Mackenzie - 2017- Questão 54

   A pressão exercida por uma coluna de água de 10 m de altura é igual a 1,0 atm. Um mergulhador encontra-se a uma profundidade H, da superfície livre da água, onde a pressão atmosférica é 1,0 atm. A pressão absoluta sobre o mergulhador é de 5,0 atm. A profundidade que o mergulhador se encontra é
a) 50 m
b) 40 m
c) 30 m
d) 20 m
e) 10 m

Resolução:
   Se a cada 10 metros a pressão aumenta de 1 atm, e a pressão absoluta (pressão total) é de 5 atm na profundidade H, o aumento da pressão é de 4 atm, assim a profundidade é de H = 4.10 = 40 metros.
Resposta letra (B).

UNIVESP - 2014 - Questão 54

Quando se aplica uma mesma força em dois corpos de massas diferentes, observa-se que eles não produzem aceleração igual. Essa seria uma das leis de Newton, que aborda o

(A) princípio da inércia.
(B) princípio fundamental da dinâmica.
(C) princípio da ação.
(D) princípio da ação e reação.
(E) princípio da estática.

Resolução:

   A segunda lei de Newton diz que F=m.a, que indica que a aceleração é inversamente proporcional a massa. Esta também é conhecida como princípio fundamental da dinâmica.
Resposta item (A)

UFRGS 2017 - Questão 25

O gráfico abaixo mostra a energia cinética E_c de elétrons emitidos por duas placas metálicas, I e II, em função da frequência f da radiação eletromagnética incidente. Sobre essa situação, são feitas três afirmações.

I - Para f > f_II, a Ec dos elétrons emitidos pelo material II é maior do que a dos elétrons emitidos pelo material I.
II - O trabalho realizado para liberar elétrons da placa II é maior do que o realizado na placa I.
III- A inclinação de cada reta é igual ao valor da constante universal de Planck, h.
Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.

Resolução:
   Esta é uma questão de efeito fotoelétrico, fenômeno que demonstra o comportamento corpuscular da luz em que a colisão de um fóton com dada energia arranca de uma superfície metálica um elétron, entregando sua energia (E=h.f), ou parte dela, para arrancá-lo (função trabalho - W) e outra parte transformando em energia cinética (E_c) do elétron.

W = E - E_c

W = h.f - E_c
Assim:

I - Analisando o gráfico a seguir:

   Vemos que para uma frequência maior que f_II a energia cinética E_I é maior que a energia cinética E_II.

Logo item I é falso.

II - Para o material II é necessário fótons com maior frequência e, portanto maior energia, para arrancar elétrons da placa metálica, significa que a energia que deve ser entregue para arrancá-los é maior.
Assim, o item II é verdadeiro.

III - A equação apresentada na introdução desta resolução pode ser apresentada como

Ec=hf-W

Que é apresentada como uma função afim, em que a variável independente é a própria frequência e assim, o coeficiente angular da função é a constante de Planck que dá a inclinação da reta.

Item correto.

Então as afirmações II e III estão corretas.

Resposta item (D).

UFRGS - 2017 Questão 24

Um apontador laser emite uma radiação de comprimento de onda igual a 600 nm, isto é, 600 x 10^-9 m. São dadas a velocidade da luz no ar, c = 3,0 x 10⁸ m/s, e a constante de Planck, 6,6 x 10^-34J.s. Os valores que melhor representam a frequência da radiação e a energia de cada fóton são, respectivamente,
(A) 50 Hz e 3,3 x 10^-32 J.
(B) 50 Hz e 1,32 x 10^-35 J.
(C) 180 Hz e 1,2 x 10^-31 J.
(D) 5,0 x 10¹⁴ Hz e 1,8 x 10^-20 J.
(E) 5,0 x 10¹⁴ Hz e 3,3 x 10^-19 J.

Resolução:

Queremos a frequência e ela esta relacionada com comprimento de onda e a velocidade pela equação:

Assim, isolando a frequência:

Para o cálculo da energia, devemos utilizar a equação de Planck para energia da onda eletromagnética:

Temos então:

Resposta: item (E).

UFRGS -2017- Questão 15

Seis cargas elétricas iguais a Q estão dispostas, formando um hexágono regular de aresta R, conforme mostra a figura abaixo. Com base nesse arranjo, sendo k a constante eletrostática, considere as seguintes afirmações.

I - O campo elétrico resultante no centro do hexágono tem módulo igual a 6kQ/R2 .
II - O trabalho necessário para se trazer uma carga q, desde o infinito até o centro do hexágono, é igual a 6kQq/R.
III- A força resultante sobre uma carga de prova q, colocada no centro do hexágono, é nula.
Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.

Resolução:
I- Observe a figura:

Todos os campos gerados pelas cargas anulam-se mutuamente: E1, e E4 se anula mutuamente. O mesmo acontece com E2 e E5 e com E3 e E6.
Como todos os campos anulam, o campo resultante no meio do hexágono é nulo.
Item I incorreto.

II- No centro do hexágono cada carga contribui produzindo um potencial de

logo, no centro do hexágono temos um potencial total de

.

Por outro lado, o trabalho elétrico é dado em módulo por:
 :

onde o potencial produzido no infinito é nulo e por consequência o trabalho para deslocar a carga do infinito até o centro do hexágono será dado por

Item II está correto.

III - F=q.E
Como cada vetor força acompanha o campo elétrico e este é nulo no centro do hexágono, podemos inferir que a força resultante neste mesmo ponto também será nula.
Uma análise vetorial idêntica a feita para o campo também pode ser feita para a força, levando a um resultado análogo.

Item III está correto.

Assim estão corretos II e III.
Resposta letra (D).

UFRGS 2017 - Questão 2

Um atleta, partindo do repouso, percorre 100 m em uma pista horizontal retilínea, em 10 s, e mantém a aceleração constante durante todo o percurso. Desprezando a resistência do ar, considere as afirmações abaixo, sobre esse movimento.
I - O módulo de sua velocidade média é 36 km/h.
II - O módulo de sua aceleração é 10 m/s² .
III- O módulo de sua maior velocidade instantânea é 10 m/s.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:
O movimento é uniformemente variado.
Sabemos que a velocidade inicial é nula e que o deslocamento é 100 m, assim podemos calcular:
I - a velocidade média é razão entre o deslocamento e intervalo de tempo:

Transformando a unidade de medidas de m/s para km/h:

Por tanto, item I é verdadeiro.

II- Como o movimento é uniformemente acelerado, podemos calcular utilizando a função horária da posição do MRUV:

Substituindo os valores:

Afirmação II está incorreta.

III- Para calcular a velocidade ao final dos 10 segundos podemos utilizar a função horária da velocidade:

Assim, substituindo os valores

Item III está incorreto.
Logo, apenas I está correta.
Resposta (A)

ITA -2017 - Questão 1

   Ondas gravitacionais foram previstas por Einstein em 1916 e diretamente detectadas pela primeira vez em 2015. Sob determinadas condições, um sistema girando com velocidade angular w irradia tais ondas com potência proporcional a Gc^βQ^γw ^δ, em que G é a constante de gravitação universal; c, a velocidade da luz e Q, uma grandeza que tem unidade em kg.m² . Assinale a opção correta. 

A) β = −5, γ = 2, e δ = 6 

B) β = −3/5, γ = 4/3, e δ = 4 

C) β = −10/3, γ = 5/3, e δ = 5 

D) β = 0 γ = 1, e δ = 3

E) β = −10, γ = 3, e δ = 9

    Resolução:

   Vemos que a questão dá ênfase à unidade de medida da quantidade Q que é em kg.m², logo, esta é uma indicação de que a resolução desta questão é tomada por este caminho.

   A equação demonstrada é da potência da onda, assim analisamos as unidade de cada ente da equação:
Q =[kg.m²]
G é dada nas constantes fornecidas pela prova, se caso não for dada ela pode ser obtida da equação da gravitação universal de Newton:

Lembrando que :

c=[m/s²]

w=[rad/s]

E só falta a Potência:

Como a potência é dada pela equação:

Pot =Gc^βQ^γw ^δ

^{Podemos fazer a análise dimensional:}

A unidade de medidas de ângulo rad é adimensional, então irei suprimir na análise a seguir.
Fazendo da distribuição das potências:

Agrupando os termos semelhantes:

^{Assim, associando as potências ligadas as unidades de medidas específicas}

Formando o sistema de equações:

E resolvendo o sistema:

^{Resposta: item (A)}