Questões de Física - FUVEST | Gabarito e resoluções

Questão
2012QuímicaFísica

(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

Questão
2012Física

(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.

Questão 1
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) Um forno solar simples foi construído com uma caixa de isopor, forrada internamente com papel alumínio e fechada com uma tampa de vidro de 40 cm 50 cm. Dentro desse forno, foi colocada uma pequena panela contendo 1 xícara de arroz e 300 ml de água à temperatura ambiente de 25 C. Suponha que os raios solares incidam perpendicularmente à tampa de vidro e que toda a energia incidente na tampa do forno a atravesse e seja absorvida pela água. Para essas condições, calcule: a) A potência solar total P absorvida pela água. b) A energia E necessária para aquecer o conteúdo da panela até 100 C. c) O tempo total T necessário para aquecer o conteúdo da panela até 100 C e evaporar 1/3 da água nessa temperatura (cozer o arroz). NOTE E ADOTE Potência solar incidente na superfície da Terra: 1 kW/m2 Densidade da água: 1g/cm3 Calor específico da água: 4 J/(g C) Calor latente de evaporação da água: 2200 J/g Desconsidere as capacidades caloríficas do arroz e da panela.

Questão 2
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) Num espetáculo de circo, um homem deita-se no chão do picadeiro e sobre seu peito é colocada uma tábua, de 30 cm 30 cm, na qual foram cravados 400 pregos, de mesmo tamanho, que atravessam a tábua. No clímax do espetáculo, um saco com 20 kg de areia é solto, a partir do repouso, de 5 m de altura em relação à tábua, e cai sobre ela. Suponha que as pontas de todos os pregos estejam igualmente em contato com o peito do homem. Determine: a) A velocidade do saco de areia ao tocar a tábua de pregos. b) A força média total aplicada no peito do homem se o saco de areia parar 0,05 s após seu contato com a tábua. c) A pressão, em N/cm2 , exercida no peito do homem por cada prego, cuja ponta tem 4 mm2 de área. NOTE E ADOTE Aceleração da gravidade no local: g = 10 m/s2 Despreze o peso da tábua com os pregos. Não tente reproduzir esse número de circo!

Questão 3
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) Trens de alta velocidade, chamados trens-bala, deverão estar em funcionamento no Brasil nos próximos anos. Características típicas desses trens são: velocidade máxima de 300 km/h, massa total (incluindo 500 passageiros) de 500 t e potência máxima dos motores elétricos igual a 8 MW. Nesses trens, as máquinas elétricas que atuam como motores também podem ser usadas como geradores, freando o movimento (freios regenerativos). Nas ferrovias, as curvas têm raio de curvatura de, no mínimo, 5 km. Considerando um trem e uma ferrovia com essas características, determine: a) O tempo necessário para o trem atingir a velocidade de 288 km/h, a partir do repouso, supondo que os motores forneçam a potência máxima o tempo todo. b) A força máxima na direção horizontal, entre cada roda e o trilho, numa curva horizontal percorrida a 288 km/h, supondo que o trem tenha 80 rodas e que as forças entre cada uma delas e o trilho tenham a mesma intensidade. c) A aceleração do trem quando, na velocidade de 288 km/h, as máquinas elétricas são acionadas como geradores de 8 MW de potência, freando o movimento. NOTE E ADOTE 1 t = 1000 kg Desconsidere o fato de que, ao partir, os motores demoram alguns segundos para atingir sua potência máxima.

Questão 4
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) A conversão de energia solar em energia elétrica pode ser feita com a utilização de painéis constituídos por células fotovoltaicas que, quando expostas à radiação solar, geram uma diferença de potencial U entre suas faces. Para caracterizar uma dessas células (C) de 20 cm2 de área, sobre a qual incide 1 kW/m2 de radiação solar, foi realizada a medida da diferença de potencial U e da corrente I, variando-se o valor da resistência R, conforme o circuito esquematizado na figura abaixo. Os resultados obtidos estão apresentados na tabela. U (volt) l(ampère) 0,10 1,0 0,20 1,0 0,30 1,0 0,40 0,98 0,50 0,90 0,52 0,80 0,54 0,75 0,56 0,62 0,58 0,40 0,60 0,00 a) Faça o gráfico da curva I U na figura impressa na folha de respostas (imagem abaixo). b) Determine o valor da potência máxima Pm que essa célula fornece e o valor da resistência R nessa condição. c) Determine a eficiência da célula C para U = 0,3 V. NOTE E ADOTE Eficiência =

Questão 5
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) Um jovem pesca em uma lagoa de gua transparente, utilizando, para isto, uma lana. Ao enxergar um peixe, ele atira sua lana na direo em que o observa. O jovem est fora da gua e o peixe est 1 m abaixo da superfcie. A lana atinge a gua a uma distncia x = 90 cm da direo vertical em que o peixe se encontra, como ilustra a figura abaixo. Para essas condies, determine: a) O ngulo ,de incidncia na superfcie da gua, da luz refletida pelo peixe. b) O ngulo que a lana faz com a superfcie da gua. c) A distncia y, da superfcie da gua, em que o jovem enxerga o peixe.

Questão 6
2011Física

(Fuvest 2011 - 2 fase) Para manter-se equilibrado em um tronco de árvore vertical, um pica-pau agarra-se pelos pés, puxando-se contra o tronco, e apoia sobre ele sua cauda, constituída de penas muito rígidas, conforme figura ao lado. No esquema impresso na folha de respostas estão indicadas as direções das forças nos pés (T) e na cauda (C) do pica-pau que passam pelo seu centro de massa (CM) e a distância da extremidade da cauda ao CM do pica-pau, que tem 1 N de peso (P). a) Calcule os momentos da forças P e C em relação ao ponto O indicado no esquema impresso na folha de respostas (imagem abaixo). b) Escreva a expressão para o momento da força T em relação ao ponto O e determine o módulo dessa força. c) Determine o módulo da força C na cauda do pica-pau. (esquema da folha de respostas)

Questão 14
2011Física

(FUVEST - 2011) Um gavio avista, abaixo dele, um melro e, para apanh-lo, passa a voarverticalmente, conseguindo agarr-lo. Imediatamente antes do instante em que o gavio, demassa MG = 300 g, agarra o melro, de massa MM = 100 g, as velocidades do gavio e do melroso, respectivamente, VG = 80 km/h na direo vertical, para baixo, e VM = 24 km/h na direohorizontal, para a direita, como ilustra a figura acima. Imediatamente aps a caa, o vetorvelocidade u do gavio, que voa segurando o melro, forma um ngulo com o plano horizontaltal que tg aproximadamente igual a:

Questão 16
2011Física

(FUVEST - 2011) Em um ponto fixo do espao, o campo eltrico de uma radiao eletromagntica tem sempre a mesma direo e oscila no tempo, como mostra o grfico abaixo, que representa sua projeo E nessa direo fixa; E positivo ou negativo conforme o sentido do campo. Consultando a tabela acima, que fornece os valores tpicos de frequncia f para diferentes regies do espectro eletromagntico, e analisando o grfico de E em funo do tempo, possvel classificar essa radiao como

Questão 17
2011Física

(FUVEST - 2011) Um objeto decorativo consiste de um bloco de vidro transparente, de ndice de refrao igual a 1,4, com a forma de um paraleleppedo, que tem, em seu interior, uma bolha, aproximadamente esfrica, preenchida com um lquido, tambm transparente, de ndice de refrao n. A figura ao lado mostra um perfil do objeto. Nessas condies, quando a luz visvel incide perpendicularmente em uma das faces do bloco e atravessa a bolha, o objeto se comporta, aproximadamente, como

Questão 18
2011QuímicaFísica

(FUVEST - 2011) Um laboratrio qumico descartou um frasco de ter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resduo de 7,4 g de ter, parte no estado lquido, parte no estado gasoso. Esse frasco, de 0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, aps um certo tempo, atingiu a temperatura de equilbrio T = 37 C, valor acima da temperatura de ebulio do ter. Se todo o ter no estado lquido tivesse evaporado, a presso dentro do frasco seria NOTE E ADOTE No interior do frasco descartado havia apenas ter. Massa molar do ter = 74 g K = C + 273 R (constante universal dos gases) = 0,08 atm L / (mol K)

Questão 19
2011Física

(FUVEST - 2011) O filamento de uma lmpada incandescente, submetido a uma tenso U, percorrido por uma corrente de intensidade i. O grfico abaixo mostra a relao entre i e U. As seguintes afirmaes se referem a essa lmpada. I. A resistncia do filamento a mesma para qualquer valor da tenso aplicada. II. A resistncia do filamento diminui com o aumento da corrente. III. A potncia dissipada no filamento aumenta com o aumento da tenso aplicada. Dentre essas afirmaes, somente

Questão
2011Física

(FUVEST - 2020 - 2 fase) As sensaes provocadas nos passageiros, dentro de um carrinho, durante o trajeto em uma montanha-russa, podem ser associadas a determinadas transformaes histricas, como se observa no texto: A primeira a da ascenso contnua, metdica e persistente. Essa fase pode representar o perodo que vai, mais ou menos, do sculo XVI at meados do sculo XIX. A segunda a fase em que, num repente, nos precipitamos numa queda vertiginosa, perdendo as referncias do espao, das circunstncias que nos cercam e at o controle das faculdades conscientes. Isso aconteceu por volta de 1870. Nunca demais lembrar que esse foi o momento no qual surgiram os parques de diverses e sua mais espetacular atrao, a montanha-russa, claro. A terceira fase, na nossa imagem da montanha-russa, a do loop, a sncope final e definitiva, o clmax da acelerao precipitada. A escala das mudanas desencadeadas, a partir desse momento, de uma tal magnitude que faz os dois momentos anteriores parecerem projees em cmara lenta. N. Sevcenko, No loop da montanha-russa, 2009. Adaptado. a) Explique duas das fases histricas mencionadas no texto. b) Na montanha-russa esquematizada abaixo, um motor leva o carrinho at o ponto 1. Desse ponto, ele parte, saindo do repouso, em direo ao ponto 2, localizado em um trecho retilneo, para percorrer o resto do trajeto sob a ao da gravidade (g = 10 m/s2). Desprezando a resistncia do ar e as foras de atrito, calcule 1. o mdulo da acelerao tangencial do carrinho no ponto 2. 2. a velocidade escalar do carrinho no ponto 3, dentro do loop

Questão
2011Física

(FUVEST - 2020 - 2 fase) Os modelos permitem-nos fazer previses sobre situaes reais, sendo, em geral, simplificaes, vlidas em certas condies, de questes complexas. Por exemplo, num jogo de futebol, a trajetria da bola, aps o chute, e o dbito cardaco dos jogadores podem ser descritos por modelos. Trajetria da bola: quando se despreza a resistncia do ar, a trajetria da bola chutada, sob a ao da gravidade (g=10 m/s2), dada porem que v0a velocidade escalar inicial (em m/s), o ngulo de elevao (em radianos) e h a altura (em m) da bola a uma distncia d (em m), do local do chute, conforme figura abaixo. Dbito cardaco (DC): est relacionado ao volume sistlico VS (volume de sangue bombeado a cada batimento) e frequncia cardaca FC pela frmula DC = VS x FC. Utilize esses modelos para responder s seguintes questes: a) Durante uma partida, um jogador de futebol quer fazer um passe para um companheiro a 32 m de distncia. Seu chute produz uma velocidade inicial na bola de 72 km/h. Calcule os valores denecessrios para que o passe caia exatamente nos ps do companheiro. b) Dois jogadores, A e B, correndo moderadamente pelo campo, tm frequncia cardaca de 120 batimentos por minuto. O jogador A tem o volume sistlico igual a 4/5 do volume sistlico do jogador B. Os dois passam a correr mais rapidamente. A frequncia cardaca do jogador B eleva-se para 150 batimentos por minuto. Para quanto subir a frequncia cardaca do jogador A se a variao no dbito cardaco (DCfinal-DCinicial)de ambos for a mesma?