Comentário OBFEP – 2026 – Primeira fase Nível B

Dinâmica

Os suportes estão dispostos simetricamente e separados por $60\text{ cm}$. A distância de cada suporte ao centro da barra é de:

$$d_{\text{suporte}} = \frac{60\text{ cm}}{2} = 30\text{ cm}$$

O espaço destinado às anilhas ocupa os últimos $30\text{ cm}$ de cada ponta (de $50\text{ cm}$ a $80\text{ cm}$ em relação ao centro). Como a primeira anilha deve ser colocada o mais próximo possível do centro, ela será posicionada na marca de $50\text{ cm}$ do centro da barra. A distância dessa anilha em relação ao suporte mais próximo é:

$$d_{\text{anilha}} = 50\text{ cm} -30\text{ cm} = 20\text{ cm}$$

Tomando o suporte mais próximo da anilha como eixo de rotação (pivô):

O peso da barra ($P_{\text{barra}} = M \cdot g$) atua no CG a uma distância de $30\text{ cm}$ do suporte, gerando torque restaurador. O peso da anilha ($P_{\text{anilha}} = m \cdot g$) atua a uma distância de $20\text{ cm}$ do suporte, gerando torque de tombamento. Para que a barra não tombe, o torque restaurador do peso da barra deve ser maior ou igual ao torque gerado pela anilha:

$$\tau_{\text{barra}} \ge \tau_{\text{anilha}}$$

$$M \cdot g \cdot d_{\text{suporte}} \ge m \cdot g \cdot d_{\text{anilha}}$$

$$8 \cdot 30 \ge m \cdot 20$$

$$240 \ge 20m \implies m \le \frac{240}{20} = 12\text{ kg}$$

Portanto, a resposta correta é b)

b)

Termometria

A transição entre escalas termométricas é por definição linear. Portanto, vale a relação $$T_{K}=aT_{C}+b$$. Se a água congela a $$32^\circ F$$ e entra em ebulição em $$212^\circ F$$, temos as relações $$32= a\cdot 0 +b$$ e $$212=a \cdot 100 +b$$. Resolvendo o sistema de equações, encontramos $$b=32$$ e $$a=1,8$$. Dessa forma, quando a temperatura está em $$46,4^\circ F$$, a temperatura em Celsius é $$T_{C}=\frac{46,4-32}{1,8}=8^\circ C$$

b)

óptica

Maria disse que não consegue ver de forma nítida do outro lado. Portanto, a luz percorre um caminho difuso no meio, de tal forma a gerar figuras borradas. A figura que apresenta esse processo é a da letra c).

c)

Termodinâmica

A água do mar possui um calor específico significativamente maior que o da terra/areia ($c_{\text{água}} > c_{\text{terra}}$), o que significa que ela esquenta e esfria muito mais lentamente .Durante o dia, a terra esquenta mais rápido que a água, gerando a brisa marítima (do mar para a terra). Durante a noite, ocorre o processo inverso: a terra perde calor rapidamente e esfria mais rápido, fazendo com que a água do mar permaneça mais quente que a terra.

O ar sobre a água do mar, estando mais aquecido, torna-se menos denso e sobe (gerando uma região de menor pressão). O ar mais frio e denso sobre a terra desce e se desloca horizontalmente próximo à superfície em direção ao mar para ocupar o espaço do ar aquecido que subiu. Esse ciclo forma uma corrente de convecção, originando a brisa noturna que sopra da terra em direção ao mar.

Portanto, a resposta correta é d)

d)

Dinâmica

a) Incorreta: Se o barco viaja a velocidade constante em uma única direção (movimento retilíneo uniforme), a força resultante sobre o sistema é nula. Ou seja, $$\mathbf{F_v}+\mathbf{R_B}+\mathbf{R_C}=0$$.

b) Correta: Dada a condição de movimento retilíneo uniforme, a aceleração resultante é nula. Portanto, a soma das forças também.

c) Correta: A força de resistência contra o barco tem componente na direção de movimento do barco, mas no sentido oposto à velocidade. Apenas as forças estão no sentido do movimento.

d) Correta: Para gerar uma força no barco, o vento precisa empurrar a vela. Dessa forma, ele muda de direção para conservar o momento total do sistema.

a)

Dinâmica

a) Correta: A força que impede o movimento relativo entre os dedos e o lápis é o atrito estático. Portanto, quanto menor o coeficiente de atrito estático, maior a probabilidade de haver escorregamento.

b) Incorreta: Não há movimento relativo entre o dedo e o lápis, portanto não há atrito dinâmico.

c) Incorreta: A força entre o lápis e o papel não afeta a probabilidade do lápis escorregar entre os dedos.

d) Incorreta: Quanto maior for a força de compressão, maior será o módulo do atrito estático, e portanto mais difícil de escorrer.

a)

Termodinâmica

a) Incorreto: Durante o preparo, a temperatura é suficientemente alta para eliminar as bactérias presentes na comida e no ar em suas redondezas. O motivo físico da tampa não está relacionado com essa alternativa.

b) Incorreto: Para fritar, o calor transfere do óleo para o alimento, e portanto não há a necessidade de oxigênio.

c) Incorreto: Esse é o efeito descrito no enunciado. Porém, no comando pede-se para excluir essa alternativa.

d) Correto: A tampa bloqueia o ar quente sair por convecção térmica, mantendo o sistema mais quente.

d)

Calorimetria

Para a alternativa b, a afirmação é incorreta por dois motivos cruciais:
1. Ela afirma que apenas os fatores I e III explicam o menor tempo de descongelamento. Isso é falso, pois os fatores II (alto calor específico) e IV (maior massa) fazem com que a água possua uma alta capacidade térmica. Isso significa que a água consegue ceder bastante calor para a carne sem que sua própria temperatura caia muito, mantendo uma maior diferença de temperatura ($\Delta T$) constante. Pela Lei de Fourier, um maior $\Delta T$ também acelera o fluxo térmico (como bem explicado nas alternativas c e d).
2. Ela afirma que I e III justificam a diferença via condutividade térmica. No entanto, o fator III diz respeito à área de contato da carne com o meio envolvente, e não à condutividade térmica do material.

As alternativas a, c e d estão corretas ao descreverem que a água tem maior capacidade de ceder calor mantendo a temperatura, o que acelera o processo global.

Dessa forma, a alternativa incorreta é b).

b)

Óptica

Sabemos que o grau é, por definição, $$\frac{1}{f}$$ em que $$f$$ é a distância focal. Assim temos que $$f=\frac{1}{2}=0.5\rm{m}=50\rm{cm}$$.

Se a imagem formada pela lente estiver a uma distância $$p’$$, temos $$p’=\frac{pf}{p-f}$$ em que $$p$$ é a distância do objeto até a lente. Entretanto, os objetos estão a uma distância de $$30\rm{cm}$$ a $$40\rm{cm}$$ logo $$p'<0$$, logo a imagem é virtual e direita.

Note que $$\frac{f}{p-f}<-1$$, então a distância da imagem até a lente será maior que a distância do objeto original até a lente. Desse modo, a alternativa b) está incorreta, pois afirma que a imagem estará mais próxima do olho.

b)

Dinâmica

Primeiro, determinamos a capacidade limite real da cabine. O limite divulgado é de 600 kg, mas o real é 20% maior:
$$M_{\text{real}} = 600 + (0,2 \times 600) = 720 \text{ kg}$$

Como o contrapeso tem a mesma massa da cabine vazia, o motor só precisa fazer força para equilibrar e movimentar a massa da carga (os passageiros). A força que o motor exerce ($F_{\text{motor}}$) equivale ao peso dessa carga real máxima:
$$F_{\text{motor}} = M_{\text{real}} \cdot g = 720 \cdot 10 = 7.200 \text{ N}$$

A velocidade do elevador é de 90 m/min. Precisamos converter para metros por segundo (m/s):
$$v = \frac{90}{60} = 1,5 \text{ m/s}$$

A potência mecânica de trabalho ($Pot_{\text{trabalho}}$) para manter o elevador nessa velocidade constante é o produto da força pela velocidade:
$$Pot_{\text{trabalho}} = F_{\text{motor}} \cdot v$$
$$Pot_{\text{trabalho}} = 7.200 \cdot 1,5 = 10.800 \text{ W} = 10,8 \text{ kW}$$

O enunciado diz que o motor possui uma potência máxima 50% maior que essa potência de trabalho. Calculando esse acréscimo:
$$Pot_{\text{máxima}} = 10,8 \cdot 1,5 = 16,2 \text{ kW}$$

Dessa forma, a alternativa correta é b).

b)

Óptica

Como dito no enunciado, o retrovisor é feito por um vidro e um espelho plano, o motivo de trocar a posição ter algum efeito é que a luz refletida pelo vidro tem intensidade muito menor que a luz refletida pelo espelho.

Durante o dia claro, sem farol alto ligado, é recomendado colocar-se na posição 1, para receber maior intensidade de luz, uma vez que por estar no dia claro sem farol alto, pode-se tornar difícil de ver com a intensidade baixa. Assim, a alternativa c) está incorreta.

c)

Variados

Para a alternativa a, ela afirma que a força Normal (aplicada pela mesa) e a força Peso (aplicada pela Terra) formam um par de ação e reação. Isso está incorreto, configurando a famosa “pegadinha” da Terceira Lei de Newton.

Para que duas forças formem um par de ação e reação, elas precisam ter a mesma natureza e, obrigatoriamente, atuar em corpos diferentes. No caso do prato sobre a mesa:
* A força Normal e o Peso atuam sobre o mesmo corpo(o prato).
* Elas possuem naturezas diferentes (Normal é força de contato; Peso é força de campo/gravitacional).
* A verdadeira reação à força Normal é a força que o prato faz empurrando a mesa para baixo.
* A verdadeira reação à força Peso é a força gravitacional que o prato faz puxando o planeta Terra para cima.

As alternativas b (pressão atmosférica e fluidos), c (alavancas do corpo humano) e d (termodinâmica e isolamento térmico) descrevem seus fenômenos perfeitamente.

Dessa forma, a alternativa incorreta é a).

a)

Calorimetria

Para determinar a temperatura de equilíbrio térmico ($T_e$), aplicamos o princípio da conservação de energia térmica para um sistema isolado:

$$Q_{\text{água}} + Q_{\text{ovos}} = 0$$

$$C_{\text{água}}(T_e -T_{\text{água}}) + C_{\text{ovos}}(T_e -T_{\text{ovos}}) = 0$$

$$3440(T_e -100) + 400(T_e -4) = 0$$

Dividindo toda a equação por $40$:

$$86(T_e -100) + 10(T_e -4) = 0$$

$$86T_e -8600 + 10T_e -40 = 0$$

$$96T_e = 8640$$

$$T_e = \frac{8640}{96} = 90^\circ\text{C}$$

Portanto, a resposta correta é a)

a)

Óptica

O arco-íris visto pelas pessoas é a imagem feita por um conjunto de raios de luz do Sol que estão sendo refratados e sofrem reflexões por gotas de água e que chegam no olho do observador.

Como José e sua esposa estão em locais diferentes, os raios de luz que chegam nos olhos de cada são raios diferentes, desse modo a posição da imagem, e assim a do arco-íris, é diferente para cada observador. Logo, a alternativa c) está incorreta.

c)

Hidrostática

a) Correta: Um fluído segue o sentido oposto ao gradiente de pressão. Se a pressão em C é maior que B, há um fluxo de C para B.

b) Correta: Após o fluído chegar em A, ele segue em queda livre até D.

c) Incorreta: Se o sifão está em equilíbrio hidrostático, a pressão de C é igual a pressão de B.

d) Correta: Essa redução de pressão que possibilita o fluxo de água, até se encerrar e atingir a condição I novamente.

c)

Energia

A força de resistência do ar é igual à componente tangencial do peso na ladeira de $2{,}3^\circ$:

$$F_{\text{ar}} = P \cdot \operatorname{sen}(2{,}3^\circ)$$

Dado que $P = 800\text{ N}$ e $\operatorname{sen}(2{,}3^\circ) = 0{,}04$:

$$F_{\text{ar}} = 800 \cdot 0{,}04 = 32\text{ N}$$

Com deslocamento diário $d = 10\text{ km} = 10\,000\text{ m}$:

$$W = F_{\text{ar}} \cdot d = 32 \cdot 10\,000 = 320\,000\text{ J} = 320\text{ kJ}$$

O corpo humano converte apenas $\eta = \frac{1}{5}$ da energia química em trabalho mecânico ($W = \frac{1}{5} E_{\text{química}}$):

$$E_{\text{química}} = 5 \cdot W = 5 \cdot 320\text{ kJ} = 1600\text{ kJ}$$

Adotando $1\text{ kcal} = 4\text{ kJ}$:

$$E_{\text{química}} = \frac{1600}{4} = 400\text{ kcal}$$

Portanto, a resposta correta é d)

d)

Dinâmica

a) Incorreta: Após perder o contato com a superfície do iglu, a criança entra em movimento de projétil sob a ação exclusiva da gravidade (aceleração resultante vertical $\vec{g} = \text{constante}$). A aceleração tangencial à trajetória parabólica é a projeção da gravidade na direção da velocidade ($\vec{a}_t = (\vec{g} \cdot \hat{v})\hat{v}$), a qual varia continuamente conforme a direção do vetor velocidade $\vec{v}$ muda com o tempo. Logo, a aceleração tangencial não permanece constante.

b) Correta: Pela conservação da energia mecânica ($E_{\text{mec}} = mgh + \frac{1}{2}mv^2$), à medida que a altura $h$ diminui, a energia potencial gravitacional se converte em energia cinética, aumentando a velocidade $v$.

c) Correta: A aceleração centrípeta é dada por $a_{cp} = \frac{v^2}{R}$. Como a velocidade $v$ aumenta durante a descida e o raio $R$ é constante, a aceleração centrípeta aumenta.

d) Correta: O desprendimento da superfície ocorre exatamente no instante em que a força de contato normal entre o corpo e a superfície se anula ($N = 0$).

Portanto, a resposta correta é a)

a)

Termodinâmica

Quando injetamos ar no pneu, estamos trabalhando com um processo adiabático (pelo enunciado) em que o volume total diminui, caracterizando-se uma compressão adiabática, logo alternativa b) está correta e não deve ser assinalada.

Sabemos que a cada injeção, temos uma quantidade maior de gás em um mesmo volume (volume do pneu é aproximadamente constante), assim a pressão aumenta a cada injeção e alternativa a) está correta e não deve ser assinalada.

Por fim, sabemos que não há troca de calor, logo, de fato, o trabalho feito será transformado em energia interna. Assim a alternativa c) está correta e não deve ser assinalada. Desse modo, só resta a alternativa d).

Note que d) está incorreta pois em uma isotérmica temos $$PV=\rm{cte}$$ e em uma adiabática $$PV^{\gamma}=\rm{cte}$$, com $$\gamma>1$$, logo cresce mais em uma adiabática.

d)

Cinemática

Vamos primeiro obter os resultados pedidos pela questão. O movimento vertical é uniformemente variado, por causa da gravidade. Sendo assim, podemos calcular o tempo até a bola chegar na cesta a partir da equação:

\[
h_f = h_0 + v_{0y} t – \frac{gt^2}{2}
\]

\[
t = \frac{v_{0y} + \sqrt{v_{0y}^2 – 2g(h_f-h_0)}}{g} = \frac{13+\sqrt{169- 2 \cdot 10 \cdot (3,05 – 1,8)}}{10} = 2,5\rm{s}
\]

Assim, a velocidade horizontal é:

\[
v_x = \frac{\Delta x}{t} = \frac{26,60}{2,5} = 10,64 \rm{m/s}
\]

Por fim, podemos calcular a altura máxima da bola:

\[
\Delta h = \frac{v_{0y}^2}{2g} = \frac{169}{20} = 8,45 \rm{m}
\]

\[
h_m = h_0 + \Delta h = 1,8+8,45 = 10,65 \rm{m}
\]

Logo, a alternativa que devemos marcar é a letra d).

d)

Cinemática

Primeiramente, vamos calcular o tempo até a aterrisagem acontecer. No referencial do caminhão($v = 72 \rm{km/h} = 20 \rm{m/s}$), o carro parte do repouso e acelera uniformemente até percorrer $\Delta S = 4+48+20 = 72$ metros. Logo:

\[
t = \sqrt{{2\Delta S}{a}} = 6 \rm{segundos}
\]

Agora, vamos voltar ao referencial da Terra. Nele, o caminhão percorreu $x= vt= 20 \cdot 6 = 120 m$. Logo, a distância total percorrida pelo carro é:

\[
d = 72 + 120 = 192 \rm{m}
\]

A alternativa correta é a letra c).

c)