AULÃO DE FÍSICA – UERJ 2014
1. (Uerj 2013) Três pequenas esferas, E1, E2 e E3 , são lançadas em um mesmo
instante, de uma mesma altura, verticalmente para o solo. Observe as informações da
tabela:
Esfera Material
Velocidade inicial
E1
chumbo
v1
E2
alumínio
v2
E3
vidro
v3
A esfera de alumínio é a primeira a alcançar o solo; a de chumbo e a de vidro chegam
ao solo simultaneamente.
A relação entre v1, v 2 e v 3 está indicada em:
a) v1  v3  v2
b) v1  v3  v2
c) v1  v3  v2
d) v1  v3  v2
2. (Uerj 2013) Três blocos de mesmo volume, mas de materiais e de massas diferentes,
são lançados obliquamente para o alto, de um mesmo ponto do solo, na mesma direção
e sentido e com a mesma velocidade.
Observe as informações da tabela:
Material
bloco
do
Alcance do lançamento
chumbo
A1
ferro
A2
granito
A3
A relação entre os alcances A1, A2 e A3 está apresentada em:
a) A1 > A2 > A3
b) A1 < A2 < A3
c) A1 = A2 > A3
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d) A1 = A2 = A3
3. (Uerj 2013) Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na
qual as forças F1 e F2 atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II.
Admita que os cilindros estejam totalmente preenchidos por um líquido.
O volume do cilindro II é igual a quatro vezes o volume do cilindro I, cuja altura é o
triplo da altura do cilindro II.
A razão
F2
entre as intensidades das forças, quando o sistema está em equilíbrio,
F1
corresponde a:
a) 12
b) 6
c) 3
d) 2
4. (Uerj 2013) Um homem de massa igual a 80 kg está em repouso e em equilíbrio
sobre uma prancha rígida de 2,0 m de comprimento, cuja massa é muito menor que a do
homem.
A prancha está posicionada horizontalmente sobre dois apoios, A e B, em suas
extremidades, e o homem está a 0,2 m da extremidade apoiada em A.
A intensidade da força, em newtons, que a prancha exerce sobre o apoio A equivale a:
a) 200
b) 360
c) 400
d) 720
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5. (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.
Admita que c X e c Y sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y.
A razão
a)
1
4
b)
1
2
cX
é dada por:
cY
c) 1
d) 2
6. (Uerj 2013)
Em uma experiência, três lâmpadas idênticas {L1, L2, L3} foram
inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna
nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se
queimar.
Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas:
Em seguida, os extremos não comuns de L1 e L2 foram conectados por um fio metálico,
conforme ilustrado abaixo:
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A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova
condição é:
a) As três lâmpadas se apagam.
b) As três lâmpadas permanecem acesas.
c) L1 e L2 se apagam e L3 permanece acesa.
d) L3 se apaga e L1 e L2 permanecem acesas.
7. (Uerj 2013) Duas lâmpadas, L1 e L2 , estão conectadas em paralelo a uma bateria de
automóvel. A corrente em L1 é igual a
1
3
da corrente em L2 .
Admita que P1 e P2 sejam as potências dissipadas, respectivamente, por L1 e L2 .
A razão
a)
1
9
b)
1
3
P1
corresponde a:
P2
c) 1
d) 3
8. (Uerj 2012) Uma balança romana consiste em uma haste horizontal sustentada por
um gancho em um ponto de articulação fixo. A partir desse ponto, um pequeno corpo P
pode ser deslocado na direção de uma das extremidades, a fim de equilibrar um corpo
colocado em um prato pendurado na extremidade oposta. Observe a ilustração:
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Quando P equilibra um corpo de massa igual a 5 kg, a distância d de P até o ponto de
articulação é igual a 15 cm.
Para equilibrar um outro corpo de massa igual a 8 kg, a distância, em centímetros, de P
até o ponto de articulação deve ser igual a:
a) 28
b) 25
c) 24
d) 20
9. (Uerj 2012) Um chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão eficaz de 120 V, pode
funcionar em dois modos: verão e inverno. Considere os seguintes dados da tabela:
Modos
Verão
Potência Resistência
(W)
()
1000
RV
Inverno 2000
A relação
RI
RI
corresponde a:
RV
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,5
d) 2,0
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10. (Uerj 2011) Um bloco maciço está inteiramente submerso em um tanque cheio de
água, deslocando-se verticalmente para o fundo em movimento uniformente acelerado.
A razão entre o peso do bloco e o empuxo sobre ele é igual a 12,5.
A aceleração do bloco, em m/s2, é aproximadamente de:
a) 2,5
b) 9,2
c) 10,0
d) 12,0
11. (Uerj 2011) Observe a representação do trecho de um circuito elétrico entre os
pontos X e Y, contendo três resistores cujas resistências medem, em ohms, a, b e c.
Admita que a sequência (a, b, c) é uma progressão geométrica de razão
1
e que a
2
resistência equivalente entre X e Y mede 2,0 Ω . O valor, em ohms, de (a + b + c) é igual
a:
a) 21,0
b) 22,5
c) 24,0
d) 24,5
12. (Uerj 2011) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12
V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto.
A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a:
a) 2,0 x 101
b) 1,2 x 102
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c) 3,6 x 103
d) 7,2 x 104
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:
Um trem em alta velocidade desloca-se ao longo de um trecho retilíneo a uma
velocidade constante de 108 km/h. Um passageiro em repouso arremessa
horizontalmente ao piso do vagão, de uma altura de 1 m, na mesma direção e sentido do
deslocamento do trem, uma bola de borracha que atinge esse piso a uma distância de 5
m do ponto de arremesso.
13. (Uerj 2011) Se a bola fosse arremessada na mesma direção, mas em sentido oposto
ao do deslocamento do trem, a distância, em metros, entre o ponto em que a bola atinge
o piso e o ponto de arremesso seria igual a:
a) 0
b) 5
c) 10
d) 15
14. (Uerj 2011) O intervalo de tempo, em segundos, que a bola leva para atingir o piso
é cerca de:
a) 0,05
b) 0,20
c) 0,45
d) 1,00
15. (Uerj 2010) Dois automóveis, M e N, inicialmente a 50 km de distância um do
outro, deslocam-se com velocidades constantes na mesma direção e em sentidos
opostos. O valor da velocidade de M, em relação a um ponto fixo da estrada, é igual a
60 km/h. Após 30 minutos, os automóveis cruzam uma mesma linha da estrada.
Em relação a um ponto fixo da estrada, a velocidade de N tem o seguinte valor, em
quilômetros por hora:
a) 40
b) 50
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c) 60
d) 70
16. (Uerj 2010) Um foguete persegue um avião, ambos com velocidades constantes e
mesma direção. Enquanto o foguete percorre 4,0 km, o avião percorre apenas 1,0 km.
Admita que, em um instante t1, a distância entre eles é de 4,0 km e que, no instante t2, o
foguete alcança o avião.
No intervalo de tempo t2 – t1, a distância percorrida pelo foguete, em quilômetros,
corresponde aproximadamente a:
a) 4,7
b) 5,3
c) 6,2
d) 8,6
17. (Uerj 2010) A figura a seguir representa um fio AB de comprimento igual a 100
cm, formado de duas partes homogêneas sucessivas: uma de alumínio e outra, mais
densa, de cobre.
Uma argola P que envolve o fio é deslocada de A para B.
Durante esse deslocamento, a massa de cada pedaço de comprimento AP é medida. Os
resultados estão representados no gráfico a seguir:
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A razão entre a densidade do alumínio e a densidade do cobre é aproximadamente igual
a:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
18. (Uerj 2010) Uma pessoa totalmente imersa em uma piscina sustenta, com uma das
mãos, uma esfera maciça de diâmetro igual a 10 cm, também totalmente imersa.
Observe a ilustração:
A massa específica do material da esfera é igual a 5,0 g/cm3 e a da água da piscina é
igual a 1,0 g/cm3.
A razão entre a força que a pessoa aplica na esfera para sustentá-la e o peso da esfera é
igual a:
a) 0,2
b) 0,4
c) 0,8
d) 1,0
19. (Uerj 2010) Três lâmpadas, L1 , L2 e L3 , com as mesmas características, são ligadas
a uma fonte ideal de tensão, dispostas em três diferentes arranjos:
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A alternativa que indica a ordenação adequada das potências consumidas pelos arranjos
é:
a) PI > PIII > PII
b) PI > PII > PIII
c) PIII > PII > PI
d) PIII > PI > PII
20. (Uerj 2009) Ao se deslocar do Rio de Janeiro a Porto Alegre, um avião percorre
essa distância com velocidade média v no primeiro 1/9 do trajeto e 2v no trecho
restante.
A velocidade média do avião no percurso total foi igual a:
a)
9
v
5
b)
8
v
5
c)
5
v
3
d)
5
v
4
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
[B]
Supondo a ausência do atrito com o ar, podemos concluir que o movimento das esferas
é uniformemente variado e, como tal,
h  v0 .t 
g.t 2
g.t 2
h g.t
 v0 .t  h 
 v0  
2
2
t 2
Onde v 0 corresponde à velocidade inicial de lançamento:
Como os tempos de queda das esferas são iguais, temos que suas velocidades de
lançamento são iguais; portanto, as velocidades v1 e v 3 são iguais.
Como a esfera de alumínio foi a primeira a chegar ao solo, concluímos que sua
velocidade inicial é a maior de todas. Assim temos, v1  v3  v2 .
Resposta da questão 2:
[D]
Para um objeto lançado obliquamente com velocidade inicial v0 , formando um ângulo
θ
com a horizontal, num local onde o campo gravitacional tem intensidade g, o alcance
horizontal A é dado pela expressão:
A
v 02
sen  2θ
g
Essa expressão nos mostra que o alcance horizontal independe da massa. Portanto, os
três blocos apresentarão o mesmo alcance:
A1 = A2 = A3.
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Resposta da questão 3:
[A]
Pelo teorema de Pascal aplicado em prensas hidráulicas, temos:
F1
F
 2
A1 A 2
O volume dos cilindros é dado por: V  A.h.
Nas condições apresentadas no enunciado, temos:
V2  4.V1
A2.h2  4.A1.h1
A2.h  4.A1.3h
A2  12.A1
Assim:
F1
F
F
 2  2  12
A1 12A1
F1
Resposta da questão 4:
[D]
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| NA | .2,0 | P | .1,8
| NA | .2,0  80.10.1,8
| NA | .2,0  80.18
| NA | 80.9
 | NA | 720N
Resposta da questão 5:
[B]
Dados apresentados no enunciado:
mx  4my
Cx  2Cy
A relação entre a capacidade térmica de um corpo e sua massa é dada por:
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
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Resposta da questão 6:
[C]
Quando o fio metálico é ligado como mostrado na segunda figura, as lâmpadas L1 e L2
entram em curto circuito, apagando. A lâmpada L3 permanece acesa, com brilho mais
intenso que antes.
Resposta da questão 7:
[B]
Como mencionado no enunciado:
i
i1  2  i2  3.i1
3
Estando paralelas, as lâmpadas estão submetidas à mesma tensão elétrica. Analisando a
potência dissipada por cada uma temos:
P1  U.i1  U 
P1
i1
P2  U.i2  U 
P2
i2
P2 P1

 P2 .i1  P1.i2
i2
i1
P2.i1  P1.3.i1
P2  P1.3
P
1
 1 
P2 3
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Resposta da questão 8:
[C]
Dados: m1 = 5 kg; d1 = 15 cm; m2 = 8 kg.
Seja b a distância do ponto de suspensão do prato até o ponto de suspensão do gancho.
Como há equilíbrio de rotação, temos:
mP d1  m1gb



mP d2  m2gb
 
d1 m1

d2 m2

15 5

d2 8
 d2  24 cm.
Resposta da questão 9:
[A]
Dados: PV = 1.000 W; PI = 2.000 W; U = 120 V;
Da expressão da potência elétrica:
P
2
U
R
 R
2
U
P

U2
RI 
PI


U2

R V  P

V
 
RI
U2 PV


RV
PI U2

RI
P
 V
RV
PI

RI
1.000

 0,5.
R V 2.000
Resposta da questão 10:
[B]
Dado:
P
 12,5.
E
Do princípio fundamental da dinâmica, vem:
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P – E = m a  m g – E = m a.
mg
P
P
 12,5  E 

.
E
12,5 12,5
Mas:
Substituindo na expressão anterior:
m g
mg
2
 m a . Considerando g = 10 m/s :
12,5
10
= a  a = 10 – 0,8  a = 9,2 m/s2.
12,5
10 –
Resposta da questão 11:
[D]
Os valores das resistências formam uma PG de razão
1
.
2
Seja:
a = x. Então:
b=
x
2
e c=
x
4
A resistência equivalente do circuito é:
1
1 1 1
  
Req a b c

1
1 2 4 7
1
1 1
1

    .
 

x
Req x x x x
Req x x
2
4
Como Req = 2 Ω , temos:
1 7

 x = 14 Ω .
2 x
Assim,
a + b + c = 14 +
14 14

 14  7  3,5  a + b + c = 24,5 Ω .
2
4
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Resposta da questão 12:
[D]
Dados: U = 12 V; i = 100 A; t = 1 min = 60 s.
Da relação entre potência elétrica e energia:
E = P t = U i t = (12) (100) (60) = 72.000 J = 7,2  104 J.
Resposta da questão 13:
[B]
Se a velocidade relativa ao vagão é a mesma, o alcance horizontal relativo ao vagão
também é o mesmo, ou seja, 5 m.
Resposta da questão 14:
[C]
Como se trata de um lançamento horizontal, o tempo de queda é o mesmo do tempo de
queda da queda livre:
h
1 2
gt
2
 t
2h

g
2(1)
20 4,5


10
10
10
 t = 0,45 s.
Resposta da questão 15:
[A]
Seja P o ponto de encontro desses dois automóveis, como indicado na figura.
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Do instante mostrado até o encontro, que ocorreu no ponto P, passaram-se 30 min ou
0,5 h, a distância percorrida pelo automóvel M é:
DM = vM t = 60 (0,5) = 30 km.
Nesse mesmo intervalo de tempo, o automóvel N percorreu, então:
DN = 50 – 20 = 30 km.
Assim:
vN =
DN 20
 vN = 40 km/h.

t 0,5
Resposta da questão 16:
[B]
A velocidade do foguete (vf) é 4 vezes a velocidade do avião (va)  vf = 4 va
Equacionando os dois movimentos uniformes, com origem no ponto onde está o foguete
no instante t1:
Sf = vf t  Sf = 4 va t e Sa = 4 + va t.
Igualando as funções horárias para instante de alcance (t2):
Sf = Sa  4 va t2 = 4 + va t2  3 va t2 = 4  t2 =
4
.
3v a
Substituindo:
 4 
16
km = 5,3 km .
  Sf =
3
 3v a 
Sf = 4 va 
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Resposta da questão 17:
[C]
Sabemos que d =
L. Então, d =
m
. Como a seção transversal é constante, o volume é dado por V = A
V
m
.
AL
Na segunda parte do gráfico, a linha se torna mais íngreme, indicando que a densidade
se torna maior. Assim, a primeira parte do gráfico representa o alumínio e a segunda
parte representa o cobre.
As densidades do alumínio e do cobre são, respectivamente: da =
=
16
2

40A 5A
e dc
96  16
4

(100  40)A 3A
2
da
2 3
6
 5A   
 0,3 .
4
dc
5 4 20
3A
Resposta da questão 18:
[C]
de = 5 g/cm3 e da = 1 g/cm3
Como a esfera está em equilíbrio, N + E = P  N = P – E  N = de V g – da V g  N =
(de – da)V g
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Assim:
N (de  da )Vg (de  da ) (5  1) 4



  0,8 .
P
de Vg
de
5
5
Resposta da questão 19:
[A]
Sendo R a resistência elétrica de cada lâmpada, as resistências equivalentes dos três
arranjos são:
R
3
RI =
; RII = 3 R e RIII =
R
3
R  R ;
2
2
Sendo U a tensão aplicada nos três arranjos, as respectivas potências consumidas são:
PI =
U2
U2
;
3
R
R
3
PII =
U2 1 U2

3R 3 R
PIII =
U2
2 U2

3R
3 R
2
Como 3 
2 1
.
  PI > PIII > PII
3 3
Resposta da questão 20:
[A]
Resolução
Primeiro trecho
V = S/t  v = (L/9)/t1 = L/(9t1) onde L é o comprimento total do trajeto
Então
t1 = L/(9v)
Segundo trecho
V = S/t  2v = (8L/9)/t2  v = 4L/(9t2)
t2 = 4L/(9v)
Para todo o trecho
Vmédia = L/(t1+t2) = L/[5L/(9v)] = 9v/5
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