Simulado de Física (SFís-01) - 11 Questões comentadas

01. (UERJ 2016) Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determinou o equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4,2 J. Para isso, ele utilizou um dispositivo em que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente. Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de 2 ºC em 100 g de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa igual a 10 kg ao cair em queda livre de uma determinada altura. Essa altura, em metros, corresponde a: 

a) 2,1 
b) 4,2
c) 8,4 
d) 16,8

02. (UNICAMP 2016) Drones são veículos voadores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiro socorros, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9 km em 5 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade média é de aproximadamente 

a) 1,4 m/s. 
b) 30 m/s. 
c) 45 m/s. 
d) 140 m/s.

03. (PUC-SP 2016) Dois colegas combinam um desafio. Um deles, identifica - do por A, garante que, após largarem juntos e ele ter completado 10 voltas numa praça, irá permanecer parado por 5 minutos, quando retornará à corrida e, ainda assim, conseguirá vencer o colega, identificado por B. Consi - deran do que os atletas A e B gastam, respectivamente, 3 minutos e 200s para completar cada volta, qual deve ser o menor número inteiro de voltas completas que deve ter esse desafio para que o atleta A possa vencê-lo? 

a) 15 
b) 16 
c) 17 
d) 18

04. (UERJ 2016) Admita duas amostras de substâncias distintas com a mesma capacidade térmica, ou seja, que sofrem a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor. A diferença entre suas massas é igual a 100 g, e a razão entre seus calores específicos é igual a 6/5. 

A massa da amostra mais leve, em gramas, corresponde a: 

a) 250 
b) 300 
c) 500 
d) 600

05. (UNICAMP 2016) A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a amáx = 0,09g, onde g = 10m/s² é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a amáx, a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km/h corresponde a 

a) 10 km. 
b) 20 km. 
c) 50 km. 
d) 100 km.

06. (UNICAMP 2016) Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o enten - dimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível. Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido. 

I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar o fluxo de energia térmica até o congelador por […]. 
II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por […]. 
III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por […]. Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são: 

a) condução, convecção e radiação. 
b) condução, radiação e convecção. 
c) convecção, condução e radiação. 
d) convecção, radiação e condução.

07. (UERJ 2016) Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas. 
A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como: 

a) t1 = t2 < t3 = t4 
b) t1 = t2 > t3 = t4 
c) t1 < t2 < t3 < t4 
d) t1 = t2 = t3 = t4

08. (UNICAMP 2016) Beisebol é um esporte que envolve o arremesso, com a mão, de uma bola de 140 g de massa na direção de outro jogador que irá rebatê-la com um taco sólido. Considere que, em um arremesso, o módulo do velocidade da bola chegou a 162 km/h, imediatamente após deixar a mão do arremessador. Sabendo que o tempo de contato entre a bola e a mão do jogador foi de 0,07 s, o módulo da força média aplicada na bola foi de 

a) 324,0 N. 
b) 90,0 N. 
c) 6,3 N. 
d) 11,3 N.

09. (UERJ 2016) Em uma loja, a potência média máxima absorvida pelo enrolamento primário de um transformador ideal é igual a 100 W. O enrolamento secundário desse transformador, cuja tensão eficaz é igual a 5,0 V, fornece energia a um conjunto de aparelhos eletrônicos ligados em paralelo. Nesse conjunto, a corrente em cada aparelho corresponde a 0,1 A. O número máximo de aparelhos que podem ser alimentados nessas condições é de: 

a) 50 
b) 100 
c) 200 
d) 400

10. (UERJ 2017) Com base nas informações apresentadas no texto, a velocidade média de deslocamento da lama, do local onde ocorreu o rompimento da barragem até atingir o mar, em km/h, corresponde a:

a) 1,6
b) 2,1
c) 3,8
d) 4,6

11. (UERJ 2017) Admita que a distância entre os eletrodos de um campo elétrico é de 20 cm e que a diferença de potencial efetiva aplicada ao circuito é de 6 V. Nesse caso, a intensidade do campo elétrico, em V/m, equivale a:

a) 40
b) 30
c) 20
d) 10

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 RESPOSTAS COMENTADAS 

01 - C

O calor Q obtido pela conversão da energia cinética das paletas em movimento provoca a variação de temperatura ∆t = 2 ºC. É possível com os dados disponíveis calcular Q: Q = mcágua ∆t = 100 ×1 × 2 = 200 calorias = 200 × 4,2 J Esse calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa M = 10 kg ao cair em queda livre de uma altura h. Essa variação, por sua vez, é igual à energia potencial do corpo na altura h, ou seja: Q = Mgh 200 × 4,2 = 10 × 10 × h 
h = 8,4 m  

02 - B

Vm = Δs/Δt

Δs = 9km = 9000m

Δt = 5min = 300s

Vm = 900/300

Vm = 30m/s

03 - B

Seja N o número total de voltas de corrida. O tempo gasto pelo atleta B será:  

Δ tB = N . TB = N . 200 (s) 

O tempo gasto pelo atleta A será:  

Δ tA = N . TA + 300 (s) = N . 180 + 300 (s) 

A condição do exercício: 

tA < tB (A vence a corrida) 

180N + 300 < 200N 

20N > 300 

N > 15 

Como N é inteiro então Nmin = 16

04 - C

m1C1 = m2C2

m1 = m2C2/C1

Sabe-se que C2/C1 = 6/5, logo m1 = 6/5m2

Sendo  m1 > m2, com m1 − m2 = 100 g, obtém-se: 

6/5m2 - m2 = 100

1/5m2 = 100

m2 = 500 g

05 - C

V0 = 0

amáx = 0,09g = 0,9m/s²

Vf = 1080km/h = 1080m/3,6s = 300m/s

Equação de Torricelli:

Vf² = V0² + 2αΔs
(300)² = 2 . 0,9 . Dmín
Dmín = 50 . 10³m

Dmín = 50km 

06 - D

(I) As prateleiras da geladeira são, em geral, grades vazadas para permitir a livre circulação das correntes de convecção. Ar frio, mais denso, desce e ar mais quente, menos denso, sobe. 
(II) A radiação consiste na transmissão de energia térmica por meio de ondas eletromagnéticas – infravermelho – que, uma vez absorvidas, pro - vocam aumento na agitação das partículas, o que implica aumento da temperatura do corpo. A radiação é o único processo de transmissão de calor que pode ocorrer no vácuo. 
(III) A condução é o processo de transmissão de calor que consiste na propagação da energia térmica de molécula para molécula de um meio mate rial. Por se valer de matéria para ocorrer, a condução não ocorre no vácuo.

07 - D

O tempo de queda no movimento de queda livre com velocidade inicial nula depende somente da altura inicial do corpo. No caso em análise, como todos caem de uma mesma altura, o tempo de queda é o mesmo para cada uma das bolas: t 1 = t2 = t3 = t4

08 - B

Teorema do Impulso:

Ibola = ΔQbola

Fm . Δt = |ΔQbola| = m Vf

Fm . 0,07 = 140 . 0,0001.162/3,6

Fm . 0,07 = 6,30

Fm = 90N

09 - C

Em um transformador ideal, a conservação de energia implica corrente máxima no enrolamento secundário. Como a tensão eficaz é igual a 5,0 V, e a potência média máxima absorvida é igual a 100 W, tem-se:

Imáx = 100/5 = 20

Sendo a corrente em cada aparelho igual a 0,1 A, o número máximo de aparelhos que podem ser alimentados é dado por:

N = Imáx/0,1 = 20/0,1 = 200 aparelhos

10 - A

A velocidade média de deslocamento é dada pela seguinte relação:
vm = ∆s/∆t
sendo
∆s = deslocamento escalar
∆t = intervalo de tempo
Como a lama se deslocou 600 km em 16 dias, o que corresponde a 384 horas, a velocidade escalar média será:
vm = ∆s/∆t = 600/16.24 
vm = 1,6km/h

11 - B

A tensão elétrica ou a diferença de potencial elétrica U corresponde ao produto da intensidade do
campo elétrico uniforme E com a distância d entre os pontos considerados, no caso os eletrodos. Ou seja:
U = E × d
Percentual de acertos: 68,18%
Nível de dificuldade: Médio (acima de 30% e igual ou abaixo de 70%)
E = U/d
E = 6V/0,2m 
E = 30V/m

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Fontes:
http://www.revista.vestibular.uerj.br/questao/questao-objetiva.php?seq_questao=1920 (acessado em 11SET16)
http://www.curso-objetivo.br/vestibular/resolucao_comentada/unicamp/2014_1fase/UNICAMP_2014_1fase.pdf  (acessado em 11SET16)

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