio da
Q = mc∆θ , onde ∆θ
4 estão corretos, uma vez que são basicamente definições de calor e
2 está errado, pois na transformação adiabática pode existir realização de
variação da energia interna. Por substituição dos dados na equação
indica a variação de temperatura, verificamos que o item 3 está correto.
1(V) – 2 (F) – 3 (V) – 4 (V)
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27. Uma pessoa caminha com velocidade constante de módulo V paralelamente a uma parede que
contém um espelho de 3 m de comprimento. A distância da sua trajetória em relação à parede é
denotada por D. Diretamente a sua frente existe um objeto fixo que pode ser visto através do
espelho durante 1,5 s. De posse desses dados marque com (V) a(s) sentença(s) verdadeira(s) e
com (F) a(s) falsa(s).
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao objeto é V = 2,5 m/s e a distância
D = 2 m.
O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao objeto é V = 3,0 m/s e a distância
D = 2 m.
O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao objeto é V = 3,5 m/s e a distância
D é qualquer.
O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao objeto é V = 4,0 m/s e a distância
D é qualquer.
Questão 27
Solução: Uma pessoa que caminha sobre a reta s paralelamente a uma parede que contém o espelho L,
vê a imagem I do objeto O a sua frente, formada no espelho a igual distância D dessa parede. Por
semelhança de triângulo podemos escrever:
2D
D
=
S +b L+a
(eq.1) e
2( L + a ) = vt + 2a ⇒ v =
D 2D
2
1
=
(eq.2) ⇒ b = 2a . Logo
=
a
b
vt + 2a L + a
2L
= 4m / s .
t
Da equação 1, decorre que a pessoa pode andar a
qualquer distância da parede que a igualdade será mantida, para qualquer valor de D. Assim a única
afirmativa verdadeira é a 4, e a resposta será 1(F), 2(F), 3(F) e 4(V).
S=vt
b
O
s
D
a
L
D
I
28. As afirmativas abaixo se referem ao que pode ser observado quando se aproxima um corpo
carregado positivamente, com carga +Q, de um eletroscópio de folhas com carga –Q. De acordo
com conceitos de eletrostática, marque verdadeiro (V) ou falso (F), quando apropriado.
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
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Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, aumenta a separação entre as
folhas.
Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, diminui a separação entre as
folhas.
Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, a distância entre as folhas não se
altera.
Ao tocarmos o corpo no terminal do eletroscópio, as folhas se aproximam.
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Questão 28
Solução: Quando aproximamos o corpo carregado positivamente do eletroscópio com folhas
carregadas negativamente, parte dos elétrons migra das folhas para a esfera do eletroscópio,
diminuindo o número de cargas negativas nelas e daí a repulsão entre as mesmas. Assim o item 1 é
falso, o item 2 é verdadeiro e o item 3 é falso. Ao tocarmos o corpo no terminal do eletroscópio,
existe uma tendência a um balanceamento de cargas, que torna as folhas praticamente neutras,
conseqüentemente elas se aproximam. Assim o item 4 é verdadeiro. 1(F) – 2 (V) – 3 (F) – 4 (V)
29. Analise as afirmativas abaixo. Assinale com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s).
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
Entre dois feixes de elétrons paralelos e com a mesma velocidade, aparecem forças
repulsivas.
Entre dois fios condutores, paralelos, percorridos por correntes com o mesmo sentido,
aparecem forças atrativas.
Entre dois fios condutores, paralelos, percorridos por correntes de sentidos contrários,
aparecem forças atrativas.
Entre um fio condutor percorrido por uma corrente e um feixe de elétrons paralelo,
com o mesmo sentido que a corrente no fio condutor, aparecem forças atrativas.
Questão 29
Solução: Entre dois fios condutores paralelos percorridos por correntes aparecem forças devido à
influência do campo magnético de um fio em relação ao outro. No caso de correntes no mesmo
sentido aparecem forças de atração, e no caso de correntes em sentidos contrários, surgem forças de
repulsão. O sentido convencional da corrente corresponde ao oposto do sentido em que se movem os
portadores de carga elétrica negativa. Portanto o item 1 é análogo a dois fios condutores com
correntes no mesmo sentido, portanto aparecem forças de atração, ao contrário do que estabelece o
item. Quando se considera o item 4, verificamos que a descrição é análoga ao caso de dois fios com
correntes em sentidos contrários, portanto aparecem forças repulsivas, divergindo do que afirma o
mesmo item. Quanto aos itens 2 e 3, apenas o item 2 é verdadeiro. 1(F) – 2 (V) – 3 (F) – 4 (F)
30. Sobre o modelo atômico de Bohr, indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s).
1(
)
2(
)
3(
)
4(
)
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Uma vez que um elétron em um átomo descreve, por exemplo, uma circunferência em
torno do núcleo, ele possui aceleração e portanto emite radiação continuamente.
Ao passar de um estado estacionário para outro, o átomo emite ou absorve um
quantum de energia igual à diferença entre as energias correspondentes aos dois
estados.
No átomo de hidrogênio, para passar do nível de energia n = 2 para n = 3, o elétron
deve absorver um fóton com energia aproximadamente igual a 1,89 eV.
O chamado estado fundamental do átomo de Hidrogênio é aquele no qual o elétron
está no mais baixo nível de energia.
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Questão 30
Solução: Os itens 2 e 4 são expressões dos postulados de Bohr e portanto verdadeiros. O item 1
diverge do modelo de Bohr que estabelece que num estado estacionário, uma órbita por exemplo, não
há emissão de radiação. Quanto ao item 3, utilizando-se a expressão para os níveis de energia do
13,6
eV, conclui-se que a diferença de energia entre os níveis
n2
n = 2 e n = 3 é de aproximadamente 1,89 eV. Portanto o item 3 é verdadeiro. 1 (F) – 2 (V) – 3 (V)
modelo de Bohr, a saber En = −
– 4 (V)
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