Prova de 2019: Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC - RJ) — questões com gabarito

Em um problema de queda livre, sabe-se a altura h e a constante de gravidade g. Podem-se combinar essas duas variáveis para criar uma constante com dimensão de tempo.

Dentre as opções abaixo, qual é a que define essa constante de tempo?

Seja uma rampa móvel que é levantada ao mesmo tempo em que um corpo de massa 2,0 kg se move sobre ela. Na figura, estão mostrados os instantes inicial e final da trajetória. Dado que as velocidades inicial e final do corpo são nulas e que h = 1,5 m, calcule, em joules, o trabalho realizado pela rampa sobre o corpo.

Despreze todos os atritos e considere g = 10 m/s2 .

Em um lago a nível do mar, a pressão absoluta sobre um pequeno objeto, quando ele desce a uma profundidade h, é o dobro da pressão atmosférica.

Calcule h em metros.

Dados

g = 10 m/s2

dágua = 1,0 x 103 kg/m3

patm = 1,0 x 105 Pa

Um calorímetro de capacidade térmica igual a 80 cal/°C está a uma temperatura de 40°C. Ao misturar, dentro desse calorímetro, uma massa de gelo M a 0°C e 70 g de água a 80°C, a temperatura de equilíbrio é 50°C.

Calcule a massa de gelo M em gramas.

Dados

cágua= 1,0 cal/(g.°C)

Lfusão= 80 cal/g.

Sejam duas cargas pontuais, com mesma carga Q em módulo. A força atrativa entre elas é 0,010 N quando estão separadas por uma distância D.

Ao multiplicar Q por 0,01 e dividir D por 100, a nova força entre elas, em N, é

Seja o sistema mostrado na figura. A caixa 2, de massa m2 = 2,0 kg, está descendo com velocidade constante e igual a 1,5 m/s. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa 1 e a mesa que a sustenta é 0,4.

Qual é a massa da caixa 1, em kg?

Dado

aceleração da gravidade g = 10 m/s²

Uma onda luminosa plana tem comprimento de onda igual a 6,0×10-7 m no vácuo. Considere as seguintes afirmações:

I - A frequência dessa onda luminosa é 5,0×1014 Hz.

II - A velocidade dessa onda é 1,8×108 m/s em um meio cujo índice de refração é igual a 5/3.

III - O comprimento dessa onda é 1,0×10-6 m em um meio cujo índice de refração é igual a 5/3.

Dado

Velocidade da luz no vácuo = 3,0×108 m/s

Marque a única opção CORRETA:

Em um circuito elétrico, uma lâmpada com resistência de 1,0 kΩ está colocada em série com uma bateria de 12 V e com um conjunto de N resistores idênticos, cada um com resistência de 6 kΩ, colocados paralelos entre si.

Nessas condições, a lâmpada consome 40% do total da potência fornecida pela bateria. Qual é o número N de resistores?

Dois corpos estão ligados, como na figura, sendo a aceleração do sistema igual a g/10, onde g é a aceleração da gravidade. O corpo 1, que está pendente, tem massa M. O corpo 2, que se move em uma mesa horizontal, tem massa 4M.

Calcule o coeficiente de atrito cinético entre o corpo 2 e a mesa.

Sejam dois fluidos distintos cujas densidades são 1,00 g/cm3 e 0,80 g/cm3 , colocados em um tubo vertical, como mostrado na figura. O tubo está aberto à atmosfera. Sejam H1 = 2,0 m e H2 = 8,0 m.

Encontre a pressão absoluta, em kPa, dentro do tubo, a uma altura de 4,0 m em relação ao fundo do tubo.

Dados

g = 10 m/s2 , patm = 101 kPa

Três blocos metálicos de mesma massa possuem calores específicos c1 , c2 e c3 , e suas temperaturas iniciais são T1 = 0°C, T2 = 30°C e T3 = 20°C, respectivamente. Inicialmente colocam-se os blocos 1 e 2 em um calorímetro perfeito (com capacidade térmica desprezível) até que o equilíbrio térmico seja estabelecido, o que ocorre na temperatura de 10º C. O bloco 1 é, então, retirado do calorímetro e substituído pelo bloco 3. A temperatura final de equilíbrio entre os blocos 2 e 3 é de 15°C.

Calcule c3 , em cal/(g. °C).

Dado

c1 = 0,20 cal/(g. °C)

Considere as três afirmativas abaixo, em relação a um gás ideal.

I - Em uma compressão adiabática, a temperatura final do gás não pode ser maior do que a inicial, pois nenhum calor é trocado com a vizinhança.

II - Em um processo isocórico (isovolumétrico), nenhum trabalho é realizado pelo gás.

III - Em um processo isobárico, o trabalho realizado pelo gás é proporcional ao quadrado da variação do volume.

Marque a única opção CORRETA:

Sejam os cinco resistores mostrados na figura. Suas resistências são respectivamente R1 = 1,0 Ω, R2 = 1,0 Ω, R3 = 1,0 Ω, R4 = 3,0 Ω e R5 = 4,0 Ω. Para fazer a corrente do circuito atingir o menor valor possível, corta-se o fio imediatamente à esquerda de um dos resistores. Qual deve ser esse resistor?

No fundo de uma piscina, uma lâmpada verde gera um cone de luz muito bem definido, cujos raios se propagam para a superfície, como mostrado na figura.

Qual é a profundidade aparente da lâmpada, em metros, vista por uma pessoa do lado de fora da piscina?

Dados

Índice de refração do ar = 1.0

Índice de refração da água = 4/3

Uma caixa de massa 5,0 kg, sobre um piso horizontal, é puxada simultaneamente por uma força horizontal de 10 N e uma força vertical para cima de 20 N.

Sabendo-se que os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o piso são iguais a 0,30 e 0,20, respectivamente, qual é o módulo da aceleração do bloco, em m/s2 ?

Dados

g = 10 m/s²

Em uma pista de patinação de gelo, um rapaz de 80 kg e uma moça de 50 kg se aproximam, movendo-se na mesma linha com a mesma velocidade de 2,0 m/s, em módulo. Eles se encontram juntando as mãos, dão meia volta e passam a se afastar na direção oposta a que cada um veio. O rapaz sai com metade da sua velocidade original (em módulo).

Desprezando-se perdas de atrito com o gelo, qual é o módulo da velocidade da moça, em m/s, ao se afastar do rapaz?

Um próton, com carga elétrica +e e velocidade inicial em módulo v viajando no vácuo, entra em uma região onde há um campo magnético de módulo B e um campo elétrico de módulo E, ambos constantes, e perpendiculares entre si. Considere as seguintes afirmações sobre o próton após entrar nessa região:

I - O campo elétrico causa no próton uma força de módulo igual a eE.

II - O campo magnético causa no próton uma força de módulo igual a evB.

III - O movimento do próton é retilíneo se o campo magnético estiver na mesma direção da velocidade inicial do próton.

Marque a única opção CORRETA: