RESOLUÇÃO SIMULADO DE FÍSICA SOLUÇÃO PC. 01 [A] Trata-se de um sistema mecanicamente isolado, pois apenas forças internas provocam variações de velocidades. Assim, ocorre conservação da quantidade de movimento do sistema. Como se trata de uma grandeza vetorial, as partículas + e – devem ter velocidades de sentidos e de mesmo módulo, uma vez que as massas são iguais. SOLUÇÃO PC. 02 [B] No ponto mais alto da trajetória, a força resultante sobre o objeto é seu próprio peso, de direção vertical e sentido para baixo. SOLUÇÃO PC. 03 [B] Em um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto próximo, a íris do olho relaxa, aumentando o diâmetro da pupila. Os músculos ciliares que prendem o cristalino se contraem, causando o aumento do poder refrativo da lente do olho (aqui o autor deveria ter usado o termo aumento de vergência ao invés de aumento do poder refrativo). Quando o indivíduo passa para um ambiente de penumbra, a íris diminui, aumentando a abertura da pupila para que os olhos recebam maior luminosidade. Mas fazemos uma ressalva: Para focalizar um objeto mais próximo, os músculos ciliares se contraem, aumentando a curvatura do cristalino, diminuindo a sua distância focal para que a imagem caia na retina. Isso altera a vergência do cristalino, que tende a aumentar. SOLUÇÃO PC. 04 [B] O aproveitamento da incidência solar é máximo quando os raios solares atingem perpendicularmente a superfície da placa. Essa calibração é otimizada de acordo com a inclinação relativa do Sol, que depende da latitude do local. Página | 1 SOLUÇÃO PC. 05 [D] No seu funcionamento, a panela de pressão aumenta a pressão interna, fazendo com que o ponto de ebulição da água interna aumente, sendo assim eficaz para cozimentos mais rápidos economizando energia. SOLUÇÃO PC. 06 [B] O campo elétrico gerado pelos corpos eletrizados faz com que partículas existentes no interior das lâmpadas movam-se, chocando-se umas com as outras, emitindo luz. SOLUÇÃO PC. 07 [E] Aplicando a 2ª lei de Ohm: ρ L 17 0,5 R R 170 Ω. A 0,05 SOLUÇÃO PC. 08 [D] As linhas de transmissão usualmente transportam energia elétrica em alta tensão e baixa corrente para evitar perdas excessivas por efeito Joule ao longo da transmissão. Antes da distribuição, é necessário, então, o emprego de transformadores, equipamentos que permitem transformar baixa tensão e alta corrente em alta tensão e baixa corrente e vice-versa. Essa transformação somente pode ocorrer com corrente alternada, de acordo com o processo da indução eletromagnética. SOLUÇÃO PC. 09 [B] Supondo essas acelerações constantes, aplicando a equação de Torricelli para o movimento uniformemente retardado, vem: Página | 2 v 2 v 02 2 a ΔS 02 v 02 2 a ΔS 202 a1 0,5 m/s2 a v 02 1 2 400 a 2 ΔS 202 a1 0,8 m/s2 a 2 2 250 a1 a2 0,5 0,8 a1 a2 0,3 m/s3 . SOLUÇÃO PC. 10 [C] Dados: m 48 g 48 103 kg; g 10 m/s2 ; d 4 mm 4 103 m; π 3. Na situação proposta, a força de pressão exercida pelos gases equilibra a força peso do tubo cilíndrico e a força exercida pela pressão atmosférica sobre ele. Assim: mg P Fgas P Fatm pgas patm pgas patm A d2 π 4 pgas 48 10 3 10 4 3 4 10 3 2 1 105 0,4 105 1 105 1,4 105 N/m2 pgas 1,4 atm. SOLUÇÃO PC. 11 [E] A pressão (p) de uma coluna líquida é dada pelo Teorema de Stevin: p d g h, sendo d a densidade do líquido, g a intensidade do campo gravitacional local e h a profundidade. Assim: Página | 3 SOLUÇÃO PC. 12 [E] A propagação da energia do Sol à Terra é por irradiação. As luvas são feitas de materiais isolantes térmicos (lã, couro etc.) dificultando a condução do calor. SOLUÇÃO PC. 13 [E] Se o cristalino não fosse achatado, não haveria a formação de duas imagens, uma em cada setor da retina. SOLUÇÃO PC. 14 [B] Na fibra óptica, a luz fica confinada no interior do núcleo, sem penetrar na casca, sendo conduzida por reflexão total, fenômeno que somente é possível quando o sentido de propagação da luz é do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, o índice de refração do núcleo é maior que o da casca. SOLUÇÃO PC. 15 [C] Quando um sistema que tem frequência de vibração natural f é atingido por uma onda de mesma frequência, o sistema absorve energia dessa onda, aumentando sua amplitude de vibração. A esse fenômeno dá-se o nome de ressonância. SOLUÇÃO PC. 16 [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. Página | 4 SOLUÇÃO PC. 17 [B] O freio ABS é mais eficiente, pois impede o travamento das rodas, fazendo a frenagem com força de atrito estática, que é maior que a dinâmica, pois o coeficiente de atrito estático e maior que o dinâmico. SOLUÇÃO PC. 18 [E] Com a piscina cheia, a água exercerá na escultura uma força vertical, para cima, chamada empuxo, cuja intensidade é igual ao peso do volume de água deslocado pela escultura. Matematicamente, o empuxo é dado por: E = dlíquido Vimerso g. Essa força vertical se somará à força exercida pelos trabalhadores, facilitando a retirada da escultura. SOLUÇÃO PC. 19 [A] Em uma pessoa adulta, o globo ocular normal apresenta vergência que varia de 51 di a 64 di. Os mais importantes responsáveis por essa vergência são a córnea, com vergência de 43 di, e o cristalino, com vergência que pode variar de 13 di a 26 di. Ambos funcionam como lentes convergentes pois são de bordas finas, com índice de refração maior que o do meio. Página | 5 SOLUÇÃO PC. 20 [E] Dados: V = 1.200 L; h = 30 m; L = 200 m. Seguindo as instruções do fabricante, entremos com os dados na tabela para obtermos o valor de H. Como mostrado, obtemos H = 45 m. Analisando o gráfico dado, temos os valores mostrados: H = 45 m Q = 900 L/h. Página | 6 Calculando o tempo para encher o reservatório: V 1.200 1.200 4 Q 900 t h t = 80 min = 1 h e 20 min. t t 900 3 SOLUÇÃO PC. 21 [B] A intensidade da força magnética é dada por: F B qv senθ Onde, B é o campo magnético, q é a carga elétrica, v é a velocidade e θ é o ângulo entre B e v. Considerando que B e v são perpendiculares, sen θ 1. Então, a intensidade do campo magnético é dada por: F B qv SOLUÇÃO PC. 22 [D] Possuindo bordos mais grossos que o centro, conclui-se que a lente é divergente. Página | 7 SOLUÇÃO PC. 23 [A] I. Correto. Para cada coroa dianteira temos 5 opções. Sendo assim: 2 5 10 opções. II. Errado. A velocidade linear dos elos da corrente é constante. Sendo assim: T RT D RD T D RD RT Observe que a velocidade angular da roda traseira depende diretamente do raio da coroa dianteira e inversamente do raio da coroa traseira. Para que a velocidade atinja a maior velocidade a velocidade angular da roda traseira deve ser a maior possível. Sendo assim o raio dianteiro deve ser o maior possível e o traseiro o menor possível III. Correto. Observe a figura abaixo. A força de atrito deve ser paralela ao plano e igual à componente do peso na mesma direção. Fat Psen Página | 8 O momento produzido pela força de atrito em relação ao centro da roda deve ser compensado pelo momento da força feita pela corrente. F.R Fat.R ' Psen.R ' F PR ' sen R O momento produzido pela força motora exercida pelo ciclista deve ser igual ao feito pela força da corrente. Fm .d Fr Fm Fr PR ' sen r . d d R Para que a força feita pelo ciclista seja mínima: r deve ser mínimo e R deve ser máximo. SOLUÇÃO PC. 24 [D] A água represada tem energia potencial gravitacional. Ao se abrirem as comportas a água velocidade e energia cinética que faz girar as turbinas. (II) Estas estão acopladas a bobinas que giram dentro de um campo magnetostático produzindo a energia elétrica. (I) SOLUÇÃO PC. 25 [E] A lei de Faraday-Neümann nos dá que a força eletromotriz induzida é a variação do fluxo magnético através da espira, em relação ao tempo. SOLUÇÃO PC. 26 [B] [I] Verdadeira. Se não há atmosfera, é impossível haver convecção. Portanto a transferência de calor de um corpo para outro só pode ocorrer por condução ou por irradiação. [II] Falsa. O som é uma onda mecânica, necessitando de meio material para se propagar. [III] Verdadeira. Página | 9 [IV] Falsa. O índice de refração da atmosfera terrestre é maior que o do vácuo, portanto na atmosfera terrestre a velocidade da luz solar é menor do que na Lua. 10 [V] Verdadeira. P m g 60 P 100 N. 6 SOLUÇÃO PC. 27 [B] A inclinação da linha que prende a boia tem a mesma direção da força que a água aplica na boia, o empuxo (E). Essa força tem duas componentes: a componente horizontal (E x ), que é a força aceleradora, e a componente vertical (E y ), que equilibra o peso. SOLUÇÃO PC. 28 [A] Lembrando as expressões das forças mencionadas: P m g P dcorpo V g E dlíq Vim g Considerando os cilindros homogêneos, o Peso e o Empuxo são aplicados no centro de gravidade de cada um. O empuxo tem a mesma densidade nos dois casos, pois os volumes imersos são iguais, mas o Peso do cilindro mais denso é maior. Assim, o Empuxo no conjunto é aplicado no ponto médio (B) e o Peso do conjunto fica deslocado para direita. As figuras ilustram a situação. Página | 10 Comentário: Essa posição horizontal não é a de equilíbrio do conjunto. Assim que abandonado, ele sofrerá um giro no sentido horário, ficando em equilíbrio estável na vertical, com o cilindro mais denso totalmente imerso e o menos denso parcialmente imerso, pois, para que o conjunto funcione como boia, sua densidade deve ser menor que a da água. SOLUÇÃO PC. 29 [C] O fluxo magnético gerado pela bobina percorre a armação de ferro, atravessando a calha de alumínio. Esse fluxo, por ser variável, induz uma corrente elétrica na calha, o que provoca o aquecimento da água por efeito Joule. Portanto, a temperatura da água passará a aumentar. SOLUÇÃO PC. 30 [B] Usando a Equação do Aumento Linear, temos: A = i/o= f/f – p; Assim: i/0,6= 12/(12 – 4) i = 0,9 cm. Página | 11