RESOLUÇÕES

 

01-01. Correta  ---  O período T (tempo que ele demora para efetuar um “vai e vem” completo de um relógio de pêndulo é fornecido por  ---  T=2.π.√ℓ/g (I), onde ℓ é o comprimento do pêndulo e g o valor da aceleração da gravidade local  ---  a aceleração da gravidade g varia com a altitude de acordo com a função  ---  g=G.M/R²(II), onde G é uma constante, M é a massa da Terra e R é a distância do corpo ao centro da Terra  ---  observe na expressão (II) que, quanto mais afastado o corpo está do centro da Terra, menor será g e, na expressão (I) que, quanto menor for g, maior será o período T  ---  assim, se o período do pêndulo aumenta, o relógio atrasa.  

02. Correta  ---  Devido ao movimento de rotação da Terra e ao fato da Terra ser achatada nos pólos e dilatada no equador, o valor de g é máximo nos  pólos (9,823m/s²) onde não há influência da rotação da Terra e mínimo no equador (g=9,789m/s²) onde essa influência é máxima  ---  assim, como nos pólos o valor de g é máximo, o período será mínimo e o relógio adiantará.

04. Falsa  ---  como a Estação Espacial Internacional está em órbita em torno da Terra, ela se encontra dentro do campo gravitacional da Terra, aí existe aceleração da gravidade g, embora de valor bem menor que na superfície da Terra  ---  um relógio de pêndulo nessa estação teria um período bem maior, então atrasaria.

08. Falsa  ---  na Lua (massa menor que a da Terra), o valor de g é menor que na Terra e, como T é inversamente proporcional à g, T aumentará e o relógio atrasará.

16. Correta  ---  em Júpiter(massa maior que a da Terra, dado pelo enunciado), o valor de g é maior que na Terra e, como T é inversamente proporcional à g, T diminuirá e o relógio adiantará.

Corretas: 01,02 e 16  ---  Soma=19.

02-01. Correta  ---  entre os instantes 2,0s e 3,0s o móvel tem aceleração e ela é negativa (movimento retardado), pois a concavidade da parábola é para baixo e entre os instantes 5,0s e 6,0s o móvel tem aceleração e ela é positiva (movimento acelerado), pois a concavidade da parábola é para cima. 

02. Falsa  ---  veja (01).

04. Correta  ---  * entre 0 e 2s  ---  a aceleração é nula, a velocidade é constante (o gráfico é uma reta inclinada – função do primeiro grau) e de valor  ---  x=x_o + v.t  ---  4 = 0 + v.2  ---  v=2m/s  ---  * entre 2s e 3s  ---  o movimento é retardado e vale  ---  x = x_o + v_o.t + a.t²/2  ---  5 = 4 + 2.(3 -2) + a.(3 – 2)²/2  ---  a= - 2m/s²  ---  * entre 3s e 5s  ---  o móvel está em repouso na posição x=5m e, consequentemente sua velocidade é nula  ---  * entre 5s e 6s  ---  o movimento é acelerado e vale  ---  x = x_o + v_o.t + a.t²/2  ---  6,5 = 5 + 0.(6 -5) + a.(6 – 5)²/2  ---  a= 3m/s²  ---  * entre 6s e 7s  ---  a aceleração é nula, a velocidade é constante (o gráfico é uma reta inclinada – função do primeiro grau) e de valor  ---  x=x_o + v.t  ---  9,5 = 6,5 + v.1  ---  v=3m/s .

08. Falsa  ---  veja (04).

16. Falsa  ---  veja em (04) que entre 3s e 5s o móvel estava para e seu deslocamento é nulo.

32. Falsa  ---  entre 0 e 7s  ---  V_m=(x – x_o)/(t – t_o)=(9,5 – 0)/(7 – 0)  ---  V_m=1,36m/s.

64. Correta  ---  veja (04)

Corretas: 01, 02 e 64  ---  Soma=69.

03-01- Falsa  ---  peso do bloco (1)  ---  P=m.g=2.10=20N  ---  observe na figura abaixo que a roldana é móvel e que

 metade do peso de 20N é aplicada no teto e, assim a intensidade mínima da forçapara elevar o bloco é de 10N.

02. Falsa  ---  trata-se de uma colisão inelástica, pois a esfera (2) e a caixa oca (3) se movem juntas após a colisão, mas a conservação da quantidade de movimento sempre ocorre, independente do tipo de choque.

04. Correta  ---  cálculo da velocidade com que a esfera (2) (m₂=0,5kg) chega até o ponto onde está a caixa oca  ---

 

como o atrito é desprezado você pode calcular essa velocidade pela conservação da energia mecânica  ---  E_mi=mgh=0,5.10.4,05  ---  E_mi=20,25J  ---  E_mf=mv²/2=0,25v²  ---  E_mi=E_mf  ---  20,25=0,25v²  ---  v=√81  ---  v=9m/s

---  choque inelástico (após o choque se movem juntas) entre a esfera (2) de massa m₂=0,5kg e velocidade v=9m/s com a esfera oca (3) de massa m₃=0,5kg e v=0  ---  depois do choque ambas de massa m=1kg se movem juntas com velocidade v’  ---  conservação da quantidade de movimento  ---  Q_antes=m_1.v₁ + m₂.v₂=0,5.9 + 0,5.0  --- 

Q_antes=4,5kg.m/s  ---  Q_depois=(m₁ + m₂).v’=1v’  ---  Q_antes = Q_depois  ---  4,5 = v’  ---  v’=4,5m/s  ---  agora as duas esferas juntas de massa m=1kg e velocidade v’=4,5m/s atingem a altura máxima h’quando v=0  ---  conservação da energia

mecânica  ---  E_mantes=mv’²/2=1.4,5²/2  ---  E_mantes=10,125J  ---  E_mdepois=mgh’=1.10.h’=10h’  ---  E_mantes = E_mdepois  ---

10,125=10h’  ---  h’≈1,01m.

08. Falsa  ---  no retorno, a esfera (2) sai da caixa oca com velocidade de 4,5m/s, pois agora não houve choque.

16. Correta  --- observe na figura abaixo, no triângulo hachurado  ---  senα=cateto oposto/hipotenusa=1/2  ---  mas

α e θ são complementares  ---  senα=cosθ=1/2  ---  cosθ=1/2  ---  θ=60^o.

32. Falsa  ---  independe da massa  ---  mv²/2=m.gh  ---  observe que m é cancelada.

64. Falsa  ---  observe que a polia é móvel, a distância a ser puxada é o dobro de 4.05  ---  d=8,1m

Corretas: 04 e 16  ---  Soma=20.

04-01. Correta  ---  a forçamínima necessária, aplicada no braço de alavanca para manter suspensas as 5 barras de ferro, de peso P=5.mg=5.5.10=250N ocorre quando o sistema está em equilíbrio  ---   como as duas polias são fixas elas transmitem integralmente a intensidade da tração T=250N através do fio até a extremidade direita do disco  ---  equilíbrio de rotação com o pólo (eixo de rotação) no centro do disco  ---  momento de cada força  ---  M_F=+F.d=F.1  --

M_F= F  ---  momento de T=250N  ---  M_T= - T.d= - 250.0,5= - 125N.m  ---  a soma dos momentos de cada  força deve ser nulo  ---  F – 125=0  ---  F=125N.

02. Correta  ---  a velocidade de qualquer ponto do fio (2m/s) é a mesma que de qualquer ponto da periferia do disco de raio r=0,5m que também é de v=2m/s  ---  velocidade angular do disco que é constante para qualquer ponto do mesmo e vale  ---  W=v/r=2/0,5=4rad/s  ---  o braço de alavanca gira em torno de uma circunferência de raio R=1m e sua velocidade v vale  ---  W=v/R  ---  4=v/1  ---  v=4m/s.

04. Falsa  ---  cálculo da tração T no fio com F=250N  ---  M_250N=+250.1=250N.m  ---  M_T= - T.0,5  ---  250 – 0,5T=0

 ---  T=500N  ---  essa força é totalmente transmitida pelas polias fixas até o peso de P=250N  ---  F_R=m.a  ---  T – P=m.a  ---  500 – 250=25.a  ---  a=250/25  ---  a=10m/s².

08. Correta  ---  Alavanca interfixa – o apoio está entre a força potente e a força resistente

16. Falsa  ---  Se F for inclinada em relação à d, você pode calcular o momento da força decompondo-a em suas componentes horizontal x e vertical y.

Fx não produz rotação e seu momento é nulo  ---  quem produz rotação é apenas Fy=Fsenβ  ---  M=Fy.d  ---  M=Fsenβ.d.

Corretas: 01, 02 e 08  ---  Soma=11.

05-01. Correta  ---  as panelas de pressão possuem uma válvula para controle de pressão, e uma válvula de segurança  --- a válvula para controle de pressão permite a saída do vapor d’água quando a pressão deste vapor atinge um limite  ---  caso a pressão interna ultrapassa o valor suportado pela panela, a válvula de segurança se rompe, liberando vapor d’água e retornando a pressão interna ao valor limite ou seja  ---  essa pressão interna limite é mantida e é o que ocorre numa transformação isobárica (pressão constante).

02. Correta  ---  veja no diagrama abaixo a curva que separa água líquida de água vapor.

04. Falsa  ---  depende da temperatura da massa gasosa já que, quanto maior a temperatura, maior será o movimento vibratório das moléculas gasosas e consequentemente maior será a pressão por ela exercida.

08. Falsa  ---  ela consegue elevar a temperatura em seu interior a valores superiores a 100^oC (perto de 120^oC)

16- Falsa  ---  se você comprimir o vapor d’água (aumentando sua pressão) isotermicamente (à temperatura constante)

você pode liquefaze-la (veja diagrama).

32. Correta  ---  ela aquece os alimentos mais rapidamente porque consegue fazer a água em seu interior se vaporizar a uma temperatura superior à temperatura de ebulição da água a 1 atm, que é de 100^oC.

Corretas: 01, 02 e 32  ---  Soma=35.

06-01. Falsa  ---  a única grandeza invariável de uma onda e que independe do meio de propagação é sua frequência.

02. Falsa  ---  quando ela se move em direção ao violão a frequência do som percebido aumenta (efeito Dopler).

04. Falsa  ---  O timbre é uma qualidade sonora que permite distinguir dois sons de mesma altura (mesma freqüência) e mesma intensidade, emitidos por instrumentos diferentes tocando a mesma nota musical ou acorde

08. Correta  ---  Altura do som está relacionada com sua freqüência, ou seja, a altura (tom) é a qualidade do som que permite ao ouvido distinguir um som grave, de baixa frequência, de um som agudo, de alta freqüência  ---  se você aumentar a tensão na corda, estará esticando mais o fio aumentando assim sua frequência, tornando-o mais agudo.

16. Correta  ---  densidade linear da corda  ---  μ=m/ℓ=25.10^-3/1=25.10^-3kg/m  ---  V=√T/μ=√(10/25.10^-3  ---  V=20m/s

 ---  segundo harmônico ---  (três nós e dois fusos)  ---  2λ/2= ℓ  ---   λ=ℓ  ---  λ= =1m ---  V=λ.f  ---  20=1.f  ---  f=20Hz.

32. Falsa  ---   volume  do som - pode ser apresentado tocando a mesma nota mais baixo e, a seguir, de novo, mais alto, ou seja, usando mais força ou energia ao tocar, sem mudar, contudo, a nota ou a corda  --- está relacionado com a energia transportada pela onda que, quanto mais perto da fonte maior volume terá o som e mais afastado da fonte, menor volume  ---  dessa maneira, o som emitido, por exemplo, por uma britadeira,  será mais forte para uma pessoa

perto da mesma e mais fraco para uma pessoa afastada da mesma.

Corretas: 08 e 16  ---  Soma=24.

07-01. Falsa  ---  outra maneira é pela transpiração do suor é o principal mecanismo de perda de calor do corpo humano, sendo este o mecanismo primordial de regulação da temperatura do corpo quando a temperatura ambiente está maior do que a da pele (acima de 33°C).

02. Falsa  ---  ás radiações térmicas correspondem ao infravermelho.

04. Falsa  ---  d_ar=m_ar/V_ar  ---  1,3=m_ar/130  ---  m_ar=169kg  ---  Q=m.c.∆θ=130.10³.12  ---  Q=W=2,028.10⁶J.

08. Correta  ---  P=W/∆t=2,028.10⁶/(60/15)  ---  P=2,028.10⁶/4  ---  P=0,507.10⁶≈0,5MW.

16- Falsa  ---  é contra o princípio da conservação da energia.

32. Correta  ---  veja (02)

Corretas: 08 e 32  ---  Soma=40.

08- Observe atentamente as expressões abaixo:

 

 

01- Falsa  ---  a força eletromotriz induzida ε é nula, pois B é constante e o fluxo magnético Φ não sofre variação.

02. Falsa  ---  área da espira  ---  S=π.r²=π.(0,4/√π)²  ---  S=0,16m²  ---  t=0  ---  Φ=0  ---  t=1s  ---  Φ=1.0,16=0,16T  ---

∆Φ=0,16 – 0=0,16Wb  ---  ε=-∆Φ/∆t=0,16/1= - 0,16V.

04. Falsa  --- ε vale + 0,16V (veja 02)

08. Correta  ---  entre t=5s e t=6s, ε=0,16V (veja 04)  ---  R= ε/i  ---  8=0,16/i  ---  i=0,02 A.

16. Correta  ---  Φ=B.S e, como S é constante a variação de B é proporcional à variação de Φ.

32. Falsa  ---  a força eletromotriz é calculada com base na lei de Lenz.

Corretas: 08 e 16  ---  Soma=24.

09-01. Correta.

02. Falsa  --- Galileu Galilei afirmou que Sol ocupava o centro do Universo com os planetas girando ao seu redor.

04- Falsa  --- Kepler conclui que as órbitas eram elípticas baseado nas observações e anotações de Tycho Brahe.

08- Falsa  ---  é exatamente o contrário (veja fisicaevestibular-lei das áreas de Kepler).

16. Falsa  ---  para velocidades próximas às da luz são válidas as leis de Einstein.

32- Verdadeira.

Corretas: 01 e 32  ---  Soma=33.

10- a) Alavanca inter-resistente - a força transmitida  localiza-se entre o pólo (parte inferior do pedal) e a força aplicada pelo operador (parte superior do pedal).  
b) Princípio enunciado por Pascal, físico e matemático francês (1623 – 1663), conhecido como princípio de Pascal:

“ O acréscimo de pressão exercido num ponto de um líquido ideal em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os pontos desse líquido e também às paredes do recipiente onde está contido”  ---  A maioria dos sistemas multiplicadores de forças é baseado no princípio de Pascal e, para explicá-lo considere um líquido ideal no interior de dois cilindros verticais de seções diferentes e interligados. Esses cilindros, em contato com a parte superior do líquido, possuem dois êmbolos de áreas S₁ e S₂.

Uma força de intensidade F₁ aplicada ao êmbolo de menor área (S₁), provocará um aumento de pressão dado por ΔP=F₁/S₁ e, pelo princípio de Pascal esse acréscimo de pressão se transmitirá integralmente a todos os pontos do líquido e das paredes, inclusive para o êmbolo de maior área (S₂). Então, o êmbolo maior fica sujeito a uma força F₂, tal que ΔP=F₂/S₂. Pelo princípio de Pascal essa variação de pressão se transmite integralmente  do êmbolo menor ao êmbolo maior e são iguais  ---  F₁/S₁=F₂/S₂.

 

c) No pedal  ---  M_F1=+F₁.d₁= + 100.0,4=40N.m  ---  M_F2= - F₂.d₂= - 0,2F₂  ---  a soma dos momentos de cada força deve ser nula  ---  40 – 0,2F₂=0  ---  F₂=200N  ---  esta força é transmitida até o pistão 1, que através do Princípio de

Pascal, a aumenta para F₃ no pistão 2  ---  F₂/S₂=F₂₌₃/S₃  ---  200/4.10^-4 = F₃/16.10^-4  ---  F₃=800N (força aplicada na pastilha do freio)