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

Uma caixa de 20 kg está na borda da caçamba de um caminhão, a uma altura de 1,0 m do piso. Um rapaz coloca uma tábua de madeira, de 2,0 m de comprimento, desde a borda da caçamba até o piso. Ele dá um pequeno empurrão na caixa e a mesma desliza pela tábua com velocidade constante até chegar ao piso. Calcule, em J, o módulo do trabalho realizado pela força de atrito exercida pela tábua sobre a caixa durante a descida.

Dado:

g = 10 m/s2

Três corpos, 1, 2 e 3, de massas m1 = 10 kg, m2 = 15 kg e m3 = 25 kg, se movem horizontalmente sobre um trilho no eixo infinito x, sem nenhuma resistência ou atrito, com velocidades iniciais v1 = 4,0 m/s, v2 = -2,0 m/s e v3 = 0,0 m/s, respectivamente. A distância inicial entre os blocos 1 e 2 é 1,0 m e entre os blocos 2 e 3 é 2,0m, como mostrado na figura. Os corpos 1 e 2 sofrem uma colisão completamente inelástica, ou seja, eles grudam um no outro após colidir. Esse conjunto então colide elasticamente com o corpo 3.

Calcule o módulo da velocidade do corpo 3, em m/s, após 153 s a partir do instante inicial.

A partir do solo, uma bola é lançada verticalmente para cima e alcança uma altura de 3,2 metros. Quanto tempo, em segundos, a bola leva para subir e retornar ao nível do solo? Despreze a resistência do ar. 

Dado:

g = 10 m/s2

Dentro de um calorímetro perfeito, de capacidade C = 40 cal/°C e temperatura inicial 0 °C, colocam-se 100 g de um material de calor específico 0,50 cal/g°C a uma temperatura de 90 °C, e uma massa de 10 g de gelo a 0 °C. Calcule, em °C, o valor da temperatura final de equilíbrio do sistema.

Dados:

CÁGUA = 1,0 cal/g°C

LFUSAO GELO = 80 cal/g

Sejam as seguintes afirmações:

I. Quanto maior a frequência de uma onda de luz no vácuo, maior a velocidade de propagação dessa onda.

II. Em uma corda com seus dois extremos fixos, ondas estacionárias somente poderão ser produzidas se o comprimento da corda for um múltiplo do comprimento de onda.

III. Ondas sonoras precisam de um meio material para se propagarem e são longitudinais no ar.

Marque a opção correta:

Um bloco de gelo tem uma esfera de metal incrustada em seu interior. A massa de gelo do bloco é 1,90 kg, e a massa de metal é 80 g. O bloco de gelo + metal é então jogado em um lago, onde o gelo ao redor do metal começa a derreter. Calcule o volume, em litros, do gelo remanescente em contato com o metal no instante em que o bloco submerge completamente.

Dados:

dMETAL = 8,0 g/cm3

dGELO = 0,95 g/cm3

dÁGUA = 1,0 g/cm3

g = 10 m/s2

Um corpo, inicialmente em repouso sobre um piso horizontal, sofre a ação de duas forças horizontais, colineares e de sentidos opostos, F1 e F2 , de módulos iguais a 40 N e 20 N, respectivamente.

Após um deslocamento D = 3,0 m, no sentido de F1 , como mostrado na figura, calcule, em joules, a variação da energia cinética do corpo. Despreze quaisquer atritos.

Três frascos contêm volumes de três líquidos distintos. As suas massas são m1 = 300 g, m2 = 200 g e m3 = 100 g. Os volumes de líquido contidos em cada frasco são V1 = 280 mL, V2 = 240 mL e V3 = 80 mL.

Ordene as densidades dos fluidos em ordem decrescente.

Misturam-se dois líquidos em um calorímetro, de capacidade calorífica desprezível. O primeiro tem massa m1 = 80 g, c1 = 0,20 cal/(g.°C) e está a 80 °C. O segundo tem massa m2 = 160 g, c2 = 0,10 cal/(g.°C) e está a 40 °C.

Encontre a temperatura final de equilíbrio.

Um móbile simples é montado com uma cordinha ao teto, sustentando uma vareta fina homogênea de 1,20m em seu ponto médio. O móbile tem quatro adornos pendurados, indicados por 1, 2, 3 e 4 na Figura, com massas respectivamente iguais a 10, 20, 30 e 40 g. Os adornos 1 e 3 estão nos extremos opostos da vareta, e o adorno 2 está a 30 cm do extremo direito.  

A que distância, em cm, em relação ao ponto de apoio da corda (ponto O) deve estar o adorno 4 para que a vareta fique totalmente horizontal?

Dado

aceleração da gravidade = 10 m/s2

Considere as seguintes afirmações com relação aos espelhos:

I - Um espelho esférico convexo somente forma imagens menores que os objetos.

II - Se a imagem tem o mesmo tamanho que o objeto, sabe-se que o espelho é plano.

III - Um espelho esférico côncavo forma imagens reais quando o objeto está a uma distância do vértice do espelho maior que a distância focal.

Marque a única opção CORRETA:

Da borda de um precipício, Clara chuta uma pedrinha, que sai com velocidade que é horizontal de 10m/s. Lá embaixo no solo, Henrique vê que a pedrinha cai a uma distância x da base do precipício que é a metade da sua altura h, como mostrado na figura.  

Desprezando a resistência do ar, qual é a altura h, em metros?

Dado

aceleração da gravidade = 10 m/s2 

Um circuito é formado por quatro resistores de resistência R = 1,0 Ω conectados a uma bateria de voltagem ΔV= 1,0 V, como mostrado na Figura.

Calcule, em watts, a potência dissipada na forma de calor por este circuito.

Laura e Alfredo vivem em cidades diferentes, distantes entre si 240 km, através de uma estrada retilínea. Eles decidem se encontrar em algum ponto da estrada. Laura sai de carro exatamente ao meio-dia e viaja a uma velocidade escalar constante de 80 km/h. Alfredo também sai ao meio-dia, a velocidade escalar de 100 km/h.

Desprezando os pequenos momentos de aceleração e desaceleração dos carros, determine a que horas eles se encontram.

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