Em um dia típico do inverno inglês, a temperatura
externa é de 41 oF. Neste dia, um morador decide aquecer a
água, que estava em um jarro do lado de fora de sua casa e
submetida à mesma temperatura externa, até a temperatura de
197,6 oF. Assinale a alternativa correta que corresponde a
variação da temperatura, em graus Celsius, sofrida pela água
durante seu aquecimento.
-
A)
5
-
B)
87
-
C)
92
-
D)
156,6
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Gabarito: alternativa B
Para converter de Fahrenheit para Celsius usa-se C = (F - 32) / 1,8. A temperatura inicial é 41°F, que corresponde a (41-32)/1,8 = 9/1,8 = 5°C. A temperatura final é 197,6°F, que corresponde a (197,6-32)/1,8 = 165,6/1,8 = 92°C. A variação de temperatura é a diferença: 92°C - 5°C = 87°C, que é a alternativa B. A alternativa A (5) é apenas a temperatura inicial convertida, e a alternativa C (92) é apenas a temperatura final convertida — nenhuma delas é a variação. A alternativa D (156,6) vem de subtrair direto os valores em Fahrenheit (197,6-41) sem fazer a conversão de escala corretamente.
O processo de fissão nuclear consiste na quebra de um
núcleo atômico instável, através do bombardeamento deste
núcleo por nêutrons, produzindo assim novas partículas.
235
Quando o núcleo do isótopo 235 do urânio U é
92
bombardeado por um nêutron, o núcleo do
235U________.
92
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que
preenche corretamente a lacuna do texto do enunciado.
-
A)
irá se manter estável e absorverá uma quantidade infinita de partículas de nêutrons, já que essas partículas não possuem cargas elétricas e não irão interferir nas forças existentes no interior deste núcleo 92
-
B)
irá se partir dando origem a dois núcleos, o Kr e 36 141 o Ba, e mais três nêutrons 56 92
-
C)
irá se partir dando origem a dois núcleos, o Kr e 36 141 o Ba, e mais dois nêutrons 56 92
-
D)
irá se partir dando origem a apenas dois núcleos, o Kr e 36 141 o Ba 56
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Gabarito: alternativa B
A fissão nuclear ocorre quando um nêutron atinge o núcleo instável do urânio-235, fazendo-o se romper em dois núcleos menores (chamados de fragmentos de fissão), liberando também alguns nêutrons extras e muita energia. Nessa reação típica, o urânio-235 (92 prótons) mais um nêutron se quebra em criptônio-92 (36 prótons) e bário-141 (56 prótons), sobrando 3 nêutrons livres — repare que a soma dos prótons bate (36+56=92) e a soma das massas também (92+141+3×1 = 236, que é 235 do urânio + 1 do nêutron incidente). Esses nêutrons liberados são o que permite a reação em cadeia, pois cada um pode atingir outro núcleo de urânio e repetir o processo. A alternativa A está errada porque o núcleo não absorve nêutrons indefinidamente — ele se rompe. As alternativas C e D erram na contagem de nêutrons liberados: para o balanço de massa fechar corretamente com Kr-92 e Ba-141, é necessário que sobrem 3 nêutrons, não 2 nem 0.
Em períodos de muita chuva é comum o uso do índice
pluviométrico, para definir o volume de chuva em uma dada
região por um período de 24 horas. Essa medida pode ser
definida a partir de um cubo, com as massas das faces
desprezíveis, e cuja área da base é de 1 m2 e a altura do cubo
é medida em função da chuva no período. Supondo que seja
informado um índice pluviométrico de 600 mm, que
representa a altura deste cubo, pode-se afirmar que teremos
_______ litros de água da chuva e que a pressão exercida pela
face da base sobre uma superfície plana será de _______ Pa.
Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a
10 m/s2 e a densidade da água da chuva igual a 1 g/cm3.
Assinale dentre as alternativas a seguir, aquela que
preenche corretamente as lacunas do texto.
-
A)
6 . 102; 6 . 103
-
B)
6 . 101; 6 . 105
-
C)
6 . 102; 3 . 103
-
D)
6 . 101; 3 . 105
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Gabarito: alternativa A
O cubo tem base de 1 m² e altura 600 mm = 0,6 m, então o volume é 1 × 0,6 = 0,6 m³. Como 1 m³ equivale a 1000 litros, temos 0,6 × 1000 = 600 litros, ou seja, 6 · 10². Para a pressão, primeiro achamos a massa: densidade 1 g/cm³ equivale a 1000 kg/m³, então massa = densidade × volume = 1000 × 0,6 = 600 kg. O peso é P = m·g = 600 × 10 = 6000 N. A pressão é P/A = 6000 N / 1 m² = 6000 Pa = 6 · 10³ Pa. Isso confirma a alternativa A (6·10²; 6·10³). As alternativas B e D erram o volume (usam 6·10¹ em vez de 6·10²), e a C erra a pressão (calcula 3·10³ em vez de 6·10³, provavelmente esquecendo de multiplicar corretamente massa por gravidade).
Um objeto real foi colocado sobre o eixo principal a
uma distância x do vértice de um espelho esférico côncavo,
cujo raio de curvatura é de 20 cm. A imagem invertida desse
objeto é formada a 15 cm do vértice do espelho. Quando este
mesmo objeto é colocado sobre o eixo principal e a mesma
distância x do vértice de um espelho esférico convexo, de raio
de curvatura igual a 40 cm, a imagem agora será formada a
uma distância de ____ cm do vértice. Os dois espelhos
obedecem às condições de Gauss.
Dentre as alternativas a seguir, assinale a que preenche
corretamente a lacuna no texto.
-
A)
6
-
B)
12
-
C)
24
-
D)
60
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Gabarito: alternativa B
Na reflexão em espelhos esféricos vale a equação de Gauss: 1/f = 1/p + 1/p', onde f = R/2. Para o espelho côncavo, R = 20 cm, então f = 10 cm. Como a imagem é invertida (real), p' = 15 cm (positivo), e usando 1/10 = 1/p + 1/15, encontramos 1/p = 1/10 - 1/15 = 1/30, logo p = 30 cm. Esse é o x usado nos dois casos. Para o espelho convexo, R = 40 cm, então f = -20 cm (foco virtual, atrás do espelho). Aplicando 1/(-20) = 1/30 + 1/p', temos 1/p' = -1/20 - 1/30 = -5/60 = -1/12, logo p' = -12 cm. O sinal negativo indica imagem virtual (atrás do espelho), e o valor pedido é 12 cm, alternativa B. Os distratores surgem de trocar R por f (dobrar ou não dividir por 2) ou de erros de sinal na equação de Gauss.
No laboratório de uma empresa foi entregue uma chapa
metálica homogênea cujo coeficiente de dilatação superficial
do material é igual a 24.10-6 oC-1. Nesta chapa, a 30 oC, existe
um orifício de 1 cm de diâmetro em seu centro. Para que
ocorra uma variação no diâmetro do orifício igual a
1,8.10-3 cm, a chapa metálica deve ser aquecida até a
temperatura de _______ oC.
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que
preenche corretamente a lacuna do texto do enunciado.
-
A)
105
-
B)
150
-
C)
180
-
D)
330
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Gabarito: alternativa C
A dilatação superficial segue a fórmula ΔA = A0 · β · ΔT, mas aqui o mais simples é converter para dilatação linear, já que o diâmetro é uma dimensão linear: o coeficiente linear α é a metade do coeficiente superficial β, ou seja, α = 24·10⁻⁶ / 2 = 12·10⁻⁶ °C⁻¹. Usando ΔL = L0 · α · ΔT, temos 1,8·10⁻³ = 1 · 12·10⁻⁶ · ΔT, logo ΔT = 1,8·10⁻³ / 12·10⁻⁶ = 150°C. Como a chapa parte de 30°C, a temperatura final é 30 + 150 = 180°C, o que confirma a alternativa C. É importante lembrar que o furo se dilata como se fosse feito do mesmo material da chapa (dilatação do vazio acompanha a do material ao redor). Quem erra para a alternativa B (150) esquece de somar a temperatura inicial de 30°C, e quem erra para A ou D provavelmente usa o coeficiente errado (superficial em vez de linear, ou trocado) ou erra a conversão de unidades.
A tabela a seguir apresenta três estações de rádio que
operam normalmente dentro da faixa de ondas de rádio.
Nome da estação Frequência de operação
Zeta 1000 kHz
Píon 1200 kHz
Múon 100 MHz
Considerando a velocidade de propagação das ondas
eletromagnéticas no ar igual a 3.108 m/s, é correto afirmar
que:
-
A)
comparando as ondas de rádio emitidas pelas estações, a de maior comprimento de onda é da Múon.
-
B)
as ondas de rádio emitidas pela estação Píon tem o comprimento de onda maior que as emitidas pela Zeta.
-
C)
as ondas de rádio emitidas pela estação Zeta tem comprimento de onda cem vezes maior que o comprimento de onda das emitidas pela Múon.
-
D)
as ondas de rádio emitidas pela estação Zeta tem comprimento de onda cem vezes menor que o comprimento de onda das emitidas pela Múon.
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Gabarito: alternativa C
Comprimento de onda (λ) se relaciona com a frequência (f) pela fórmula λ = v/f, onde v é a velocidade da onda (aqui, 3×10^8 m/s). Quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda, e vice-versa. Para a Zeta: λ = 3×10^8 / 1000×10^3 = 3×10^8 / 10^6 = 300 m. Para a Múon: λ = 3×10^8 / 100×10^6 = 3×10^8 / 10^8 = 3 m. Dividindo 300 por 3, o comprimento de onda da Zeta é exatamente 100 vezes maior que o da Múon, confirmando a alternativa C. As demais alternativas erram porque a Múon, por ter a maior frequência, tem o MENOR comprimento de onda (não o maior, como diz A), e a comparação entre Zeta e Múon está invertida ou incorreta em B e D.
O olho humano apresenta determinados defeitos de
visão que podem ser corrigidos utilizando-se lentes. Esse é o
caso da ___________, na qual a pessoa não consegue ver
nitidamente objetos __________ devido ao alongamento do
globo ocular, que pode ser corrigida com o uso de lentes
___________.
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que
preenche corretamente as lacunas do texto.
-
A)
miopia - afastados - divergentes
-
B)
miopia - próximos - convergentes
-
C)
hipermetropia - próximos - divergentes
-
D)
hipermetropia - afastados - convergentes
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Gabarito: alternativa A
A miopia é o defeito em que o globo ocular é mais alongado que o normal, então a imagem se forma antes da retina. Por causa disso, o olho perde nitidez para enxergar objetos afastados, e não os próximos. Para corrigir, usa-se lentes divergentes, que 'espalham' os raios de luz antes de entrarem no olho, empurrando o ponto de foco de volta para cima da retina. Isso descarta as opções B (troca próximos por afastados) e C/D, que descrevem hipermetropia (olho mais curto, corrigido com lentes convergentes, geralmente por dificuldade em ver de perto).
Um estudante projetou um transformador ideal que será
utilizado durante uma aula em seu curso de eletrônica. O
transformador possui em seu primário 20000 espiras e recebe
uma tensão alternada de 220 volts, gerando uma potência de
440 W. Se o secundário deste transformador possuir 10000
espiras, qual o valor, respectivamente, da corrente alternada,
em A, e a potência, em W, geradas no secundário?
-
A)
2 e 440
-
B)
4 e 440
-
C)
4 e 220
-
D)
2 e 550
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Gabarito: alternativa B
Em um transformador ideal, a potência elétrica se conserva entre primário e secundário: potência no primário = potência no secundário = 440 W. Para achar a corrente no secundário, usa-se a relação entre espiras: a razão de espiras (20000 para 10000, ou seja, 2 para 1) é igual à razão inversa das correntes. Primeiro acha-se a corrente no primário: P = V x I, então 440 = 220 x I(primário), logo I(primário) = 2 A. Como o secundário tem metade das espiras do primário, a corrente dobra (transformador abaixador de tensão eleva a corrente na mesma proporção), resultando em I(secundário) = 4 A, mantendo a potência em 440 W. Por isso a resposta certa é a B (4 A e 440 W); a alternativa A erra a corrente, a C erra a potência (que não muda em transformador ideal) e a D erra ambos os valores.
Um corpo de massa m foi abandonado, em queda livre,
de uma altura h, atingindo o solo com uma velocidade de
intensidade v e energia cinética E. Esse mesmo corpo de
c
massa m quando abandonado, em queda livre, no mesmo
local, mas a partir de uma altura H, atinge o solo com uma
velocidade de intensidade v’ e uma energia cinética E
C’
quatro vezes maior, ou seja, E = 4 E . Portanto, pode-se
C’ C
afirmar que
-
A)
H = 2h e v’ = 2v
-
B)
H = 4h e v’ = 2v
-
C)
H = 4h e v’ = 4v
-
D)
H = 16h e v’ = 8v
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Gabarito: alternativa B
Energia cinética depende do quadrado da velocidade (E = m·v²/2), e a velocidade de queda depende da raiz da altura (v² = 2gh). Se E' = 4E, então v'² = 4v², ou seja, v' = 2v (a velocidade dobra). Como v² é proporcional a h, se v' = 2v então v'² = 4v², logo H = 4h (a altura quadruplica). Por isso H = 4h e v' = 2v, alternativa B. A alternativa A erra porque dobrar a altura só multiplicaria a energia por 2, não por 4. As alternativas C e D confundem a relação: como energia e altura variam com o quadrado da velocidade, quadruplicar a energia não significa quadruplicar ou multiplicar por 8 a velocidade, e sim dobrá-la.
Uma partícula realiza Movimento Harmônico Simples,
5π
de tal forma que sua velocidade máxima é de cm/s, sua
3
5π2
aceleração máxima de cm/s2 e a fase inicial do
18
movimento é nula. Determine a elongação, em cm, no
instante igual a 2 s.
-
A)
0
-
B)
2
-
C)
5
-
D)
10
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Gabarito: alternativa C
Primeiro encontramos a frequência angular dividindo a aceleração máxima pela velocidade máxima: ômega = amax/vmax = (5π²/18)/(5π/3) = π/6 rad/s. A amplitude sai da velocidade máxima: A = vmax/ômega = (5π/3)/(π/6) = 10 cm. Como a fase inicial é zero, a elongação segue x(t) = A·cos(ômega·t), pois nesse caso a partícula começa no ponto de máximo afastamento. Substituindo t = 2s: x = 10·cos(π/6 · 2) = 10·cos(π/3) = 10·0,5 = 5 cm, confirmando a alternativa C. A alternativa A (zero) seria a elongação se a fase inicial correspondesse a x = A·sen(ômega t) partindo da origem, o que não é o caso aqui. As alternativas B e D vêm de erros de cálculo na amplitude ou no ângulo (por exemplo, usar ômega errado ou esquecer de converter para radianos corretamente).
As máquinas térmicas transformam a energia interna de
um combustível em energia mecânica e quando operam
segundo o ciclo de Carnot, são consideradas ideais por
possuírem o maior rendimento possível. Uma máquina
térmica ideal, operando segundo o ciclo de Carnot, possui um
rendimento igual a 40%, realiza um trabalho W igual a 8000 J
e possui uma temperatura em sua fonte fria de 300 K.
Assinale a alternativa correta que corresponde,
respectivamente, a quantidade de calor recebida e liberada,
em joules, e a temperatura, em kelvin, da fonte quente para
operar esse ciclo.
-
A)
10880; 2880; 420
-
B)
12000; 20000; 600
-
C)
20000; 12000; 500
-
D)
100000; 60000; 500
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Gabarito: alternativa C
O rendimento de Carnot é dado por: rendimento = trabalho / calor recebido (Q_quente). Como o rendimento é 40% (0,4) e o trabalho é 8000 J, temos Q_quente = W / rendimento = 8000 / 0,4 = 20000 J. O calor liberado na fonte fria é Q_fria = Q_quente - W = 20000 - 8000 = 12000 J. Para achar a temperatura da fonte quente, usa-se a relação de Carnot: Q_fria/Q_quente = T_fria/T_quente, ou seja, 12000/20000 = 300/T_quente, o que dá T_quente = 300 x 20000/12000 = 500 K. Isso confirma a alternativa C: 20000 J recebidos, 12000 J liberados e 500 K na fonte quente. As outras alternativas erram porque trocam a ordem calor recebido/liberado (como a B) ou usam valores que não respeitam a proporção T_fria/T_quente = Q_fria/Q_quente combinada com o rendimento de 40%, gerando números incompatíveis entre si (como A e D).
De maneira geral, as ondas eletromagnéticas são
geradas a partir das oscilações de cargas elétricas, que dão
origem a campos elétricos que oscilam e, consequentemente,
geram campos magnéticos que também oscilam, e vice-versa.
O espectro eletromagnético é o conjunto das ondas
eletromagnéticas que são classificadas de acordo com a
frequência, o comprimento de onda e a energia. As energias
destas ondas podem ser determinadas considerando a energia
associada aos fótons que compõe determinado tipo de onda
eletromagnética. Desta forma, assinale dentre as alternativas a
seguir, a que corresponde à ordem decrescente de energia dos
fótons associados às ondas eletromagnéticas.
-
A)
microondas - luz visível - raio x
-
B)
luz visível - raios gama - microondas
-
C)
raios gama - luz visível - infravermelho
-
D)
radiação beta - ultravioleta - infravermelho no 12
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Gabarito: alternativa C
A energia de um fóton é dada por E = h·f (h é a constante de Planck e f a frequência), ou seja, quanto maior a frequência da onda eletromagnética, maior a energia do fóton associado. No espectro eletromagnético, a ordem de frequência (da maior para a menor) é: raios gama > raios x > ultravioleta > luz visível > infravermelho > microondas > ondas de rádio. Como energia e frequência são diretamente proporcionais, essa mesma ordem vale para a energia dos fótons. A alternativa C segue exatamente essa sequência decrescente: raios gama (altíssima energia) - luz visível (energia intermediária) - infravermelho (energia menor que a luz visível), por isso está correta. As demais alternativas erram a ordem: a A começa com microondas, que tem energia baixíssima, não podendo estar antes de raio x; a B coloca luz visível antes de raios gama, invertendo a ordem; a D mistura radiação beta (partícula, não onda eletromagnética) com ultravioleta e infravermelho de forma incorreta.
No ano de 2023 o modelo atômico proposto por Bohr
completou 110 anos, este utilizou a estrutura do modelo
planetário de Rutherford e incluiu definições propostas por Max
Planck. Um dos grandes feitos do modelo proposto por Bohr foi
a contribuição para a explicação dos espectros de linhas de
emissões e de absorções de radiação produzidas pela matéria.
Para que um elétron do átomo de hidrogênio que ocupa o nível
n = 2 (‐3,4 eV) passe a ocupar o nível n = 1 (‐13,6 eV), é
necessário que seja ____________ um fóton com uma energia
de ________ eV.
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que
preenche corretamente as lacunas do texto acima.
-
A)
emitido; 3,3
-
B)
emitido; 10,2
-
C)
absorvido; 10,2
-
D)
absorvido; 16,9
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Gabarito: alternativa B
O elétron está descendo de um nível de maior energia (n=2, -3,4 eV) para um de menor energia (n=1, -13,6 eV). Quando isso acontece, o átomo perde energia, e essa energia é liberada na forma de um fóton — ou seja, o fóton é EMITIDO (não absorvido, que seria o caso contrário, de n=1 para n=2). A energia do fóton é a diferença entre os níveis: E = E(inicial) - E(final) = -3,4 - (-13,6) = 10,2 eV. Por isso a resposta certa é 'emitido; 10,2', letra B. As alternativas C e D erram ao dizer 'absorvido', invertendo o sentido da transição, e a A erra o valor da energia (calculou errado a subtração).
O estudo do movimento ondulatório implica na análise
dos movimentos que as partículas realizam em diferentes
trajetórias e possui classificação distinta, dependendo do meio
ao qual se propaga, a forma de propagação, etc. Sobre os
fenômenos ondulatórios, assinale a alternativa que completa
corretamente as frases a seguir.
I‐ A ____________ é o fenômeno que ocorre quando uma
onda sonora passa de um meio para outro.
II‐ A___________ é o fenômeno que ocorre quando uma onda
encontra um pequeno obstáculo e tende a contorná‐lo.
III‐ A___________ é o fenômeno que ocorre quando
orientamos uma onda transversal que se propaga em várias
direções, para que continue se propagando apenas em uma
direção de vibração.
-
A)
polarização ‐ difração ‐ interferência
-
B)
refração ‐ difração ‐ polarização
-
C)
reflexão ‐ refração ‐ interferência
-
D)
refração ‐ reflexão ‐ polarização
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Gabarito: alternativa B
Refração é a mudança de meio de propagação da onda (do ar para a água, por exemplo), o que altera sua velocidade — é isso que acontece quando o som passa de um meio para outro, então o item I é refração. Difração é o contorno de obstáculos: quando a onda encontra um pequeno objeto no caminho, ela se curva ao redor dele em vez de ser bloqueada, por isso o item II é difração. Polarização é a restrição de uma onda transversal (que vibra em várias direções) a vibrar em uma única direção, então o item III é polarização. A alternativa B junta corretamente essa sequência: refração - difração - polarização. As demais alternativas trocam os conceitos: reflexão é o retorno da onda ao mesmo meio (não se encaixa em nenhum item aqui) e interferência é a superposição de duas ondas, fenômeno diferente de orientar a vibração em uma direção só.
Durante uma aula de Física foi proposto um experimento
hipotético para descrever o efeito fotoelétrico. Nesse
experimento, um elétron seria retirado de um metal com uma
energia cinética máxima de 6,4 . 10‐19 J. Sabendo que a função
trabalho deste material é de 4,4 eV, qual o valor do
comprimento de onda, em m, do fóton responsável pela
retirada do elétron?
Para o experimento foi adotada a velocidade da luz no
valor de 3 . 108 m/s, a constante de Planck de 4,2 . 10‐15 eVs e a
relação 1 eV = 1,6 . 10‐19 J.
-
A)
1,5 . 10‐7
-
B)
2,0 . 10‐7
-
C)
2,0 . 1015
-
D)
4,0 . 1015 no 9 Inscrição no__ __ __ __ __ __ __
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Gabarito: alternativa A
Pelo efeito fotoelétrico, a energia do fóton incidente se divide em duas partes: uma parte arranca o elétron (função trabalho) e o resto vira energia cinética do elétron ejetado. Primeiro converta a energia cinética para eV: 6,4·10⁻¹⁹ J ÷ 1,6·10⁻¹⁹ J/eV = 4 eV. Então a energia total do fóton é a soma: E = função trabalho + energia cinética = 4,4 eV + 4 eV = 8,4 eV. Usando E = h·c/λ, isolamos λ = h·c/E = (4,2·10⁻¹⁵ eV·s · 3·10⁸ m/s) / 8,4 eV = 1,26·10⁻⁶ / 8,4 = 1,5·10⁻⁷ m, que é a alternativa A. As alternativas C e D erram porque teriam unidade de frequência (Hz), não de comprimento de onda, e a B (2,0·10⁻⁷) normalmente aparece de quem esquece de somar a função trabalho à energia cinética ou erra a conversão de unidades.
Admita a seguinte situação: um carro de massa 900 kg,
está com velocidade constante de 90 km/h em um trecho de
rodovia de tráfego intenso. Assinale a alternativa que apresenta
o valor da energia cinética, em J, do automóvel.
-
A)
261250
-
B)
271250
-
C)
281250
-
D)
295012
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Gabarito: alternativa C
Energia cinética é dada por Ec = m·v²/2. Primeiro converte a velocidade para m/s: 90 km/h dividido por 3,6 dá 25 m/s. Depois eleva ao quadrado: 25² = 625. Agora aplica a fórmula: Ec = 900 × 625 / 2 = 562500/2 = 281250 J, que é a alternativa C. As demais alternativas (A, B, D) surgem de pequenos erros de arredondamento ou de conversão incorreta da velocidade (por exemplo, não elevar corretamente ao quadrado ou errar a divisão por 3,6), resultando em valores próximos mas incorretos.
A grande contribuição de Johannes Kepler durante o
século XVI foi seu estudo sobre órbitas planetárias. A partir dos
conhecimentos de Brahe, Kepler pode redigir sua descoberta,
com a formulação de leis que ajudariam na compreensão
posteriormente de Isaac Newton para a formulação da Lei da
Gravitação Universal. Sobre o assunto, avalie as afirmações a
seguir e coloque V para verdadeiro ou F para falso, em seguida
assinale a alternativa com a sequência correta.
( ) Para o quadrado do período da revolução do planeta (T2),
temos o quadrado da distância média do planeta ao sol (r2).
( ) Quanto mais próximo do sol um planeta está, maior será sua
velocidade orbital em torno do sol.
( ) Afélio é o ponto em que um planeta está mais próximo do
sol.
( ) O valor da constante gravitacional é expressa em
Nm2 kg‐2 no SI.
-
A)
V ‐ F ‐ F ‐ V
-
B)
F ‐ V ‐ F ‐ V
-
C)
V ‐ V ‐ V ‐ F
-
D)
F ‐ F ‐ V ‐ F
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Gabarito: alternativa B
A sequência correta é F-V-F-V. A 1ª é falsa porque a 3ª Lei de Kepler relaciona o QUADRADO do período (T²) com o CUBO da distância média (r³), e não com r². A 2ª é verdadeira: pela 2ª Lei de Kepler (lei das áreas), quanto mais perto do Sol o planeta está, mais rápido ele se move, para 'varrer' áreas iguais em tempos iguais. A 3ª é falsa porque afélio é o ponto de MAIOR distância do Sol; o ponto mais próximo é o periélio. A 4ª é verdadeira: no SI, a constante gravitacional G vale aproximadamente 6,67×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻², unidade que vem diretamente da fórmula da Lei da Gravitação Universal isolando G.
A dona de uma loja de artigos esportivos, com a finalidade
de promover mais segurança para sua vitrine durante a noite e
mais luminosidade em sua fachada durante o dia, instalou uma
lâmpada do tipo incandescente em frente sua loja. Após uma
breve pesquisa, a proprietária percebeu que sua escolha não
apresentava um bom custo‐benefício, com isso, a melhor
decisão seria a troca da lâmpada incandescente por uma do tipo
fluorescente, que prometia economia e eficiência na
iluminação. Admitindo que a potência da lâmpada
incandescente seja de 50 W e da lâmpada fluorescente seja de
30 W e que ambas estão ligadas na mesma tensão durante 24h
por dia, assinale a alternativa que indica a economia durante um
dia de uso, em kWh, advinda da substituição da lâmpada
incandescente.
-
A)
0,65
-
B)
0,50
-
C)
0,48
-
D)
0,35
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Gabarito: alternativa C
A energia consumida se calcula por Potência × Tempo. A lâmpada incandescente de 50 W ligada 24h consome 50 × 24 = 1200 Wh = 1,2 kWh. A fluorescente de 30 W nas mesmas 24h consome 30 × 24 = 720 Wh = 0,72 kWh. A economia é a diferença entre os dois consumos: 1,2 − 0,72 = 0,48 kWh, que é a alternativa C. As alternativas A, B e D erram porque usam tempos diferentes de 24h, esquecem de converter Wh para kWh corretamente, ou calculam a diferença de potência (20 W) sem multiplicar pelo tempo certo.
Analise as seguintes situações abaixo e com seus
conhecimentos referentes a escalas termométricas, assinale a
alternativa que indica corretamente os valores das
temperaturas em graus Celsius, dos locais em que Ana, Bruno e
Lana estão respectivamente.
I‐ Ana mora em São Francisco – EUA, onde a temperatura
média naquele período do ano costuma ser de 68 °F.
II‐ Bruno foi para o intercâmbio no Reino Unido, sendo a
temperatura média de 280 K.
III‐ Lana faz mestrado em Miami – EUA, e durante um
determinado dia a temperatura foi de 86 °F.
-
A)
18 °C; 6 °C; 35 °C
-
B)
20 °C; 7 °C; 30 °C
-
C)
20 °C; 6 °C; 32 °C
-
D)
16 °C; 7 °C; 29 °C no 10
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Gabarito: alternativa B
Para converter, use: de Fahrenheit para Celsius, a fórmula é C = (F - 32) ÷ 1,8. De Kelvin para Celsius, é C = K - 273. Ana (São Francisco, 68°F): (68-32)÷1,8 = 36÷1,8 = 20°C. Bruno (Reino Unido, 280K): 280-273 = 7°C. Lana (Miami, 86°F): (86-32)÷1,8 = 54÷1,8 = 30°C. Isso dá exatamente 20°C, 7°C e 30°C, que é a alternativa B. As outras alternativas erram porque usam arredondamentos incorretos na divisão por 1,8 ou trocam o ajuste de 273 no Kelvin (por exemplo, 273,15 arredondado errado dá 6°C em vez de 7°C, e contas malfeitas em Fahrenheit geram 18, 16, 29, 32 ou 35°C).
Um estudante de Física resolveu fazer um experimento
em casa para medir a altura da cozinha, do teto ao piso. Para
isso ele pegou uma mesa de 1,2 m de altura e de tampo
quadrado, com área de 1 m2, e colocou o centro desta mesa
exatamente embaixo de uma lâmpada puntiforme acesa que se
encontra rente ao teto. Esse tampo que ficou colocado de forma
horizontal e paralelo ao teto e ao piso, produz uma sombra
projetada, no piso, de área quadrada igual a 2,56 m2. Assim, a
altura da cozinha, do teto ao piso, em m, é de:
Despreze a espessura do tamanho da mesa.
-
A)
2,4
-
B)
3,0
-
C)
3,2
-
D)
3,5
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Gabarito: alternativa C
A mesa tem tampo quadrado de área 1 m², logo o lado do tampo é 1 m (raiz de 1). A sombra no piso é quadrada com área 2,56 m², logo o lado da sombra é 1,6 m (raiz de 2,56). Como a lâmpada é uma fonte puntiforme rente ao teto, os raios de luz formam um cone/pirâmide de vértice na lâmpada: o tampo da mesa e a sombra são seções paralelas dessa pirâmide, então a razão entre os lados é igual à razão entre as distâncias da lâmpada até cada plano. A razão dos lados é 1,6/1 = 1,6. Chamando de H a altura do teto ao piso e sabendo que a mesa tem 1,2 m, a distância da lâmpada até o tampo é (H - 1,2) e até o piso é H, então H/(H-1,2) = 1,6. Resolvendo: H = 1,6H - 1,92, ou seja 0,6H = 1,92, logo H = 3,2 m, que é a alternativa C. As demais alternativas erram por usar razão de áreas em vez de lados (dando valores menores, como 2,4 ou 3,0) ou por inverter a proporção montada entre as distâncias.
Ao se provocar uma oscilação em uma corda com um
sistema de vibração automático, produz‐se uma frequência de
300 rpm. Sabendo que o comprimento de onda é de 3 cm,
assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da
velocidade de propagação da onda em m/s.
-
A)
9
-
B)
540
-
C)
0,15
-
D)
9.104
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Gabarito: alternativa C
Primeiro converte a frequência para Hz: 300 rpm significa 300 voltas por minuto, ou seja, 300/60 = 5 Hz (5 oscilações por segundo). A velocidade de propagação é v = frequência × comprimento de onda, então v = 5 Hz × 3 cm = 15 cm/s. Convertendo para metros: 15 cm/s = 0,15 m/s, que é a alternativa C. O erro mais comum é esquecer de converter rpm para Hz (usando 300 direto), o que levaria à alternativa B (540, calculando 300×3=900 cm/s e errando a conversão) ou a A (9), resultado de contas incompletas. A alternativa D (9.10^4) surge de erros grosseiros de unidade, sem sentido físico para o problema.
As interações eletrostáticas de atração e repulsão entre
corpos eletrizados, estudada pelo físico Charles Coulomb, são
expressas por meio da lei que relaciona a força elétrica entre
duas cargas. No caso de duas esferas A e B de cargas,
respectivamente, 2 μC e 4 μC, no vácuo, separadas a uma
distância de 2 metros, qual o valor da intensidade da força
elétrica em N, entre as esferas?
Admita a constante eletrostática k=9.109 Nm2/C2.
-
A)
0,017
-
B)
0,018
-
C)
0,019
-
D)
0,020
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Gabarito: alternativa B
A lei de Coulomb diz que a força elétrica entre duas cargas é F = k × Q1 × Q2 / d². Aqui, Q1 = 2 μC = 2×10⁻⁶ C, Q2 = 4 μC = 4×10⁻⁶ C, d = 2 m, então d² = 4 m². Substituindo: F = 9.10⁹ × (2×10⁻⁶ × 4×10⁻⁶) / 4 = 9.10⁹ × 8×10⁻¹² / 4 = 72×10⁻³ / 4 = 0,018 N, que é a alternativa B. Os distratores A, C e D surgem de pequenos erros de arredondamento ou de esquecer de dividir corretamente pela distância ao quadrado, mas o cálculo direto da fórmula confirma 0,018 N.
Em eletrostática, utilizamos conceitos de carga elétrica,
processos de eletrização de um corpo e a influência que as
propriedades dos materiais exercem no processo de eletrização.
O princípio da eletrostática nos mostra uma gama de itens que
implicam na análise da carga elementar, bem como a
importância da força existente entre elas. A cerca do assunto
referido, assinale a alternativa correta sobre os tópicos de
eletrostática.
Adote a carga elementar e=1,6.10‐19 C.
-
A)
2 μC equivalem a 2.10‐3 C.
-
B)
Na eletrização por contato, os corpos ficam eletrizados com cargas de sinais contrários.
-
C)
Um corpo inicialmente neutro, ao perder 6 elétrons, fica carregado com carga de 9,6.10‐19 C.
-
D)
Se um corpo possui 8.1020 elétrons e 4.1020 prótons, a carga elétrica desse corpo é de 50 C.
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Gabarito: alternativa C
Um corpo neutro tem número igual de prótons e elétrons, então sua carga total é zero. Ao perder elétrons, ele fica com falta de cargas negativas, ou seja, sobra carga positiva: a quantidade de carga é igual ao número de elétrons perdidos vezes a carga elementar. Aqui: 6 x 1,6.10‐19 C = 9,6.10‐19 C, e como perdeu elétrons (carga negativa), o corpo fica positivo com esse valor — exatamente o que diz a alternativa C. A alternativa A erra a conversão: 1 μC = 10‐6 C, logo 2 μC = 2.10‐6 C, não 2.10‐3 C. A B está errada porque na eletrização por contato os corpos ficam com cargas de mesmo sinal (o excesso de carga se redistribui entre eles). A D erra o cálculo: a carga é a diferença entre prótons e elétrons vezes 'e', ou seja (8.10^20 - 4.10^20) x 1,6.10‐19 = 4.10^20 x 1,6.10‐19 = 64 C, e não 50 C.
A partir dos conceitos de capacidade térmica, calor
específico e calor sensível, avalie as afirmações abaixo. Coloque
V para verdadeiro ou F para falso. Em seguida assinale a
alternativa com a sequência correta.
( ) Um cubo de gelo que possui calor latente de fusão igual
a 80 cal/g, massa igual a 100 g e a temperatura de 0 °C,
precisa de 8000 cal para fundir e obter água a 0 °C.
( ) Calor sensível é a quantidade de calor que um grama de uma
substância precisa ganhar ou perder para mudar de uma
fase para outra.
( ) 200 g de água com calor específico de 1 cal/g °C tem
capacidade térmica de 200 cal/°C.
( ) O calor específico da água em qualquer estado é 1 cal/g °C.
-
A)
V ‐ V ‐ F ‐ F
-
B)
F ‐ F ‐ V ‐ F
-
C)
V ‐ F ‐ F ‐ V
-
D)
V ‐ F ‐ V ‐ F
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Gabarito: alternativa D
A afirmação 1 é V: para fundir sem mudar de temperatura, usa-se calor latente Q = m x L = 100 g x 80 cal/g = 8000 cal, exatamente o valor dado. A 2 é F porque essa é a definição de calor latente, não de calor sensível — calor sensível é o calor que muda a temperatura de uma substância sem mudar sua fase. A 3 é V pelo conceito de capacidade térmica C = m x c = 200 g x 1 cal/g°C = 200 cal/°C. A 4 é F porque o calor específico da água muda conforme o estado físico (é 1 cal/g°C apenas no estado líquido; no gelo é cerca de 0,5 cal/g°C e no vapor cerca de 0,48 cal/g°C). Logo a sequência é V-F-V-F, alternativa D.
A lei da gravitação universal, descrita por Isaac Newton,
demonstra o movimento dos planetas e corpos celestes e a
influência exercida sobre eles. Admita que um corpo A, de
massa 3 kg, está separado a uma distância de 2 m do
corpo B, de massa 1 kg, e a constante gravitacional é
G=6,7.10‐11 N.m2/kg2. Assinale a alternativa que apresenta o
valor aproximado da intensidade da força gravitacional em N,
exercida entre os corpos.
-
A)
4.10‐12
-
B)
5.10‐11
-
C)
6.10‐11
-
D)
6.10‐12
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Gabarito: alternativa B
A lei da gravitação universal diz que F = G × (m1 × m2) / d². Substituindo os valores: F = 6,7×10⁻¹¹ × (3 × 1) / 2² = 6,7×10⁻¹¹ × 3 / 4 ≈ 20,1×10⁻¹¹ / 4 ≈ 5,0×10⁻¹¹ N. Esse resultado bate com a alternativa B. Os distratores erram por esquecer de elevar a distância ao quadrado (o que dá valores maiores, tipo 10×10⁻¹¹), ou por errar a posição da vírgula/potência de dez ao fazer a divisão, gerando valores como 4×10⁻¹² ou 6×10⁻¹².