Física e Vestibular

CEDERJ – meio do ano – 2019/2020

CEDERJ – meio do ano – 2019/2020

Fundação Centro de Educação a Distância do Estado do Rio de Janeiro (Cecierj) desenvolve projetos nas áreas de educação superior a distância e divulgação científica, atingindo diretamente mais de 60 mil pessoas/ano residentes nos 92 municípios do Estado do Rio de Janeiro, com a oferta de:

  1. Cursos de graduação a distância por intermédio do Consórcio Cederj, parceria formada entre o Governo do Estado do Rio de Janeiro e as seguintes instituições de ensino: Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET-RJ); Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ); Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ); Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF); Universidade Federal Fluminense (UFF); Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO); e Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ);
  2. Pré-Vestibular Social (PVS), projeto dirigido àqueles que já concluíram ou que frequentam o último ano do Ensino Médio e desejam realizar as provas para ingresso nas universidades, mas não têm condições de arcar com os custos dos cursos preparatórios particulares;
  3. Formação continuada de professores da educação básica, com a oferta de cursos modulares em diversas áreas: Antropologia, Arte e Comunicação, Biologia, Educação em Ciências, Educação Especial e Inclusiva, Física, Informática Educativa, Geociências, Governança: Gestão, Auditoria e TI, Letras, Matemática e Química, sob responsabilidade da Diretoria de Extensão; e
  4. Projetos de Divulgação Científica, como Praça da Ciência Itinerante, Jovens Talentos para Ciência, Lona da Ciência, Feira de Ciência, Tecnologia e Inovação (FECTI), entre outros, que visam popularizar o conhecimento científico no Estado do Rio de Janeiro.

01- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Uma partícula e um detector movimentam-se sobre uma linha reta, que define o eixo de coordenadas x.

Quan­do a partícula encontra-se na posição x0 = 0 m, com uma velocidade positiva de 10 m/s, o

detector está na posição x = 24m com velocidade, também positiva, de 4 m/s.

As com­ponentes (x) da posição e (vx) da velocidade da partícula ao longo do eixo x, medidas em relação ao detector, são dadas por:

(A) x = – 24 m, vx = 14 m/s

(B) x = – 24 m, vx = 6 m/s

(C) x = 24 m, vx = – 1 4 m/s

(D) x = 24 m, vx = – 6 m/s

02- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Um objeto se afasta de um observador em alta ve­locidade. Ele emite uma luz amarela que, no entanto, che­ga ao observador em tom de vermelho, devido ao efeito Doppler.

Esse efeito se deve à mudança na

(A) frequência e na velocidade da onda recebida.

(B) amplitude e na velocidade da onda recebida.

(C) amplitude e no comprimento da onda recebida.

(D) frequência e no comprimento da onda recebida.

03- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Uma amostra de gás ideal está contida em um cilindro metálico que está imerso em uma grande quantidade de água a temperatura constante. O gás é comprimido lenta­mente numa transformação isotérmica.

A variação da ener­gia interna do gás (ΔU) e o trabalho W realizado pelo gás nesse processo são:

(A) ΔU = 0; W > 0

(B) ΔU = 0; W < 0

(C) ΔU > 0; W > 0

(D) ΔU < 0; W < 0

04- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Um cubo de gelo encontra-se em repouso flutuando na água. Considere que P e E representam,

respectivamen­te, os módulos do peso do cubo de gelo e do empuxo que a água exerce sobre o gelo. F denomina o módulo da resul­tante das forças que atuam no cubo de gelo. Então:

(A) F = (E + P) > 0

(B) F= P; E = 0

(C) F = 0; E = P

(D) F < P < E

05- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Um foguete de massa M viaja pelo espaço sideral com velocidade V. Em um dado instante, um pedaço do foguete, com um décimo de sua massa, desprende-se e continua movimentando-se com a mesma velocidade origi­nal V do foguete.

Após o desprendimento desse pedaço, o que restou do foguete viaja com velocidade

(A) v’ = V

(B) v’ = (9/10)V

(C) v’ = (10/9)V

(D) v’ = (1/10)V

06- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Uma bilha de aço com massa m = 3,0×10-2 kg encontra-se em repouso sobre uma mola de massa des­prezível que está comprimida de 5,0×10-2 m. A mola é libera­da impulsionando verticalmente a bilha para cima.

Considerando que a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2 e sabendo que a constante elástica da mola é k = 4,8 x 102 N/m, a altura máxima atingida pela bilha a partir do repouso é

(A) 2,0 m (B) 4,0 m (C) 6,0 m (D) 8,0 m

07- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Um pedreiro utiliza uma roldana fixa (ideal) e uma corda de massa desprezível para descer verticalmente um balde de concreto de massa m = 20 kg.

O pedreiro controla a corda de modo a que o balde desça com uma acelera­ção constante a = g/20, onde g representa a aceleração da gravidade, cujo valor no local é de 10 m/s2. Nesse caso, a intensidade da tensão T na corda é

(A) 1,0 x 102 N

(B) 1,9 x 102 N

(C) 2,0 x 102 N

(D) 2,1 x 102 N

08- (CEDERJ – RJ – meio do ano – 019/029)

Disjuntor é um dispositivo de segurança que impede a passagem de corrente elétrica em um circuito quando ela atinge um valor superior ao recomendado.

Um chuveiro elé­trico, cuja potência é de 5,5×103 W, necessita ser instalado em uma residência onde a tensão é de 220 V. O disjuntor adequado para a instalação desse chuveiro deve ser de

(A) 10 A (B) 15 A (C) 20 A (D) 30 A

Resolução comentada das questões de Física da CEDERJ realizada e Julho/2019

01-

Orientando a trajetória para direita, ambas as velocidades que são positivas serão para a direita (movimento progressivo, a favor dos marcos crescentes da trajetória) a velocidade

relativa de aproximação entre eles será o módulo da diferença entre as velocidades (se movem no mesmo sentido, se fosse em sentido contrário seria a soma).

Assim VR = Vx = 10 – 4 = 6 m/s.

Como a partícula se encontra 24 m à esquerda do detetor, sua posição em relação à ele será X = – 24 m.

R- B

02-

Efeito Doppler

Refere-se à variação da freqüência notada por um observador quando a distância entre ele e uma fonte de ondas está aumentando ou diminuindo.

Na aproximação entre fonte e observador, mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais agudo (maior freqüência, recebe maior número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será menor que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O1 das figuras abaixo).

No afastamento entre fonte e observador, mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais grave (menor freqüência, recebe menor número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será maior que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O2 das figuras acima).

Observe que o motorista da ambulância não percebe nenhuma alteração no som emitido pela sirene, pois eles se movem juntos.

R- D

03-

Transformação isotérmica

 

Como a temperatura (T) e a energia interna (U) de um sistema estão associadas à energia cinética das moléculas, se a temperatura for constante (transformação isotérmica), a energia interna (U) do sistema também será constante.

Assim, a variação de energia interna (ΔU) do sistema será nula.

Transformação isotérmica    ΔU = 0   ΔU = Q – W    0 = Q – W    Q = W.

Q = W  Portanto, numa transformação isotérmica (temperatura constante) todo calor Q recebido pelo sistema é totalmente transformado em trabalho.

 

Como o gás é comprimido o trabalho realizado é negativo. (W < 0).

R- B

04-

Teorema de Arquimedes – Empuxo

Enunciado do princípio de Arquimedes

Expressão matemática do Empuxo

R- C

05-

São duas partes, m1 = 9M/10 e m2 = 1M/10.

Quantidade de movimento do sistema antes do pedaço se desprender Qsa = M.V.

Quantidade de movimento do sistema depois onde o pedaço de massa m2 = 1.M/10 se desprende com velocidade V e o outro de massa m2 = 9m/10 continua com velocidade V’.

Qsd = (1M/10).V + (9M/10).V’.

Teorema da conservação da quantidade de movimento Qsa = Qsd M.V = (1M/10).V + (9M/10).V’ MV – 1MV/10 = 9MV’/10 (10MV – 1MV)/10 = 9MV’/10 9V/10 = 9V’/10 V’ = V.

R- A
06-

Colocando o nível zero de altura no ponto A e aplicando o teorema da conservação da energia mecânica nos pontos A e B.

No ponto A VA = 0 (partiu do repouso) e no ponto B VB = 0 (altura máxima).

Ponto A EmA = EpgA + EcA + EpeA = m.g.hA + m.VA2/2 + k.x2/2 = m.g.0 + m.02/2 + 4,8.102. (5.10-2)2/2 EmA = 0 + 0 + 4,8.102.25.10-4/2 EmA = 60.10-2 J

Ponto B EmB = EpgB + EcB + EpeB = m.g.hB + m.VB2/2 + k.x2/2 = 3.10-2.10.hB + m.02/2 + 0 EmB = 30.10-2.hB + 0 + 0 EmB = 30.10-2.hB.

EmA = EmB 60.10-2 = 30.10-2.hB hB =60/30 = 2 m.

R- A

07-

A força que o pedreiro aplica na corda é a força de tensão (tração) T na mesma que é transmitida até o balde.

As forças que agem sobre o balde na descida são T (vertical e para cima) e o peso P (vertical e para baixo).

Como o balde desce com aceleração a = 9/20 = 10/20 = 0,5 m/s2 a força resultante FR sobre o mesmo é para baixo e P > T.

Segunda lei de Newton FR = ma P – T = m.a m.g – T = m.a 20.10 – T = 20.0,5

200 – T = 10 T = 200 – 10 T = 190 N = 1,9.102 N.

R- B

08-

São dados: P = 5,5.103 W; U = 220 V e i = ?

P = i.U 5,5.103 = i.220 i = 5500/220 i = 25 A.

R- D

 

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