NOME: ENS. MÉDIO ANO: 9º DATA: ____/____/2014 TURMA: PROF.: RAMILTON BATINGA OLÍMPIADA BRASILEIRA DE FÍSICA – NÍVEL 1 1. (Ufg 2013) Baseado nas propriedades ondulatórias de transmissão e reflexão, as ondas de ultrassom podem ser empregadas para medir a espessura de vasos sanguíneos. A figura a seguir representa um exame de ultrassonografia obtido de um homem adulto, onde os pulsos representam os ecos provenientes das reflexões nas paredes anterior e posterior da artéria carótida. 3. (Uel 2014) Analise a figura a seguir. Os habitantes de metrópoles convivem com o problema dos congestionamentos de automóveis, que geram estresse, acidentes, poluição sonora, entre outras consequências. Uma solução para o problema de mobilidade urbana é o transporte coletivo por linhas de metrô. A figura mostra a região central da cidade de Brasília. Considere que um indivíduo se desloca diariamente de carro da posição A, onde mora, até a posição B, onde trabalha, em um percurso de 12 km representado pela linha tracejada. No horário de rush, a velocidade média dos automóveis é de 12 km/h e, fora desse horário, é de 42 km/h. Se houvesse em Brasília uma linha de metrô de A até B, como representado pela linha ponto-tracejada, ela teria 20 km. Suponha que a velocidade de propagação do ultrassom seja de 1.500 m/s. Nesse sentido, a espessura e a função dessa artéria são, respectivamente: a) 1,05 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. b) 1,05 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. c) 1,20 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. d) 2,10 cm – transportar sangue da cabeça para o pulmão. e) 2,10 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. 2. (Uel 2014) A gôndola é um meio de transporte comumente usado nos famosos canais de Veneza e representa um dos principais atrativos turísticos da cidade. Um pedestre caminha no sentido oeste-leste com velocidade constante de 3 km/h em relação à margem do canal e observa duas gôndolas em movimento: a primeira, no sentido oeste-leste, com velocidade constante de 10 km/h em relação à margem do canal; e a segunda, no sentido leste-oeste, com velocidade constante de 6 km/h também em relação à margem do canal. Além disso, um veneziano observa, de sua janela, o pedestre caminhando no sentido oeste-leste e em sua direção. Ao colocar o sistema referencial inercial no pedestre, as velocidades relativas da primeira gôndola, da segunda e do veneziano, em relação ao pedestre, são, respectivamente, de a) 7 km/h para o leste, 9 km/h para o oeste, 3 km/h para o oeste. b) 7 km/h para o oeste, 9 km/h para o leste, 3 km/h para o leste. c) 13 km/h para o leste, 3 km/h para o oeste, 3 km/h para o leste. d) 13 km/h para o oeste, 3 km/h para o leste, 3 km/h para o oeste. e) 13 km/h para o leste, 9 km/h para o oeste, 3 km/h para o leste. Supondo que a velocidade média do metrô seja de 60 km/h, considere as afirmativas a seguir. I. No horário de rush, o tempo de deslocamento de carro de A até B é maior do que o tempo de deslocamento por metrô em 1 hora. II. No horário de rush, o tempo de deslocamento de A até B por metrô é 1/3 do tempo de deslocamento por carro. III. Fora do horário de rush, é mais rápido fazer o percurso de A para B de carro. IV. Fora do horário de rush, considerando que o sistema de metrô tenha melhorado e que sua velocidade média passe a ser de 70 km/h, então o tempo de deslocamento de A até B tanto por carro quanto por metrô é igual. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 4. (Uece 2014) Considere um avião que decola de um ponto A, sobre o equador, e viaja sempre na mesma latitude para oeste, pousando em outro ponto B. Em seguida, o avião retorna ao ponto de partida pela mesma trajetória e nas mesmas condições de voo, como: velocidade e massa total da aeronave, ausência de ventos e quaisquer outros fatores que possam determinar as características do deslocamento, do ponto de vista da mecânica newtoniana. A duração das viagens é a mesma, mesmo que em uma o avião se desloque no mesmo sentido de rotação da Terra e na outra, em sentido contrário. Tomando um sistema de referência inercial fora da Terra, essa igualdade no tempo de voo se explica porque, na viagem para oeste, o avião a) sofre ação de força gravitacional, devido à rotação da Terra, que causa maior aceleração no sentido leste-oeste. b) parte com velocidade de módulo menor que no retorno. c) parte com velocidade de módulo maior que no retorno. d) sofre ação de força gravitacional, devido à rotação da Terra, que causa menor aceleração no sentido leste-oeste. Criado em 16/05/14. p. 1 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula 5. (Uerj 2014) Em um longo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel se desloca a 80 km/h e um caminhão a 60 km/h, ambos no mesmo sentido e em movimento uniforme. Em determinado instante, o automóvel encontra-se 60 km atrás do caminhão. 9. (Uerj 2014) Observe na tabela os valores das temperaturas dos pontos críticos de fusão e de ebulição, respectivamente, do gelo e da água, à pressão de 1 atm, nas escalas Celsius e Kelvin. Pontos críticos O intervalo de tempo, em horas, necessário para que o automóvel alcance o caminhão é cerca de: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 Fusão Ebulição Temperatura °C K 0 273 100 373 Considere que, no intervalo de temperatura entre os pontos críticos do gelo e da água, o mercúrio em um termômetro apresenta uma dilatação linear. 6. (Uel 2014) O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de fiscalização: os radares capazes de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem, comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro. Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 m/s em uma avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 km/h. A uma distância de 50 m, o motorista percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma 2 desaceleração de 5 m/s . Nesse termômetro, o valor na escala correspondente à temperatura de 313 K é igual a Celsius a) 20 b) 30 c) 40 d) 60 10. (G1 - cps 2014) Quem viaja de carro ou de ônibus pode ver, ao longo das estradas, torres de transmissão de energia tais como as da figura. Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar velocidade de 50 km/h. b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar velocidade de 60 km/h. c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar velocidade de 64 km/h. d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar velocidade de 66 km/h. e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar velocidade de 72 km/h. com com com com com 7. (Uece 2014) Um corpo de massa m, em queda livre e sob ação de gravidade g constante, parte do repouso e descreve uma trajetória vertical. Durante a queda, a resistência do ar impõe uma força de atrito proporcional ao módulo V da velocidade do corpo, o que faz a massa se deslocar com aceleração variável. O módulo da força de resistência é dado por bV, onde b é uma constante de proporcionalidade e depende, dentre outros fatores, da forma do corpo. A segunda Lei de Newton, aplicada ao corpo, mostra que o módulo da força resultante é força = mg bV mA, onde A é o módulo da aceleração. Note que, no instante inicial, V = 0 e a aceleração fica simplesmente A = g. À medida que o tempo passa, V aumenta e A diminui até um instante de tempo em que a velocidade se manterá constante. Esta velocidade, chamada de velocidade terminal, tem módulo igual a a) mg. b) bmg. c) b/m. d) mg/b. 8. (Uece 2014) Uma pessoa, do alto de um prédio de altura H, joga uma bola verticalmente para baixo, com uma certa velocidade de lançamento. A bola atinge o solo com velocidade cujo módulo é VI. Em um segundo experimento, essa mesma bola é jogada do mesmo ponto no alto do prédio, verticalmente para cima e com mesmo módulo da velocidade de lançamento que no primeiro caso. A bola sobe até uma altura H acima do ponto de lançamento e chega ao solo com velocidade cujo módulo é VII. Desprezando todos os atritos e considerando as trajetórias retilíneas, é correto afirmar-se que a) VI 2VII. b) VI VII. c) VI VII / 2. Olhando mais atentamente, é possível notar que os cabos são colocados arqueados ou, como se diz popularmente, “fazendo barriga”. A razão dessa disposição é que a) a densidade dos cabos tende a diminuir com o passar dos anos. b) a condução da eletricidade em alta tensão é facilitada desse modo. c) o metal usado na fabricação dos cabos é impossível de ser esticado. d) os cabos, em dias mais frios, podem encolher sem derrubar as torres. e) os ventos fortes não são capazes de fazer os cabos, assim dispostos, balançarem. 11. (Fuvest 2014) Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo. Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura: d) VI VII / 4. Criado em 16/05/14. p. 2 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula Note e adote: O coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é 1,2 105 C1. O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é 1,8 105 C1. Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é uniforme. c) a altura da coluna líquida será igual nos dois termômetros, porém com valores numéricos sempre diferentes. d) a altura da coluna líquida será diferente nos dois termômetros. 15. (Ufsm 2013) A figura a seguir ilustra um termômetro clínico de mercúrio. A leitura da temperatura é dada pela posição da extremidade da coluna de mercúrio sobre uma escala. a) Considerando os fenômenos envolvidos no processo de determinação da temperatura corporal de um paciente, analise as afirmativas: b) I. A variação de volume da coluna de mercúrio é diretamente proporcional ao volume inicial dessa coluna. II. O volume da coluna de mercúrio varia até que seja atingido o equilíbrio térmico entre o termômetro e o corpo do paciente. III. Se o mercúrio for substituído por álcool, a escala termométrica não precisa ser alterada. c) d) Está(ão) correta(s) e) 12. (Uerj 2014) Um sistema é constituído por uma pequena esfera metálica e pela água contida em um reservatório. Na tabela, estão apresentados dados das partes do sistema, antes de a esfera ser inteiramente submersa na água. Partes do sistema esfera metálica água do reservatório Temperatura inicial (°C) Capacidade térmica (cal/°C) 50 2 30 2000 A temperatura final da esfera, em graus Celsius, após o equilíbrio térmico com a água do reservatório, é cerca de: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 a) apenas I. b) apenas II. c) apenas I e II. d) apenas III. e) I, II e III. 16. (Espcex (Aman) 2013) Um termômetro digital, localizado em uma praça da Inglaterra, marca a temperatura de 10,4 F. Essa temperatura, na escala Celsius, corresponde a a) –5 °C b) –10 °C c) –12 °C d) –27 °C e) –39 °C 17. (Epcar (Afa) 2013) No gráfico a seguir, está representado o comprimento L de duas barras A e B em função da temperatura θ. 13. (Uern 2013) Em um determinado aeroporto, a temperatura ambiente é exibida por um mostrador digital que indica, simultaneamente, a temperatura em 3 escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Se em um determinado instante a razão entre a temperatura exibida na escala Fahrenheit e na escala Celsius é igual a 3,4, então a temperatura registrada na escala Kelvin nesse mesmo instante é a) 272 K. b) 288 K. c) 293 K. d) 301 K. 14. (Epcar (Afa) 2013) Dois termômetros idênticos, cuja substância termométrica é o álcool etílico, um deles graduado na escala Celsius e o outro graduado na escala Fahrenheit, estão sendo usados simultaneamente por um aluno para medir a temperatura de um mesmo sistema físico no laboratório de sua escola. Sabendo-se que as retas que representam os comprimentos da barra A e da barra B são paralelas, pode-se afirmar que a razão entre o coeficiente de dilatação linear da barra A e o da barra B é a) 0,25. b) 0,50. c) 1,00. d) 2,00. Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que a) os dois termômetros nunca registrarão valores numéricos iguais. b) a unidade de medida do termômetro graduado na escala Celsius é 1,8 vezes maior que a da escala Fahrenheit. Criado em 16/05/14. p. 3 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula 18. (Uern 2013) Duas chapas circulares A e B de áreas iguais a uma temperatura inicial de 20°C foram colocadas no interior de um forno cuja temperatura era de 170°C. Sendo a chapa A de alumínio e a chapa B de ferro e a diferença entre suas áreas no instante em que atingiram o equilíbrio 23. (Uerj 2013) Considere duas amostras, X e Y, de materiais distintos, sendo a massa de X igual a quatro vezes a massa de Y. As amostras foram colocadas em um calorímetro e, após o sistema atingir o equilíbrio térmico, determinou-se que a capacidade térmica de X corresponde ao dobro da capacidade térmica de Y. 2 térmico com o forno igual a 2,7π cm , então o raio inicial das chapas no instante em que foram colocadas no forno era de Admita que c X e c Y sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y. (Considere: α A 22 106 C1; αFe 12 106C1) a) 25 cm. b) 30 cm. c) 35 cm. d) 40 cm. 19. (Ufrgs 2013) Duas esferas maciças e homogêneas, X e Y, de mesmo volume e materiais diferentes, estão ambas na mesma temperatura T. Quando ambas são sujeitas a uma mesma variação de temperatura Δt , os volumes de X e Y aumentam de 1% e 5%, respectivamente. A razão entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais de X e Y, α X α Y , é a) 1. b) 1/2. c) 1/4. d) 1/5. e) 1/10. 20. (Uern 2013) Ao trocar calor com o meio ambiente, um corpo de massa 0,5 kg teve sua temperatura reduzida para 20°C, sem sofrer mudança no seu estado físico. Sendo o calor específico da substância que constitui esse corpo igual a 0,175 cal/g °C e a quantidade total de calor transferida igual a 4.900 cal, então, a temperatura inicial do corpo no início do processo era de A razão cX é dada por: cY 1 4 1 b) 2 a) c) 1 d) 2 24. (Pucrj 2013) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50,0 cal por minuto. Observa-se que 200 g deste líquido se aquecem de 20,0 °C em 20,0 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g °C)? a) 0,0125 b) 0,25 c) 5,0 d) 2,5 e) 4,0 25. (Ufpr 2013) O gráfico abaixo, obtido experimentalmente, mostra a curva de aquecimento que relaciona a temperatura de uma certa massa de um líquido em função da quantidade de calor a ele fornecido. a) 72°C. b) 76°C. c) 80°C. d) 84°C. 21. (Enem 2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30°C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25°C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0,833. 22. (Uern 2013) Para se aquecer, um corpo constituído por uma substância de calor específico 0,4 cal/g °C foi utilizado uma fonte térmica que fornece 120 cal/min. Se, no aquecimento, o corpo sofreu um aumento de 50 °C em sua temperatura num intervalo de 15 minutos, então, a massa desse corpo e de Sabemos que, por meio de gráficos desse tipo, é possível obter os valores do calor específico e do calor latente das substâncias estudadas. Assinale a alternativa que fornece corretamente o intervalo em que se pode obter o valor do calor latente de vaporização desse líquido. a) AB. b) BD. c) DE. d) CD. e) EF. a) 60 g. b) 80 g. c) 90 g. d) 180 g. Criado em 16/05/14. p. 4 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula 26. (Epcar (Afa) 2012) Considere um móvel deslocando-se numa trajetória horizontal e descrevendo um movimento retilíneo uniformemente acelerado e retrógrado. A alternativa que contém o gráfico que melhor representa o movimento descrito pelo móvel é d) a) e) 28. (Espcex (Aman) 2012) O gráfico abaixo representa a velocidade(v) de uma partícula que se desloca sobre uma reta em função do tempo(t). O deslocamento da partícula, no intervalo de 0 s a 8 s, foi de: b) c) d) 27. (Enem 2012) Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso em aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar. a) –32 m b) –16 m c) 0 m d) 16 m e) 32 m Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem? a) b) c) Criado em 16/05/14. p. 5 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula Gabarito: relação à Terra. No retorno, essas velocidades se somam. Portanto, na ida o avião parte com velocidade menor que no retorno. Resposta da questão 1: [A] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] As artérias carótidas transportam sangue arterial da aorta para a cabeça. Resposta da questão 5: [C] Como se deslocam no mesmo sentido, a velocidade relativa entre eles é: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] Do gráfico, a diferença de tempo entre as duas recepções é: vrel v A vC 80 60 20 km / h. Δt 16 2 14 μs 14 106 s. Sendo a distância relativa, Srel 60km, o tempo necessário para o alcance é: A distância percorrida (d) nesse intervalo de tempo é igual a duas vezes a espessura (e) da artéria. Assim: v Δt 1500 14 106 d v Δt 2 e v Δt e 1,05 102 m 2 2 e 1,05 cm. t Srel 60 vrel 20 t 3 h. Resposta da questão 6: [E] Da equação de Torricelli: Resposta da questão 2: [A] v 2 v02 2 a ΔS v 2 302 2 5 50 v 2 400 v 20 m/s Adotando o sentido positivo para o leste, em relação ao solo, temos: - velocidade do pedestre: vP = 3 km/h; - velocidade da gôndola 1: vG1 = 10 km/h; - velocidade da gôndola 2: vG2 = - 6 km/h; - velocidade do veneziano 1: vV = 0 km/h. Se dois móveis, A e B, se deslocam na mesma direção, a velocidade de A em relação a B (vA/B) é dada por: v 72 km/h. Resposta da questão 7: [D] Quando a velocidade se torna constante, a aceleração se anula. Assim: v A/B v A vB . Aplicando essa expressão às situações propostas: v G1/P v G1 vP 10 3 7 km / h (para o leste) v G2/P v G2 vP 6 3 9 km / h (para o oeste) v V/P v V vP 0 3 3 km / h (para o oeste) Resposta da questão 3: [E] [I] Incorreta. No horário de rush, o tempo de deslocamento de carro de A até B é igual ao o tempo de deslocamento por metrô em 1 hora. ΔScarro 12 Δtcarro vrush 12 Δtcarro 1 h. [II] Correta. ΔScarro 12 Δtcarro 1 h Δtcarro vrush 12 ΔSmetrô 20 1 Δt Δtmetrô h metrô v 60 3 metrô 1 Δtmetrô Δtcarro . 3 [IV] Correta. ΔScarro 12 2 Δtcarro h Δtcarro vrush 42 7 ΔSmetrô 20 2 Δt Δtcarro metrô v 70 7 metrô v mg . b Resposta da questão 8: [B] 1ª Solução: Quando a bola é lançada verticalmente para cima, ao passar novamente pelo ponto de lançamento, ela terá velocidade de mesmo módulo, igual ao módulo da velocidade de lançamento do primeiro experimento. Assim, nos dois experimentos a bola atinge o solo com a mesma velocidade. 2ª Solução: Como a bola é lançada da mesma altura com mesma velocidade inicial, ela tem a mesma energia mecânica inicial nos dois experimentos. Pela conservação da energia mecânica, a energia cinética final também será a mesma, uma vez que, em relação ao solo, a energia potencial final é nula. Calculando a velocidade final para os dois experimentos: final inicial Emec Emec VI VII [III] Correta. ΔScarro 12 2 Δtcarro h 0,29 h Δtcarro vrush 42 7 ΔSmetrô 20 1 Δt Δtcarro h 0,33 h metrô v 60 3 metrô m g b v 0 m V02 m V2 m gH 2 2 V02 2 g H . Resposta da questão 9: [C] Δtcarro Δtmetrô Da relação entre essas duas escalas: TC TK 273 313 273 TC 40 C. Resposta da questão 10: [D] Δtcarro Δtmetrô Nos dias frios, o comprimento dos fios diminui devido à contração térmica, daí a necessidade de deixar uma folga entre cada duas torres, o que forma a barriga. Resposta da questão 4: [B] Resposta da questão 11: [D] O sentido de rotação da Terra é de oeste para leste. Assim, quando o avião vai para oeste a velocidade para o referencial inercial fora da Terra é igual, em módulo, à diferença entre a velocidade de um ponto do equador e a velocidade do avião em Coeficiente de dilatação linear do bronze é maior que o do ferro, portanto, a lâmina de bronze fica com comprimento maior, vergando como mostrado na alternativa [D]. Criado em 16/05/14. p. 6 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula Resposta da questão 12: [B] Resposta da questão 15: [C] A análise dos dados dispensa cálculos. A capacidade térmica da esfera metálica é desprezível em relação à da água contida no reservatório, portanto, a temperatura da água praticamente não se altera, permanecendo em cerca de 30 °C. Mas, comprovemos com os cálculos. Considerando o sistema água-esfera termicamente isolado: [I]. Correta. Da equação da dilatação: ΔV V0 γΔθ . Quanto maior o volume inicial (V0), tanto maior a dilatação. Qesf Qágua 0 Cesf Tesf Cágua Tágua 0 [II]. Correta. Atingido o equilíbrio térmico, cessa a transferência de calor do paciente para o termômetro, cessa o aquecimento do termômetro e não há mais variação de volume. 2 T 50 2.000 T 30 0 2 T 100 2.000 T 60.000 0 2.002 T 60.100 0 T 60.100 30,0998 C 2.002 T 30 C. Usando a equação de conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit: 9 θC 5 3,4 θF 160 8 θC 160 θC 20 C. T θC 273 T 293 K. T T 32 5 9 θC 5 θF 32 10,4 32 θC 5 9 9 5 21,6 9 O coeficiente de dilatação linear é dado por: ΔL L0 α Δθ a) Incorreta. Calculemos as temperaturas em que as duas escalas fornecem a mesma leitura: θC θF 32 5 9 θC 12 C. Resposta da questão 17: [D] Resposta da questão 14: [B] θC θF 32 9 5 θ θ T F C [III]. Incorreta. ΔV V0 γΔθ . O coeficiente de dilatação ( γ ) depende da substância termométrica, portanto, se o mercúrio for substituído por álcool, a dilatação será diferente, necessitando alterar a graduação da escala. Resposta da questão 16: [C] Resposta da questão 13: [C] θC θF 32 9 θC 5 θF 160 9 5 θ F 3,4 θF 3,4 θC θC 9 T 5 T -160 T - 40 . b) Correta. A unidade de medida, aqui, refere-se ao espaçamento (grau) entre duas marcas consecutivas para indicar os respectivos valores de temperatura. Numa mesma distância, na escala Celsius são inseridos 100 intervalos (100 graus Celsius, ou 100 divisões); e na escala Fahrenheit são inseridos 180 intervalos (180 graus Farenheit, ou 180 divisões). α ΔL L0 Δθ Logo: αA ΔL A ΔLB e αB L0A ΔθA L0B ΔθB Sabendo-se que as retas que representam os comprimentos da barra A e da barra B são paralelas podemos concluir que a relação αA αB ΔL A ΔLB α . Logo, A é dado por: ΔθA ΔθB αB ΔL A L ΔθA L0B 2 0A ΔLB L0A L0B ΔθB αA 2 αB Resposta da questão 18: [B] Dados: Da figura: 100 dC 180 dF dC 1,8 dF. c) Incorreta. A altura da coluna será sempre igual nos dois termômetros, porém com valores numéricos sempre diferentes exceto para -40, como mostram os cálculos do item [A] e a figura do item [B]. Δθ 170 20 150C; α A 22 106C1; αFe 12 106C1. 2 A diferença entre as dilatações superficiais é 2,7πcm . ΔA A ΔAFe 2,7 π A 0 2 α A Δθ A 0 2 αFe Δθ 2,7 π 2 π R02 Δθ α A αFe 2,7 π R0 2,7 2 150 22 12 106 900 R0 30 cm. d) Incorreta. As justificativas estão nos itens anteriores. Criado em 16/05/14. p. 7 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula Resposta da questão 19: [D] Resposta da questão 25: [C] V0 V0 3 α X ΔT 100 ΔV V0 3 α ΔT 5 V0 V 3 α ΔT 0 Y 100 Comentário: o enunciado apresenta uma imprecisão, pois afirma que se trata de um líquido. A não identificada substância apresenta-se totalmente na fase líquida apenas no intervalo de C a D. 1 αX . 5 αY O intervalo DE apresenta a vaporização do líquido, onde é possível determinar o calor latente de vaporização. Resposta da questão 20: [B] Dados: Q = - 4.900 cal (calor cedido); m = 0,5 kg = 500 g; c = 0,175 cal/g°C; θ 20C. Q 4.900 Q m c Δθ Δθ Δθ 56 θ θ0 56 m c 500 0,175 θ0 76 C. Resposta da questão 21: [B] Considerando o sistema termicamente isolado, temos: mQuente mfria 5 1 40 8 mQuente mfria 30 70 mfria c água 30 25 0,125. Resposta da questão 22: [C] Dados: c 0,4cal / g C; P 120cal / min; Δt 15 min; Δθ 50C Q Q P Δt P Δt Q m c Δθ O enunciado nos informa que o movimento é uniformemente acelerado e retrógrado. Com isso, podemos concluir que: – sua velocidade possui um sinal negativo por estar se deslocando contra a orientação da trajetória (movimento retrógrado); – sua aceleração é constante com sinal igual ao da velocidade, ou seja, negativo (movimento uniformemente acelerado). 20 θ0 56 θ0 20 56 Qágua1 Qágua2 0 mquente c água Resposta da questão 26: [D] m c Δθ P Δt m P Δt 120 15 c Δθ 0,4 50 m 90 g. Resposta da questão 23: [B] Dados apresentados no enunciado: mx 4my [A] Falsa. Aparentemente temos uma parábola em um gráfico de espaço (S) por tempo (t), voltada para cima, ou seja, é um gráfico de movimento uniformemente variado (parábola em Sxt) com aceleração positiva (voltada para cima). [B] Falsa. Temos uma reta em um gráfico de espaço por tempo, o que representa um movimento uniforme, ou seja, com velocidade constante e aceleração igual a zero. [C] Falsa. Temos uma reta em um gráfico de velocidade por tempo, o que representa um movimento uniformemente variado, porém com uma inclinação que representa uma aceleração positiva. [D] Verdadeira. Temos uma reta em um gráfico de aceleração por tempo, que nos informa que a aceleração é constante e negativa, conforme o enunciado. Resposta da questão 27: [C] 1º Trecho: movimento acelerado (a > 0) o gráfico da posição em função do tempo é uma curva de concavidade para cima. 2º Trecho: movimento uniforme (a = 0) o gráfico da posição em função do tempo é um segmento de reta crescente. 3º Trecho: movimento desacelerado (a < 0) o gráfico da posição em função do tempo é uma curva de concavidade para baixo. Cx 2Cy Resposta da questão 28: [C] A relação entre a capacidade térmica de um corpo e sua massa é dada por: As áreas da figura abaixo representam o deslocamento. Como uma é positiva e a outra negativa de mesmo módulo, o deslocamento total é nulo. C m c , em que “c” corresponde ao calor específico sensível. Assim sendo, temos: mx c x 2 my c y 4my c x 2 my c y 2 cx cy cx 1 cy 2 Resposta da questão 24: [B] P Q mcΔθ P.Δt 50x20 c 0,25cal / (gC) Δt Δt m.Δθ 200x20 Criado em 16/05/14. p. 8 OBF (Olímpiada Brasileira de Física) – Ensino Médio / Colégio Santa Úrsula