Questões de Física - FUVEST 2008 | Gabarito e resoluções

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Um roqueiro iniciante improvisa efeitos especiais, utilizando gelo seco (CO2 slido) adquirido em uma fbrica de sorvetes. Embora o incio do show seja meia-noite (24 h), ele o compra s 18 h, mantendo-o em uma geladeira de isopor, que absorve calor a uma taxa de aproximadamente 60 W, provocando a sublimao de parte do gelo seco. Para produzir os efeitos desejados, 2 kg de gelo seco devem ser jogados em um tonel com gua, a temperatura ambiente, provocando a sublimao do CO2 e a produo de uma nvoa. A parte visvel da nvoa, na verdade, constituda por gotculas de gua, em suspenso, que so carregadas pelo CO2 gasoso para a atmosfera, medida que ele passa pela gua do tonel. Estime: a) A massa de gelo seco, Mgelo, em kg, que o roqueiro tem de comprar, para que, no incio do show, ainda restem os 2 kg necessrios em sua geladeira. b) A massa de gua, Mgua, em kg, que se transforma em nvoa com a sublimao de todo o CO2, supondo que o gs, ao deixar a gua, esteja em CNTP, incorporando 0,01g de gua por cm3 de gs formado.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Em um museu, um sistema tico permite que o visitante observe detalhes de um quadro sem se aproximar dele. Nesse sistema, uma lente convergente, de distncia focal fixa, projeta a imagem do quadro (ou parte dela) sobre uma tela de receptores, que reproduzem essa imagem em um monitor (do mesmo tamanho da tela). O sistema pode ser aproximado ou afastado do quadro, pelo visitante, que deve ainda ajustar a distncia entre a lente e a tela, para focalizar a imagem na tela. A Figura 1, da pgina de respostas, esquematiza a situao em que um quadro projetado na tela/monitor. A Figura 2 esquematiza a situao em que o visitante aproxima a lente do quadro e ajusta a distncia lentetela, obtendo uma imagem ntida na tela/monitor. Para verificar o que observado, nesse caso, pelo visitante, a) assinale, na Figura 1 da pgina de respostas, traando as linhas de construo necessrias, a posio do foco da lente, indicando-a pela letra F. b) assinale, na Figura 2 da pgina de respostas, traando as linhas de construo necessrias, a nova posio da tela para que a imagem seja projetada com nitidez, indicando-a pela letra T. c) desenhe, na Figura 2, a imagem formada sobre a tela, tal como vista no monitor.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)A propagao de ondas na gua estudada em grandes tanques, com detectores e softwares apropriados. Em uma das extremidades de um tanque, de 200 m de comprimento, um dispositivo D produz ondas na gua, sendo que o perfil da superfcie da gua, ao longo de toda a extenso do tanque, registrado por detectores em instantes subseqentes. Um conjunto de ondas, produzidas com freqncia constante, tem seu deslocamento y, em funo do tempo, representado ao lado, tal como registrado por detectores fixos na posio x = 15 m. Para esse mesmo conjunto de ondas, os resultados das medidas de sua propagao ao longo do tanque so apresentados na pgina de respostas. Esses resultados correspondem aos deslocamentos y do nvel da gua em relao ao nvel de equilbrio (y = 0 m), medidos no instante t = 25 s para diversos valores de x. A partir desses resultados: a) Estime a freqncia f, em Hz, com que as ondas foram produzidas. b) Estime o comprimento de onda L, em metros, das ondas formadas. c) Estime a velocidade V, em m/s, de propagao das ondas no tanque. d) Identifique, no grfico da pgina de respostas (t = 25 s), as posies das ondas A, B, C, D e E, assinaladas na figura acima, ainda que, como pode ser observado, as amplitudes dessas ondas diminuam com sua propagao.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Duas pequenas esferas iguais, A e B, carregadas, cada uma, com uma carga eltrica Q igual a 4,8 x 109 C, esto fixas e com seus centros separados por uma distncia de 12 cm. Deseja-se fornecer energia cintica a um eltron, inicialmente muito distante das esferas, de tal maneira que ele possa atravessar a regio onde se situam essas esferas, ao longo da direo x, indicada na figura, mantendo-se eqidistante das cargas. a) Esquematize, na figura da pgina de respostas, a direo e o sentido das foras resultantes F1 e F2, que agem sobre o eltron quando ele est nas posies indicadas por P1 e P2. b) Calcule o potencial eltrico V, em volts, criado pelas duas esferas no ponto P0. c) Estime a menor energia cintica E, em eV, que deve ser fornecida ao eltron, para que ele ultrapasse o ponto P0 e atinja a regio direita de P0 na figura.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Utilizando-se um gerador, que produz uma tenso V0, deseja-se carregar duas baterias, B-1 e B-2, que geram respectivamente 15 V e 10 V, de tal forma que as correntes que alimentam as duas baterias durante o processo de carga mantenham-se iguais (i1 = i2 = i). Para isso, utilizada a montagem do circuito eltrico representada ao lado, que inclui trs resistores R1, R2 e R3, com respectivamente 25 , 30 e 6 , nas posies indicadas. Um voltmetro inserido no circuito para medir a tenso no ponto A. a) Determine a intensidade da corrente i, em ampres, com que cada bateria alimentada. b) Determine a tenso VA, em volts, indicada pelo voltmetro, quando o sistema opera da forma desejada. c) Determine a tenso V0, em volts, do gerador, para que o sistema opere da forma desejada.