Questões de Vestibular de Física

Um fabricante de acessórios de montanhismo quer projetar um colchão de espuma apropriado para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. Considere que a taxa de transferência de calor ao solo por uma pessoa dormindo confortavelmente seja 90 kcal/hora e que a transferência de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusivamente pelo mecanismo de condução térmica através da espuma do colchão. Nestas condições, o gráfico representa a taxa de transferência de calor, em J/s, através da espuma do colchão, em função de sua espessura, em cm.
Considerando 1 cal = 4 J, a menor espessura do colchão, em cm, para que a pessoa durma confortavelmente é

Dois trens A e B movimentam-se em linhas paralelas e o movimento de cada um deles é modelado por uma função horária, sendo as variáveis espaço (S) escrita em quilômetros e o tempo (t) em horas.

Trem A : S_a=S₁+40t Trem B : S_b=S₂+60t

Após 2 horas os trens estarão lado a lado, assim a diferença entre S₁ e S₂, em quilômetros, será igual a:

Quando um corpo se dilata, ele sofre variações nas três dimensões: no comprimento, na altura (ou espessura) e na largura; entretanto, dependendo do contexto, basta analisar apenas uma delas. Podemos exemplificar tal situação analisando os trilhos da estrada de ferro. Eles dilatam-se nas três dimensões, mas quando consideramos somente o efeito da variação de temperatura sobre o comprimento, estaremos lidando com uma dilatação térmica linear que é afetada por três fatores:

•O comprimento inicial L_o do material, a uma certa temperatura Θ_o

•A variação de temperatura ∆Θ=Θ_final-Θ_o

•O coeficiente linear do material (α), que indica a variação do comprimento do objeto; por exemplo: para a prata no estado sólido tem-se que α=0,000019°C−1=1,9.10−5°C−1. O significado de α é que a cada 1°C de variação na temperatura, a dilatação constatada no comprimento de um objeto feito desse material é de 19 milionésimos, para menos ou para mais.

A expressão matemática que permite o cálculo da dilatação linear é

Sabendo que coeficiente linear do ferro é 0,000012°C^-1 e usando a expressão matemática acima descrita, analise a seguinte situação: para que um fio de ferro tenha uma dilatação de 6 mm em seu comprimento, devido a um aquecimento de 50°C, qual deve ser seu comprimento inicial?

Para garantir a manutenção elétrica preventiva de um automóvel, uma pessoa deseja substituir a bateria (gerador de f.e.m.) do mesmo. O manual de funcionamento apresenta um diagrama V (voltagem) X i (corrente) mostrando a curva característica do gerador em questão.

A alternativa correta que mostra os valores de fem, em volts, e resistência interna, em ohm, da bateria é:

Em uma cartilha fornecida pelos DETRANs do país é alertado sobre o risco em caso de acidente e cabos elétricos estarem em contato com os veículos. Nesta cartilha há um erro conceitual quando é afirmado que: “No interior dos veículos, as pessoas estão seguras, desde que os pneus estejam intactos e não haja nenhum contato com o chão. Se o cabo estiver sobre o veículo, elas podem ser eletrocutadas ao tocar o solo. Isso já não ocorre se permanecerem no seu interior, pois o mesmo está isolado pelos pneus.” Noções de Primeiros Socorros no Trânsito, p. 25/São Pau-lo: ABRAMET – 2005

Assinale a alternativa correta que proporciona uma justificativa cientificamente adequada para a situação descrita na cartilha.

Acoplados nos espelhos de alguns carros são colocados espelhos esféricos convexos para o motorista observar os carros detrás.

A alternativa correta que mostra a vantagem de se usar um espelho desse tipo em relação a um espelho plano está no fato de que:

O Código de Trânsito Brasileiro estabelece, no artigo 65, a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança para condutores e passageiros em todas as vias do território nacional. A função básica do cinto de segurança consiste em impedir que os corpos dos ocupantes de um veículo em movimento sejam projetados para frente, no caso de uma colisão frontal. Isso ocorre devido a um comportamento natural de qualquer corpo, descrito pela Primeira Lei de Newton, também conhecida como princípio da inércia.

A alternativa correta que compreende tal princípio é:

Em um curso de segurança de trânsito, um instrutor deseja mostrar a relação entre o aumento de velocidade de um carro e a energia associada ao mesmo. Considere um carro acelerado do repouso até 72 km/h (20 m/s), gastando uma energia E1, cedida pelo motor. Após, o mesmo carro é acelerado de 72 km/h (20 m/s) até 144 km/h (40 m/s), portanto, com a mesma variação de velocidade, gastando uma energia E₂.

_{A alternativa correta que mostra a relação entre as energias E2 e E1 é:}

A posição em função do tempo de um corpo lançado verticalmente para cima é descrita pela equação h = h₀ + v_°t - 1/2 gt², onde o h_°  é a altura inicial, vo é a velocidade inicial e g é o valor da aceleração da gravidade. De certo ponto, se lançam simultaneamente dois corpos com o mesmo valor de velocidade inicial, v_o = 10m/s, um verticalmente acima e outro verticalmente abaixo.

Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10m/s², a distância, em metros, que separa esses dois corpos, um segundo após serem lançados é:

Uma melhor mobilidade urbana aumenta a segurança no trânsito e passa pela “convivência pacífica” entre carros e bicicletas. A figura abaixo mostra uma bicicleta com as rodas de transmissão, coroa e catraca, sendo que a catraca é ligada à roda traseira, girando juntamente com ela quando o ciclista está pedalando.

Em relação à situação acima, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas.

( ) A velocidade linear de um ponto na periferia da catraca é igual a de um ponto na periferia de coroa.

( ) A velocidade linear de um ponto na periferia da catraca é menor que a de um ponto na periferia da roda.

( ) A velocidade angular da coroa é menor que a velocidade angular da catraca.

( ) A velocidade angular da catraca é igual a velocidade angular da roda.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

Qual é o comprimento de onda de um elétron de massa 9,0 . 10^-31 kg que se move com velocidade de 100 m/s. Considere a constante de Planck: h = 6,6 . 10^-34J . s.

Em 1887, Henrich Hertz verificou que uma placa de metal eletricamente neutra adquire carga positiva quando atingida por luz de alta frequência. O fenômeno no qual determinadas substâncias liberam elétrons quando atingida por radiação eletromagnética é chamado de:

Considere a afirmação: “Carga elétrica é fonte de campo elétrico” Tal afirmação fundamenta a lei de:

Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente constante de intensidade 6 A. Qual é a intensidade do vetor indução magnética em um ponto localizado a 30 cm deste fio? (Dado µ0 = 4π . 10^-7T .m/A;).

Em uma residência, a rede elétrica é de 110 V e alimenta um circuito composto de 4 lâmpadas (R₁ = 250 ohms cada), 1 televisor (R₂ = 10 ohms), 1 liquidificador (R₃ = 40 ohms) e um chuveiro (R₄ = 16 ohms). Considere que todos os elementos estão ligados em série. Qual será a corrente em todos os resistores:

Considere a definição abaixo: “É uma composição de dispositivos elétricos conectados entre si por materiais condutores e ligados a uma fonte de energia elétrica.”
Tal definição refere-se a:

De acordo com a segunda lei de Ohm, quais são as variáveis que devem ser levadas em consideração para calcular a resistência elétrica de um condutor e para compará-lo com outro condutor?

A intensidade da força elétrica entre duas cargas elétricas, uma de +3,2 . 10^-19 C e outra de -1,6 . 10^-19 C, é de 4,6 . 10^-8 N. Sabendo que as cargas estão no vácuo, onde k = 9 . 10⁹ Nm² /C² , qual a distância entre as duas cargas?

Três corpos eletrizados inicialmente com carga Q1 = -2 µC, Q2 = 5 µC e Q3 = -4 µC, localizam-se em um sistema eletricamente isolado. Após trocarem cargas entre si, os corpos 1 e 2 apresentam as cargas Q`1 = 1 µC e Q`2 = 3 µC, respectivamente. Qual a carga final do corpo 3 (Q`3)? Qual o número de elétrons cedidos ou recebidos pelo corpo 2? (Dado 1 µC = 10^-6 C.)

Ao aproximar-se um ímã permanente de uma barra, observa-se que a barra se transforma em um ímã. Isto acontece porque: