Primeira Fase (Nível Jr)

Escrito por Lucas Praça, João Victor Evers, Vitor Takashi, Tiago Rocha, Filipe Ya Hu, Paulo Vinícius, Felipe Alves, Gustavo Globig

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Problema 1

Uma pessoa planeja uma viagem de automóvel até a capital de seu estado, que está a 160 km de distância da cidade onde reside. O primeiro trecho do percurso, com 100 km, é feito por uma estrada simples, onde a velocidade máxima permitida é de 80 km/h. O restante da viagem é feito por uma autoestrada, onde a velocidade máxima permitida é de 120 km/h.

Considerando que a pessoa respeita os limites de velocidade e que não faz paradas, determine a menor duração possível da viagem, em minutos.

(a) 80

(b) 96

(c) 105

(d) 108

(e) 120

Assunto abordado

Cinemática

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Solução

No primeiro trecho, o tempo mínimo (em horas) será de  \frac{100}{80} ; o restante do percurso (mais 60 km) levará  \frac{60}{120} horas. Somando as duas frações e multiplicando por 60 para encontrar a quantidade de minutos, teremos:

\left( \frac{5}{4} + \frac{1}{2} \right) \times 60 = 105 \text{ minutos}

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Gabarito

Item (c)

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Problema 2

Um estudante visita um museu com piso de madeira e, por isso, precisa usar uma sapatilha especial. Perto de uma pintura, ele vê uma placa dizendo: “Proibido fotografar com flash”.
Ele pensa nas seguintes explicações:

  1. A sapatilha protege o chão porque desliza melhor e não arranha como o sapato.
  2. A sapatilha protege o chão porque faz menos força para baixo que o sapato.
  3. A luz do flash, ao ser absorvida pela pintura, pode mudar a cor da tinta.
  4. A luz do flash, ao ser refletida pela pintura, pode mudar a cor da tinta.

São verdadeiras apenas as afirmações:

(a) I

(b) II

(c) III

(d) I e II

(e) I e III

Assunto abordado

Estática e Óptica

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Solução

Vamos analisar cada item:

I. Verdadeiro. A sapatilha feita de material macio ou com sola lisa reduz o atrito e o risco de arranhões no piso de madeira. Essa é, de fato, uma prática comum em museus.

II. Falso. A força para baixo é o peso do visitante, que não muda com o tipo de calçado. O que muda é a distribuição da pressão e o atrito com o solo, não a força vertical total.

III. Verdadeiro. A exposição à luz intensa (como o flash) pode causar fotodegradação de pigmentos, especialmente em pinturas antigas e sensíveis. Isso altera quimicamente a tinta com o tempo.

IV. Falso. A reflexão não implica absorção de energia, então não altera a pintura. Somente a luz absorvida pode provocar efeitos químicos ou térmicos.

Sendo assim, a resposta correta é o item (e)

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Gabarito

Item (e)

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Problema 3

Um bloco está apoiado em um plano inclinado liso. A figura que melhor representa as forças exercidas sobre o bloco são:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Assunto abordado

Estática

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Solução

O bloco sofre da influência de apenas duas forças: o peso, que é sempre vertical e aponta para baixo, e a força de contato. A força de contato é, normalmente, formada por uma soma vetorial entre as forças normal e de atrito. Porém, como a  superfície é dita ser lisa, podemos desprezar a força de atrito e afirmar que a força de contato é simplesmente a normal. A normal é uma força que é sempre perpendicular a superfície. Assim, a única figura que representa corretamente as forças do sistema é a da alternativa (a).

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Gabarito

Item (a)

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Problema 4

A famosa frase de Arquimedes “Dême um ponto de apoio, e moverei o mundo” demonstra o poder das alavancas em multiplicar a força. No entanto, encontrar um ponto de apoio - também chamado fulcro — pode não ser tarefa fácil, pois ele também está
submetido a forças. Considere a figura, em que uma alavanca de haste 150 cm e massa desprezível, está sendo usada para sustentar uma pedra de peso P = 500 N. A força aplicada pelo menino sobre a alavanca e a força exercida pela haste sobre o fulcro são, respectivamente:

 

(a) 125 N e 375 N

(b) 150 N e 650 N

(c) 250 N e 250 N

(d) 125 N e 625 N

(e) 150 N e 350 N

Assunto abordado

Estática

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Solução

Para ocorrer o equilíbrio do sistema, deve-se estabelecer o equilíbrio de forças( força resultando nula) e o equilíbrio rotacional(torque resultante nulo). Vamos, então calcular o torque de cada força no ponto de apoio. Seja F_1 a força do menino, podemos calcular cada torque:

 \tal_1= F_1 \cdot d_1

 \tal_2= P \cdot d_2

Para ocorrer o equilíbrio, precisamos igualar os torques:

 \tal_1=\tal_2 \rightarrow F_1 = \dfrac{P \cdot d_2}{d_1} = \dfrac{500 \cdot 30}{120} = 125 \rm{N}

Agora, precisamos fazer o equilíbrio de forças para encontrar a força no ponto de apoio(F_2). Equacionando:

 F_2 = P+F_1 = 500+125=625 \rm{N}

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Gabarito

Item (d)

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Problema 5

A figura mostra o diagrama de fases da água. Com este diagrama, dado um valor de temperatura T e pressão P, podemos saber em qual fase (sólido, líquido ou gás) a água se encontra. As linhas sólidas mostram linhas de coexistência. T é o ponto triplo da água (onde três fases coexistem). Em C termina uma linha de coexistência, por isso este ponto é chamado crítico.

Considere amostras de água nas regiões I, II e III. As fases em que elas se encontram são, respectivamente:

(a) sólido, líquido e gás

(b) sólido, gás e líquido

(c) líquido, sólido e gás

(d) líquido, gás e sólido

(e) gás, líquido e sólido

Assunto abordado

Termodinâmica

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Solução

Em temperaturas baixas, geralmente as substâncias são sólidas. Com o aumento de temperatura, caso seja um líquido, ele evapora, transformando-se em vapor. Dessa forma, é possível perceber que II - sólido, I - líquido e III - gás, já que entre I e III ocorre transformação de fase por aumento de temperatura e na temperatura baixa domina a fase sólida.

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Gabarito

Item (c)

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Problema 6

Um satélite está em órbita geossíncrona quando seu período orbital coincide com o período de rotação da Terra. Um satélite em órbita geoestacionária permanece sempre sobre o mesmo ponto da superfície terrestre, na perspectiva de um observador fixo na Terra.

Com base nessas informações e seus conhecimentos, analise as sentenças a seguir:

I. Satélites em órbitas geossíncronas e geoestacionária possuem o mesmo período orbital.

II. Um satélite em órbita geoestacionária deve estar obrigatoriamente sobre a linha do Equador terrestre.

III. Satélites em órbitas geossíncronas e geoestacionárias giram necessariamente no mesmo sentido da rotação da Terra.

As sentenças verdadeiras são:

(a) Nenhuma

(b) I e II

(c) I e III

(d) II e III

(e) Todas

Assunto abordado

Gravitação

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Solução

(Verdadeiro) , as órbitas têm o mesmo período orbital igual ao período de rotação da terra

II (Verdadeiro) , caso contrário o satélite teria uma variação na latitude, não ficando no mesmo ponto

III (Falso) a orbita geossincrona não tem sentido ou inclinação específica, assim ela pode girar em sentido contrário a rotação da Terra.

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Gabarito

Item (b)

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Problema 7

Uma estudante de Física está se exercitando em um dia quente de verão. Ela bebe bastante água gelada, mas, à medida que se exercita, percebe que seu corpo transpira muito. Considerando apenas os aspectos físicos ligados à sudorese (isto é, ao sistema fisiológico responsável pelo suor):

(a) As gotas de suor na pele, ao evaporar, absorvem calor do corpo, que é transferido para a atmosfera, ajudando a manter a temperatura corporal baixa.

(b) As gotas de suor são formadas pela condensação da umidade do ar e contribuem para a sensação de calor sentida pela estudante.

(c) A função do suor é eliminar água líquida para que a estudante possa se refrescar bebendo mais água gelada sem precisar urinar.

(d) O corpo mantém a temperatura baixa graças exclusivamente à troca de calor com a água gelada que foi ingerida.

(e) A sudorese é um mecanismo independente da ingestão de água.

Assunto

Estados da Matéria

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Solução

Vamos analisar o que influencia a quantidade de suor e seu propósito.

Primeiramente, temos que o suor é produzido e expelido por glândulas do corpo humano (invalidando a opção (b)) e, portanto, depende  da quantidade de água no corpo para a formação, ou seja, depende da ingestão de água (invalidando (e)). Além disso, sabemos também que o suor expelido vai absorver o calor do corpo humano resfriando-o, sendo essa a principal contribuição para o resfriamento do corpo e também o propósito do suor (invalidando (c) e (d)).

Logo, a resposta correrta é item (a).

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Gabarito

Item (a)

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Problema 8

As células dos nossos olhos que nos permitem ver as cores são chamadas de cones. Uma pessoa com visão normal tem três tipos de cones, sensíveis às cores primárias: vermelho, verde e azul. Já alguns animais, como a aranha saltadora, têm quatro tipos de cones. Suponha que os cones da aranha sejam sensíveis às cores: vermelho, amarelo, verde e azul.

Considere as afirmações:

  1. Um feixe de luz amarela pura (monocromática) estimula um único tipo de cone na aranha e dois tipos de cones em um ser humano.
  2. Um objeto que é visto como preto pela aranha também é visto como preto por um humano.
  3. Dois objetos que a aranha vê como tendo cores diferentes podem parecer da mesma cor para um ser humano.

São corretas as afirmativas:

(a) I

(b) II

(c) III

(d) II e III

(e) Todas

Assunto abordado

Óptica

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Solução

Vamos analisar cada item:

I. Verdadeiro. Com base na imagem da mistura de cores, pode-se notar que a cor amarela resulta do estímulo dos cones sensíveis ao vermelho e ao verde:

II. Verdadeiro. A aranha é capaz de visualizar, aproximadamente, o mesmo espectro que cores que ser humano, porém com uma precisão maior. Logo, se um objeto é preto para o ser humano (cor fora do visível), espera-se que ele também seja preto para a aranha.

III. Verdadeiro. A aranha é capaz de diferenciar o amarelo da mistura entre vermelho e verde, o que é impossível para o olho humano.

Sendo assim, o item (e) está correto.

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Gabarito

Item (e)

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Problema 9

Suponha que o plano da órbita da Lua ao redor da Terra coincidisse exatamente com o plano do equador terrestre. Nessas condições, o período entre dois eclipses solares consecutivos seria aproximadamente:

(a) meio dia

(b) 1 dia

(c) 7 dias

(d) 15 dias

(e) 30 dias

Assunto abordado

Astronomia

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Solução

O eclipse solar ocorre quando a lua se encontra entre a Terra e o Sol. O tempo entre 2 eclipses é o período de translação da Lua, portanto o período entre dois eclipse solares consecutivos é  de 30 dias.

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Gabarito

Item (e)

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Problema 10

A conhecida expressão “esta é apenas a ponta do iceberg” refere-se ao fato de que a maior parte do volume de um iceberg fica submersa, abaixo da superfície da água. Assinale a alternativa que apresenta a razão física para esse fenômeno:

(a) A densidade da água salgada é maior do que a da água doce.

(b) A densidade do gelo é menor do que a densidade da água.

(c) O formato aproximadamente cônico da parte submersa do iceberg.

(d) As temperaturas extremamente frias dos polos.

(e) A diferença de salinidade entre as camadas de água do mar.

Assunto abordado

Hidrostática

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Solução

Quando um objeto sólido menos denso é posto num líquido mais denso, ele fica na superfície do líquido com parte afundada e parte fora. Como, em forma de gelo, a água tem aproximadamente 90% da densidade que tem em sua fase líquida (já que aumenta de volume e mantém a massa constante), ocorre que o iceberg tem aproximadamente 90% de seu volume afundado.

Logo, este fenômeno ocorre por conta da menor densidade do gelo. Os demais fatores nos outros itens são absurdos e não afetariam significativamente na porção do iceberg não submersa.

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Gabarito

Item (b)

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Problema 11

Em um laboratório de Física, uma estudante controla o movimento de um carrinho teleguiado que se move em linha reta. Depois da experiência, ela constrói o gráfico mostrado, no qual a posição  x do carrinho é dada em metros, e o tempo  t é dado em segundos.

A rapidez média (velocidade escalar média) do carrinho entre os instantes  t_i = 0 e  t_f = 50\,\text{s} , em m/s, é:

(a) 0,00

(b) 0,04

(c) 0,05

(d) 0,12

(e) 0,15

Assunto abordado

Cinemática

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Solução

Em cinemática, podemos definir a rapidez média como  V_r , de forma que

V_r = \frac{\text{distncia percorrida}}{\Delta t}

Pelo gráfico, pode-se notar que a distância percorrida total é de 2 metros até o ponto de inversão e mais 4 metros até o final, totalizando 6 metros. Basta dividir pelo intervalo de tempo:

V_r = \frac{6}{50} = 0{,}12 \, \text{m/s}

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Gabarito

Item (d)

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Problema 12

O princípio da impenetrabilidade estabelece que dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. No entanto, ao misturar dois gases ou dois líquidos, essa mistura parece violar esse princípio. Por exemplo, imagine que você acrescente uma gota de corante em um copo com água. Após alguns instantes, toda a água se torna azulada.

Considere as seguintes afirmações que buscam explicar essa aparente contradição:

I. Em gases e líquidos, o princípio da impenetrabilidade se aplica a nível molecular. Em nenhum instante duas moléculas ocupam o mesmo lugar ao mesmo tempo.

II. Gases e líquidos se comportam como ondas e podem se sobrepor uns aos outros, não se aplicando o princípio da impenetrabilidade.

III. Gases e líquidos são moles e suas moléculas se fundem. No caso, as moléculas de água pura e de corante são substituídas por uma nova molécula de água colorida.

São verdadeiras apenas as afirmações:

(a) I

(b) II

(c) III

(d) I e II

(e) I e III

Assunto

Estados da Matéria

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Solução

Primeiramente, vamos entender o motivo da água se tornar azulada.

Quando o corante é colocado na água, suas moléculas são espalhadas pela agitação das moléculas da água, ficando assim difusas. Assim, quando a luz branca incide no copo com água, as partículas de corante espalhadas refletem a sua componte azul, que chega aos nossos olhos.  Por isso, vemos a água azulada.

Agora, vamos analisar cada sentença:

I. Verdadeira: O princípio da impenetrabilidade realmente se aplica a nível molecular. Portanto, mesmo em mistura de gases ou líquidos, duas moléculas não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo, sofrendo forte força de repulsão quando se aproximam.

II. Falsa: Gases e líquidos não podem ser interpretados como ondas. Eles são formados por partículas (moléculas ou átomos) que seguem o princípio da impenetrabilidade.

III. Falsa: As móleculas de água e corante não se fundem. O que acontece é apenas a difusão (espalhamento) de moléculas de corante pela água, sem alterar suas estruturas.

Portanto, a resposta correta é item (a).

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Gabarito

Item (a)

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Problema 13

Para garantir mais segurança nas estradas, é importante controlar a velocidade dos veículos. Uma forma de fazer isso é usando os chamados radares de velocidade média. Esses radares funcionam em pares: um registra a passagem do veículo no início do trecho, e o outro no final. Depois, um sistema calcula quanto tempo o veículo demorou para percorrer essa distância.

Considere as seguintes afirmações:

I. A velocidade média é obtida dividindo a distância entre os dois radares pelo tempo gasto
no percurso.

II. Se a velocidade média for maior do que a velocidade máxima permitida, o motorista
cometeu uma infração.

III. Se a velocidade média for menor do que a velocidade máxima permitida, o motorista
nunca ultrapassou o limite de velocidade.

São verdadeiras apenas as afirmações:

(a) I

(b) II

(c) III

(d) I e II

(e) I e III

Assunto abordado

Cinemática

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Solução

Vamos analisar cada afirmativa:

I) Verdadeiro. Essa é uma definição de velocidade média.

II) Verdadeiro. Ele com certeza, pelo menos em algum momento, tem que ter uma velocidade maior que a limite para a média seja também maior.

III) Falso. Ele pode ter aumentado sua velocidade durante uma parte da trajetória e depois ter diminuído para compensar no resultado final da velocidade média.

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Gabarito

Item (d)

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Problema 14

Um estudante de Física está viajando de avião em uma cabine pressurizada. O voo está em um trecho retilíneo, sem turbulência, quando o piloto informa que a velocidade do avião é de 850 km/h. Na mesinha à sua frente, há um copo com água pela metade, cuja superfície funciona como um nível. Usando essa superfície como um instrumento de medida, o estudante percebe que a situação é idêntica à que teria se o avião estivesse em repouso. Considere agora as seguintes mudanças, cada uma realizada em um intervalo de poucos segundos:

I. O avião mantém sua trajetória retilínea, mas aumenta sua rapidez de 850 km/h para 900
km/h.

II. O avião mantém sua rapidez, mas começa a fazer uma curva.

III. O avião mantém sua rapidez e trajetória, mas ajusta ligeiramente a pressão interna da
cabine.

As mudanças que podem ser percebidas pelo estudante através da inclinação da superfície da
água no copo são:

(a) Apenas I

(b) Apenas II

(c) Apenas III

(d) I e II

(e) I e III

Assunto abordado

 

Mecânica

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Solução

Para alterar a inclinação da água, a mesma tem que sofrer uma aceleração. Assim, vamos analisar as afirmativas:

I) Muda a inclinação da água. Para aumentar a sua velocidade, o avião precisa passar por uma aceleração. Dessa forma, a água vai sofrer uma aceleração provinda de uma força não inercial.

II)Muda a inclinação da água. Durante uma curva, sente-se uma aceleração centrífuga que irá afetar a água.

III) Não muda a inclinação da água. A pressão ainda é uniforme na superfície do líquido, então não há motivo de se ter uma inclinação na água.

Então, o item correto é o item (d).

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Gabarito

Item (d)

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Problema 15

A queda em sequência de peças de dominó é uma brincadeira interessante que inclusive conta com competições e exibições especializadas. A atividade consiste em ordenar sequencialmente as peças de dominó de forma que a queda de uma acarrete a queda da próxima. Dessa forma, basta derrubar a primeira peça da sequência para que todas as demais caiam, cada uma a seu tempo, de maneira bastante similar. Suponha uma sequência linear de dominós idênticos, na qual a brincadeira é iniciada inclinando parcialmente o primeiro dominó e depois soltando-o a partir do repouso.

Considerando a situação descrita, é correto afirmar que:

(a) A velocidade de queda do último dominó da sequência é significativamente maior que a velocidade de queda de um dominó do meio da sequência.

(b) A velocidade de queda do último dominó da sequência é significativamente menor que a velocidade de queda de um dominó do meio da sequência.

(c) O sistema é conservativo, e as únicas formas de energia relevantes são a energia potencial gravitacional e a cinética.

(d) O processo pode ser visto como uma onda (pulso) de energia cinética se propagando pelo meio formado pela sequência de dominós. Depois da passagem do pulso por um dominó, ele volta ao seu estado inicial.

(e) O processo pode ser visto como uma reação em cadeia na qual a energia potencial gravitacional de um dominó desequilibrado se transforma em energia cinética, sendo parcialmente usada para desequilibrar o dominó à frente, e assim sucessivamente.

Assunto

Dinâmica

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Solução

A fim de entender qual alternativa está correta, devemos analisar o que acontece em cada colisão dos dominós.

Primeiramente, antes da colisão, a energia potencial de um dominó inclinado é transformada em energia cinética. Depois de ganhar velocidade, a colisão acontece, porém apenas parte da energia é utilizada para derrubar e dar velocidade ao próximo dominó, já que há perdas por conta do atrito, som e pelo fato colisão não ser totalmente elástica. Além disso, é comum que se regule a distância dos dominós para que possam ser derrubados a uma taxa constante.

Assim, vemos que por conta das perdas energéticas, o sistema não é conservativo (invalidando a opção (c)) e também não há grandes variações nas velocidades do dominó (invalidando a (a) e (b)). Por fim, o processo não pode ser interpretado como uma onda (o que invalida (d)), pois os dominós não voltam a sua posição original após caírem.

Logo, a resposta correta é item (e).

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Gabarito

Item (e)

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Problema 16

 Aviões a jato comerciais voam a maior parte do tempo em grandes altitudes, entre 10 e 12 mil metros, com o objetivo de economizar combustível.

Assinale a alternativa que melhor explica por que isso ocorre:

(a) Em grandes altitudes, a atração gravitacional é menor, e há menos gasto de energia para sustentar o voo

(b) A baixa densidade do ar em grandes altitudes reduz a força de resistência do ar; com isso, perde-se menos energia cinética e economiza-se combustível.

(c) Em grandes altitudes, a temperatura é mais baixa, e economiza-se a energia necessária para resfriar os motores

(d) Em altitudes maiores, não se gasta energia para contornar montanhas.

(e) Em grandes altitudes, o avião possui maior energia potencial, que pode ser usada em substituição à queima de combustível.

Assunto abordado

Energia

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Solução

Nessa altitude o efeito mais influente é o da baixa densidade do ar, diminuindo assim o arrasto aerodinâmico

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Gabarito

Item (b)

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Problema 17

Em cidades sujeitas a ventos fortes ou tremores de terra, alguns arranha-céus modernos utilizam pêndulos gigantes como forma de proteção. Esses pêndulos pesados, chamados de amortecedores de massa sintonizada, ficam presos próximos ao topo dos prédios e são projetados para oscilar em sentido contrário ao movimento do edifício. O objetivo é reduzir a amplitude das oscilações do prédio e aumentar a segurança das pessoas dentro dele.

Um estudante faz as seguintes considerações sobre o funcionamento do pêndulo:

I. Ao oscilar em sentido contrário à estrutura do edifício, o pêndulo absorve energia da oscilação, diminuindo a amplitude do movimento do prédio.
II. O pêndulo oscila na direção oposta à do vento ou da onda sísmica.
III. O amortecimento do pêndulo converte sua energia cinética em energia térmica, que é dissipada sem comprometer a estrutura da edificação.

São fisicamente corretas apenas as considerações:
(a) Apenas I
(b) Apenas II
(c) Apenas III
(d) Apenas I e II
(e) Apenas I e III

Assunto abordado

Oscilações

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Solução

Vamos analisar cada alternativa.

I. Verdadeira. Dessa forma, o pêndulo amortece as oscilações do prédio.

II. Falsa. O pêndulo oscila na direção oposta à do prédio, não necessariamente do vento ou onda sísmica.

III. Verdadeira. Sim, o amortecimento do pêndulo converte sua energia cinética em energia térmica dissipada como calor.

Isto torna verdadeira a alternativa e.

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Gabarito

Item (e)

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Problema 18

Em uma aula de Ciências, o professor montou um experimento com um balde preso a uma corda que passava por uma polia, como mostrado na figura. Ele então perguntou aos alunos: “Por que esse tipo de sistema é muito usado para elevar cargas? Qual é a função da polia?”

Um estudante pensa nas seguintes explicações:

I. O sistema com polia muda o sentido da força necessária para elevar o balde: em vez de puxar para cima, pode-se puxar para baixo.

II. O estudante pode usar seu próprio peso como parte da força necessária para levantar o balde.

III. A polia torna o balde efetivamente mais leve, pois a força de tração necessária para sustentá-lo é metade do seu peso.

As explicações que são fisicamente corretas são:

(a) apenas I

(b) apenas II

(c) apenas III

(d) apenas I e II

(e) apenas I e III

Assunto abordado

Dinâmica

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Solução

I - De fato, é isso o que ocorre. Essa é uma das utilidades das polias, já que muitas vezes mudar o sentido de aplicação da força pode facilitar bastante o processo.

II - De fato, é possível fazer isto.

III - Falso. Sendo apenas uma polia fixa, apenas houve mudança da direção da força, e nenhuma redução do peso efetivo do balde.

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Gabarito

Item (d)

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Problema 19

Quando a água entra em ebulição em uma chaleira, é possível ver uma “fumaça branca” saindo pelo bico.

Qual das alternativas abaixo melhor descreve o que realmente está sendo observado?

(a) É vapor de água no estado gasoso, que é visível a olho nu.

(b) É uma mistura de gás carbônico e vapor de água que forma uma névoa.

(c) São partículas sólidas de água formadas por sublimação.

(d) É o oxigênio liberado pela água ao atingir 100 \rm{^\circ C}.

(e) É vapor de água que condensa ao sair da chaleira, formando gotículas líquidas suspensas no ar que, assim como as núvens no céu, são visíveis a olho nu.

Assunto abordado

Termodinâmica

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Solução

O aquecimento da água em uma chaleira é um fenômeno físico, não mudando a natureza da substância, ou seja a água, então a fumaça branca só pode ser constituída de água e não de gás carbônico ou oxigênio. E ao atingir 100 \rm{^\circ C} a água ebuli, passa do estado líquido para o gasoso, nunca passando pelo partículas sólidas, porém o vapor de água gasosos é invisível. Portanto a fumaça branca só pode ser causada pela condensação das partículas ao sair da chaleira, formando gotículas líquidas suspensas no ar.

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Gabarito

Item (e)

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Problema 20

Dawid Godziek é um conhecido ciclista de estilo livre nas modalidades MTB e BMX. Ele aceitou o desafio de um fabricante de bebidas e realizou suas manobras em uma pista de BMX montada ao longo de vários vagões de um trem em movimento retilíneo e uniforme. A proeza foi filmada por uma câmera colocada na estrada, de forma a captar o movimento do trem e do atleta. Em relação à câmera, o atleta praticamente não se movimenta na direção horizontal. ref: https://www.redbull.com/int-en/dawid-godziekinterview-red-bull-bike-express Considerando os movimentos envolvidos, é correto afirmar que:

(a) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao trem igual à velocidade do trem em relação ao solo, porém em sentido contrário.

(b) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao solo igual à velocidade do trem em relação ao solo, porém em sentido contrário.

(c) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao solo igual ao dobro da velocidade do trem, em sentido contrário.

(d) Em relação ao ciclista, nem o solo nem a pista se movimentam na horizontal.

(e) O ciclista não precisa pedalar; as rodas da bicicleta são impulsionadas pela pista em movimento.

Assunto abordado

Cinemática

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Solução

Vamos analisar as afirmações feitas por cada item:

(a) Verdadeiro. Dessa maneira, no referencial da câmera, a velocidade do ciclista cancela com a do trem, fazendo com que ele não se mova nesse referencial

(b) Falso. Se o ciclista não se movimenta no referencial da câmera, ele também não se movimenta no referencial do solo. Então, não faz sentido ele se mover neste referencial.

(c) Falso. Se o ciclista não se movimenta no referencial da câmera, ele também não se movimenta no referencial do solo. Então, não faz sentido ele se mover neste referencial.

(d) Falso. A pista com certeza se move em seu referencial, já que ele se move com respeito a ela.

(e) Falso. Se o ciclista não pedala-se, as rodas da bicicleta simplesmente não iriam se mover.

Logo, o item correto é o item (a).

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Gabarito

Item (a)

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