Questões: Universidade de São Paulo (USP) — com gabarito

No tratado “Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, publicado em 1687, Newton formulou as famosas Leis de Movimento. Elas são válidas para qualquer observador situado em um referencial inercial.

Primeira Lei: “Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas sobre ele”.

Segunda Lei: “A mudança de movimento é proporcional à força motriz (força resultante) impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força”.

Terceira Lei: “A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro sempre são iguais e se dirigem a partes contrárias”.

Com base nas Leis de Movimento de Newton e nos seus conhecimentos, assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta.

Em um salto de paraquedas, a resistência do ar desempenha um papel fundamental e permite a seus praticantes saltar de grandes altitudes e chegar com segurança ao solo. O comportamento típico da magnitude da velocidade vertical (v) de um paraquedista, em função do tempo (t), é mostrado na figura. 

Após o salto (t=0), a velocidade vertical v do paraquedista aumenta e, depois de aproximadamente 20 segundos, atinge a velocidade limite v1 # 50 m/s. Quando o paraquedas é aberto, a velocidade diminui rapidamente, atingindo uma nova velocidade limite v2 # 7 m/s. 

Considerando g=10m/s2 , analise as seguintes afirmações:

I. Desprezando-se a resistência do ar, um corpo qualquer em queda livre, partindo do repouso, após 20 segundos, teria velocidade v aproximadamente 4 vezes maior do que a velocidade limite v1.

II. Quando a velocidade limite v1 é atingida, o peso do paraquedista é igual à força de resistência viscosa exercida pelo ar.

III. A velocidade limite v2, com que o paraquedista chega ao solo, é igual à velocidade vertical atingida por uma pessoa após um salto de uma altura de aproximadamente 5 metros.

De acordo com o texto e os seus conhecimentos, está correto apenas o que se afirma em

A intensidade de um som está relacionada ao fluxo de energia que chega à orelha humana. Por razões práticas, utiliza-se, como unidade de medida do nível de intensidade sonora, o decibel (dB), cuja escala é logarítmica. Nessa escala, o menor som audível tem 0 dB, um som 10 vezes mais intenso, como o da respiração humana, tem 10 dB (10¹ ) e um som 100 vezes mais intenso que o menor som audível tem 20 dB (10² ). As vuvuzelas, utilizadas pelas torcidas na última Copa do Mundo de Futebol, atingem facilmente nível de intensidade sonora de 100 dB, que equivale ao ruído produzido por um helicóptero.

Com base nas informações fornecidas, quantas vezes a intensidade sonora produzida pelas vuvuzelas é maior que aquela produzida pela respiração de uma pessoa?

Uma vela, de altura H, é colocada diante de um espelho plano E. A vela encontra-se a uma distância L do espelho e produz uma imagem I1, de mesma altura H e distância L do espelho, como mostrado na figura.

Desloca-se o espelho para a direita de uma distância d. Nessas condições, a nova imagem I2 tem uma altura h e sua nova distância, em relação ao espelho E, é x. Pode-se afirmar que os valores de h e x são, respectivamente,

Um antigo, mas eficiente, método de se obter água a alguns graus Celsius abaixo da temperatura ambiente, é colocá-la dentro de uma moringa feita de barro cozido. Esse material é poroso à água, que atravessa muito lentamente as paredes da moringa e ao tocá-la, percebe-se que sua superfície externa está úmida. Com relação a esse processo de resfriamento da água, pode-se afirmar que ele acontece porque

A sonda New Horizons, lançada pela NASA em janeiro de 2006, atingiu uma velocidade de 57.600 km/h ao sair da órbita terrestre. Supondo que a referida sonda viaje sempre com essa velocidade até o sistema estelar mais próximo, Alpha-Centauri, que está a uma distância aproximada de 4,4 anos-luz da Terra, o tempo, em anos, para completar essa viagem seria entre

Considere: 1 ano-luz = distância percorrida pela luz, no

vácuo, em 1 ano.

Velocidade da luz no vácuo = 300.000 km/s.

Em um plano, são dados quatro pontos colineares distintos O, A, B e C, e dois outros pontos distintos D e E, de modo que as retas OA e DE sejam concorrentes em O, conforme a figura. Também é dado um ponto F, no mesmo plano, que não é colinear com quaisquer pares de pontos dentre O, A, B, C, D e E. O número máximo de triângulos que podem ser formados com vértices escolhidos entre os pontos O, A, B, C, D, E e F é

Um losango é um quadrilátero plano cujos lados são congruentes entre si. No losango representado abaixo, a soma dos comprimentos de suas diagonais é m ݉ e sua área é igual a s. O lado desse losango é igual a

Maria vai à feira e, após um breve levantamento de preços, verifica que a quantia que ela possui pode ser usada para comprar qualquer uma das três combinações de frutas seguintes, sem levar troco para casa:

I. 1 maçã, 2 peras e 18 laranjas.

II. 5 maçãs, 5 peras e 8 laranjas.

III. 8 maçãs, 7 peras e 1 laranja.

Pode-se concluir, corretamente, a partir desses dados, que o preço de

A densidade de um bloco metálico foi determinada medindo-se sua massa e volume. A massa, medida com balança apropriada, foi de 43,0 g e o volume do bloco, determinado pelo deslocamento da água contida em tubo graduado, no qual o bloco foi imerso, foi de 5,0 cm³ . Considerando que o bloco metálico poderia ser constituído de metal puro ou de liga de apenas dois metais, e conhecendo a densidade dos seus quatro possíveis elementos constituintes [zinco (7,1 g/cm³ ), estanho (7,3 g/cm³ ), ferro (7,9 g/cm³ ) e cobre (8,9 g/cm³ )], pode-se concluir que o bloco

O conhecimento do ponto de fusão e do ponto de ebulição de uma substância indica seu estado físico, a uma determinada temperatura. Considere a tabela abaixo, que apresenta essas informações para alguns halogênios:

iodo 113,9 184,4

A 25o C, cloro, bromo e iodo encontram-se, respectivamente, nos estados

Um químico precisa identificar as soluções armazenadas em três frascos A, B e C. Cada frasco contém uma das seguintes soluções: H2SO4, NaCl e NaOH. Dispõe, para isso, dos indicadores ácido-base fenolftaleína (deixa a solução incolor em pH < 9 e rosa em pH > 9) e vermelho de metila (deixa a solução vermelha em pH < 5 e amarela em pH > 5). Para tanto, esse químico retirou duas amostras de cada uma das soluções e adicionou a uma delas três gotas de fenolftaleína e, à outra, três gotas de vermelho de metila. Os resultados dos experimentos estão mostrados na tabela. 

Com base nos dados apresentados na tabela, pode-se concluir que os frascos A, B e C contêm, respectivamente, as soluções de 

Um LED (diodo emissor de luz) pode ser aceso com uma bateria obtida pela inserção, em uma laranja, de duas placas, uma de cobre e outra de zinco, de acordo com o esquema apresentado abaixo. Enquanto essa bateria está em funcionamento, ocorrem reações nas placas (ganho de elétrons na placa de cobre e perda de elétrons na placa de zinco) e energia química é transformada em energia elétrica. Se as placas de cobre e zinco são imersas em solução de cloreto de sódio, o LED também acende. Entretanto, o mesmo não ocorre se as placas forem introduzidas em água destilada ou em solução aquosa preparada com açúcar.

As informações apresentadas no texto permitem afirmar que

Um sólido de cor branca foi submetido à análise química e foram obtidos os seguintes resultados:

I. O sólido dissolveu-se totalmente em água, a 25o C, sem formação de resíduo.

II. A solução resultante da dissolução do sólido em água apresentou alta condutibilidade elétrica.

III. O pH da solução obtida foi maior do que 7.

IV. O sólido fundiu a uma temperatura bem definida.

A conclusão de que esse sólido é uma substância pura está baseada apenas em