Questões de Física - FUVEST 2006 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2006)Na poca da formao da Terra, estimada como tendo ocorrido h cerca de 4,2 bilhes de anos, os istopos de Urnio radioativo 235U e 238U existiam em maior quantidade, pois, ao longo do tempo, parte deles desintegrouse, deixando de existir como elemento Urnio. Alm disso, eram encontrados em propores diferentes das de hoje, j que possuem meias-vidas diferentes. Atualmente, em uma amostra de 1,000 kg de Urnio, h 0,993 kg de 238U e 0,007 kg de 235U, de modo que o 235U corresponde a 0,7% da massa total e tem importncia estratgica muito grande, pela sua utilizao em reatores nucleares. a) Estime a massa M238, em kg, de uma amostra de 238U, na poca da formao da Terra, a partir da qual restaram hoje 0,993 kg de 238U. b) Estime, levando em conta o nmero de meias-vidas do 235U, a massa M235, em kg, de uma amostra de 235U, na poca da formao da Terra, a partir da qual restaram hoje 0,007 kg de 235U. c) Estime a porcentagem P em massa de 235U em relao massa total de Urnio em uma amostra na poca da formao da Terra.

(FUVEST - 2006) Uma pequena esfera,com carga eltrica positiva Q = 1,5 x 10-9 C, est a uma altura D = 0,05 m acima da superfcie de uma grande placa condutora, ligada Terra, induzindo sobre essa superfcie cargas negativas, como na figura 1. O conjunto dessas cargas estabelece um campo eltrico que idntico, apenas na parte do espao acima da placa, ao campo gerado por uma carga +Q e uma carga -Q, como se fosse uma imagem de Q que estivesse colocada na posio representada na figura 2. a) Determine a intensidade da fora F, em N, que age sobre a carga +Q, devida s cargas induzidas na placa. b) Determine a intensidade do campo eltrico E0, em V/m, que as cargas negativas induzidas na placa criam no ponto onde se encontra a carga +Q. c) Represente, no diagrama abaixo, no ponto A, os vetores campo eltrico e , causados, respectivamente, pela carga +Q e pelas cargas induzidas na placa, bem como o campo resultante, EA r . O ponto A est a uma distncia D do ponto O da figura e muito prximo placa, mas acima dela. d) Determine a intensidade do campo eltrico resultante EA, em V/m, no ponto A.

(FUVEST - 2006)Dois tanques cilndricos verticais, A e B, de 1,6 m de altura e interligados, esto parcialmente cheios de gua e possuem vlvulas que esto abertas, como representado na figura para a situao inicial. Os tanques esto a uma temperatura T0 = 280 K e presso atmosfrica P0. Em uma etapa de um processo industrial, apenas a vlvula A fechada e, em seguida, os tanques so aquecidos a uma temperatura T1, resultando na configurao indicada na figura para a situao final. a) Determine a razo R1 = P1/P0, entre a presso final P1 e a presso inicial P0 do ar no tanque A. b) Determine a razo R2 = T1/T0, entre a temperatura final T1 e a temperatura inicial T0 dentro dos tanques. c) Para o tanque B, determine a razo R3 = m0/m1 entre a massa de ar m0 contida inicialmente no tanque B e a massa de ar final m1, temperatura T1, contida nesse mesmo tanque.

(FUVEST - 2006)Um elevador de carga, com massa M = 5 000 kg, suspenso por um cabo na parte externa de um edifcio em construo. Nas condies das questes abaixo, considere que o motor fornece a potncia P = 150 kW. a) Determine a fora F1, em N, que o cabo exerce sobre o elevador, quando ele puxado com velocidade constante. b) Determine a fora F2, em N, que o cabo exerce sobre o elevador, no instante em que ele est subindo com uma acelerao para cima de mdulo a = 5 m/s2. c) Levando em conta a potncia P do motor, determine a velocidade V2, em m/s, com que o elevador estar subindo, nas condies do item (b) (a = 5 m/s2 ). d) Determine a velocidade mxima VL, em m/s, com que o elevador pode subir quando puxado pelo motor.

(FUVEST - 2006)Um gaveteiro, cujas dimenses esto indicadas no corte transversal, em escala, representado nas figuras, possui trs gavetas iguais, onde foram colocadas massas de 1 kg, 8 kg e 3 kg, distribudas de modo uniforme, respectivamente no fundo das gavetas G1, G2 e G3. Quando a gaveta G2 puxada, permanecendo aberta, existe o risco de o gaveteiro ficar desequilibrado e inclinar-se para frente a) Indique, no esquema abaixo, a posio do centro de massa de cada uma das gavetas quando fechadas, identificando esses pontos com o smbolo . b) Determine a distncia mxima D, em cm, de abertura da gaveta G2 , nas condies da figura 2, de modo que o gaveteiro no tombe para frente. c) Determine a maior massa Mmax , em kg, que pode ser colocada em G2 , sem que haja risco de desequilibrar o gaveteiro quando essa gaveta for aberta completamente, mantendo as demais condies.

(FUVEST - 2006)Uma pista de skate, para esporte radical, montada a partir de duas rampas R1 e R2, separadas entre A e B por uma distncia D, com as alturas e ngulos indicados na figura. A pista foi projetada de tal forma que um skatista, ao descer a rampa R1, salta no ar, atingindo sua altura mxima no ponto mdio entre A e B, antes de alcanar a rampa R2. a) Determine o mdulo da velocidade VA, em m/s, com que o skatista atinge a extremidade A da rampa R1. b) Determine a altura mxima H, em metros, a partir do solo, que o skatista atinge, no ar, entre os pontos A e B. c) Calcule qual deve ser a distncia D, em metros, entre os pontos A e B, para que o skatista atinja a rampa R2 em B, com segurana.

(FUVEST - 2006)Uma figura gravada em uma folha de plstico (transparncia) foi projetada sobre uma parede branca, usando-se uma fonte de luz e uma nica lente, colocada entre a folha e a parede, conforme esquema ao lado. A transparncia e a imagem projetada, nas condies de tamanho e distncia usadas, esto representadas, em escala, na folha de respostas. As figuras 1 e 2 correspondem a vistas de frente e a figura 3, a vista lateral. a) Determine, no esquema abaixo,traando as linhas de construo apropriadas, a posio onde foi colocada a lente, indicando essa posio por uma linha vertical e a letra L. Marque o centro ptico da lente e indique sua posio pela letra C. b) Determine graficamente, no esquema da folha de resposta, traando as linhas de construo apropriadas, a posio de cada um dos focos da lente, indicando suas posies pela letra F. c) Represente, indicando por Bnova, na figura 2, a posio da linha B, quando o centro ptico da lente for rebaixado em 10 cm (1 quadradinho).