Física Fundação Getúlio Vargas

Resolução – FGV/Economia/SP (2018) – Física – 1ª fase (continuação 2)

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Questão

Uma pessoa mergulhou na água do mar gelado de uma praia argentina e desceu até determinada profundidade. Algum tempo depois, ela teve a oportunidade de mergulhar à mesma profundidade na tépida água de uma praia caribenha. Lembrando que a densidade da água varia com a temperatura, é correto afirmar que o empuxo sofrido pela pessoa
(A) e a pressão exercida pela água sobre ela foram os mesmos tanto na praia argentina como na caribenha.
(B) foi de menor intensidade na praia caribenha, mas a pressão exercida pela água foi a mesma em ambas as praias.
(C) foi de maior intensidade na praia caribenha, mas a pressão exercida pela água nessa praia foi menor.
(D) foi de menor intensidade na praia caribenha, e a pressão exercida pela água nessa praia foi menor também.
(E) foi de mesma intensidade em ambas as praias, mas a pressão exercida pela água na praia caribenha foi maior.

Solução:

Temos que a temperatura da água na praia caribenha é maior que na praia argentina. Portanto a densidade da água no Caribe será menor que a densidade na Argentina. Temos que a pressão é $$P = d\cdot g\cdot h$$ e que o empuxo é $$E = d\cdot g\cdot V$$. Logo, se a profundidade e a gravidade são iguais para as duas situações, a pressão e o empuxo serão menores onde a densidade for menor. Temos então empuxo e pressão menores na praia caribenha comparados à praia argentina.

Resposta: letra D.


Questão

A figura mostra o esquema de uma curiosa balança de dois braços em que cada braço é feito de um material de coeficiente de dilatação linear diferente do coeficiente de dilatação linear do outro. O peso dos braços é desprezível comparado ao dos corpos A e B. O material em que se encontra pendurado o corpo A tem coeficiente de dilatação linear maior do que aquele em que se encontra o corpo B. A temperatura reinante é baixa, típica de uma madrugada de inverno, e observa-se o equilíbrio estático na direção horizontal com o corpo A mais distante do ponto de apoio P do que o corpo B.

O sistema é, então, submetido a uma elevação de temperatura significativa, próxima à da ebulição da água sob pressão normal, por exemplo. Sobre a situação descrita é correto afirmar que o peso do corpo A é
(A) maior que o peso do corpo B e, durante o aquecimento, a balança girará no sentido anti-horário.
(B) menor que o peso do corpo B e, durante o aquecimento, a balança girará no sentido anti-horário.
(C) menor que o peso do corpo B e, durante o aquecimento, a balança continuará equilibrada na direção horizontal.
(D) maior que o peso do corpo B e, durante o aquecimento, a balança continuará equilibrada na direção horizontal.
(E) igual ao de B e, durante o aquecimento, a balança girará no sentido horário.

Solução:

Na primeira situação, temos um equilíbrio, em que

$$m_{A}\cdot L_{AP} = m_{B}\cdot L_{PB}$$

Como $$L_{AP}$$ > $$L_{PB}, então $$m_{A}$$ < $$m_{B}$$, para manter a igualdade. Isso elimina as letras A, D e E.

Podemos calcular o crescimento da barra durante o aquecimento da seguinte forma:

$$\Delta L = L\cdot\alpha\cdot\Delta T$$,

em que

ΔL é a diferença entre os comprimentos final e inicial da barra,

L é o comprimento inicial da barra,

α é o coeficiente de dilatação linear da barra,

ΔT é a diferença entre as temperaturas final e inicial da barra.

Como $$\alpha_{A}$$ > $$\alpha_{B}$$, então $$\Delta L_{A}$$ > $$\Delta L_{B}$$. Isso faz com que ocorra um desequilíbrio na barra e esta gire no sentido anti-horário.

Resposta: letra B.


Questão

A figura representa uma montagem experimental em que um béquer, contendo água à temperatura ambiente, é colocado no interior de uma campânula de vidro transparente, dotada de um orifício em sua cúpula, por onde passa uma mangueira ligada a uma bomba de vácuo. A bomba é ligada, e o ar vai sendo, gradualmente, retirado do interior da campânula.

Observa-se que, a partir de determinado instante,
(A) a água entra em ebulição, propiciada pela diminuição da pressão.
(B) a água entra em ebulição, favorecida pela máxima pressão de saturação.
(C) ocorre a formação de gelo, propiciada pela diminuição da pressão.
(D) ocorre a formação de gelo, favorecida pela máxima pressão de saturação.
(E) é atingido o ponto triplo, favorecido pela máxima pressão de saturação.

Solução:

Conforme a pressão diminui, as moléculas de água conseguem ficar cada vez mais longe uma da outra, o que leva ao ponto de ebulição da água.

Resposta: letra A.


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Guimarães