Física

01. Uma bola plástica pesando 3,0 N está boiando em um líquido que exerce sobre ela uma força resultante de módulo igual 3,6 N e atua verticalmente para cima. Uma outra força externa está agindo sobre a bola, de modo a conservá-la em estado de repouso. Sobre essa força externa vertical pode-se afirmar que ela tem módulo igual a:

a) 3,6 N e atua de cima para baixo.
b) 0,6 N e atua de baixo para cima.
c) 3,0 N e atua de baixo para cima.
d) 3,6 N e atua de baixo para cima.
e) 0,6 N e atua de cima para baixo.

Comentário:
Simples questão de equilíbrio, envolvendo empuxo.

02. Um sistema de mola comprimida é utilizado para o lançamento de bolas. Uma bola de 250 g é lançada por esse sistema e atinge uma altura de 1,0 m. Sabendo que a constante elástica da mola é de 500 N/m, qual é a compressão inicial da mola?

a) 10 m
b) 0,10 cm
c) 10 cm
d) 1,0 m
e) 1,0 cm

Comentário:
Nesta questão de conservação de energia mecânica bastava igualar a energia potencial gravitacional com a energia potencial elástica.

03. Dois estudantes, enquanto observavam o movimento de uma roda que girava em torno do eixo que passa pelo seu centro, chegaram às seguintes conclusões:

I – a roda completa 50 voltas em 10 s;
II – o tempo para a roda completar uma volta é menor do que 1,0 s;
III – a roda, rolando sem deslizar, percorre 50 m ao completar 50 voltas.

Baseado nessas conclusões, o período do movimento da roda e o seu raio são, respectivamente:

a) 0,20 s e 0,16 m.
b) 0,20 m e 0,32 s.
c) 0,50 s e 0,32 m.
d) 1,0 s e 0,16 m.
e) 10 m e 0,32 s.

Comentário:
Questão básica de cinemática escalar onde era necessário saber a diferença entre período e freqüência e essencialmente como calcular o comprimento de uma circunferência.

04. A que altura deve ser solto um recipiente com água, termicamente isolado, para que, imediatamente antes da colisão com o solo, a temperatura da água seja 0,50oC maior?

a) 210,0 km
b) 210,0 m
c) 21,0 cm
d) 0,050 m
e) 500,0 m

Comentário:
Aqui o autor da questão queria que o vestibulando associasse a energia térmica (calor sensível) à energia mecânica (energia potencial). Considerando, que no Sistema Internacional o calor específico da água é 4200 J/(kg.0C), então pela igualdade (m.c.= m.g.h) chega-se a resposta dada. Porém isso somente seria correto se toda a energia potencial da água fosse convertida em energia térmica, o que não é verdade, pois, há também a energia cinética no processo (sem considerar outras possíveis conversões de energia).

05. Um bloco de massa m sobre uma mesa horizontal sem atrito, preso ao ponto central da mesa por um fio inextensível, recebe um impulso inicial e gira em movimento circular.

Assinale a alternativa correta para a representação das forças que agem sobre o bloco.

Gabarito: letra b

Comentário:
Aqui o enfoque foi da dinâmica do movimento circular uniforme. E como não há atritos, a tensão no fio (tração) é a própria resultante centrípeta.

06. Um satélite artificial de massa 200 kg, cuja função é captar e reenviar sinais eletromagnéticos, é lançado em órbita circular em torno do plano equatorial da Terra. A altura orbital do satélite, em relação ao centro da Terra, é de 1,50 x 104 km. O valor da aceleração da gravidade na órbita do satélite é:

a) 179 m/s2.
b) 1,79 x 106 m/s2.
c) 1,79 m/s2.
d) igual à aceleração da gravidade na superfície da Terra.
e) nula, pois nessa altura não existe ação da gravidade.

Comentário:
Esta questão de cálculo de aceleração gravitacional, que deveria ser simples, acabou prejudicando os candidatos, pois nem o valor da massa da Terra (M 6.10²⁴ kg), nem do raio da Terra (R 6,4.10⁶ m) não foram fornecidos.

07. Os oceanos possuem regiões tão profundas que nem mesmo a luz do sol consegue
alcançar, e a fauna e a flora dessas regiões desconhecidas provocam a imaginação de
pesquisadores e poetas. Recentemente, em uma dessas regiões, uma lula gigante foi fotografada no momento em que perdia um de seus tentáculos, quando tentava livrar-se de uma armadilha. Considerando que ela se encontrava a 1,0 km de profundidade, a pressão absoluta sobre sua cabeça era de:

a) 10 atm.
b) 1001 atm.
c) 100 atm.
d) 101 atm.
e) 11 atm.

Comentário:
Questão básica de hidrostática. Bastava somar a pressão efetiva com a atmosférica.

08. Galileu Galilei propôs, ao final do século XVI, que o período de um pêndulo simples não depende de sua amplitude. Hoje sabemos que isso é válido apenas quando a amplitude de oscilação do pêndulo é pequena. Um pêndulo simples é constituído de um corpo suspenso por uma corda leve e inextensível. Analise as afirmações abaixo, considerando um pêndulo que oscila com pequena amplitude.

I – Medindo-se o período e o comprimento do pêndulo é possível determinar o valor local da aceleração da gravidade.
II – Quanto maior a massa suspensa, menor o período.
III – Quando o comprimento da corda é duplicado, a freqüência de oscilação passa a ser a metade da original.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa II é verdadeira.
c) Somente a afirmativa III é verdadeira.
d) Somente a afirmativa I é verdadeira.
e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

Comentário:
Reconhecimento da dependência do período de oscilação do pendulo com o comprimento L e a aceleração da gravidade g à analise direta de proporções

09. Um violonista afina seu violão de tal modo que a primeira corda tenha uma freqüência fundamental de 524 Hz e a sexta corda fique uma oitava abaixo, isto é, tenha uma freqüência fundamental de 262 Hz, aproximadamente. As cordas do violão possuem o mesmo comprimento e estão submetidas a uma tração de mesmo módulo. Nessas condições, a razão entre as densidades lineares da primeira e da sexta corda é igual a:

a) 1 b)1 c) 1 d) 1 e)1
3 2 8 5 4

Comentário:
Mais uma analise simples de proporções, desta vez com as características harmônicos de ressonância em cordas.

10. Em uma piscina cheia de água, com profundidade de 2,50 m, um pequeno brinquedo é suspenso a uma altura de 1,20 m acima do fundo. Considere 1,30 o índice de refração da água. Uma criança, sempre olhando verticalmente para baixo, observa o brinquedo em duas situações: i) mantendo a cabeça acima da água, e ii) mantendo a cabeça dentro da água, quase no nível da superfície. A partir da superfície da água, a posição aparente em que a criança observa o brinquedo, nas duas situações, é, respectivamente:

a) 1,30 m e 1,00 m.
b) 1,56 m e 1,56 m.
c) 1,00 m e 1,30 m.
d) 0,92 m e 1,30 m.
e) 1,00 m e 1,20 m.

Comentário:
Uso dos conceitos de refração para tratar da profundidade aparente. Efeito percebido na situação (i) e não percebido na situação (ii) à onde se apresenta a profundidade real.

11. Um gás ideal sofre um processo cíclico, seguindo os passos:

I – no estado inicial o gás possui volume de 1,0 litro a pressão de 2,0 atm;
II – o gás expande-se à pressão constante, até alcançar o volume de 2,5 litros;
III – depois é resfriado a volume constante, até que sua pressão atinja 1,0 atm;
IV – nesse momento é comprimido a pressão constante, até que seu volume seja novamente de 1,0 litro;
V – por fim, é aquecido a volume constante, até retornar ao seu estado original.

Considere 1 atm = 1,01 X 105Pa

Para o ciclo descrito acima, a variação da energia interna e o trabalho relativo ao gás são, respectivamente:

a) zero; 152 J
b) zero; zero
c) 152 J; zero
d) – 152 J; 152 J
e) – 152 J; zero

Comentário:
Para facilitar a resolução desta questão de transformação termodinâmica cíclica era só desenhar o gráfico da pressão pelo volume. Como na transformação cíclica a variação da energia interna é nula, bastava, após as devidas transformações de unidades, determinar a área interna do ciclo

12. Três pequenas esferas metálicas idênticas, eletricamente neutras, são suspensas por fios flexíveis e isolantes, presos a um suporte não condutor, conforme o mostra a figura abaixo:

A figura abaixo que representa uma situação de equilíbrio, após uma das esferas receber certa quantidade de carga elétrica, é:

Gabarito: letra c

Comentário:
Questão simples de analise de atração e repulsão (Lei de DuFay)

13. O campo magnético gerado pela corrente elétrica que percorre os fios de aparelhos eletrodomésticos e da rede elétrica pode causar interferência em aparelhos eletrônicos sensíveis, como computadores pessoais, TV de alta definição e GPS. Um engenheiro, tentando evitar problemas futuros, resolve diminuir esses efeitos, substituindo todos os fios comuns de sua casa por cabos coaxiais, que têm como característica não gerar campo magnético. O cabo coaxial é constituído por um fio metálico localizado no centro de uma capa metálica oca, conforme o mostram as figuras abaixo.

Para que o campo magnético gerado pelo cabo coaxial seja nulo fora dele, em relação às correntes elétricas que o percorrem, é correto afirmar:

a) as correntes elétricas, na capa e no fio, têm sentidos opostos, com intensidades diferentes.
b) tanto a capa quanto o fio transportam correntes elétricas no mesmo sentido, com intensidades diferentes.
c) só o fio metálico transporta corrente.
d) as correntes elétricas, na capa e no fio, têm sentidos opostos e mesma intensidade.
e) só a capa transporta corrente.

Comentário:
Questão de uso direto das regras de indução magnética à regra da mão

14. Uma barra metálica de 1,00 m de comprimento cai, a partir do repouso, sob a ação da gravidade, permanecendo na horizontal, com as extremidades apontando na direção Leste-Oeste do campo magnético terrestre (B), conforme o mostra a figura ao lado.
Calcule o valor da velocidade e da distância percorrida pela barra, quando a diferença de potencial entre as extremidades da barra for igual a 23,8 x 10-5 V.
Considere que nessa região o campo magnético é 17,0 x 10-6 T.

a) 9,80 m/s e 14,0 m
b) 14,0 m/s e 9,80 m
c) 13,0 m/s e 8,50 m
d) 8,50 m/s e 13,0 m
e) 8,50 m/s e 14,0 m

Comentário:
Questão clássica da analise das experiências de Faraday para a indução eletromagnética.

15. Um fóton de luz vermelha possui um comprimento de onda maior do que o comprimento de onda de um fóton de luz azul. Pode-se afirmar que o fóton de luz vermelha possui:

a) energia maior que a do fóton de luz azul.
b) freqüência igual a do fóton de luz azul.
c) energia igual a do fóton de luz azul.
d) freqüência maior que a do fóton de luz azul.
e) energia menor que a do fóton de luz azul.

Comentário:
Questão direta da aplicação da equação de Planck (E = h.f)

COMENTÁRIO GERAL

De uma forma geral a prova apresentou boa divisão de conteúdos e manteve um nível básico de exigência característico de uma prova de primeira fase.
Ressalve-se, no entanto, os problemas referentes às questões 04 (do recipiente termicamente isolado) e da questão 06 (do satélite artificial), que em respeito aos vestibulandos, deveriam ser anuladas.

Professores: Paulo Lee e Jadoski