Questões de Vestibular Sobre física

Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espera, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com 1/3 do seu volume submerso (figura 1). Quando o peixe é fisgado, a boia é puxada, ficando totalmente submersa e momentaneamente parada; simultaneamente, a linha que a une ao anzol fica esticada verticalmente (figura 2). A parte superior da linha, acima da boia, mantém-se frouxa. Nessa situação, quanto vale o módulo da tensão da linha que une a boia ao anzol? Despreze as massas da linha e do anzol, bem como o atrito viscoso com a água.

O físico inglês Stephen Hawking (1942-2018), além de suas contribuições importantes para a cosmologia, a física teórica e sobre a origem do universo, nos últimos anos de sua vida passou a sugerir estratégias para salvar a raça humana de uma possível extinção, entre elas, a mudança para outro planeta. Em abril de 2018, uma empresa americana, em colaboração com a Nasa, lançou o satélite TESS, que analisará cerca de vinte mil planetas fora do sistema solar. Esses planetas orbitam estrelas situadas a menos de trezentos anos-luz da Terra, sendo que um anoluz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano.

Considere um ônibus espacial atual que viaja a uma velocidade média v = 2,0 x 10⁴ km/s . O tempo que esse ônibus levaria para chegar a um planeta a uma distância de 100 anos-luz é igual a

(Dado: A velocidade da luz no vácuo é igual a c = 3,0 10⁸ m/s .)

 Um objeto de massa m = 10 kg está suspenso por dois cabos que exercem trações  de mesma intensidade T, de modo que . As trações exercidas pelos cabos estão dispostas conforme mostra a figura ao lado, fazendo um ângulo de 30° com a direção horizontal. O objeto está em equilíbrio estático e sujeito à atração gravitacional da Terra. Nesse local, a aceleração gravitacional é g = 10 m/s². 

As medições no local são executadas por um observador inercial. Sabe-se que 1 V3 sen 30° = cos 60° = 1/2 , e que sen 60° = cos 30° = √3/2. 

Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da tração exercida por cada cabo. 

Um objeto de massa m = 500 g recebe uma certa quantidade de calor Q e, com isso, sofre uma variação de temperatura ΔT. A relação entre ΔT e Q está representada no gráfico ao lado. (abaixo)

Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do calor específico c desse objeto.

Um objeto de massa m constante está situado no topo de um plano inclinado sem atrito, de ângulo de inclinação 0, conforme mostra a figura ao lado. O objeto está inicialmente em repouso, a uma altura H da base do plano inclinado, e pode ser considerado uma partícula, tendo em conta as dimensões envolvidas. Num dado instante, ele é solto e desce o plano inclinado, chegando à sua base num instante posterior. Durante o movimento, o objeto não fica sujeito a nenhum tipo de atrito e as observações são feitas por um referencial inercial. No local, a aceleração gravitacional vale, em módulo, g.

Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que corresponde ao valor do módulo da quantidade de movimento (momento linear) Q que o objeto de massa m adquire ao chegar à base do plano inclinado.

Na maioria dos peixes elétricos as descargas são produzidas por órgãos elétricos constituídos por células, chamadas eletroplacas, empilhadas em colunas.

Suponha que cada eletroplaca se comporte como um gerador ideal. Suponha que o sistema elétrico de um poraquê, peixe elétrico de água doce, seja constituído de uma coluna com 5000 eletroplacas associadas em série, produzindo uma força eletromotriz total de 600 V.

(https://hypescience.com. Adaptado.)

Considere que uma raia-torpedo, que vive na água do mar, possua um sistema elétrico formado por uma associação em paralelo de várias colunas, cada uma com 750 eletroplacas iguais às do poraquê, ligadas em série, constituindo mais da metade da massa corporal desse peixe.

(www.megatimes.com.br. Adaptado.)


Desconsiderando perdas internas, se em uma descarga a raia-torpedo conseguir produzir uma corrente elétrica total de 50 A durante um curto intervalo de tempo, a potência elétrica gerada por ela, nesse intervalo de tempo, será de

A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação eletromagnética, com comprimentos de onda entre 380 nm e 760 nm. É notável que os vegetais também reajam à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a fotossíntese e o crescimento fototrópico. A razão para a importância dessa estreita faixa de radiação eletromagnética é o fato de a energia carregada por um fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de onda. Assim, os comprimentos de onda mais longos não carregam energia suficiente em cada fóton para produzir um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos carregam energia em quantidade que danifica os materiais orgânicos.

(Knut Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002. Adaptado.)

A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas cores do espectro da luz visível:

Sabendo que a energia carregada por um fóton de frequência f é dada por E = h × f, em que h = 6,6 × 10^–34 J·s, que a velocidade da luz é aproximadamente c = 3 × 10⁸ m/s e que 1 nm = 10^–9 m, a cor da luz cujos fótons carregam uma quantidade de energia correspondente a 3,96 × 10^–19 J é 

Em uma atividade de sensoriamento remoto, para fotografar determinada região da superfície terrestre, foi utilizada uma câmera fotográfica constituída de uma única lente esférica convergente. Essa câmera foi fixada em um balão que se posicionou, em repouso, verticalmente sobre a região a ser fotografada, a uma altura h da superfície.




Considerando que, nessa atividade, as dimensões das imagens nas fotografias deveriam ser 5000 vezes menores do que as dimensões reais na superfície da Terra e sabendo que as imagens dos objetos fotografados se formaram a 20 cm da lente da câmera, a altura h em que o balão se posicionou foi de 

Para obter energia térmica, com a finalidade de fundir determinada massa de gelo, produziu-se a combustão de um mol de gás butano (C₄H₁₀), a 1 atm e a 25 ºC. A reação de combustão desse gás é:

C₄H₁₀ (g) +13/2 O₂ (g)→ 4CO₂ (g) + 5H₂ O (l)

As entalpias-padrão de formação (ΔH) das substâncias citadas estão indicadas na tabela:

Considerando que a energia térmica proveniente dessa reação foi integralmente absorvida por um grande bloco de gelo a 0 ºC e adotando 320 J/g para o calor latente de fusão do gelo, a massa de água líquida obtida a 0 ºC, nesse processo, pelo derretimento do gelo foi de, aproximadamente,

A figura representa o perfil, em um plano vertical, de um trecho de uma montanha-russa em que a posição de um carrinho de dimensões desprezíveis é definida pelas coordenadas x e y, tal que, no intervalo 0 ≤ x ≤ 2π, y = cos(x).



Nessa montanha-russa, um carrinho trafega pelo segmento horizontal A com velocidade constante de 4 m/s. Considerando g = 10 m/s² ,√2 = 1,4 e desprezando o atrito e a resistência do ar, a velocidade desse carrinho quando ele passar pela posição de coordenada será

    Para completar minha obra, restava uma última tarefa: encontrar a lei que relaciona a distância do planeta ao Sol ao tempo que ele leva para completar sua órbita.

    Por fim, já quase sem esperanças, tentei T²/D³. E funcionou! Essa razão é igual para todos os planetas! No início, pensei que se tratava de um sonho. Essa é a lei que tanto procurei, a lei que liga cosmo e mente, que demonstra que toda a Criação provém de Deus. Minha busca está encerrada.

(Apud Marcelo Gleiser. A harmonia do mundo, 2006. Adaptado.)

A lei mencionada no texto refere-se ao trabalho de um importante pensador, que viveu

O gráfico representa a velocidade escalar de um nadador em função do tempo, durante um ciclo completo de braçadas em uma prova disputada no estilo nado de peito, em uma piscina.

(www.if.ufrj.br. Adaptado.)

Considerando que, em um trecho de comprimento 36 m, o nadador repetiu esse ciclo de braçadas e manteve o ritmo de seu nado constante, o número de braçadas completas dadas por ele foi em torno de

Cada vez mais, busca-se por equipamentos que consomem pouca energia elétrica. A passagem de corrente elétrica por um circuito pode promover o aquecimento de seus componentes, principalmente resistores. Esse aquecimento é facilmente observado pela variação da temperatura. Em alguns equipamentos, esse aquecimento é bem-vindo (ferro de passar, torradeiras, chuveiros elétricos etc.). Em outros, isso chega a ser prejudicial (computadores, tablets, celulares etc.).
Considere o circuito elétrico esquemático da figura e as grandezas físicas:
• i : intensidade de corrente elétrica; • U : diferença de potencial elétrico (ddp) variável; • R : resistência elétrica variável; • P : potência elétrica dissipada pelo resistor; • E : quantidade de energia elétrica dissipada pelo resistor.

Adotando a seguinte simbologia: ↑ : aumento do valor da grandeza; ↓ : decréscimo do valor da grandeza; ↔ : manutenção do valor da grandeza (constante);
a relação causal apresentada de forma correta, para o circuito elétrico esquemático na figura, é

A foto tirada por Marcello Vitorino mostra uma imagem que registrou descargas elétricas atmosféricas na zona oeste da cidade de São Paulo durante um recente movimento social. Tais descargas elétricas atmosféricas podem ser produzidas em diferentes situações e de diferentes formas. Essas descargas podem ser geradas entre nuvens, dentro de nuvens, entre nuvem-solo ou solo-nuvem. São também chamadas de relâmpagos e ocorrem devido ao rápido movimento de elétrons de um ponto a outro. Esse movimento provoca uma produção de luz e uma mudança brusca da temperatura ao redor da descarga.
Sobre descargas elétricas atmosféricas, é correto afirmar que

<https://tinyurl.com/y6kqk8px > Acesso em: 30/05/2019. Original colorido.

Uma foto que “viralizou” nas redes sociais foi a de uma águia-de-cabeça-branca chamada Bruce. A foto, tirada em um santuário no Canadá, foi registrada pelo fotógrafo amador Steve Biro quando a ave estava em pleno voo. Essa foto atraiu a atenção de fotógrafos profissionais do mundo todo por apresentar elementos significativos, tais como o olhar da águia para a lente, o toque da ponta das asas na água e a nitidez da imagem enantiomorfa formada.
Sobre a foto apresentada, podemos afirmar corretamente que
<https://tinyurl.com/y2n45vy7> Acesso em: 17/05/2019. Original colorido.

Numa bonita tarde de outono e com o céu limpo de nuvens, é possível ver uma das belas cenas da Natureza: o nascer, ou o por, do Sol ou da Lua cheia. A beleza se dá porque, nesse instante, o “tamanho“ avistado do Sol ou da Lua está consideravelmente ampliado. É comum algumas pessoas acharem que isso ocorre por esses astros estarem mais próximos da Terra. Entretanto, essa percepção é equivocada.
Tendo como base a cena descrita, o correto é afirmar que 

Durante uma competição de saltos ornamentais, uma atleta posiciona-se na ponta do trampolim de 5 metros para pegar impulso. Após esse movimento, ela se joga para cima para começar a sua exibição. Mesmo com os movimentos estéticos apresentados pela atleta ao longo da exibição, podemos notar que ela traça no ar uma trajetória parabólica ao sair do trampolim até a água do tanque. Considerando o sistema conservativo, sobre o salto, podemos afirmar corretamente que

Em corridas de Fórmula 1, é comum vermos os pilotos se aproximarem da parte interna de uma curva e optarem por uma trajetória tangente a essa. Nessa categoria de automobilismo, milésimos de segundos fazem a diferença. Portanto, quanto menor for o tempo para percorrer um trajeto, melhor será a performance. A figura apresenta a trajetória de um carro de Fórmula 1 percorrendo uma sequência de curvas, denominada de chicane, logo após uma longa reta. Para o piloto efetuar as curvas com maior segurança e melhor performance, ele deverá aumentar a força de atrito. Assim sendo, podemos deduzir corretamente que, ao iniciar a curva, ele deve procurar

<https://tinyurl.com/y3cm4e8a> Acesso em: 17/05/2019. Original colorido.

Uma estrada serrana possui dois túneis: UM e DOIS. A extensão do túnel DOIS é o quádruplo da do túnel UM. Um carro A entra no túnel UM com uma velocidade V. Nesse exato instante, um outro carro B, com o dobro da velocidade de A, adentra o túnel DOIS. Considerando que ambos mantiveram velocidades constantes em todo o trajeto, em relação ao intervalo de tempo que cada carro demorou para percorrer toda a extensão do túnel, podemos concluir corretamente que o intervalo de tempo do carro B é

Em linhas gerais todo dispositivo constitui uma cadeia de transformação de energia. O desempenho de dispositivos em geral é dado por parâmetros de operação como potência e eficiência. A eficiência é dada pela proporção entre potência útil (que contabiliza a energia presente após a realização da cadeia de transformação do dispositivo) e potência retirada da fonte de energia que alimenta o dispositivo (no caso de dispositivos elétricos, a energia retirada da rede elétrica comercial - que consta das “contas de luz”).
Em um carregador de celular temos a conversão da energia elétrica disponibilizada na rede elétrica para uma tensão constante mais baixa (também energia elétrica). Esta tensão na saída atua para recarregar a bateria do celular (revertendo as reações químicas que armazenam energia para uso pelo celular), o valor de corrente é determinado pelo celular a que se destina o seu emprego. Em um determinado carregador se vê as inscrições abaixo.
Entrada (AC): 120V - 0,5A Saída (DC): 5V - 2A
*Considere que o valor AC é um valor efetivo escolhido de modo a não influenciar o cálculo da potência em relação ao que se faz com valores fixos de tensão e corrente.
Quanto às afirmações verdadeiras sobre este dispositivo, assinale a alternativa correta.