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Primeira Fase (Nível 2)

Escrito por Lucas Tavares, Alex Carneiro, João Pepato, Pedro Tsuchie, Lucas Praça, João Victor Evers, Vitor Takashi, Arthur Gurjão e Felipe Brandão

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Problema 1

Uma escavadeira de brinquedo motorizada está se deslocando sobre um piso liso em direção oblíqua a uma região de piso acarpetado. Ao invés de rodas, o brinquedo possui esteiras rolantes (como um tanque de guerra) e para fazer uma curva é preciso mudar a velocidade de rolamento relativa entre as esteiras. A figura representa o instante em que o brinquedo (T), tendo percorrido a trajetória S, está na iminência de se mover sobre o carpete (representado em verde). Considerando que o contato do carpete com a esteira rolante faz com que esta se mova mais lentamente, qual o número da curva pontilhada que melhor representa a trajetória do brinquedo sobre o carpete?
(a) 1

(b) 2

(c) 3

(d) 4

(e) 5

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 2

Em muitas regiões costeiras há um regime de marés no qual há um intervalo de 6 horas entre a maré alta e a baixa. Considere os seguintes fenômenos.

1. Atração gravitacional Terra-Lua.

2. Rotação da Terra em torno do próprio eixo.

3. Rotação da Lua em torno do próprio eixo.

Os fenômenos acima que influenciam o regime de marés descrito são:

a) nenhum

b) apenas 1 e 2

c) apenas 1 e 3

d) Apenas 2 e 3

e) todos

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 3

Uma pessoa lança uma bolinha de borracha verticalmente para cima em uma região em que há um pergolado (cobertura decorativa vazada exceto pela presençade caibros horizontais). Os lançamentos são feitos com as mesmas altura e velocidade iniciais, mas a partir de posições horizontais diferentes. Logo, ao subir, a bolinha pode ou não colidir com um caibro do pergolado. Quando não colide, o movimento é idêntico ao de um lançamento vertical e a bola atinge uma altura máxima h que é o dobro da altura do pergolado. Quando colide, a bola mantém a rapidez e inverte o sentido de movimento (a velocidade troca de sinal). As figuras abaixo são de gráficos da posição vertical da bolinha em função do tempo. A curva tracejada em cada figura corresponde ao caso em que não há colisão.

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 4

Um lancha parte de um atracadouro e navega 2km para leste, depois 4km para o norte, depois 5km para o oeste. A que distância, em km4, aproximadamente, ela está do atracadouro?

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 5

Uma pessoa quer elevar uma carga de peso P de uma altura h. Ele pode fazer isso diretamente (movimento vertical) ou usando um plano inclinado. Nesse caso, aplica uma força ao longo do plano inclinado de intensidade F por uma distância d até que a carga suba até uma altura h (d>h). Considere que W1 e W2 são, respectivamente, as energias necessárias para realizar a tarefa diretamente ou pelo plano inclinado e que não haja forças dissipativas (atritos). Considerando o exposto, assinale a alternativa correta.

a)F<P e W1<W2.

b)F<P e W1=W2.

c) F<Pe W1>W2.

d) F=P e W1=W2.

e) F>P e W1>W2

Assunto Abordado
Solução
Gabarito

Problema 6

Uma pessoa lança uma pedra em uma piscina quadrada de lado L=6,00m com água inicialmente tranquila. A pedra cai verticalmente no centro da piscina e provoca uma onda circular que se propaga na superfície da água. A onda atinge os vértices da piscina 0,5s depois de ter atingido os lados. A velocidade da onda, em m/s, é aproximadamente:

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 7

Uma pessoa em viagem aos EUA suspeitava que estava com febre e precisou medir sua temperatura corporal. Ele só encontrou termômetros na escala Fahrenheit, onde as temperaturas de fusão e ebulição da água são, respectivamente, 32F e 212F. Ao medir sua temperatura obteve 100,5F. Qual o valor dessa temperatura, aproximadamente, em graus Celsius?

(a) 37

(b) 38

(c) 39

(d) 40

(e) 41

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 8

Em um laboratório de física há 4 peças metálicas, sendo uma peça curva no formato de uma letra C e três peças retas. As peças são colocadas sobre uma base horizontal de cerâmica na configuração mostrada na figura. O conjunto é cuidadosamente levado a um forno e aquecido
de 300C. Considerando que a dilatação da cerâmica é desprezível comparada à do metal, é correto afirmar sobre a variação das distâncias d1 e d2:


(a) ambas aumentam.

(b) ambas diminuem.

(c) ambas permanecem constantes.

(d) d1 aumenta e d2 diminui.

(e) d1 diminui e d2 aumenta

Assunto Abordado
Solução
Gabarito

Problema 9

Um carro está fazendo uma curva à esquerda em uma estrada. Considere que as rodas do carro estão girando sem deslizar e o carro mantém sua velocidade escalar (rapidez) constante durante a curva. Sejam ωi e αi , respectivamente, a velocidade e aceleração angulares das rodas internas (mais próximas do centro de curvatura da estrada) e ωe e αe as correspondentes grandezas para as rodas externas. É correto afirmar que:

(a) ωi<ωe e αi<αe.

(b) ωi>ωee αi>αe.

(c) ωi=ωe e αi=αe=0.

(d) ωi<ωe e αi=αe=0.

(e) ωi>ωe e αi=αe=0

Assunto Abordado
Solução
Gabarito

Problema 10

Cotidianamente temos contato com várias unidades de energia: joule, caloria, quilowatt-hora e BTU. O joule (J) é a unidade de energia no Sistema Internacional (SI), mas não é uma de suas unidades fundamentais, como, por exemplo, são o metro (m), o quilograma (kg) e o segundo (s). Em termos destas unidades fundamentais, 1 J é equivalente a:

a) kgm2/s3

b) kgm/s2

c) kgm2/s2

d) kgm/s3

e) kgm3/s2

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 11

Uma garrafa parcialmente cheia com água e corante pode ser usada como um prumo rudimentar. Observando o nível d’água, com a garrafa em repouso, pode-se determinar a direção vertical. As figuras ao lado apresentam fotos que foram tiradas da garrafa em repouso em diferentes posições. Sobre as fotos foram sobrepostas setas. Quais das setas indicam, aproximadamente, a direção vertical e para cima do ambiente no qual as fotos foram tiradas?

a) apenas 2 e 4.

b) apenas 2 e 5.

c) apenas 3 e 4.

d) apenas 1, 2 e 3.

e) apenas 1, 3 e 4.

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 12

Um lápis está apoiado na superfície rugosa de uma mesa, conforme figura ao lado. A seta vertical representa a força gravitacional aplicada no baricentro do lápis e a horizontal uma força externa aplicada por uma pessoa na extremidade superior do lápis. As figuras abaixo representam possíveis diagrama de corpo livre (DCL) do lápis, nos quais a seta preta representa a força Fm que a mesa aplica no lápis. A figura que melhor representa Fm quando o lápis se encontra em equilíbrio estático é:

Assunto abordado
Solução
Gabarito

Problema 13

Um corpo suspenso inicialmente em equilíbrio estático é posto para oscilar em movimento harmônico simples no instante t = 0. A figura mostra o gráfico de seu deslocamento vertical y em relação à posição de equilíbrio inicial em função do tempo t. Sobre o movimento do corpo é correto afirmar que

(a) a fase inicial é nula.

(b) o período é de aproximadamente 5s.

(c) a frequência é de aproximadamente 0,4s.

(d) a amplitude é de aproximadamente 2cm.

(e) a amplitude é de aproximadamente 6cm

Assunto Abordado
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Gabarito

Problema 14

Um parafuso se desprende do alto de um beiral de um prédio de altura h e cai sob a ação exclusiva da gravidade. Ele atinge o solo no instante tf com velocidade Vf . Sejam ta o instante em que o parafuso está a uma altura h/2 e tb o instante em que a velocidade do parafuso é Vf/2. É correto afirmar que:

(a) tb=tae tb=tf.

(b) tb=tae tb<tf.

(c) tb=tae tb>tf.

(d) tb<tae tb=tf.

(e) tb>tae tb=tf.

Assunto Abordado
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Gabarito

Problema 15

Em um experimento de física, um grupo de estudantes mostrou que a equação horária de uma partícula em movimento retilíneo uniformemente variado pode ser escrita na forma x(t)=10(3t5)(2t1), com x em cm e t em s. Os valores da velocidade inicial v0 e da aceleração a da partícula são:

(a)v0=?130cm/s e a=60cm/s2

(b) v0=?130cm/se a=120cm/s2

(c) v0=10cm/s e a=6cm/s2

(d) v0=50cm/s e a=60cm/s2

(e)v0=50cm/s e a=120cm/s2

Assunto abordado
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Gabarito

Problema 16

Uma pessoa de pé na beirada de uma piscina em um dia ensolarado observa um peixe. O ponto O da figura indica a posição de observação (olhos) da pessoa e a imagem do peixe é vista a uma distância horizontal d da beirada. Seja do a distância horizontal real do peixe até a beirada,

é correto afirmar que:

(a) do>d, devido à refração da luz vinda do peixe.

(b) d0<d, devido à refração da luz vinda do peixe.

(c) d0<d, devido à refração da luz vinda do sol.

(d) do>d devido à refração da luz vinda do sol.

(e) do=d, pois a refração afeta apenas a distância vertical (profundidade aparente).

Assunto abordado
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Problema 17

Um fio ideal está tensionado horizontalmente entre uma parede e um eixo vertical. Uma de suas extremidades está fixada na parede e a outra está presa a um anel que pode se mover ao longo do eixo vertical. No instante t0 perturba-se o fio deformando sua região central conforme mostra a figura fora de escala. Sejam, respectivamente, t1>t0 e t2>t1 os instantes antes e imediatamente depois das primeiras reflexões dos pulsos formados. Qual a alternativa representa corretamente o fio nos instantes t1 e t2? (A linha pontilhada vermelha na primeira figura de cada alternativa mostra a perturbação inicial.)

 

Assunto abordado
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Gabarito

Problema 18

Uma corda de violão é afinada girando a correspondente tarraxa localizada na cabeça do violão o que modifica a tensão da corda. Considere que inicialmente a corda de um violão está levemente desafinada e quando tocada seu primeiro harmônico de comprimento de onda λc 0 produz ondas sonoras de comprimento de onda λs,0. Girando a tarraxa de forma a aumentar a tensão na corda essas grandezas passam a ser: λc para a onda na corda e λs para a onda sonora produzida. É correto afirmar que:

(a) λc=λc,0 e λs>λs,0.

(b) λc=λc,0 e λs<λs,0

(c) λc=λc,0 e λs=λs,0.

(d) λc>λc,0 e λs=λs,0.

(e)λc<λc,0 e λs=λs,0.

Assunto abordado
Solução
Gabarito
Assunto abordado

Problema 19

Um motorista está dirigindo em um trecho retilíneo de uma estrada. De repente, quando o carro está com velocidade escalar (rapidez) de 20m/s, ele percebe que a estrada está completamente bloqueada por uma árvore caída e aciona os freios com o carro 30m à frente dela. Considere que a frenagem produz uma aceleração de intensidade constante de 5m/s2.

Em relação ao instante do início da frenagem é correto afirmar, aproximadamente, que:

(a) depois de 1,5s o carro para.

(b) depois de 2,0s o carro para encostando na árvore.

(c) depois de 2,0s o carro, com velocidade de 10 m/s, colide com a árvore.

(d) depois de 4,0s o carro para.

(e) depois de 6,0s o carro para.

Assunto abordado
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Gabarito

Problema 20

Um projétil de massa m é disparado contra um bloco de massa M que está em repouso apoiado em uma superfície horizontal sem atrito. A figura A mostra o projétil com velocidade de intensidade Vi pouco antes
de atingir o bloco. Após uma colisão instantânea, o projétil fica alojado no bloco, conforme a figura B. A velocidade Vf do conjunto imediatamente após colisão é:

a) mMVf

b)mm+MVf

c) mMVf

d) mm+MVf

e) m+MMVf

Assunto abordado
Solução
Gabarito