Questões de Física - FUVEST 2018 | Gabarito e resoluções

(FUVEST -2018 - 1 FASE ) Atualmente so usados LEDs (Light Emitting Diode) na iluminao domstica. LEDs so dispositivos semicondutores que conduzem a corrente eltrica apenas em um sentido. Na figura, h um circuito de alimentao de um LED (L) de 8 W, que opera com 4 V, sendo alimentado por uma fonte (F) de 6 V. O valor da resistncia do resistor (R), em , necessrio para que o LED opere com seus valores nominais , aproximadamente,

(FUVEST -2018 - 1 FASE ) Em 2016, as lmpadas incandescentes tiveram sua venda definitivamente proibida no pas, por razes energticas. Uma lmpada fluorescente, considerada energeticamente eficiente, consome 28 W de potncia e pode produzir a mesma intensidade luminosa que uma lmpada incandescente consumindo a potncia de 100 W. A vida til mdia da lmpada fluorescente de 10.000 h e seu preo mdio de R$ 20,00, enquanto a lmpada incandescente tem vida til de 1.000 h e cada unidade custaria, hoje, R$ 4,00. O custo da energia de R$ 0,25 por quilowatt-hora. O valor total, em reais, que pode ser poupado usando uma lmpada fluorescente, ao longo da sua vida til, ao invs de usar lmpadas incandescentes para obter a mesma intensidade luminosa, durante o mesmo perodo de tempo,

(FUVEST - 2018 - 2 fase) O prmio Nobel de Fsica de 2017 foi conferido aos trs cientistas que lideraram a colaborao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), responsvel pela primeira deteco direta de ondas gravitacionais, ocorrida em 14 de setembro de 2015. O LIGO constitudo por dois detectores na superfcie da Terra, distantes 3.000 quilmetros entre si. Os sinais detectados eram compatveis com os produzidos pela fuso de dois buracos negros de massas aproximadamente iguais a 36 e 29 massas solares. Essa fuso resultou em um nico buraco negro de 62 massas solares a uma distncia de 1,34 bilho de anos-luz da Terra. a) A deteco foi considerada legtima porque os sinais foram registrados com diferena de tempo compatvel com a distncia entre os detectores. Considerando que as ondas gravitacionais se propaguem com a velocidade da luz, obtenha a maior diferena de tempo, t, que pode ser aceita entre esses registros para que os sinais ainda sejam considerados coincidentes. b) Foi estimado que, no ltimo 0,2 s da fuso, uma quantidade de energia equivalente a trs massas solares foi irradiada sob a forma de ondas gravitacionais. Calcule a potncia, P, irradiada. c) A emisso decorrente da fuso desses dois buracos negros deu origem a ondas gravitacionais, cuja potncia irradiada foi maior do que a potncia irradiada sob a forma de ondas eletromagnticas por todas as estrelas do Universo. Para quantificar esta afirmao, calcule a potncia total irradiada pelo Sol. Obtenha o nmero N de sis necessrios para igualar a potncia obtida no item b

(FUVEST - 2018 - 2 fase) Duas caixas, A e B, de massas mA e mB , respectivamente, precisam ser entregues no 40 andar de um edifcio. O entregador resolve subir com as duas caixas em uma nica viagem de elevador e a figura I ilustra como as caixas foram empilhadas. Um sistema constitudo por motor e freios responsvel pela movimentao do elevador; as figuras II e III ilustram o comportamento da acelerao e da velocidade do elevador. O elevador acelerado ou desacelerado durante curtos intervalos de tempo, aps o que ele adquire velocidade constante. Analise a situao sob o ponto de vista de um observador parado no solo. Os itens a, b e c, referem-se ao instante de tempo em que o elevador est subindo com o valor mximo da acelerao, cujo mdulo a = 1 m/s2 . a) Obtenha o mdulo da fora resultante, FA, que atua sobre a caixa A. b) As figuras na pgina de respostas representam esquematicamente as duas caixas e o cho do elevador. Faa, nas figuras correspondentes, os diagramas de foras indicando as que agem na caixa A e na caixa B. c) Obtenha o mdulo, FS, da fora de contato exercida pela caixa A sobre a caixa B. d) Como o cliente recusou a entrega, o entregador voltou com as caixas. Considere agora um instante em que o elevador est descendo com acelerao para baixo de mdulo a = 1 m/s2 . Obtenha o mdulo, FD, da fora de contato exercida pela caixa A sobre a caixa B.

(FUVEST - 2018 - 1a fase) Dois atletas correm com velocidades constantes em uma pista retilnea, partindo simultaneamente de extremos opostos, A e B. Um dos corredores parte de A, chega a B e volta para A. O outro corredor parte de B, chega a A e volta para B. Os corredores cruzam-se duas vezes, a primeira vez a 800 metros de A e a segunda vez a 500 metros de B. O comprimento da pista, em metros,