Questões de Física - FUVEST 2012 | Gabarito e resoluções

(FUVEST2012 - 2 FASE) A energia que um atleta gasta pode ser determinada pelo volume de oxignio por ele consumido na respirao. Abaixo est apresentado o grfico do volume V de oxignio, em litros por minuto, consumido por um atleta de massa corporal de 70 kg, em funo de sua velocidade, quando ele anda ou corre. Considerando que para cada litro de oxignio consumido so gastas 5 kcal e usando as informaes do grfico, determine, para esse atleta, a) a velocidade a partir da qual ele passa a gastar menos energia correndo do que andando; b) a quantidade de energia por ele gasta durante 12 horas de repouso (parado); c) a potncia dissipada, em watts, quando ele corre a 15 km/h; d) quantos minutos ele deve andar, a 7 km/h, para gastar a quantidade de energia armazenada com a ingesto de uma barra de chocolate de 100 g, cujo contedo energtico 560 kcal. NOTE E ADOTE 1 cal = 4 J.

(FUVEST2012 - 2 FASE) Nina e Jos esto sentados em cadeiras, diametralmente opostas, de uma roda gigante que gira com velocidade angular constante. Num certo momento, Nina se encontra no ponto mais alto do percurso e Jos, no mais baixo; aps 15s, antes de a roda completar uma volta, suas posies esto invertidas. A roda gigante tem raio R = 20m e as massas de Nina e Jos so respectivamente,. Calcule a) o mdulo v da velocidade linear das cadeiras da roda gigante; b) o mdulo da acelerao radial de Nina e de Jos; c) Os mdulos e das foras normais que as cadeiras exercem, respectivamente, sobre Nina e sobre Jos no instante em que Nina se encontra no ponto mais alto do percurso e Jos, no mais baixo. NOTE E ADOTE = 3 Acelerao da gravidade g = 10m/s

(FUVEST2012 - 2 FASE) A figura ao lado representa, de forma esquemtica, a instalao eltrica de uma residncia, com circuitos de tomadas de uso geral e circuito especfico para um chuveiro eltrico. Nessa residncia, os seguintes equipamentos permaneceram ligados durante 3 horas a tomadas de uso geral, conforme o esquema da figura: um aquecedor eltrico (Aq) de 990 W, um ferro de passar roupas de 980 W e duas lmpadas, L1 e L2, de 60 W cada uma. Nesse perodo, alm desses equipamentos, um chuveiro eltrico de 4400 W, ligado ao circuito especfico, como indicado na figura, funcionou durante 12 minutos. Para essas condies, determine a) a energia total, em kWh, consumida durante esse perodo de 3 horas; b) a corrente eltrica que percorre cada um dos fios fase, no circuito primrio do quadro de distribuio, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados; c) a corrente eltrica que percorre o condutor neutro, no circuito primrio do quadro de distribuio, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados. NOTE A ADOTE A tenso entre fase e neutro 110 V e, entre as fases, 220 V. Ignorar perdas dissipativas nos fios. O smbolorepresenta o ponto de ligao entre dois fios.

(FUVEST2012 - 2 FASE) Um rapaz com chapu observa sua imagem em um espelho plano e vertical. O espelho tem o tamanho mnimo necessrio, y = 1,0 m, para que o rapaz, a uma distncia d = 0,5 m, veja a sua imagem do topo do chapu ponta dos ps. A distncia de seus olhos ao piso horizontal h = 1,60 m. A figura da pgina de resposta ilustra essa situao e, em linha tracejada, mostra o percurso do raio de luz relativo formao da imagem do ponto mais alto do chapu. a) Desenhe, na figura da pgina de resposta, o percurso do raio de luz relativo formao da imagem da ponta dos ps do rapaz (Figura abaixo). b) Determine a altura H do topo do chapu ao cho. c) Determine a distncia Y da base do espelho ao cho. d) Quais os novos valores do tamanho mnimo do espelho ( y ) e da distncia da base do espelho ao cho ( Y ) para que o rapaz veja sua imagem do topo do chapu ponta dos ps, quando se afasta para uma distncia d igual a 1 m do espelho? NOTE E ADOTE O topo do chapu, os olhos e a ponta dos ps do rapaz esto em uma mesma linha vertical.

(FUVEST2012 - 2 FASE) Um ciclista pedala sua bicicleta, cujas rodas completam uma volta a cada 0,5 segundo. Em contato com a lateral do pneu dianteiro da bicicleta, est o eixo de um dnamo que alimenta uma lmpada, conforme a figura ao lado. Os raios da roda dianteira da bicicleta e do eixo do dnamo so, respectivamente, R = 50 cm e r = 0,8 cm. Determine a) os mdulos das velocidades angulares da roda dianteira da bicicleta e do eixo do dnamo, em rad/s; b) o tempo T que o eixo do dnamo leva para completar uma volta; c) a fora eletromotriz que alimenta a lmpada quando ela est operando em sua potncia mxima. NOTE E ADOTE O filamento da lmpada tem resistncia eltrica de quando ela est operando em sua potncia mxima de 24 W. Considere que o contato do eixo do dnamo com o pneu se d em R = 50 cm.

(FUVEST2012 - 2 FASE) Em um laboratrio de fsica, estudantes fazem um experimento em que radiao eletromagntica de comprimento de onda incide em uma placa de sdio, provocando a emisso de eltrons. Os eltrons escapam da placa de sdio com energia cintica mxima Ec = E W, sendo E a energia de um fton da radiao e W a energia mnima necessria para extrair um eltron da placa. A energia de cada fton E = h f, sendo h a constante de Planck e f a frequncia da radiao. Determine a) a frequncia f da radiao incidente na placa de sdio; b) a energia E de um fton dessa radiao; c) a energia cintica mxima Ec de um eltron que escapa da placa de sdio; d) a frequncia f0 da radiao eletromagntica, abaixo da qual impossvel haver emisso de eltrons da placa de sdio.

(FUVEST2012 - 1 FASE) A seguinte notcia foi veiculada por ESTADAO.COM.BR/Internacional na tera-feira, 5 de abril de 2011: TQUIO - A empresa Tepco informou, nesta tera-feira, que, na gua do mar, nas proximidades da usina nuclear de Fukushima, foi detectado nvel de iodo radioativo cinco milhes de vezes superior ao limite legal, enquanto o csio-137 apresentou ndice 1,1 milho de vezes maior. Uma amostra recolhida no incio de segunda-feira, em uma rea marinha prxima ao reator 2 de Fukushima, revelou uma concentrao de iodo-131 de 200 mil becquerels por centmetro cbico. Se a mesma amostra fosse analisada, novamente, no dia 6 de maio de 2011, o valor obtido para a concentrao de iodo-131 seria, aproximadamente, em

(FUVEST2012 - 1 FASE)Energia eltrica gerada em Itaipu transmitida da subestao de Foz do Iguau (Paran) a Tijuco Preto (So Paulo), em alta tenso de 750 kV, por linhas de 900 km de comprimento. Se a mesma potncia fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30 kV, que a tenso utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria, aproximadamente,

(FUVEST2012 - 1 FASE)A figura abaixo representa imagens instantneas de duas cordas flexveis idnticas, e , tracionadas por foras diferentes, nas quais se propagam ondas. Durante uma aula, estudantes afirmaram que as ondas nas cordas e tm: A mesma velocidade de propagao. O mesmo comprimento de onda. A mesma frequncia. Est correto apenas o que se afirma em

(FUVEST2012 - 1 FASE)Em uma aula de laboratrio, os estudantes foram divididos em dois grupos. O grupo A fez experimentos com o objetivo de desenhar linhas de campo eltrico e magntico. Os desenhos feitos esto apresentados nas figuras I, II, III e IV abaixo. Aos alunos do grupo B, coube analisar os desenhos produzidos pelo grupo A e formular hipteses. Dentre elas, a nica correta que as figuras I, II, III e IV podem representar, respectivamente, linhas de campo

(FUVEST2012 - 1 FASE)O grfico abaixo representa a fora F exercida pela musculatura eretora sobre a coluna vertebral, ao se levantar um peso, em funo do ngulo , entre a direo da coluna e a horizontal. Ao se levantar pesos com postura incorreta, essa fora pode se tornar muito grande, causando dores lombares e problemas na coluna. Com base nas informaes dadas e no grfico acima, foram feitas as seguintes afirmaes: I. Quanto menor o valor de , maior o peso que se consegue levantar. II. Para evitar problemas na coluna, um halterofilista deve procurar levantar pesos adotando postura corporal cujo ngulo seja grande. III. Quanto maior o valor de , menor a tenso na musculatura eretora ao se levantar um peso. Est correto apenas o que se afirma em

(FUVEST2012 - 1 FASE) Maria e Lusa, ambas de massa M, patinam no gelo. Lusa vai ao encontro de Maria com velocidade de mdulo V. Maria, parada na pista, segura uma bola de massa m e, num certo instante, joga a bola para Lusa. A bola tem velocidade de mdulo, na mesma direo de . Depois que Lusa agarra a bola, as velocidades de Maria e Lusa, em relao ao solo, so, respectivamente,

(FUVEST 2012 - 2 FASE) O rtulo de um frasco contendo determinada substncia X traz as seguintes informaes: a) Considerando as informaes apresentadas no rtulo, qual o estado fsico da substncia contida no frasco, a 1 atm e 25 C? Justifique b) Em um recipiente, foram adicionados, a 25 C, 56,0 g da substncia X e 200,0 g de gua. Determine a massa da substncia X que no se dissolveu em gua. Mostre os clculos. c) Complete o esquema da pgina de resposta, representando a aparncia visual da mistura formada pela substncia X e gua quando, decorrido certo tempo, no for mais observada mudana visual. Justifique.

(FUVEST 2012 - 2 FASE) Um pequeno cata-vento do tipo Savonius, como o esquematizado na figura ao lado, acoplado a uma bomba dgua, utilizado em uma propriedade rural. A potncia til P (W) desse sistema para bombeamento de gua pode ser obtida pela expresso P = 0,1 x A x v3 , em que A (m2) a rea total das ps do cata-vento e v (m/s), a velocidade do vento. Considerando um cata-vento com rea total das ps de 2 m2 , velocidade do vento de 5 m/s e a gua sendo elevada de 7,5 m na vertical, calcule a) a potncia til P do sistema; b) a energia E necessria para elevar 1l de gua; c) o volume V1 de gua bombeado por segundo; d) o volume V2 de gua, bombeado por segundo, se a velocidade do vento cair pela metade.

(FUVEST - 2012)Num ambiente iluminado, ao focalizar um objetodistante, o olho humano se ajusta a essa situao. Se apessoa passa, em seguida, para um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto prximo, a ris