Resolução comentada das questões de Física do vestibular da PUC-SP – 2017
Resolução comentada das questões de Física do vestibular da
PUC-SP – 017
01-
Rendimento real η do motor
A potência total absorvida por esse motor em ∆t = 1 s vale Pt = 
= 
= 
Pt = 3700 J/s 
Pt = 3700 W.
Potência útil do motor Pu = 2,5×740 Pu = 1850 W.
Rendimento do motor ηm =Pu/Pt = 
ηm = 0,5 (50%)
Rendimento de um motor de Carnot
Temperatura Tf da fonte fria Tf =927 +273 = 1200 K.
Temperatura TQ da fonte quente 
= 
= = 
403 – 160 = 9C C = 27 oC TQ = 27+273 = 300 K.
O rendimento ηC de um motor de Carnot operando entre as temperaturas acima é fornecido pela expressão ηC = 1 – TQ/Tf = 1 – 
= 1 – 0,25 ηC = 0,75 (75%)
Razão pedida ηC/ηm = 
ηC/ηm = 1,5
R- C
02- As forças trocadas entre o trem e a camionete obedecem ao princípio da ação e reação, ou seja, tem sempre a mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos contrários.
Choque inelástico
Neste tipo de choque a dissipação de energia é máxima, o coeficiente de restituição é nulo, e, após o choque, os corpos obrigatoriamente se juntam e se movem unidos com a mesma velocidade. Lembre-se de que em qualquer tipo de choque a quantidade de movimento sempre se conserva.
R- D
03- Se você não domina a teoria, ela está a seguir:
Cor de um corpo
A luz branca do Sol ou de uma lâmpada qualquer é denominada luz policromática (várias cores) e é composta das cores monocromáticas (uma só cor), vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz que ele reflete difusamente (espalha em todas as direções e sentidos) e que chega aos olhos do observador.
Um corpo negro absorve todas as cores e um corpo branco reflete todas as cores.
Figura 1 
O corpo vermelho reflete difusamente apenas a cor vermelha e o observador enxergará vermelho.
Figura 2 As sete cores (policromática branca) incidem sobre o corpo amarelo que reflete difusamente somente o amarelo e o observador enxergará essa cor.
Figura 3 As sete cores (policromática branca) incidem sobre o corpo verde que reflete difusamente somente o verde e o observador enxergará verde.
Figura 4 O corpo negro absorve todas as cores e nenhuma chegará ao observador queverá negro (ausência de cores).
Figura 5 O corpo violeta reflete difusamente somente o violeta e absorverá o verde, nãochegando nenhuma luz ao observador, que verá negro.
Figura 6 O observador verá vermelho, pois o corpo branco reflete difusamente todas as cores inclusive o vermelho.
No caso do exercício, as palavras que você enxergará em azul são PRETO, VERDE e VERMELHO e as cores serão azul (as três palavras anteriores) e preta (as demais radiações serão absorvidas fornecendo a sensação visual de preto).
R- B
04- Vamos chamar de d a primeira metade do trajeto, tal que:
Quando percorrida com V1 = 25 m/s demora um intervalo de tempo ∆t1 tal que V1 = d/∆t1 25 = d/∆t1 ∆t1 = 
(I)
Quando percorrida com V2 = 15 m/s demora um intervalo de tempo ∆t2 = ∆t1 + 7200 tal que V2 = d/∆t2 15 = d/(∆t1 + 7200) (II).
(I) em (II) 15 = d/( + 7200) 15. + 15.7200 = d 0,6d – d = – 108000 0,4d = 108000 d = 270 000 m = 270 km (III).
(III) em (I) ∆t1 = 
= 10800 s ∆t1 = 
= 3 h ∆t2 = 3 + 2 ∆t2 = 5 h (tempo gasto na primeira metade do trajeto com velocidade de 15 m/s).
Como a primeira metade do trajeto tem 270 km, a segunda metade terá também 270 km e a distância
entre as duas cidades será de D = 270×2 = 540 km.
Como, pelo enunciado, a segunda metade V2 desse trajeto é sempre percorrida com velocidade constante e igual à média aritmética das duas velocidades anteriores V2 = 
= 20 m/sx3,6 = 72 km/h.
Tempo ∆t3 decorrido para percorrer a segunda metade do percurso de d = 270 km com V2 = 72 km/h
72 = 270/∆t3 ∆t3 = 
= 3,75 h
A velocidade média (Vm) ao longo de todo o trajeto é fornecida por Vm = 
= 
= 
Vm = 80 km/h
R- C
05- Calculando a massa de leite densidade do leite = 
mL = dL.VL mL = 1 (g/mL).VL(g) mL = VL (g)
Calculando a massa de café densidade do café = 
mc = dc.Vc mc = 1g/mL.30 mL mc = 30 g
Após a mistura ambos terão a mesma temperatura (de equilíbrio térmico) 
= 40 oC.
R- B
06-
Força Magnética sobre um condutor retilíneo imerso num campo magnético uniforme
R- A
07-
A seguir, breve resumo teórico:
Transformação isobárica
Ocorre à pressão constante. A variação de temperatura (ΔT) provoca uma variação de energia interna (ΔU) do sistema e a variação de volume (ΔV) produz trabalho.
Parte do calor (Q) recebido pelo sistema é armazenada sob forma de energia interna e parte é transformada em trabalho, de modo que ΔU = Q – W.
No caso do exercício, são fornecidos:
P = constante = 1 atm = 1.105 N/m2 (Pa)
Volume inicial Vo = 1000 cm3 = 103 cm3 = 103.(10-6 m3) Vo = 10-3 m3
Volume final que foi aumentado 300% V =( 
).10-3 V = 3.10-3 m3
Cálculo do trabalho mecânico, em joules, realizado pelo gás durante essa transformação W = P.∆V = 105.(3.10-3 – 1.10-3) W = 105.2.10-3 W = 2.102 J
Energia interna de um gás perfeito
A energia interna (U) de um gás perfeito monoatômico corresponde à soma das energias cinéticas médias (Ec) de todas as suas moléculas e, pela lei de Joule é fornecida por:
A energia interna de certa massa de um gás perfeito é função exclusiva da temperatura desse gás
Se U = (3/2).n.R.T e PV = n.R.T U = (3/2).PV ∆U = (3/2).P.∆V = (
. 105.2.10-3 ∆U = 3.102 J.
R- D
08-
Velocidade de propagação dos pulsos nos meios unidimensionais (corda)
Considere um pulso ou vários pulsos sucessivos (onda)se propagando com velocidade V numa
corda tracionada (esticada) por uma força de intensidade F.
Denominamos densidade linear de massa (µ) de uma corda homogênea, de seção transversal constante, que possui massa (m) e comprimento (L), à expressão:
Significado físico de µ 
significa quanto de massa a corda tem por unidade de comprimento.
Assim, uma corda de 0,5 kg/m possui, no SI, 0,5kg de massa para cada 1 metro de comprimento.
A velocidade (V) de propagação do pulso na corda é dada, também por:
Onde T é a intensidade da força que traciona (estica) a corda e µ é a densidade linear de massa da mesma. (Fórmula de Taylor).
No caso do exercício:
Como a densidade linear da primeira corda (µ1) é maior do que a da segunda (µ2), ou seja, µ1 > µ2,
quando o pulso chega ao ponto de junção das cordas, ocorre ao mesmo tempo refração e reflexão. Esse ponto (junção) funciona como uma extremidade livre e o pulso refletido retorna sem inversão de fase.
R- D
09-
Medindo a altura em relação ao ponto B (h), sabendo que em A, VA = 0 e, como os atritos são desprezados, para calcular VB você pode aplicar o princípio da conservação da energia mecânica.
Observe atentamente o cálculo do ângulo 
pedido, fornecido abaixo:
Pela tabela fornecida α = 48,6o
R- C