REVISAO AFA PIABETA

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1. [ AFA ] O volume de água necessário para acionar cada turbina de uma determinada central hidrelétrica é cerca de 700 m³ por segundo, "guiado" através de um conduto forçado de queda nominal igual a 112 m. Considere a densidade da água igual a 1 kg/L. Se cada turbina geradora assegura uma potência de 700 MW, a perda de energia nesse processo de transformação mecânica em elétrica é, aproximadamente, igual a 
[A] 5% 
[B] 10% 
[C] 15% 
[D] 20%
2. [ AFA ] O motor de um determinado veículo consome 8,0 litros de combustível em uma hora. Sabendo-se que o calor de combustão desse combustível é de 10000 cal/g, que sua densidade é 0,675 g/cm3 e que o motor desenvolve uma potência de 24 kW, o rendimento desse motor, em porcentagem, é de (considere 1 cal = 4 J) 
[A] 32 
[B] 36 
[C] 40 
[D] 44
3. [ AFA ] Uma pequena esfera de massa m é mantida comprimindo uma mola ideal de constante elástica k de tal forma que a sua deformação vale x. Ao ser disparada, essa esfera percorre a superfície horizontal até passar pelo ponto A subindo por um plano inclinado de 45° e, ao final dele, no ponto B, é lançada, atingindo uma altura máxima H e caindo no ponto C distante 3h do ponto A, conforme figura abaixo.
Considerando a aceleração da gravidade igual a g e desprezando quaisquer formas de atrito, pode-se afirmar que a deformação x é dada por
4. [ AFA ] Dois mecanismos que giram com velocidades angulares ω1 e ω2 constantes são usados para lançar horizontalmente duas partículas de massas m1 = 1 kg e m2 = 2 kg de uma altura h = 30 m , como mostra a figura 1 abaixo.
Num dado momento em que as partículas passam, simultaneamente, tangenciando o plano horizontal 𝛼, elas são desacopladas dos mecanismos de giro e, lançadas horizontalmente, seguem as trajetórias 1 e 2 (figura 1) até se encontrarem no ponto P. Os gráficos das energias cinéticas, em joule, das partículas 1 e 2 durante os movimentos de queda, até a colisão, são apresentados na figura 2 em função de ( h − y ) , em m, onde y é a altura vertical das partículas num tempo qualquer, medida a partir do solo perfeitamente horizontal.
Desprezando qualquer forma de atrito, a razão ω2 / ω1 é 
[A] 1 
[B] 3 
[C] 2 
[D] 4
5. [ AFA ] Um estudante, ao repetir a experiência de James P. Joule para a determinação do equivalente mecânico do calor, fez a montagem da figura abaixo.
Para conseguir o seu objetivo, ele deixou os corpos de massas M1 = 6,0 kg e M2 = 4,0 kg caírem 40 vezes com velocidade constante de uma altura de 2,0 m, girando as pás e aquecendo 1,0 kg de água contida no recipiente adiabático. Admitindo que toda a variação de energia mecânica ocorrida durante as quedas dos corpos produza aquecimento da água, que os fios e as polias sejam ideais e que o calor específico da água seja igual a 4,0 J/g°C , o aumento de temperatura dela, em °C, foi de 
[A] 2,0 
[B] 4,0 
[C] 6,0 
[D] 8,0
6. [ AFA ] Um projétil de massa m incide horizontalmente sobre uma tabua com velocidade v1 e a abandona com velocidade, ainda horizontal, v2. Considerando-se constante a forca exercida pela tabua de espessura d, pode-se afirmar que o tempo de perfuração e dado por
7. [ AFA ] Considere duas rampas A e B, respectivamente de massas 1 kg e 2 kg, em forma de quadrantes de circunferência de raios iguais a 10 m, apoiadas em um plano horizontal e sem atrito. Duas esferas 1 e 2 se encontram, respectivamente, no topo das rampas A e B e são abandonadas, do repouso, em um dado instante, conforme figura abaixo.
Quando as esferas perdem contato com as rampas, estas se movimentam conforme os gráficos de suas posições 𝑥, em metros, em função do tempo 𝑡, em segundos, abaixo representados.
Desprezando qualquer tipo de atrito, a razão 𝑚1/𝑚2 das massas 𝑚1 e 𝑚2 das esferas 1 e 2, respectivamente, é:
[A] 1/2 
[B] 1 
[C] 2 
[D] 3/2
8. [ AFA ] De acordo com a figura abaixo, a partícula A, ao ser abandonada de uma altura H, desce a rampa sem atritos ou resistência do ar até sofrer uma colisão, perfeitamente elástica, com a partícula B que possui o dobro da massa de A e que se encontra inicialmente em repouso. Após essa colisão, B entra em movimento e A retorna, subindo a rampa e atingindo uma altura igual a:
[A] H 
[B] H/2 
[C] H/3 
[D] H/9
9. [ AFA ] Uma partícula A, de massa m e carga elétrica q, está em repouso no momento em que uma segunda partícula B, de massa e carga elétrica iguais às de A, é lançada com velocidade de módulo igual a v0, na direção x, conforme ilustra a figura abaixo.
A partícula B foi lançada de um ponto muito distante de A, de tal forma que, no instante do lançamento, as forças elétricas coulombianas entre elas possam ser desprezadas. 
Sendo K a constante eletrostática do meio e considerando apenas interações eletrostáticas entre essas partículas, a distância mínima entre A e B será igual a
10. [ AFA ] Uma partícula de massa m é lançada obliquamente com velocidade v0 próxima à superfície terrestre, conforme indica a figura abaixo.
A quantidade de movimento adquirida pela partícula no ponto Q, de altura máxima, é:
11. [ AFA ] Uma garota de nome Julieta se encontra em uma nave espacial brincando em um balanço que oscila com período constante igual a T0, medido no interior da nave, como mostra a figura abaixo.
A nave de Julieta passa paralelamente com velocidade 0,5 c, em que c é a velocidade da luz, por uma plataforma espacial, em relação à qual, o astronauta Romeu se encontra parado. Durante essa passagem, Romeu mede o período de oscilação do balanço como sendo T e o comprimento da nave, na direção do movimento, como sendo L. 
Nessas condições, o período T, medido por Romeu, e o comprimento da nave, medido por Julieta, são respectivamente:
[A] 𝑇0√3 e 𝐿√3
[B] 𝑇0√3 e 
[C] e 𝐿√3
[D] e 
12. [ AFA ] O diagrama a seguir mostra os níveis de energia permitidos para elétrons de um certo elemento químico.
Durante a emissão de radiação por este elemento, são observados três comprimentos de onda: 𝜆𝐴, 𝜆𝐵 e 𝜆𝐶. Sabendo-se que: 𝜆𝐴 < 𝜆𝐵 < 𝜆𝐶, pode-se afirmar que é igual a
[A] 
[B] 
[C] 
[D] 
13. [ AFA ] A Figura 1 abaixo representa um arranjo experimental para a obtenção do espectro de emissão da luz emitida por uma lâmpada de gás de hidrogênio.
Ao passar pelo prisma, a luz divide-se em quatro feixes decores distintas: violeta, anil, azul e vermelho. Projetando-se esses feixes em um anteparo, eles ficam espalhados, como ilustrado na Figura 1. Considere, agora, a Figura 2, que ilustra esquematicamente alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio, onde assetas I, II, III e IV mostram transições possíveis para esse átomo.
Relacionando as informações contidas na Figura 2 com as cores da luz emitida pela lâmpada de gás de hidrogênio mostrada na Figura 1, é correto afirmar que a cor anil corresponde à transição 
[A] I 
[B] II
[C] III 
[D] IV
14. [ AFA ] Para a construção de uma célula fotoelétrica, que será utilizada na abertura e fechamento automático de uma porta, um pesquisador dispõe de quatro metais, cujas funções trabalho (ω) estão listadas na tabela abaixo.
Sendo que essa célula deverá ser projetada para funcionar com luz visível, poderá(ão) ser usado(s) somente o(s)metal(is) 
Dados: h = 4,1 ∙ 10−15 eV ∙ s
[A] platina. 
[B] sódio. 
[C] chumbo e prata. 
[D] chumbo e sódio.
15. [ AFA ] O diagrama abaixo ilustra os níveis de energia ocupados por elétrons de um elemento químico A.
Dentro das possibilidades apresentadas nas alternativas abaixo, a energia que poderia restar a um elétron com energia de 12,0 V, após colidir com um átomo de A, seria de, em V, 
[A] 0 
[B] 1,0 
[C] 5,0 
[D] 5,4
16. [ AFA ] Uma bola de basquete descreve a trajetória mostrada na figura após ser arremessada por um jovem atleta que tenta bater um recorde de arremesso.
A bola é lançada com uma velocidade de 10 m/s e, ao cair na cesta, sua componente horizontal vale 6,0 m/s. Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s². Pode-se afirmar que a distância horizontal (x) percorrida pela bola desde o lançamento até cair na cesta, em metros, vale 
[A] 3,0 
[B] 3,6 
[C]4,8 
[D] 6,0
18. [ AFA ] Um corpo B, de massa igual a 4 kg e carga elétrica +6 μC, dista 30 mm do corpo A, fixo e com carga elétrica –1 μC. O corpo B é suspenso por um fio isolante, de massa desprezível ligado a uma mola presa ao solo, como mostra a figura. O comprimento natural da mola é L0 = 1,2 m e ao sustentar estaticamente o corpo B ela se distende, atingindo o comprimento L = 1,6 m. Considerando-se a constante eletrostática do meio k = 9.109 N.m²/c², que as cargas originais dos corpos pontuais A e B são mantidas e desprezando-se os possíveis atritos, o valor da constante elástica da mola, em N/m, é
[A] 200 
[B] 320 
[C] 600 
[D] 800
19. [ AFA ] Uma pessoa, brincando em uma roda-gigante, ao passar pelo ponto mais alto, arremessa uma pequena bola (Figura 1), de forma que esta descreve, em relação ao solo, a trajetória de um lançamento vertical para cima.
A velocidade de lançamento da bola na direção vertical tem o mesmo módulo da velocidade escalar (v) da roda-gigante, que executa um movimento circular uniforme. Despreze a resistência do ar, considere a aceleração da gravidade igual a g e π = 3. Se a pessoa consegue pegar a bola no ponto mais próximo do solo (Figura 2), o período de rotação da roda-gigante pode ser igual a
20. [ AFA ] A figura abaixo mostra um sistema em equilíbrio estático, formado por uma barra homogênea e uma mola ideal questão ligadas através de uma de suas extremidades e livremente articuladas às paredes. 
A barra possui massa m e comprimento L0, a mola possui comprimento natural L0 e a distância entre as articulações é de 2L0. Esse sistema (barra - mola) está sujeito à ação da gravidade, cujo módulo da aceleração é g e, nessas condições, a constante elástica da mola vale
21. [ AFA ] Uma pessoa deita-se sobre uma prancha de madeira que flutua mantendo sua face superior no mesmo nível da superfície da água.
A prancha tem 2 m de comprimento, 50 cm de largura e 15 cm de espessura. As densidades da água e da madeira são, respectivamente, 1000 kg/m3e 600 kg/m3. Considerando g = 10 m/s², podese afirmar que o peso da pessoa é: 
[A] 700 N 
[B] 400 N 
[C] 600 N 
[D] 500 N
22. [ AFA ] A figura mostra uma barra metálica de secção reta constante sendo aquecida por uma chama de um fogareiro.
Quando se estabelece o regime estacionário de condução do calor, os termômetros A e C registram 200 °C e 80 °C, respectivamente. Assim, a leitura no termômetro B será de: 
[A] 100 °C 
[B] 140 °C 
[C] 155 °C 
[D] 125 °C
23. [ AFA ] O diagrama abaixo representa um ciclo realizado por um sistema termodinâmico constituído por n mols de um gás ideal. Sabendo-se que em cada segundo o sistema realiza 40 ciclos iguais a este, é correto afirmar que a(o)
[A] potência desse sistema é de 1600 W. 
[B] trabalho realizado em cada ciclo é - 40 J. 
[C] quantidade de calor trocada pelo gás com o ambiente em cada ciclo é nula. 
[D] temperatura do gás é menor no ponto C.
24. [ AFA ] Considere um objeto AB, perpendicular ao eixo óptico de um espelho esférico gaussiano, e sua imagem A’B’ conjugada pelo espelho, como mostra a figura abaixo.
Movendo-se o objeto AB para outra posição p em relação ao espelho, uma nova imagem é conjugada de tal forma que o aumento linear transversal proporcionado é igual a 2. Nessas condições, essa nova posição p do objeto, em cm, é 
[A] 1 
[B] 2 
[C] 3 
[D] 4
25. [ AFA ] Um espelho esférico E de distância focal f e uma lente convergente L estão dispostos coaxialmente, com seus eixos ópticos coincidentes. Uma fonte pontual de grande potência, capaz de emitir luz exclusivamente para direita, é colocada em P. Os raios luminosos do ponto acendem um palito de fósforo com a cabeça em Q, conforme mostra a figura.
Considerando-se as medidas do esquema, pode-se afirmar que a distância focal da lente vale 
[A] f
[B] f/2 
[C] f/3 
[D] 2f/3