Questões de Física - FUVEST | 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)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)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)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)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 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)Em uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala maior que a do interior da geladeira. Aps a abertura da porta, a temperatura da sala,

(FUVEST2012 - 1 FASE) Uma fibra tica um guia de luz, flexvel e transparente, cilndrico, feito de slica ou polmero, de dimetro no muito maior que o de um fio de cabelo, usado para transmitir sinais luminosos a grandes distncias, com baixas perdas de intensidade. A fibra tica constituda de um ncleo, por onde a luz se propaga e de um revestimento, como esquematizado na figura acima (corte longitudinal). Sendo o ndice de refrao do ncleo 1,60 e o do revestimento, 1,45, o menor valor do ngulo de incidncia T do feixe luminoso, para que toda a luz incidente permanea no ncleo, , aproximadamente,

(FUVEST2012 - 1 FASE) Para ilustrar a dilatao dos corpos, um grupo de estudantes apresenta, em uma feira de cincias, o instrumento esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma barra de alumnio com 30 cm de comprimento est apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior 10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumnio, inicialmente temperatura de 25C, for aquecida a 225 C, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro ser, aproximadamente, de

(FUVEST 2012 - 2 FASE)O fluxo de ons atravs de membranas celulares gera impulsos eltricos que regulam aes fisiolgicas em seres vivos. A figura ao lado ilustra o comportamento do potencial eltrico V em diferentes pontos no interior de uma clula, na membrana celular e no lquido extracelular. O grfico desse potencial sugere que a membrana da clula pode ser tratada como um capacitor de placas paralelas com distncia entre as placas igual espessura da membrana, d = 8 nm. No contexto desse modelo, determine a) o sentido do movimento - de dentro para fora ou de fora para dentro da clula - dos ons de cloro (Cl- ) e de clcio (Ca2+), presentes nas solues intra e extracelular; b) a intensidade E do campo eltrico no interior da membrana; c) as intensidades FCl e FCa das foras eltricas que atuam, respectivamente, nos ons Cl- e Ca2+ enquanto atravessam a membrana; d) o valor da carga eltrica Q na superfcie da membrana em contato com o exterior da clula, se a capacitncia C do sistema for igual a 12 pF.