CEDERJ-RJ-2019

(CEDERJ-RJ) – Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

Objetivo:

Contribuir para a interiorização do ensino superior público, gratuito e de qualidade no Estado do Rio de Janeiro por meio da oferta de cursos de graduação a distância, na modalidade semipresencial, garantindo a qualidade destes no que diz respeito ao processo de avaliação de aprendizagem.

01 – (CEDERJ-RJ-2019)

Dois corpos pontuais portando cargas respectivamente iguais a Q e Q’ estão em repouso conectados por uma mola. Quando a carga de um deles é dobrada, passando de Q para 2Q, a

extensão da mola diminui na nova posição de equilíbrio. Quatro hipóteses foram elaboradas sobre os sinais das cargas:

I: Q > 0 e Q’ > 0 II: Q > 0 e Q’ < 0 III: Q < 0 e Q’ > 0 IV: Q < 0 e Q’ < 0

São compatíveis com o fenômeno descrito as hipóteses

(A) I e IV (B) III e IV (C) II e III (D) I e III

02 – (CEDERJ-RJ-2019)

Duas amostras de gás estão em um recipiente rígido isolado termicamente do exterior e com duas câmaras separadas por uma parede que também é rígida. O gás na primeira câmara está a

uma temperatura menor que o gás na segunda câmara. Lentamente, a parede rígida permite a passagem de calor levando a uma situação de equilíbrio térmico entre as câmaras. A variação de energia interna do gás na primeira câmara, ΔU, e o calor recebido por ele, Q, têm seus sinais descritos por

(A) ΔU > 0 e Q > 0 (B) ΔU > 0 e Q < 0 (C) ΔU < 0 e Q > 0 (D) ΔU < 0 e Q < 0

03 – (CEDERJ-RJ-2019)

Um homem de 80 kg equilibra-se sobre uma plataforma horizontal, de massa desprezível, com 8 metros de extensão. A plataforma tem suas extremidades apoiadas em duas balanças.

Originalmente, ambas marcam 40 kg em suas leituras. O homem aproxima-se de uma das

extremidades e as leituras nas balanças passam a ser de 60 kg e 20 kg. O deslocamento do homem foi de

(A) 0,5 m (B) 1,0 m (C) 1,5 m (D) 2,0 m

04 – (CEDERJ-RJ-2019)

Uma criança com 20 kg oscila num balanço, de tal modo que a diferença entre as alturas máxima e mínima que ela atinge é de 0,80 m. Na posição de máxima altura, a criança apresenta uma energia

potencial 160 J maior que a da posição de mínima altura.

A velocidade da criança, quando ela passa pela posição de menor altura, será de

(A) 3 m/s (B) 4 m/s (C) 5 m/s (D) 6 m/s

05 – (CEDERJ-RJ-2019)

Um aquário contém uma quantidade fixa de água e a pressão que ela exerce no fundo do mesmo é P. Alternadamente, dois objetos distintos, de mesmo volume, porém de massas distintas, são

colocados dentro do aquário sem derramar água. O primeiro objeto flutua na água, com apenas

uma parte do seu volume submerso. Entretanto, quando o segundo objeto é inserido, ele submerge completamente.

As respectivas pressões exercidas pela água no fundo do aquário em cada um dos casos são denotadas por P₁ e P₂.

As comparações entre P₁ , P₂ e P são:

(A) P₁ > P₂ > P (B) P₂ > P₁ > P (C) P > P₁ > P₂ (D) P > P₂ > P₁

06 – (CEDERJ-RJ-2019)

Dois móveis executam curvas semicirculares, mantendo os módulos de suas velocidades constantes. Os raios das curvas são distintos, porém o tempo que cada móvel gasta para executá-las é o mesmo. Considerando que o raio da curva efetuada pelo móvel 1 é o dobro do raio da

curva efetuada pelo móvel 2, a relação entre as intensidades das forças centrípetas F₁ e F₂ que atuam, respectivamente, sobre os móveis 1 e 2 é:

(A) F₁ = F₂ (B) F₁ = F₂ (C) F₁ = 2F₂ (D) F₁ = 4F₂

 

07 – (CEDERJ-RJ-2019)

Um automóvel, trafegando em linha reta com aceleração constante, aumenta a sua velocidade de

10 m/s para 20 m/s em 20 s. A distância percorrida pelo automóvel durante esses 20 s foi de:

(A) 200 m (B) 300 m (C) 400 m (D) 600 m

08 – (CEDERJ-RJ-2019)

Uma bolinha é arremessada horizontalmente em direção ao rodapé de uma parede com uma

quantidade de movimento p = mv, onde m e v representam, respectivamente, a massa e o vetor velocidade da bolinha. Ela colide com o rodapé e retorna com uma quantidade de movimento

P = –p/2. O impulso que o rodapé exerce sobre a bolinha é:

(A) -3p/2 (B) +3p/2 (C) –p/2 (D) +p/2

Resolução comentada das questões de Física da CEDERJ-RJ) – Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

01-

As cargas do elétron e do próton são opostas e convencionou-se atribuir ao elétron carga negativa e ao próton, carga positiva.

Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem pela força calculada na expressão abaixo:

A força entre elas é diretamente proporcional ao módulo das cargas e, como Q dobra a força entre

elas também deve dobrar e, se o comprimento da mola diminui, essa força só pode ser de atração com as cargas possuindo sinais opostos (uma positiva e a outra negativa)

R-C

02-

Calor

Quando dois ou mais corpos que estão a temperaturas diferentes são colocados em contato, ocorrerá uma transferência de energia do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

Essa transferência de energia ocorre até que os dois corpos tenham a mesma temperatura (mesmo

estado térmico, mesmo nível de vibração das moléculas), estejam numa situação de equilíbrio.

Essa transferência de energia recebe o nome de calor.

Então o gás que está na primeira câmara (menor temperatura) recebe calor da outra de maior

temperatura (Q > 0) e sua energia interna aumenta porque sua variação de temperatura também aumenta (ΔU > 0).

R- A

03-

Inicialmente as balanças marcam o mesmo valor 40 kg que é igual à metade da massa do homem. Isso significa que ele está na metade da plataforma, equidistante 4 m de cada extremidade.

Situação depois quando ele se aproxima de uma das extremidades, por exemplo, a da direita, as balanças passam a marcar 20 kg (P_e = 20.10 = 200 N) a da esquerda e 60 kg (P_d = 60.10 = 600 N) a da direita.

Colocando o polo O na balança da esquerda, calculando módulo do momento de cada força em relação ao mesmo e estabelecendo o sentido horário de rotação como positivo:

Então, ao se deslocar ele passou da posição 4 m (antes) para a posição 6 m (depois), se deslocando

S = 6 – 4 = 2m

R – D

04-

Na posição de altura máxima onde a velocidade é nula a energia cinética também é nula e a energia potencial vale 160 J. Nessa posição a energia total (mecânica) que é a soma das duas vale E_M = 160 J.

No ponto de altura mínima (h = 0) a energia potencial é nula e a energia cinética é a mecânica que vale E_m = 160 J (princípio da conservação da energia mecânica).

R- B

05-

Teorema Fundamental da Hidrostática ou Teorema de Stevin

Observe pelo teorema de Stevin que quanto maior a altura h da coluna líquida (no caso do fundo do aquário), maior será a pressão devido a água nesse ponto.

Assim, h₂ > h₁ > h (veja figuras acima)

R- B

06-

Os dois carros A e B da figura mantêm-se lado a lado numa pista circular, no mesmo intervalo de tempo Δt.

Seus raios nesse MCU são, respectivamente, R_A e R_B, com R_B > R_A.

O carro B terá maior velocidade (escalar, linear) V=ΔS/Δt, pois deverá percorrer maior distância ΔS para, no mesmo intervalo de tempo, poder acompanhar o carro A, ou seja, V_A > V_B.  Mas, como “varrem” o mesmo ângulo (Δφ) no mesmo intervalo de tempo, suas velocidades angulares (W= Δφ/Δt) serão iguais, ou seja, W_A = W_B.

A velocidade angular W é a mesma para os dois carros (veja teoria acima) e como a intensidade da força centrípeta sobre cada um é fornecida por F_c = m.W².R, essa expressão indica que F_c é diretamente proporcional ao raio R.

Então, se você dobrar R estará dobrando F_c (desde que as massas sejam as mesmas).

R – C

07-

São dados: V_o = 10 m/s; V = 20 m/s e t = 20 s.

Equação da velocidade do MUV V = V_o + a.t 20 = 10 + a.20 a = 10/20 a = 0,5 m/s². (aceleração do movimento que é constante)

Equação horária do espaço do MUV ∆S = V_o.t + a.t²/2 = 10.20 + 0,5.20²/2 = 200 + 0,5.200

∆S = 300 m

R – B

08-

Teorema do Impulso “o impulso de uma força é igual à variação da quantidade de movimento”.

R- A