Questões de Vestibular de Física

Duas partículas, A e B, de massa, respectivamente iguais a m_A e m_B, executam um movimento circular uniforme de raio R com velocidades cujos módulos são V_A e V_B durante todo o trajeto:


Sabendo-se que m_A = 2m_B e V_B = 2V_A, qual é relação entre as resultantes centrípetas F_A e F_B dessas duas partículas?

A pressão de vapor d’água diminui à medida que a temperatura diminui. Caso o teor de vapor d’água no ar seja mantido constante à medida que o ar se esfria, atinge-se uma temperatura chamada de temperatura de ponto de orvalho, para a qual a pressão parcial se torna igual a pressão de vapor e o vapor fica saturado. Se o ar for resfriado ainda mais, o vapor se condensa e passa para a fase líquida até que a nova pressão fique novamente igual a pressão de vapor na nova temperatura. Para determinar a umidade relativa do ar numa sala cuja temperatura ambiente é igual a 300 C, um estudante resfria gradualmente uma lata metálica colocando água fria. Quando a temperatura da lata atinge 140 C, gotículas se formam em sua superfície. Nessas condições ambientais (se necessário, consulte a tabela abaixo), pode-se afirmar que a umidade relativa do ar é

“As duas primeiras Leis de Kepler foram enunciadas em Astronomia Nova, publicada há 400 anos.
— Os planetas descrevem elipses onde o Sol ocupa um dos focos. — O raio vetor Sol-planeta varre áreas iguais em tempos iguais.
A terceira lei, descoberta dez anos mais tarde, foi publicada em Epitomes Astronomiæ Copernicæ em 1620.
— O quadrado da duração da revolução dos planetas em torno do Sol é inversamente proporcional ao cubo dos eixos maiores da órbita.
Mas Kepler anunciou, também, em Astronomia Nova uma quarta lei, de características dinâmicas: a velocidade do planeta é, em qualquer instante, inversamente proporcional a sua distância ao Sol.”
Adaptado de KOVALEVSKY, J. La quatrième loi de Képler. L´Astronomie, v.77, p.235, 1963.

Em relação à Quarta Lei de Kepler, pode-se afirmar, EXCETO, que

A invasão francesa do Rio de Janeiro em 1711 demonstrou a precariedade da defesa da Baía da Guanabara baseada em uso de canhões. A eficiência dessas armas era muito limitada e questionada:

Um experimento sobre a eficiência das bocas de fogo, em tiros de longo alcance, feito em 1729 pelo engenheiro militar português Manoel de Azevedo Fortes (1660 — 1749), levou-o a concluir: “Com armas de fogo se atira longe, e sem pontaria certa; e assim a maior parte das balas não faz efeito algum.” Outro engenheiro militar do mesmo período, José Fernandes Pinto Alpoim (1700 — 1765), confirmava a opinião de Fortes, afirmando que a imprevisibilidade tornava sem utilidade as tabelas de alcance usadas então pelos artilheiros.

MARTINS, Ricardo Vieira. A invasão francesa em 1711 e o despreparo da artilharia portuguesa. Ciência Hoje, v.43, n.257, mar.2009, p.35.

As dificuldades apontadas pelos engenheiros militares do século XVIII podem estar relacionadas, EXCETO, com

George Orwell descreveu, no livro 1984, uma sociedade totalitária onde o Big Brother (O Grande Irmão) estabelecia, com a colaboração das tecnologias da informação, um rígido controle social. No que diz respeito ao controle do Estado sobre os cidadãos e as cidadãs, pode-se considerar que Orwell fez uma previsão razoável. Com as tecnologias informadas pela ciência contemporânea as possibilidades desse controle estão disponíveis. O modelo de ondas está presente na maioria delas. Dessa forma um Big Brother atual poderia realizar os seguintes controles, EXCETO

As informações seguintes referem-se aos agrocombustíveis e, de seus dados, foi mantida apenas a ordem de grandeza.
INFORMAÇÃO I “Dados do IBGE, entre 1990 e 2006, revelam a redução da produção dos alimentos imposta pela expansão da área plantada de cana-de-açúcar. Verifica-se que ocorreu a redução de 10⁵ hectares de feijão. Essa área reduzida poderia produzir 10⁵ toneladas de feijão, ou seja, 12% da produção nacional.”
Adaptado de Ariovaldo Umbelino de. Agrocombustíveis e produção de alimentos, Folha de S. Paulo, 17 de abr.2008.
INFORMAÇÃO II [...] mantida a expectativa de expansão da demanda mundial de álcool até 2015/17, a previsão de uma área requerida para cana-de-açúcar será de 10⁷ hectares.
CARVALHO, Horácio Martins de. Resistência social contra a expansão das monoculturas. In: CPT NACIONAL. Conflitos no Campo — Brasil 2007. Goiânia: CPT, 2007, p.37.
INFORMAÇÃO III Considerando o rendimento da fotossíntese, da qualidade do solo e outros condicionantes, a produtividade dos canaviais brasileiros pode ir a 10² toneladas de cana, por hectare, por ano. De cada tonelada de cana extraem-se 10² litros de álcool etílico com poder calorífico de 10⁷ cal/L.
Baseado em CARVALHO, Joaquim Francisco de. Fotossíntese e energias renováveis. CBPF, jan.2005, CBPF-CIÊNCIA E SOCIEDADE-001/05.
Construindo-se relações entre as informações dos textos pode-se afirmar que

Suponha que se definiu uma nova unidade de medida de comprimentos, o tetro. Para isso, foi usada como padrão uma barra metálica, mantida a temperatura constante, na cidade X. Para usar a nova convenção, três pessoas, uma em cada cidade, mediram um objeto de mesmo comprimento. As cidades onde as medições foram realizadas são X, A e B. Sabe-se que as cidades A e B possuem uma temperatura média menor e maior do que X, respectivamente. Se a medida do objeto em X, comparada ao padrão, é de 0,5 tetro, a alternativa correta será:

Em laboratório, é possível medir o valor do campo magnético da Terra (B_T), uma vez determinada a sua direção. Contudo, isso não é uma tarefa fácil, já que seu valor é muito pequeno em comparação ao campo magnético produzido por fontes usuais, tais como ímãs de autofalantes, bobinas de motores ou geradores elétricos. A medição pode ser feita utilizando uma bússola colocada no centro do eixo das chamadas bobinas de Helmholtz. Nessas bobinas, é aplicada uma corrente elétrica conhecida e calibrada, que gera um campo magnético mensurável, e ainda perpendicular e da mesma ordem de grandeza do campo da Terra. Sendo assim, é possível calcular o valor (módulo) de B_T medindo o ângulo (θ) entre o campo das bobinas e a resultante dos campos, a qual terá direção e sentido dados pela bússola.
Para ilustração, a figura a seguir mostra os campos produzidos pela Terra (B_T), pelas bobinas (B_H) e a orientação da bússola, definida pelo ângulo θ, na presença desses campos.


Estão corretas as afirmações:

Na trajetória elíptica de um planeta, o ponto mais distante do Sol é chamado de Afélio e o mais próximo de Periélio. Além disso, o movimento dos planetas, ao redor do Sol, acontece respeitando as três leis de Kepler, as quais são:

1ª lei: “As trajetórias descritas pelos planetas, ao redor do Sol, são elipses com o Sol em um dos focos”.
2ª lei: “O raio vetor que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais, em tempos iguais”.
3ª lei: “Os quadrados dos períodos de revolução, de dois planetas quaisquer, estão, entre si, assim como os cubos de suas distâncias médias ao Sol”.

Considerando que os períodos de revolução de dois planetas sejam T1 e T2, e que suas distâncias médias ao Sol sejam R1 e R2, respectivamente, a terceira lei pode ser descrita pela relação:


Nesse sentido, pelas leis de Kepler, a afirmação verdadeira é:

Considere o circuito mostrado na figura a seguir e analise as afirmações posteriores. O circuito contém os seguintes elementos: um plugue ligado na tomada, os fios metálicos F1, F2 e F3, os espetos metálicos verticais E1 e E2, um elemento X e uma lâmpada.



(I) Se X for um elemento de plástico ou madeira seca, a lâmpada acenderá.
(II) Se X for um pedaço de salsicha, ela cozinhará em um tempo suficiente, mas a lâmpada não acenderá.
(III) Se X for um pedaço de salsicha, ela cozinhará em um tempo suficiente, e a lâmpada acenderá.
(IV) Se X for um pedaço de peixe, ele cozinhará em um tempo suficiente, e a lâmpada acenderá.
(V) Se X for uma barra de ferro, ela aquecerá, mas a lâmpada não acenderá.

A alternativa correta é:

Quando uma fonte em movimento emite uma onda de menor velocidade de propagação do que sua própria velocidade, essa onda é chamada de “Onda de Mach” ou “Onda de Choque”. Exemplos dessas ondas são aquelas emitidas por um avião supersônico ou uma bala disparada ao ar.

A figura a seguir, mostra um esquema das “Ondas de Mach” emitidas por uma fonte que se desloca, com velocidade v, ao longo da linha horizontal OB. Na figura, as circunferências são as interseções das “frentes de onda” esféricas, emitidas pela fonte, com o plano definido pelos pontos A, B e A’. Os pontos A’, 1’, 2’ e 3’ estão posicionados nas “frentes de onda”, geradas pela fonte quando a mesma passa, exatamente, pelas posições A, 1, 2 e 3, respectivamente. Além disso, as ondas se propagam com velocidade c. O segmento A’B é tangente, no ponto A’, à frente de onda emitida no ponto A, a qual demorou um tempo t para chegar nesse ponto. Porém, a fonte demorou o mesmo tempo para percorrer o segmento AB.

Portanto, é possível concluir que:

Considere as figuras (a), (b) e (c) e analise as afirmações seguintes:

(I) Na figura (a), quanto mais tempo o atleta demorar a levantar a barra de pesos, maior será o trabalho realizado pelas forças aplicadas a esse objeto.

(II) Na figura (c), quanto mais a pessoa andar, mais ela se cansará. Portanto, a força vertical F , que ela aplica sobre a mala para carregá-la, realizará mais trabalho.

(III) Na figura (b), se a barra foi levantada pelo esportista com velocidade constante, o trabalho realizado pelas forças aplicadas à barra será igual a mgh, onde m é a massa da barra, g a aceleração da gravidade e h a altura levantada.

(IV) Considerando a posição do atleta mostrada na figura(b), e que a partir daí ele comece a se deslocar para frente e para atrás, tentando sustentar a barra de pesos por alguns segundos, sempre na mesma altura mostrada, pode-se afirmar que, durante essa movimentação, as forças com as quais ele sustenta a barra de pesos não realizarão trabalho, independente do cansaço do atleta.

Sendo assim, pode-se afirmar que:

Um fabricante de dispositivos óticos precisa construir um aparelho que funcione dentro de um líquido que possui índice de refração nL. Para o funcionamento do equipamento, é necessário ter duas lentes esféricas: uma convergente e outra divergente. Para isso, se dispõe de dois tipos de materiais transparentes, os quais possuem índices de refração n1 e n2. Sabe-se que a relação entre todos os índices é n1<nL<n2 e que o fabricante ainda pode optar por duas geometrias, g1 e g2, mostradas na figura a seguir.




Para saber quais lentes seriam usadas, cinco engenheiros responsáveis, utilizando a Lei de Snell, chegaram, separadamente, às seguintes conclusões:

(I) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente convergente de geometria g1.
(II) O material de índice de refração n2 é útil para construir uma lente divergente de geometria g2.
(III) O material de índice de refração n2 é útil para construir uma lente convergente e sua forma geométrica teria que ser do tipo g1.
(IV) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente convergente que tenha a forma g2.
(V) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente divergente de geometria g1.

Para fabricar corretamente o dispositivo, deve-se levar em consideração que:

Na subida do elevador panorâmico de um shopping, Maria segura sua sacola de compras. Em certo instante (t₀), de forma distraída, deixa suas compras cair e faz uma análise do acontecido, uma vez que é aluna do 1º período do curso de Física. No mesmo momento, Ana, aluna do último ano do mesmo curso, observa o que aconteceu do lado de fora e também decide analisar a situação. Sabendo que a aceleração do elevador é a e sua velocidade no instante t₀ é v₀. , elas chegaram às seguintes deduções:

(I) Ana – “A sacola subiu primeiramente até certa altura e, depois, desceu até atingir o chão do elevador, tendo este último uma altura maior do que no instante em que deixaram-na cair”.
(II) Ana – “Pensando melhor, a sacola caiu exatamente da mesma forma como foi observada por uma pessoa dentro do elevador”.
(III) Maria – “A aceleração da sacola foi a aceleração da gravidade”.
(IV) Ana – “No instante t₀, a sacola estava subindo com velocidade v₀”.
(V) Ana – “Pensando bem, a sacola ficou flutuando por alguns instantes, antes de cair no chão do elevador”.

Em relação às conclusões das alunas, pode-se dizer que:

A figura abaixo, mostra um elétron (e) entrando com velocidade horizontal (v) em uma região limitada por duas placas paralelas condutoras com cargas opostas.



Considerando que o peso do elétron é desprezível, e que o campo elétrico entre as placas é essencialmente uniforme e perpendicular às mesmas, é correto afirmar que:

O dinamômetro é um dispositivo utilizado para medir forças, em particular o peso de um objeto. Na figura abaixo, é mostrado um objeto preso ao dinamômetro D e parcialmente submerso em um líquido, onde a densidade do objeto (ρ) tem um valor maior do que a do líquido (σ).


Analisando esse sistema, considere as afirmações:

(I) A leitura no dinamômetro será a mesma, independentemente de o objeto estar dentro ou fora do líquido.
(II) A leitura no dinamômetro, quando o objeto estiver totalmente ou parcialmente submerso no líquido, será maior do que o valor registrado fora do líquido.
(III) A leitura no dinamômetro, quando o objeto estiver totalmente ou parcialmente submerso no líquido, será menor do que o valor registrado fora do líquido.
(IV) A leitura no dinamômetro diminuirá se o objeto for cada vez mais afundado, e a mesma não mudará mais a partir do momento em que o objeto estiver totalmente submerso.
(V) A leitura no dinamômetro aumentará se o objeto for cada vez mais afundado, e a mesma não mudará mais a partir do momento em que o objeto estiver totalmente submerso.

Assim, é verdadeiro concluir que: