Questões de Física - FUVEST 2013 | Gabarito e resoluções

(Fuvest 2013 2 fase) Uma das hipteses para explicar a extino dos dinossauros, ocorrida h cerca de 60 milhes de anos, foi a coliso de um grande meteoro com a Terra. Estimativas indicam que o meteoro tinha massa igual a 1016 kg e velocidade de 30 km/s, imediatamente antes da coliso. Supondo que esse meteoro estivesse se aproximando da Terra, numa direo radial em relao orbita desse planeta em torno do Sol, para uma coliso frontal, determine a) a quantidade de movimento Pi do meteoro imediatamente antes da coliso; b) a energia cintica Ec do meteoro imediatamente antes da coliso; c) a componente radial da velocidade da Terra, Vr, pouco depois da coliso; d) a energia Ed, em megatons, dissipada na coliso. Note e adote: A rbita da Terra circular. Massa da Terra: 6x1024 kg. 1 megaton = 4x1015 J a energia liberada pela exploso de um milho de toneladas de trinitrotolueno.

(Fuvest 2013 2 fase) O telmetro de superposio um instrumento tico, de concepo simples, que no passado foi muito utilizado em cmeras fotogrficas e em aparelhos de medio de distncias. Uma representao esquemtica de um desses instrumentos est na pgina de respostas. O espelho semitransparente E1 est posicionado a 45o em relao linha de viso, horizontal, AB. O espelho E2 pode ser girado, com preciso, em torno de um eixo perpendicular figura, passando por C, variando-se assim o ngulo entre o plano de E2 e a linha horizontal. Deseja-se determinar a distncia AB do objeto que est no ponto B ao instrumento. a) Desenhe na figura da pgina de respostas, com linhas cheias, os raios de luz que, partindo do objeto que est em B, atingem o olho do observador - um atravessa o espelho E1 e o outro refletido por E2 no ponto C. Suponha que ambos cheguem ao olho do observador paralelos e superpostos. b) Desenhe, com linhas tracejadas, o trajeto aproximado de um raio de luz que parte do objeto em B, incide em C e refletido por E2. Com o objeto em um ponto B especfico, o ngulo foi ajustado em 44, para que os raios cheguem ao olho do observador paralelos e superpostos. Nessa condio, c) determine o valor do ngulo entre as linhas AB e BC; d) com AC = 10 cm, determine o valor de AB.

(Fuvest 2013 2 fase) Um DJ, ao preparar seu equipamento, esquece uma caixa de fsforos sobre o disco de vinil, em um toca-discos desligado. A caixa se encontra a 10 cm do centro do disco. Quando o toca-discos ligado, no instante t = 0, ele passa a girar com acelerao angular constante = 1,1 rad/s2, at que o disco atinja a frequncia final f = 33 rpm que permanece constante. O coeficiente de atrito esttico entre a caixa de fsforos e o disco = 0,09. Determine a) a velocidade angular final do disco, , em rad/s; b) o instante tf em que o disco atinge a velocidade angular ; c) a velocidade angular do disco no instante tc em que a caixa de fsforos passa a se deslocar em relao ao mesmo; d) o ngulo total percorrido pela caixa de fsforos desde o instante t = 0 at o instante t = tc. Note e adote: Acelerao da gravidade local g =10 m/s2 e = 3

(Fuvest 2013 2 fase) Em uma aula de laboratório, os alunos determinaram a força eletromotriz e a resistência interna r de uma bateria. Para realizar a tarefa, montaram o circuito representado na figura abaixo e, utilizando o voltímetro, mediram a diferença de potencial V para diferentes valores da resistência R do reostato. A partir dos resultados obtidos, calcularam a corrente I no reostato e construíram a tabela apresentada na página de respostas. a) Complete a tabela, na página de respostas, com os valores da corrente I. b) Utilizando os eixos da página de respostas, faça o gráfico de V em função de I. c) Determine a força eletromotriz e a resistência interna r da bateria. Note e adote: Um reostato é um resistor de resistência variável. Ignore efeitos resistivos dos fios de ligação do circuito.

(Fuvest 2013 2 fase) Um equipamento, como o esquematizado na figura abaixo, foi utilizado por J. J. Thomson, no final do sculo XIX, para o estudo de raios catdicos em vcuo. Um feixe fino de eltrons (cada eltron tem massa m e carga e) com velocidade de mdulo Vo, na direo horizontal x, atravessa a regio entre um par de placas paralelas, horizontais, de comprimento L. Entre as placas, h um campo eltrico de mdulo constante E na direo vertical y. Aps sarem da regio entre as placas, os eltrons descrevem uma trajetria retilnea at a tela fluorescente T. Determine a) o mdulo a da acelerao dos eltrons enquanto esto entre as placas; b) o intervalo de tempo t que os eltrons permanecem entre as placas; c) o desvio y na trajetria dos eltrons, na direo vertical, ao final de seu movimento entre as placas; d) a componente vertical Vy da velocidade dos eltrons ao sarem da regio entre as placas note e adote: Ignore os efeitos de borda do campo eltrico; Ignore efeitos gravitacionais.

(Fuvest 2013 2 fase) A potncia eltrica instalada no Brasil 100 GW. Considerando que o equivalente energtico do petrleo seja igual a 4x107 J/L, que a potncia mdia de radiao solar por unidade de rea incidente na superfcie terrestre seja igual a 250 W/m2 e que a relao de equivalncia entre massa m e energia E expressa por E = mc2, determine a) a rea A de superfcie terrestre, na qual incide uma potncia mdia de radiao solar equivalente potncia eltrica instalada no Brasil; b) a energia eltrica EB consumida no Brasil em um ano, supondo que, em mdia, 80% da potncia instalada seja utilizada; c) o volume V de petrleo equivalente energia eltrica consumida no Brasil em um ano; d) a massa m equivalente energia eltrica consumida no Brasil em um ano. Note e adote: 1 GW = 109 W c = 3 x 108 m/s 1 ano = 3 x 107 s

(Fuvest 2013) Em um recipiente termicamente isolado e mantido a presso constante, socolocados 138 g de etanol lquido. A seguir, o etanol aquecido e sua temperatura T medidacomo funo da quantidade de calor Q a ele transferida. A partir do grfico de TxQ,apresentado na figura abaixo, pode-se determinar o calor especfico molar para o estadolquido e o calor latente molar de vaporizao do etanol como sendo, respectivamente,prximos de Dados: Frmula do etanol = C2H5OH; Massas molares = C(12g/mol), H(1g/mol), O(16g/mol).

(Fuvest 2013 1 fase) Compare as colises de uma bola de vlei e de uma bola de golfe com otrax de uma pessoa, parada e em p. A bola de vlei, com massa de 270 g, tem velocidadede 30 m/s quando atinge a pessoa, e a de golfe, com 45 g, tem velocidade de 60 m/s ao atingira mesma pessoa, nas mesmas condies. Considere ambas as colises totalmente inelsticas. correto apenas o que se afirma em: (Note e adote: a massa da pessoa muito maior que a massa das bolas; as colises sofrontais; o tempo de interao da bola de vlei com o trax da pessoa o dobro do tempo deinterao da bola de golfe; a rea mdia de contato da bola de vlei com o trax 10 vezesmaior que a rea mdia de contato da bola de golfe.)

(Fuvest 2013 1 fase) No experimento descrito a seguir, dois corpos, feitos de um mesmo material, de densidade uniforme, um cilndrico e o outro com forma de paraleleppedo, so colocados dentro de uma caixa, como ilustra a figura (vista de cima). Um feixe fino de raios X, com intensidadeconstante, produzido pelo gerador G, atravessa a caixa e atinge o detector D, colocado do outro lado. Gerador e detector esto acoplados e podem mover-se sobre um trilho. O conjunto Gerador-Detector ento lentamente deslocado ao longo da direo x, registrando-se a intensidade da radiao no detector, em funo de x. A seguir, o conjunto Gerador-Detector reposicionado, e as medidas so repetidas ao longo da direo y. As intensidades I detectadas ao longo das direes x e y so mais bem representadas por

(Fuvest 2013 2 fase) Um telefrico transporta turistas entre os picos A e B de dois morros. A altitude do pico A de 500m, a altitude do pico B de ͺ800me a distncia entre as retas verticais que passam por A e B de 900m. Na figura, T representa o telefrico em um momento de sua ascenso e xe yrepresentam, respectivamente, os deslocamentos horizontal e vertical do telefrico, em metros, at este momento. a) Qual o deslocamento horizontal do telefrico quando o seu deslocamento vertical igual a 20 m? b) Se o telefrico se desloca com velocidade constante de 1,5 m/s,quanto tempo o telefrico gasta para ir do pico A ao pico B?

(Fuvest 2013 1 fase) No circuito da figura, a diferena de potencial, em mdulo, entre os pontos A e B de

(Fuvest 2013 1 fase) Um raio proveniente de uma nuvem transportou para o solo uma carga de 10 C sob uma diferena de potencial de 100 milhes de volts. A energia liberada por esse raio

(Fuvest 2013 1 fase) A extremidade de uma fibra tica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser, acima da temperatura de fuso. A figura abaixo ilustra o formato da microlente para tempos de aquecimento crescentes (t1 t2 t3). Considere as afirmaes: I. O raio de curvatura da microlente aumenta com tempos crescentes de aquecimento. II. A distncia focal da microlente diminui com tempos crescentes de aquecimento. III. Para os tempos de aquecimento apresentados na figura, a microlente convergente. Est correto apenas o que se afirma em

(Fuvest 2013 1 fase) A energia potencial eltrica U de duas partculas em funo da distncia r que as separa est representada no grfico da figura abaixo. Uma das partculas est fixa em uma posio, enquanto a outra se move apenas devido fora eltrica de interao entre elas. Quando a distncia entre as partculas varia de ri = 3 x 10-10 m a rf = 9 x 10-10 m, a energia cintica da partcula em movimento

(Fuvest 2013 1 fase) Uma flauta andina, ou flauta de p, constituda por uma srie de tubos de madeira, de comprimentos diferentes, atados uns aos outros por fios vegetais. As extremidades inferiores dos tubos so fechadas. A frequncia fundamental de ressonncia em tubos desse tipo corresponde ao comprimento de onda igual a 4 vezes o comprimento do tubo. Em uma dessas flautas, os comprimentos dos tubos correspondentes, respectivamente, s notas Mi (660 Hz) e L (220 Hz) so, aproximadamente,