RESOLUÇÕES

 

01- Observe na figura que o comprimento de onda λ vale λ=60 + 60=120cm=1,2m e que a amplitude A é de A=30/2  --

A=15cm  ---  A=0,15m  ---  cálculo do período T da onda  ---  equação fundamental da ondulatória  ---  V= λ.f  ---  120/π = 0,12.f  ---  f=100/πHz  ---  T=1/f  ---  T=1/(100/π)  ---  T=π/100 s  ---  velocidade angular  ---  W=2π/T  ---

W=2π/(100/π)  ---  W=200 rad/s  ---  esse movimento pode ser considerado um movimento harmônico simples (MHS), com velocidade angular W e amplitude A e, cuja aceleração máxima é fornecida por (veja fisicaevestibular.com.br – mecânica – dinâmica – MHS)  ---  a_máx=W².A=200².0,15=40000x0,15  ---  a_máx=6000m/s²  ---  R- D.

02- A. Falsa  ---  a Terceira Lei de Newton se refere ao Princípio da Ação e Reação  de enunciado: “Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”, estas duas forças são aplicadas em corpos diferentes e jamais se anulam apesar de terem a mesma intensidade.

B. Falsa  ---  Esta expressão f=μ.N só pode ser aplicada quando a força de atrito  tiver intensidade máxima, o que pode não ser o caso.

C. Falsa  ---  devem realmente ser iguais, mas não para satisfazer a Segunda Lei de Newton, mas à Primeira lei de Newton (Princípio da Inércia): “Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade  vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”.

             

D. Falsa. Elas tem a mesma intensidade, mesma direção mas sentidos opostos.

E- Verdadeira  ---  como  e  se anulam,  resultante das forcas ,  e  é  que é oposta a forca  e possui a mesma intensidade desta.

R- E.

03- Pressão=força/área  ---  P_r=F/S  ---  densidade=massa/volume  ---  ρ=m/V_o  ---  V_o=S.ℓ  ---  ρ=m/S.ℓ  ---  P_r=F/S  ---F=m.a  ---  P_r=m.a/S  --- multiplicando o numerador e denominador por ℓ  ---  P_r=m.a.ℓ/S.ℓ  ---  P_r=m.a.ℓ/V_o  --- mas, m/V_o=densidade=ρ  --- P_r=ρ.a.ℓ  ---  aceleração a=v_e/t  ---  P_r= ρ.(V_e/t).ℓ  ---  V_e= ℓ/t  ---  P_r=ρ.V_e.V_e  ---  P_r=ρ.V_e²  ---

V_e=√(P_r/ρ) ou V_e=(P_r/ρ)^1/2  ---  R- C.

04- Supondo a velocidade  horizontal e para a direita, a quantidade de movimento (momento linear)  antes do choque

Também terá direção horizontal e sentido para a direita  ---  após o choque, as velocidades  e   de cada esfera serão

tais que, pelo enunciado, formam um ângulo θ entre si, o que também deverá ocorrer com os respectivos momento

linear (quantidade de movimento)  ---   ---  assim pela conservação do momento linear   ---   =  ---   ---  m. = m. + m.   ---   =  +    ---  por outro lado, pela conservação da energia cinética  ---  E_cantes=mV²/2  ---  E_cdepois=m.U²/2 + m.W²/2  ---  E_cantes=E_cdepois  ---  mV²/2=mU²/2 + mW²/2  ---  V²=U²  + W²  ---  observe nessa equação (teorema de Pitágoras) e na última figura acima que o ângulo θ só pode ser de 90^o  ---  R- D. 05-

05- I. Falsa  ---  O gráfico da pressão total P em função da altura “profundidade” h, (P=P_atm+ d.g.h, que é uma função

do primeiro grau)), é uma reta inclinada, que indica que quanto maior a profundidade, maior a pressão.

II. Falsa  ---  Considere um fluido (líquidos e gases que fluem para as regiões inferiores de um recipiente até preenchê-los totalmente) em equilíbrio (vertical e horizontal) no interior de um recipiente.

Esse líquido exerce sobre as paredes do recipiente que o contem forças que se tornam de maior intensidade à medida que a profundidade aumenta.

Observe que as forças, na mesma horizontal, em ambos os extremos, tem a mesma intensidade, pois o líquido está em equilíbrio horizontal, caso contrário, ele se moveria nessa direção.

III. Falsa  ---  veja I.

IV. Correta  ---  como o corpo está em equilíbrio no interior do líquido, seu peso  (vertical e para baixo) e seu empuxo (vertical e para cima) devem se anular  ---  P=d_corpo­.V_corpo.g  ---  E=d_líquido.V_{líuidodeslocado}.g  ---  como o corpo está totalmente imerso  ---  V_corpo=V_{líquidodeslocado}=V  ---  E=P  ---  d_corpo.V.g = d_líquido.V.g  ---  d_corpo=d_líquido.

V. Correta  ---  como  e  se anulam, se o corpo estiver pendurado num dinamômetro, este indicará zero.

R- A.

06- Quando a temperatura do trilho passar de 10^oC para 40^oC um comprimento de trilho de l_o=25m sofrerá uma dilatação linear de  ---  ∆L=L_o.α.(θ – θ_o)=25.14.10^-6.(40 – 10)=10500.10^-6  ---  ∆L=0,01m  ---  o máximo comprimento do trilho a ser colocado deve ser  ---  L=25,00 – 0,01=24,99m  ---  R- D.   

07- A tensão V_rs entre  r e s da barra corresponde à força eletromotriz induzida fornecida pela lei de Lenz  ---  ε=V_rs=|∆Φ|/∆t  ---  por essa expressão, quanto maior for a velocidade da barra rs, maior será a variação da área da espira, maior será a variação do fluxo magnético ∆Φ e consequentemente maior será a tensão V_rs induzida  ---  a velocidade de rs e a tensão Vrs são maiores  em (3) onde a velocidade é máxima e nulas em (1) e (4) onde a velocidade é nula  ---  R- C.

08- Para responder a esta questão leia atentamente as informações abaixo:

Transformação adiabática  ---  nela, o sistema não troca calor com o meio externo (Q=0)  ---  ΔU=Q – W  ---  ΔU=0 – W  ---  ΔU= – W

  

Na figura da esquerda abaixo, ao levantar o pistão da bomba de bicicleta, você diminui a pressão interna o que faz abrir uma válvula localizada abaixo do pistão, fazendo o ar externo penetrar no cilindro. Ao empurrar o pistão para baixo o aumento de pressão interna fecha automaticamente a válvula de entrada e abre a válvula de saída ligada ao pneu forçando o ar a penetrar no mesmo. Ao levantar o pistão novamente você começa tudo novamente.

 

Observe que, cada vez que você bombeia o ar no pneu, a bomba se aquece mais, o que ocorre principalmente porque você está forçando as moléculas de ar ficar mais próximas umas das outras, fazendo com que esse trabalho de compressão do gás (negativo) aumente a energia interna (ΔU), aumentando consequentemente a temperatura do gás. Isso ocorre porque essa transformação é adiabática (não troca calor com o ambiente, pois é muito rápida) e obedece à função ΔU= -W.

Na figura da direita (acima), trata-se de uma expansão adiabática (muito rápida e sem troca de calor com o meio ambiente), onde Q=0 e ΔU= Q – W  ---  ΔU= 0 – W  ---  ΔU= – W  ---  o volume do gás aumenta (trabalho positivo) fazendo com que a energia interna (ΔU) fique negativa e diminua, diminuindo assim, a pressão e a temperatura e a pressão, e o gás resfria. 

R- B.

09- A deficiência visual dessa pessoa é a hipermetropia onde a formação da imagem ocorre, teoricamente, atrás da retina, porque o olho é curto demais.e porque o cristalino não consegue se acomodar para focalizar a imagem sobre a retina. Os hipermétropes não conseguem enxergar objetos próximos com nitidez. . O defeito é corrigido com lentes convergentes.

O livro, situado a P=20cm=0,2m (distância mínima de visão distinta) deve conjugar, através da lente convergente, uma imagem no ponto P’=-50cm=-0,5m, que é onde a pessoa enxerga bem. (o sinal negativo indica que a imagem é virtual)  ---  imagem fornecida (P’=-0,5m) pela lente funciona como objeto (P=0,2m) para o olho, ou seja, a lente “traz” a imagem para onde o olho a enxerga perfeitamente  ---  usa-se a equação  1f = 1/P + 1/-P’  ---  1/f=1/0,2 + 1/(-0,5)  ---

1/f=(0,5 – 0,2)/0,1  ---  f=1/3 m  ---  a vergência “grau” da lente corresponde ao inverso da distância focal (f) expressa em metros  ---  V=1/f=1/(1/3)  ---  V=3 di  ---  R- D.

10-  Sistema massa-mola -  Um corpo de massa m realiza MHS quando, sobre uma trajetória retilínea, oscila

periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio O, sob ação de uma força denominada força restauradora (F_el)

que sempre é dirigida para O. Essa força é a força elástica fornecida pela expressão F_el = - kx (lei de Hooke)

A distância do ponto O até os extremos x= +A e x= -A é chamada de amplitude A desse MHS. Observe que nesses extremos +A e –A, ocorre inversão de sentido do movimento e a velocidade se anula. Observe também que na passagem pela posição de equilíbrio (ponto O), a velocidade é máxima em módulo.

O período T desse MHS é fornecido pela expressão

T – período – tempo que a massa m demora para efetuar um “vai e vem” completo

m – massa que executa o MHS

k – constante elástica da mola

Relação entre o período T e a constante elástica k  ---  como o período deve ser reduzido de  20%, o novo período deve ser 80% menor  ---  T’ = 0,8T  ---  2π√(m/k’) = 0,8.2π√(m/k)  ---  2π√m/√k’ = 0,8.2π√m/√k  ---  1/√k’ =0,8/√k  ---  k’=0,64k  ---  para que o período varie de 80%, a constante k deve variar de 64% (aumentar, pois a relação é inversa)  ---  para k aumentar de 64% você deve retirar 36% do comprimento da mola  ---  R- C.

11- Em todo movimento circular existe uma aceleração de direção radial, sentido para o centro da circunferência e de intensidade  ---  a_c=V²/R  ---  pelo enunciado a_c=g  ---  g=V²/R  ---  W=V/R  ---  V=W.R  ---  g=(W.R)²/R  ---  g=W².R  ---  W²=g/R  ---  W=√(g/R)  ---  R- A. 

12- Leia atentamente as informações a seguir:

Carro em pista sobrelevada de ângulo θ com a horizontal, sem atrito em pista circular de raio R, contida num plano horizontal.

As duas forças que agem sobre o carro, independente do atrito são seu peso  e a reação do solo . Para que o carro complete a curva a força resultante centrípeta   deve ser a soma vetorial de  com  e deve ser radial e dirigida para o centro C  da pista circular de raio R (veja figura abaixo).

No triângulo hachurado  ---  tgθ=cateto oposto/cateto adjacente  ---  tgθ=F_c/P  ---  tgθ=(mV²/R)/mg  ---  V²=R.g.tgθ

velocidade que o carro deve ter para efetuar a curva sem atrito (ou que seus pneus percam contato (atrito) com a pista).

 V=√(R.g.tgθ)  ---  V²=R.g.tg30^o  ---  100²=R.10.0,58  ---  R=10000/5,8  ---  R=1724,14m  ---  R- D.

13- Observe na figura que, com o circuito refeito de outra maneira mostra que se trata de uma ponte de wheatstone  e

que está em equilíbrio, pois os produtos das resistências indicadas (opostas a R_x) são iguais e, quando isso acontece não passa corrente elétrica por R_x e, consequentemente a potências nele também é nula  ---  R- A.

14- Teorema de Stevin  ---  todos os pontos de uma mesma horizontal suportam a mesma pressão  ---  P_A = P_gás=P_B   ---

 

P_B=P_atm + d,g,h₂=1.10⁵ + 1,5.10⁴.10.0,2=1.10⁵ + 13.10⁴=10.10⁴  + 3.10⁴ =13.10⁴ Pa  ---  P_B=P_gás=P_A=1,3.10⁵ Pa  --- 

15- I. Verdadeira  ---  observe que o processo de 1 para 2 ocorre à volume constante e que o de 3 para 1 ocorre à pressão constante.

II. Falsa  ---  observe que nesse processo o volume não varia (∆V=0) e, como W=P.∆V, W=0.

III. Verdadeira  ---  nesse processo o trabalho é negativo, pois o volume está diminuindo e o meio exterior exerce W sobre o gás.

IV. Verdadeira  ---  do enunciado  ---  P₂=5P₁  ---  todos os pontos da mesma curva da isoterma possuem a mesma temperatura  ---  T₂=T₃  ---  o processo de 1 para 2 é uma isovolumétrica e seu volume não varia (V₁=V₂=V)  ---  P₁.V/T₁ = P₂.V/T₂  ---  P₁/T₁=P₂/T₂  ---  P₁/T₁=5P₁/T₂  ---  T₂=5T₁  ---  como T₂=T₃  ---  T₃=5T₁.

V. Verdadeira  ---  em todo ciclo a temperatura final e inicial são iguais e, consequentemente não ocorre variação da energia interna do sistema.

R- E.