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Resoluo Revisional Fsica EsPCEx Resposta da questo 1: [E] 1 Soluo: O tempo de queda da esfera igual ao tempo para ela avanar 5 m com velocidade horizontal constante de v0 = 5 m/s.

0

x 5t 1 s.

v 5= = =

A componente vertical da velocidade :

( )y 0y y yv v g t v 0 10 1 v 10 m/s.= + = + = Compondo as velocidades horizontal e vertical no ponto de chegada:

2 2 2 2 20 yv v v v 5 10 v 125

v 5 5 m/s.

= + = + =

=

2 Soluo: Calculando a altura de queda:

( )221h g t h 5 1 h 5 m.2

= = =

Pela conservao da energia mecnica:

( )( )22

2 200

m vm vm g h v v 2 g h v 5 2 10 5 125

2 2

v 5 5 m/s.

= + = + = + =

=

Resposta da questo 2: [B]

Dados: M = 70 kg; m = 2 kg; 1,0; =

A figura mostra as foras atuantes nas telhas e no trabalhador.

Como se trata de repouso, tanto as foras atuantes no trabalhador como nas telhas esto equilibradas. Sendo P1 o peso de uma telha e n a quantidade de telhas suspensas, temos: - Nas telhas:

1T P n P T n m g.= = =

- No trabalhador:

at x at at

y T

F T F Tcos F n m gcos .

N T P N M g T sen N M g n m g sen .

= = = + = = =


Na iminncia de escorregar, a componente de atrito nos ps do trabalhador atinge intensidade mxima.

( )

( )

( )

mxatF n m gcos N n m gcos

M g n m g sen n m gcos

M g n m g sen n m g cos

MM n m sen n mcos n

m sen cos

1 70 70

2 1 0,8 0,6 2,8

n = 25.

= =

=

= +

= + =

+

=

+

Resposta da questo 3: [E] Se o corpo est em repouso, o peso e o empuxo tm a mesma intensidade:

cubo imersocubo cubo gua imerso

gua cubo

base imersacubo cubo

gua base cubo

3cubo

d vP E d V g d V g

d V

A hd d 32

d A H 1 40

d 0,8 g /cm .

= = =

= =

=

Resposta da questo 4: [D]

Dados: 2 2 3M 180g 18 10 kg; m 20g 2 10 kg; k 2 10 N / m; v 200m / s.= == = = =

Pela conservao da quantidade de movimento calculamos a velocidade do sistema (vs) depois da coliso:

( )depois antessist s s ssistQ Q M m v m v 200 v 20 200 v 20 m/s.= + = = = Depois da coliso, o sistema conservativo. Pela conservao da energia mecnica calculamos a mxima deformao (x) sofrida pela mola.

( )

( )

2 2sinicial final

Mec Mec s

2 24 2

3 3

M m v k x M mE E x v

2 2 k

18 2 10 20 10x 20 20 20 10 x 20 10 m

2 10 2 10

x 20 cm.

+ += = =

+ = = = =

=

Resposta da questo 5: [C] Comentrio: O enunciado pede a intensidade da fora de trao no fio. Para que haja equilbrio da barra, o fio ligado extremidade A deve estar tracionado. Para tal, as cargas eltricas das pequenas esferas devem ser de sinais opostos. Se na expresso da fora eltrica as cargas no forem colocadas em mdulo, a intensidade da trao ser negativa, o que um absurdo. A intensidade da fora de trao no fio ligado na extremidade A da fora eltrica entre as cargas. A figura ilustra a situao:


Como a barra est em equilbrio, o somatrio dos momentos das foras em torno do ponto E nulo. Seja FB a intensidade da fora de trao no fio BC

Ay By

C CAy By A BF F

0B2

0B 2

M M F D F 3D F cos 30 3 F cos60

K | Q || q | 3 13 F

2 2d

3 K | Q || q | F .

3 d

= = =

=

=

Resposta da questo 6: [C] Se o porto est em equilbrio, o somatrio dos momentos em relao a qualquer ponto nulo. A figura mostra as componentes horizontais das foras atuantes nas dobradias.

Em relao ao ponto B, temos:

( )A

B BP A AF

A B

6.400M M F 1,6 800 0,8 F 400 N.

1,6

F F 400 N.

= = = =

= =

Resposta da questo 7: [B] A funo horria da elongao de um MHS :

( )0x A cos t = + Comparando com a funo horria dada:

8 2 f 8 f 4 Hz. = = =


Resposta da questo 8: [E] Dados:

5

8 2

4 80 320 L 320 kg 3,2 10 g; 4,2 J / g C; 60 20 40 C;

50% 0,5; 2,016 10 J / m ms.

= = = = = = =

= = =

g g

r

V m c

I

Calculando a quantidade de calor que deve ser absorvida diariamente:

5 6gQ m c 3,2 10 4,2 40 Q 53,76 10 J.= = =

A intensidade de radiao absorvida diariamente :

86r

abs abs 2

I 0,5 2,016 10 JI I 3,36 10

t 30 m dia

= = =

Calculando a rea total das placas:

6 2 6

66 2

2

3,36 10 J / dia 1 m 53,76 10 A

3,36 1053,76 10 J / dia A m

A 16 m .

=

=

Resposta da questo 9: [B] Aplicando a equao do dioptro plano para pequenos ngulos:

obs ari i i

o obj gura

i

n nd d d 1

d n 1,33 n 1,33 1,33

d 1 m.

= = =

=

Resposta da questo 10: [A] Seja R a resistncia de cada lmpada e U a ddp fornecida pela associao das duas pilhas. Calculemos a corrente em cada lmpada nos dois casos, usando a 1 lei de Ohm: CHAVE ABERTA: A resistncia equivalente :

abR R R 2 R.= + = A corrente gerada :

abab

U UI .

R 2 R= =

As correntes nas lmpadas so:

1 2 ab 3U

i i I 0,5 R; i 0.2 R

= = = = =

CHAVE FECHADA: A resistncia equivalente :

fec

3 RRR R .

2 2= + =


A corrente gerada :

fec fecfec

2 UU U UI I 0,67 .

3R 3 R RR2

= = = =

As correntes nas lmpadas so:

fec1 fec 2 3

IUi I 0,67 ; i i 0,33 R.

R 2= = = = =

Concluso: i1 e i3 aumentam e i2 diminui. Resposta da questo 11: [A] Calculando a potncia mxima que o disjuntor permite que seja consumida:

mx mxP U I 127 25 3.175 W.= = = Verificando a alternativa [A]: PT = 2.000 + 1.500 + 250 = 3.750 W. Esses trs aparelhos ligados simultaneamente consomem mais que a potncia mxima, desarmando o disjuntor. Resposta da questo 12: [D]

Usando a regra da mo direita n 1 (regra do saca-rolha) e a simbologia convencional [entrando ( ) e saindo ( ) ] e adotando o sentido positivo como saindo, temos:

0 0 0A E B 0

A E B

70

7

i i i 1 1 1B B B B B i

2 r 2 R 2 r 2 4 2 22

4

1 16 2 15B i B 4 10

8 8

B 7,5 10 T.

= + = + = +

+ = =

=

Resposta da questo 13: [E]

Dados: v1 = 72 km/h = 20 m/s; t = 5 s; d = 2,1 km = 2.1000 m O carro desloca-se em movimento uniforme. Para percorrer 2,1 km ou 2.100 m ele leva um tempo t:

1d v t 2.100 20 t t 105 s.= = =

Para a viatura, o movimento uniformemente variado com v0 =0. Sendo v2 sua velocidade final, temos:


( ) ( ) ( )0 2 2 2

2

2.100 2v v vd t t 2.100 105 5 v

2 2 100

v 42 m / s.

+= = =

=

Resposta da questo 14: [A] Dados: h = 10 m; v0 = 0; v = 1 m/s. Pela conservao da energia mecnica:

( )2 20

20

v 1g h 10 10

m v 2 2m g H m g h H H 2 g 10

H 10,05 m.

+ += + = =

=

Resposta da questo 15: [C]

Dados: P = 2104 N; A1 = 4104

m2; A2 = 0,16 m

2 = 16102 m2.

Pelo Teorema de Pascal:

( )4 4 21

21 2 2

2 10 4 10P AF P 8 10 F

A A A 1616 10

F 50 N.

= = = =

=

Resposta da questo 16: [B] Desenhando todas as foras que atuam na barra, bem como a localizao do ponto O, e adotando como positivo o sentido horrio de rotao, teremos:

Sendo:

bPuur

: peso da barra;

QPuuur

: peso da esfera;

ANuuur

: Fora normal trocada com o apoio A;

BNuuur

: Fora normal trocada com o apoio B.

Considerando que a soma dos momentos de todas as foras, em relao ao ponto O, igual zero (condio de equilbrio), teremos:


B b Q A

o

N o P o P o N o

B b Q A

B

B

B

B

(m) 0

(m ) (m ) (m ) (m ) 0

N .2 P .1 P .0,4 N .0 0

N .2 50.1 80.0,4 0 0

N .2 50 32 0

N .2 82 0

N 41N

=

+ + + =

+ + + =

+ + + =

+ + =

+ =

=


Dados: m = 80 g = 0,08 kg; k = 0,5 N/m; = 3,14.

O perodo do sistema massa-mola :

( ) ( )m 0,08T 2 T 2 3,14 6,28 0,16 6,28 0,4 k 0,5

T 2,512 s.

= = = =

=

Resposta da questo 18: [C] Usando a equao de converso entre as escalas Celsius e Fahrenheit:

( )C F FC C

C

5 21,632 32 10,4 32 5 5

5 9 9 9 9

12 C.

= = =

=

Resposta da questo 19: [D] 1 transformao gasosa: isobrica (presso constante), indo do estado i para o estado f.

i fP P=

iT 27 C 300K= =

f iV 5.V= (volume cinco vezes maior)

Da equao geral dos gases perfeitos, temos:

i i f f

i f

P.V P .V

T T=

Como i fP P= :

i i f f i f

i f i f

P.V P .V V V

T T T T= =

Substituindo os valores:

i if

f

V 5.VT 1500K

300 T= =

2 transformao gasosa: isocrica (volume constante), indo do estado f para o estado x.

f xV V=


fT 1500K=

fx

PP

6= (sua presso cai a um sexto do seu valor inicial)

Da equao geral dos gases perfeitos, temos:

f f x x

f x

P .V P .V

T T=

Como f xV V= :

f f x x f x

f x f x

P .V P .V P P

T T T T= =

Substituindo os valores:

f

fx

x

PP 6 T 250K

1500 T= =

xT 250K 20 C= =

Analisando as alternativas:

xT 23 C

Resposta da questo 20: [D] Dois condutores eletrizados, quando colocados em contato, trocam cargas at que seus potenciais eltricos se igualem.

A B A BA B

A B A B

k Q k Q Q QV V .

R R R R= = =

Como as cargas so positivas:

RA < RB QA < QB. Resposta da questo 21: [A] A equao do gerador :

( )U r i U 1,5 0,05 1 1,5 0,05 U 1,45 V.

= = =

=

Resposta da questo 22: [A] Para que o ampermetro faa a leitura correta, ele deve ter resistncia interna nula e ser ligado em srie com o trecho de circuito onde se quer medir a corrente. Resposta da questo 23: [C]


Se A queima e as outras no se apagam, elas no podem estar em srie, e, se o brilho delas se altera, elas no podem estar as quatro em paralelo. Como o brilho de B aumenta, a corrente em B aumenta; como o brilho de C e D diminui, a corrente nelas diminui, implicando que a resistncia equivalente do circuito aumenta. Essas anlises nos levam alternativa [C]. Resposta da questo 24: [B]

De acordo com o fsico Hendrick Antoon Lorentz (1853-1920), toda carga eltrica lanada com certa velocidade Vr

em direo a um campo magntico Br

, fica sujeita ao de uma fora magntica Fr

, se a direo do vetor

velocidade Vr

no for paralela direo do vetor campo magntico Br

. Caso a carga eltrica seja positiva, utilizamos a regra da mo direita para determinar a orientao dos vetores:

Caso a carga eltrica seja negativa, utilizamos a regra da mo esquerda para determinar a orientao dos vetores:

Analisando as alternativas: [A] Falsa. Como as partculas ficam sujeitas a atuao da fora magntica devido a sua velocidade ser perpendicular

ao campo magntico, haver alterao da direo de suas velocidades. [B] Verdadeira. Analisando as regras da mo direita e esquerda, verificamos que se uma partcula positiva e outra

negativa, as foras que atuam em cada uma das partculas tero sentidos opostos. [C] Falsa. Analisando as regras da mo direita e esquerda, verificamos que a fora magntica perpendicular ao

vetor velocidade. [D] Falsa. Analisando as regras da mo direita e esquerda, verificamos que a fora magntica perpendicular ao

vetor campo magntico. [E] Falsa. Analisando as regras da mo direita e esquerda, verificamos que a fora magntica perpendicular ao vetor velocidade. Resposta da questo 25:


[A]

mS

Vt

=

Primeiro trecho

11

D / 2 D24 t

t 48

= =

Segundo trecho

11

D / 2 D8 t

t 16

= =

Movimento todo

1 2D D D

t t t48 16 12

= + = + =

mD

V 12 m/sD / 12

= =

Resposta da questo 26: [C]

Como o comboio partir do ponto B, s 8 h, com uma velocidade constante igual a 40 km h, e percorrer uma

distncia de 60 km para atingir o ponto A, temos:

- tempo de viagem do comboio: S 60

V 40 t 1,5ht t

= = =

t 8 1,5 9,5h t 9h30min= + = = Concluso: o comboio chega ao ponto A s 9h30min.

Como o avio partir de um ponto C, com velocidade constante igual a 400 km h, e percorrer uma distncia de

300 km at atingir o ponto A, temos:

- tempo de viagem do avio: S 300

V 400 t 0,75h t 45mint t

= = = =

Para conseguir interceptar o comboio no ponto A, o avio dever chegar ao ponto juntamente com o comboio, s 9h30min, ou seja:

9h30min 45min 8h45min = Concluso: o avio dever sair do ponto C s 8h45min, para chegar junto com o comboio no ponto A, s 9h30min. Resposta da questo 27: [D] Decompondo a velocidade em componentes horizontal e vertical, temos:

x 0

y 0

V V .cos 100x0,6 60 m/s

V V .sen 100x0,8 80 m/s

= = = = = =

Na vertical o movimento uniformemente variado. Sendo assim:

2 2 2y y

1S V .t gt 300 80t 5t t 16t 60 0

2 = + = + =


A equao acima tem duas solues: t= 6s e t=10s. Como o projtil j passou pelo ponto mais alto, devemos considerar o maior tempo (10s). Na horizontal, o movimento uniforme. Sendo assim:

x xS V .t D 60x10 600m = = =

Resposta da questo 28: [C] As reas da figura abaixo representam o deslocamento. Como uma positiva e a outra negativa de mesmo mdulo, o deslocamento total nulo.


Como RF ma,= conclumos que a maior acelerao ocorrer quando a resultante for mxima, isto , quando as

foras agirem na mesma direo e no mesmo sentido.

24 6 4.a a 2,5 m/s .+ = =

Resposta da questo 30: [E] Pela Segunda Lei de Newton, temos:

RF m.a T P ma T 15000 1500x3 T 19500N.= = = =

Resposta da questo 31: [B] A potncia mdia :

( )0m S 20P Fcos60 25x0,5x 50W.t 5

= = =

Resposta da questo 32: [C] A energia mecnica total do corpo 18J que ser exclusivamente cintica ao tocar o solo.

2 2C

1 1E mV 18 x4xV V 3,0 m/s.

2 2= = =


Resposta da questo 33: [E] A presso em um ponto de um lquido em contato com a atmosfera dada pela expresso:

5 5 5atm

3 3

p p gH 2,2x10 1,0x10 x10x5 50 1,2x10

2,4x10 kg/m

= + = + =

=

Resposta da questo 34: [B] Como o sistema isolado, h conservao da quantidade de movimento. Portanto:

MV mv 0 600V 3x800 V 4,0 m/s. = = =

Resposta da questo 35: [C] A distncia procurada est assinalada na figura abaixo como D.

Para que a barra fique em equilbrio, necessrio que OFM 0.= Note que o peso do bloco G1 tende a fazer a barra girar no sentido anti-horrio e os pesos de G2 e G3 no sentido horrio. Portanto

3 2 1 1 1 1P xD P x6 P x40 0 2P xD 4P x6 P x40 0

2D 40 24 16 D 8 cm

+ = + =

= = =

Resposta da questo 36: [B] Pela Lei da Gravitao Universal, podemos escrever:

TT 2

T

GM mTerra F 700

R = =

T

M TM 2 2 2

M TT

MG m

GM m GM m1 110Marte F . x700 280N2,5 2,5R RR

2

= = = = =



A energia mecnica (potencial) armazenada em uma mola dada por: 2k.x

E2

=

Analisando o enunciado e fazendo as devidas substituies, teremos:

2 22k.x 20.xE 0,4 x 0,04 x 0,2m

2 2= = = = em que x representa a amplitude de oscilao do objeto que se

encontra em M.H.S. Resposta da questo 38: [A] Como as molculas so neutras no h interao eltrica. Portanto, s poder haver interao por contato. Resposta da questo 39: [D] Atravs das informaes do enunciado: lente convergente, posio do objeto (70 cm) e distncia focal (80 cm), conseguimos montar a figura abaixo:

Analisando a formao da imagem atravs dos raios de luz emitidos pelo objeto, neste caso foram utilizados o raio que emerge do objeto paralelamente ao eixo principal e o raio que atinge o centro ptico da lente, conseguimos obter a imagem, conforme figura abaixo:


Analisando a figura, teremos uma imagem: virtual, pois foram utilizados os prolongamentos dos raios refratados pela lente, direita e maior que o objeto. Resposta da questo 40: [E] Pela Segunda Lei de Ohm, sabemos que:

LR

S=

Sendo assim: 3L L

R' 6 6RS / 2 S

= = =

Resposta da questo 41: [D] Como a corrente a mesma, os resistores esto ligados em srie e sua resistncia equivalente a soma das resistncias de cada um.

eq 1 2R R R 6 = + =

Pela Primeira Lei de Ohm, temos:

V R.i 12 6i i 2,0A= = =

Resposta da questo 42: [A] A fora magntica a fora centrpeta. Portanto:

28 3 5v qBR qqvB m v BR v 10 x0,4x10x10 4,0x10 m/s.

R m m

= = = = =

Resposta da questo 43: [D] A figura mostra as velocidades do barco em relao ao rio, do rio em relao margem e a resultante das duas.

Resul tan teS 800

V 8,0m / st 100

= = =

Aplicando Pitgoras ao tringulo sombreado, vem:

2 2 2B BV 8 6 100 V 10m / s= + = =



Note que entre 3 e 8 min a posio no varia. Portanto, o carro est parado. Resposta da questo 45: [D] Pela Segunda Lei de Newton, temos:

RV 15

F m.a m. 5. 25Nt 3

= = = =


Tratando o conjunto de blocos como se fosse um s, teremos a fora Fr

a favor do movimento e os pesos de B e C contrrios. Aplicando a Segunda Lei de Newton ao conjunto, teremos:

( )B CF (P P ) m a F 140 18x2 F 176N + = = = Resposta da questo 47: [C]

Aplicao de frmula: W F.d.cos 80x20x0,6 960J= = =

Resposta da questo 48: [C] A energia potencial elstica ser transformada em potencial gravitacional:

2 2 21.k.x mgh 128x 2x10x0,1 64x 1 8x 1 x 0,125N / m2

= = = = =

Resposta da questo 49: [E] Para que o bloco flutue necessrio que o seu peso seja equilibrado pelo empuxo recebido.

2 3a imerso a

2 2P E mg .V .g V . V x1000 400 4,0x10 kg / m

5 5= = = = = =

Resposta da questo 50: [E] Observe a figura abaixo.

Para haver equilbrio, a resultante de Pr

e LTr

deve ter o mesmo mdulo e ser oposta a QTr

. Sendo assim e, a partir do

tringulo sombreado, podemos escrever:

0L

L L

P 0,6 240tg37 T 320N

T 0,8 T= = =

Resposta da questo 51: [D]


A intensidade do campo gravitacional uma propriedade do ponto. Qualquer corpo que seja colocado no ponto sofrer a mesma acelerao. Resposta da questo 52: [A]

Como a evoluo AB isotrmica, A BT T= . Como sabemos PV = nRT. Na evoluo BC, o volume aumenta e a presso fica constante.

Portanto, a temperatura aumenta: B CT T< .

Resposta da questo 53: [E] Aplicao direta da frmula do calor sensvel.

( )Q m.c. Q 200x0,6x 50 20 3600cal= = = Resposta da questo 54: [A] Quando dois corpos entram em contato h um fluxo de calor do mais quente para o mais frio at que as temperaturas se igualem atingindo o equilbrio trmico.

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