Fase 1 - Nível 1

Solução por Felipe Martins

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Questão 1

Nesta primeira questão basta saber a conversão de centímetro para milimetro. Assim:

$V=0.573 L=573 cm^3$

$1cm=10mm$

Logo,

$V=573 (10)^3mm^3=5.73\cdot 10^5 mm^3=0.573\cdot 10^6 mm^3$

Item A.

Questão 2

Usando o que nos é dito pelo enunciado:

$30psi=30\frac{5}{(2.5\cdot 10^-2)^2}Nm^{-2}$

$30\cdot 10^4\cdot 0.8 Nm^{-2}=2.4\cdot 10^5 Nm^{-2}$

Item B.

Questão 3

Temos:

$t=\frac{1.5\cdot 10^{11}}{3\cdot 10^8}=\frac{10^3}{2}=500s$

Dividindo este tempo por 60 para termos em minutos, vemos que levará 8 minutos e 20 segundos para a luz chegar na Terra,

Item E.

Questão 4

Para calcular a velocidade média, deve-se apenas dividir o espaço precorrido pelo tempo:

$v_{m}-\frac{120}{2}=60Km\quad h^{-1}$

Item A.

Questão 5

Temos as seguintes equações horárias:

$S_a=\frac{2\cdot t^2}{2}=t^2$

$S_b=300-\frac{4\cdot t^2}{2}=300-2t^2$

Temos que $S_a=S_b$ implica:

$t^2=100$

Assim, como raiz quadrada de $100$ é $10$ o tempo é de $10$ $s$.

Item B.

Questão 6

Como no topo a bola estará parada, a velocidade é nula. Como a gravidade é a única força atuante, a aceleração é para baixo.

Item D.

Questão 7

O item C pode ser descartado, pois a gravidade independe da presença ou não de ar. O item A e o item B podem ser descartados pois o tempo de queda independe das massas(lembre das equações horárias!). O item D é falso, pois com a presença de ar é provável que haja um diferença nos tempos devido a resistência provocada pelo ar. Logo, o item E é verdadeiro.

Questão 8

Temos as seguintes equações:

$30=\frac{108}{3.6}t$

$h=\frac{g}{2}t^2$

Onde dividímos 108 po 3.6 para obter a velocidade da bola em metros por segundo. Logo,

$t=1s$

Assim,

$h=5m$

Item A.

Questão 9

Dada as Leis de Newton, temos que as forças na colisão serão de igual módulo com sentido diferentes. Temos também que F=ma, logo:

Item C.

Questão 10

Temos no plano inclinado a seguinte situação:

$F-P\sin(30)=ma$

Se quisermos que esteja em equilíbrio:

$F-P\frac{1}{2}=0$

$F=5N$

Item B.

Questão 11

Temos que nas três primeiras polias a força será dividida por 2, pois deve haver equilíbrio na polia e na corda. Na última, a que está mais próxima do ponto de aplicação da força, não há. Assim,

$F=\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2} P=1600/8=200N$

Item E.

Questão 12

Nesta questão usamos apenas as leis de newton e a conservação do momento. Assim, teremos:

$m_av_a=m_bv_b$

$v_b=2v_a$

Logo,

Item A.

Questão 13

Temos pela equação de Torricelli:

$V^2=V_0^2+2ad$

Assim, para parar no ponto máximo:

$d=\frac{V_0^2}{2g\sin(30)}=0.4$

A altura relacionada a este ponto é

$h=0.4\cdot \sin(30)=0.2$

Item B.

Questão 14

Conservando energia:

$\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}kx^2$

Logo,

$v^2=2\cdot 0.2^2$

$v=0.2\sqrt{2}=0.28 ms^{-1}$

Logo,

Item D.

Questão 15

Como a força será dada pela variação do momento da maçã, este depende da massa e da velocidade da maçã.

Assim,

Item B.

Questão 16

A primeria frase está equivocada, pois um corpo não possui calor.

A segunda está equivocada, pois a força também não se possui

A terceira está certa, pois um corpo pode sim possuir energia. Lembre da quantidade de caloria de alimentos, por exemplo.

A quarta está equivocada, pois a bola pode estar com uma velocidade ou momento muito altos, mas força não. Veja a justificativa da segunda.

Item D.

Questão 17

Na verdade, o empuxo dependerá também do volume submerso e da gravidade local.

$F=-D_1Vg+D_2Vg=(D_2-D_1)Vg$ Que é negativo, logo ele afunda.

A pressão máxima ocorre em sua superfície inferior, pois esta está mais distante da superfície.

Item A.

Questão 18

O processo de transferência depende do contato dos corpos, ferro e a roupa, logo é a condução.

Item C.

Questão 19

A panela deve ser feita de um material que esquente rapidamente. Considerando uma mesma potência:

$P=\frac{Q}{t}=\frac{mc \Delta T}{t}$

$\frac{\Delta T}{t}=\frac{P}{mc}$

Logo, para esquentar rapidamente, que é equivalente a termos uma variação temporal da temperatura alta, devemos ter um c, calor específico, pequeno. Agora, sabemos que o fluxo de calor é dado por:

$\phi=\frac{Q}{t}=\frac{K A (T_2-T_1)}{l}$

Onde $T_2$ e $T_1$ são as temperaturas em diferentes superfícies da panela. É fácil de ver que para o $\phi$ ser alto, que equivale a termos uma rapida transferência de calor, devemos ter um K, condutividade térmica, alto.

Item C.

Questão 20

 A onda sonora é uma onda mecânica, ou seja necessita de um meio para se propagar. Logo, esta não se propagaria no vácuo. Assim,

Item A.