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1. CASD Vestibulares FRENTE N 1
FÍSICA – TODAS AS FRENTES
2º Simulado Periódico 2016
DATA: 26/03/2016
QUESTÃO 1
TEMA: Equações Horárias do MUV (Prof.
Norberto Alves)
Tonhão, estudando o movimento retilíneo
uniformemente variado, deseja determinar a posição de
um móvel no instante em que ele muda o sentido de
seu movimento. Sendo a função horária da posição do
móvel dada por 𝑥( 𝑡) = 2𝑡2
− 12𝑡 + 30, onde x é sua
posição em metros e t o tempo de movimento em
segundos, a posição desejada é:
a) 0 m
b) 30 m
c) 12 m
d) 6 m
e) 15 m
QUESTÃO 2
TEMA: Equações Horárias do MUV (Prof.
Norberto Alves)
Uma partícula, partindo do repouso, descreve um
movimento retilíneo uniformemente variado e, nos
primeiros 10 s de seu movimento, percorre metade da
distância total prevista para sua viagem. A metade
restante será percorrida em, aproximadamente:
a) 24,1 s
b) 4,1 s
c) 10 s
d) 5 s
e) 5,8 s
QUESTÃO 3
TEMA: Plano Inclinado (Prof. Mateus
Morais)
Na montagem abaixo um bloco de massa 𝑚 = 5 𝑘𝑔
encontra-se apoiado em uma mola de constante
elástica 𝑘 = 250 𝑁
𝑚
, sobre um plano inclinado de 𝜃 =
30°, perfeitamente liso. Nessas condições, sobre a
deformação (∆𝑥) sofrida pela mola pode-se afirmar que:
a) ∆𝑥 = 5 𝑐𝑚;
b) ∆𝑥 = 10 𝑐𝑚;
c) ∆𝑥 = 15 𝑐𝑚;
d) ∆𝑥 = 20 𝑐𝑚;
e) ∆𝑥 = 25 𝑐𝑚;
QUESTÃO 4
TEMA: Plano Inclinado (Prof. Mateus
Morais)
No arranjo experimental da figura os corpos A e B tem
massas, respectivamente, 10 kg e 5 kg. O plano
inclinado está fixo e é perfeitamente liso, o fio
inextensível passa sem atrito pela polia de massa
desprezível. Nessas condições e correto se afirmar
que:
Considere 𝑔 = 10 𝑚
𝑠2
a) O sistema não se move e a tração no fio é maior que
40N;
b) O sistema não se move e a tração no fio é menor
que 50N;
c) O bloco A desce o plano e a tração no fio vale 40N;
d) O bloco B cai e a tração no fio vale 50N;
e) O bloco A sobe o plano e a tração no fio é maior que
50N;
QUESTÃO 5
TEMA: Espelhos Esféricos (Raios notáveis)
(Prof. Marco Aurélio)
Isaac Newton foi o criador do telescópio refletor. O mais
caro desses instrumentos até hoje fabricado pelo
homem, o telescópio espacial Hubble (1,6 bilhão de
dólares), colocado em órbita em 1990, apresentou em
seu espelho côncavo, dentre outros, um defeito de
fabricação que impede a obtenção de imagens bem
definidas das estrelas distantes. Qual das figuras a
seguir representaria o funcionamento perfeito do
espelho do telescópio?

2. 2 FRENTE N CASD Vestibulares
QUESTÃO 6
TEMA: Espelhos Esféricos
(Estudo analítico da imagem) (Prof. Marco
Aurélio)
Observe o adesivo plástico apresentado no espelho
côncavo de raio de curvatura igual a 1,0 m na figura.
Essa informação indica que o espelho produz imagens
nítidas com dimensões até cinco vezes maiores que as
de um objeto colocado diante dele. Considerando
válidas as condições de nitidez de Gauss para esse
espelho, calcule o aumento linear conseguido quando o
lápis estiver a 10 cm do vértice do espelho,
perpendicularmente ao seu eixo principal, e a distância
em que o lápis deveria estar do vértice do espelho, para
que sua imagem fosse direita e ampliada cinco vezes.
a) A=1,25 e p=40 cm
b) A=1,75 e p=40 cm
c) A=1,55 e p=20 cm
d) A=1,25 e p=20 cm
e) A=2,50 e p=20 cm
QUESTÃO 7
TEMA: Linhas de Força (Prof. Gustavo
Mendonça)
Considere o seguinte esquema de linhas de força
geradas por uma carga positiva e uma negativa:
(Retirado de: http://3.bp.blogspot.com/-
paPQ4u6uVe8/TZM_iNYVGCI/AAAAAAAAZb0/enxBo3i
AmX0/s1600/linhas+4.png, em 26/03/2016)
Assinale a alternativa correta sobre o que ocorre ao
soltarmos uma carga de prova pontual positiva na
região das linhas de força mostradas acima:
a) A carga de prova irá, espontaneamente, no sentido
da carga positiva para a negativa com aceleração
constante.
b) A carga de prova irá, espontaneamente, no sentido
da carga negativa para a positiva com aceleração
constante.
c) A carga de prova permanecerá em repouso se o
ponto de soltura for o ponto médio do segmento que
liga as cargas positiva e negativa.
d) A carga de prova irá, espontaneamente, no sentido
da carga positiva para a negativa com aceleração não-
constante.
e) A carga de prova irá, espontaneamente, no sentido
da carga negativa para a positiva com aceleração não-
constante.
QUESTÃO 8
TEMA: Campo Elétrico (Prof. Gustavo
Mendonça)
A figura esquematiza o experimento de Robert Millikan
para a obtenção do valor da carga do elétron. O
vaporizador borrifa gotas de óleo extremamente
pequenas que, no seu processo de formação, são
eletrizadas e, ao passar por um pequeno orifício, ficam
sujeitas a um campo elétrico uniforme, estabelecido
entre as duas placas A (com carga positiva) e B (com
carga negativa), mostradas na figura.

3. CASD Vestibulares FRENTE N 3
Na gota, além do peso e da força elétrica, age uma
força de resistência do ar, contrária ao movimento
daquela, cujo módulo é calculado pela seguinte
expressão:
Fresistência do ar = 1,669. 10−7
. v
onde v é o módulo da a velocidade da gota em m/s.
Sabendo que o vaporizador gera gotas de massa
4,71.10-7 kg e com excesso de 1010 elétrons, que o
campo elétrico no aparato foi ajustado para 1912 N/C,
que a gravidade local é vertical, para baixo e vale 10
m/s² e que as gotas caem com velocidade constante de
10 m/s, determine o módulo da carga elétrica do elétron
medida nas condições experimentais descritas.
a) 1,58.10-19 C
b) 1,59.10-19 C
c) 1,60.10-19 C
d) 1,61.10-19 C
e) 1,62.10-19 C
RESOLUÇÃO 1
ALTERNATIVA C
O instante em que o móvel altera o sentido de seu
movimento é aquele em que sua velocidade é nula!
Portanto, devemos determinar a função horária da
velocidade do móvel e calcular para qual valor do
tempo a velocidade será igual a 0.
Comparando a função dada com a função horária da
posição do MUV, obtemos:
𝑥( 𝑡) = 𝑥0 + 𝑣0 𝑡 +
𝑎
2
𝑡2
𝑥( 𝑡) = 𝑡2
− 12𝑡 + 30
𝒙 𝟎 = 𝟑𝟎 𝒎
𝒗 𝟎 = −𝟏𝟐 𝒎/𝒔
𝒂 = 𝟒 𝒎/𝒔 𝟐
Logo a função horária da velocidade será:
𝑣( 𝑡) = 𝑣0 + 𝑎𝑡 ⇒ 𝑣( 𝑡) = −12+ 4𝑡
Devemos calcular para qual valor do tempo a
velocidade será nula, logo:
0 = −12 + 4𝑡 ⇒ 𝑡 = 3 𝑠
Substituindo 𝑡 = 3 na função horária da posição do
móvel, obteremos sua posição:
𝑥 = (3)2
− 12(3) + 30 ⇒ 𝑥 = 12 𝑚
RESOLUÇÃO 2
ALTERNATIVA B
A estrada é composta por duas metades de tamanho d
cada uma, sendo que a primeira metade é percorrida
num tempo 𝒕 𝟏 = 𝟏𝟎 𝒔 e a segunda metade percorrida
num tempo 𝒕 𝟐 que queremos calcular.
Vamos aplicar a função horária do MUV para a primeira
metade do percurso:
△ 𝑠 = 𝑣0 𝑡1 +
𝑎
2
𝑡1
2
⇒ 𝑑 =
𝑎
2
102 ⇒ 𝒅 = 𝟓𝟎𝒂
𝑣( 𝑡) = 𝑣0 + 𝑎𝑡 ⇒ 𝒗 𝒇 = 𝟏𝟎𝒂
Assim, o móvel terá que percorrer a mesma distância d,
começando agora com uma velocidade inicial dada por
𝒗 𝒇 = 𝟏𝟎𝒂, acima calculada.
△ 𝑠 = 𝑣0 𝑡 +
𝑎
2
𝑡2
⇒ 𝑑 = 𝑣0 𝑡2 +
𝑎
2
𝑡2
2
𝟓𝟎𝒂 = ( 𝟏𝟎𝒂) 𝑡2 +
𝑎
2
𝑡2
2
⇒ 50 = 10𝑡2 +
1
2
𝑡2
2
50 = 10𝑡2 +
1
2
𝑡2
2
⇒ 𝑡2
2
+ 20𝑡2 − 100 = 0
Resolvendo essa equação do segundo grau obtemos:
𝑡2 =
−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
=
−20 ± √400 − 4(1)(−400)
2(1)
𝑡2 =
−20 ± √800
2
=
−20 ± 20√2
2
Ou seja, as duas raízes são:
𝐭 𝟐 = −𝟏𝟎 + 𝟏𝟎√𝟐 ≈ −𝟏𝟎+ 𝟏𝟎( 𝟏,𝟒𝟏) = 𝟒, 𝟏 𝐬
𝑡2 = −10 − 10√2 ≈ −10 − 10(1,41) = −24,1 𝑠
Somente a raiz positiva tem sentido físico, logo será
gasto um tempo de 4,1 s para percorrer a metade
restante.
RESOLUÇÃO 3
ALTERNATIVA B
Decompondo as forças nas direções normal e paralela
ao plano:
𝐹𝑒𝑙 = 𝑃𝑠𝑒𝑛( 𝜃) ⟹ 𝑘∆𝑥 = 𝑚𝑔𝑠𝑒𝑛(30°)
Logo: ∆𝑥 = 0,1 𝑚 = 10 𝑐𝑚.
RESOLUÇÃO 4
ALTERNATIVA A
Decompondo a força peso nas direções do movimento
(x) e Normal (y):
𝑃𝑥 = 𝑃𝐴 𝑠𝑒𝑛(30°)
𝑃𝑦 = 𝑃𝐴 𝑐𝑜𝑠(30°)

4. 4 FRENTE N CASD Vestibulares
Assim, aplicando a Segunda Lei de Newton à direção
de movimento do bloco:
𝐹𝑅𝑥 = 𝑃𝑥 − 𝑇 = 𝑚 𝐴 𝑎𝐴 (1) – Bloco A descendo;
Aplicando também o Princípio Fundamental da
Dinâmica ao bloco B:
𝐹𝑅 = 𝑇 − 𝑚 𝐵 𝑔 = 𝑚 𝐵 𝑎 𝐵 (2) – Bloco B subindo;
Sendo o fio inextensível, temos que os blocos
apresentam mesmas acelerações escalares, ou seja,
𝑎𝐴 = 𝑎 𝐵 = 𝑎.
Somando as eqs. (1) e (2):
𝑃𝑥 − 𝑇 + 𝑇 − 𝑚 𝐵 𝑔 = (𝑚 𝐴+ 𝑚 𝐵)𝑎 
𝑚 𝐴 𝑠𝑒𝑛(30°) 𝑔 − 𝑚 𝐵 𝑔 = (𝑚 𝐴+ 𝑚 𝐵)𝑎 
𝑎 = 0.
Logo o sistema não se move e, pela equação (2):
𝑇 = 𝑚 𝐵 𝑔  𝑇 = 50 𝑁.
RESOLUÇÃO 5
ALTERNATIVA D
Todo raio paralelo ao eixo principal que incide na
superfície refletora, tem o raio refletido no foco.
RESOLUÇÃO 6
ALTERNATIVA A
Dados: R=1m; p1=10cm e A2=5
A distância focal desse espelho é:
Para o objeto situado a 10cm do espelho, o aumento
(A1) pode ser calculado pela equação do aumento linear
transversal:
Para que a imagem fosse direita e ampliada cinco
vezes o aumento seria A2=+5. Para tal, a distância do
objeto ao espelho seria p2.
Aplicando novamente a expressão do aumento:
RESOLUÇÃO 7
ALTERNATIVA D
A linha de força representa o campo elétrico no sentido
de que em cada ponto dela, ao traçarmos uma
tangente, obtém-se a direção e o sentido do campo
elétrico. Dessa forma, ao soltarmos uma carga de prova
positiva ao longo de uma linha de força, ela sofrerá uma
aceleração no mesmo sentido da linha, já que agirá na
carga uma força elétrica com mesmo sentido do campo.
Dessa forma, como as linhas apontam da carga postiva
para a negativa, a carga de prova se moverá
espontaneamente nesse sentido. Como o campo
mostrado na figura da questão não é uniforme, a força
também não será constante, portanto, a aceleração não
será constante.
RESOLUÇÃO 8
ALTERNATIVA B
A gota cai com velocidade constante. Dessa forma, a
força resultante sobre ela é nula e a força de resistência
do ar, por ser contrária ao movimento, apontará para
cima. O campo elétrico entre as placas carregadas
aponta para baixo, mas como há um excesso de
elétrons na gota, temos uma carga negativa e a força
elétrica apontará, portanto, para cima. Desenhando as
forças que atuam na gota, temos:
Dessa forma, podemos escrever:
Fele + Fresistência do ar = P
Substituindo as fórmulas da força elétrica, do peso e da
resistência do ar (que foi dada no enunciado):
qE + 1,669. 10−7
.v = m. g
Do enunciado, temos os dados: m = 4,71.10-7 kg, g = 10
m/s², v = 10 m/s, E = 1912 N/C e q = n.e = 1010.e (carga
do elétron = carga elétrica elementar). Substituindo
esses dados na expressão acima:
1010
. e. 1912 + 1,669. 10−7
.10 = 4,71. 10−7
. 10
1,912. 1013
. e = (4,71 − 1,669). 10−6
1,912. e = 3,041. 10−19
e =
3,041
1,912
. 10−19
e = 1,59. 10−19
C