Questões de Física - FUVEST | Gabarito e resoluções

Questão 5
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 5)Em um experimento de laboratrio, um fluxo de gua constante, de 1,5 litros por minuto, aquecido atravs de um sistema cuja resistncia R, alimentada por uma fonte de 100 V, depende da temperatura da gua. Quando a gua entra no sistema, com uma temperatura T0= 20 C, a resistncia passa a ter um determinado valor que aquece a gua. A gua aquecida estabelece novo valor para a resistncia e assim por diante, at que o sistema se estabilize em uma temperatura final Tf. Para analisar o funcionamento do sistema: a) Escreva a expresso da potncia PR dissipada no resistor, em funo da temperatura do resistor, e represente PR x T no grfico abaixo. b) Escreva a expresso da potncia PA necessria para que a gua deixe o sistema a uma temperatura T, e represente PA x T no mesmo grfico da folha de respostas. c) Estime, a partir do grfico, o valor da temperatura final Tf da gua, quando essa temperatura se estabiliza. NOTE E ADOTE: Nas condies do problema, o valor da resistncia R dado por , quando R expresso em , T em C e. Toda a potncia dissipada no resistor transferida para a gua e o resistor est mesma temperatura de sada da gua. Considere o calor especfico da gua c = 4000 J/(kg.K) e a densidade da gua = 1 kg/litro

Questão 6
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 6)Uma mquina fotogrfica, com uma lente de foco F e eixo OO, est ajustada de modo que a imagem de uma paisagem distante formada com nitidez sobre o filme. A situao esquematizada na figura 1.O filme, de 35 mm, rebatido sobre o plano, tambm est esquematizada na figura 2, com o fotograma K correspondente. A fotografia foi tirada, contudo, na presena de um fio vertical P, prximo mquina, perpendicular folha de papel, visto de cima, na mesma figura. No esquema, a) Represente, na figura 1, a imagem de P, identificando-a por P (Observe que essa imagem no se forma sobre o filme). b) Indique, na figura 1, a regio AB do filme que atingida pela luz refletida pelo fio, e os raios extremos, RA e RB , que definem essa regio. c) Esboce, sobre o fotograma K da figura 2, a regio em que a luz proveniente do fio impressiona o filme, hachurando-a. NOTE E ADOTE: Em uma mquina fotogrfica ajustada para fotos de objetos distantes a posio do filme coincide com o plano que contm o foco F da lente.

Questão 7
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 7)Um sistema de alimentao de energia de um resistor R = 20 formado por duas baterias, B1 e B2, interligadas atravs de fios, com as chaves Ch1 e Ch2, como representado na figura. A bateria B1 fornece energia ao resistor, enquanto a bateria B2 tem a funo de recarregar a bateria B1. Inicialmente, com a chave Ch1 fechada (e Ch2 aberta), a bateria B1 fornece corrente ao resistor durante 100 s. Em seguida, para repor toda a energia qumica que a bateria B1 perdeu, a chave Ch2 fica fechada (e Ch1 aberta), durante um intervalo de tempo T. Em relao a essa operao, determine: a) O valor da corrente I1, em ampres, que percorre o resistor R, durante o tempo em que a chave Ch1 permanece fechada. b) A carga Q, em C, fornecida pela bateria B1, durante o tempo em que a chave Ch1 permanece fechada. c) O intervalo de tempo T, em s, em que a chave Ch2 permanece fechada. NOTE E ADOTE: As baterias podem ser representadas pelos modelos abaixo, comfem1 = 12 V e r1= 2efem2 = 36 V e r2= 4

Questão 8
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 8)Um certo relgio de pndulo consiste em uma pequena bola, de massa M = 0,1 kg, que oscila presa a um fio. O intervalo de tempo que a bolinha leva para, partindo da posio A, retornar a essa mesma posio seu perodo T0, que igual a 2s. Neste relgio, o ponteiro dos minutos completa uma volta (1 hora) a cada 1800 oscilaes completas do pndulo. Estando o relgio em uma regio em que atua um campo eltrico E, constante e homogneo, e a bola carregada com carga eltrica Q, seu perodo ser alterado, passando a TQ. Considere a situao em que a bolinha esteja carregada com carga Q = 3 x 10-5 C, em presena de um campo eltrico cujo mdulo E = 1 x 105 V/m. Ento, determine: a) A intensidade da fora efetiva Fe, em N, que age sobre a bola carregada. b) A razo R = TQ/T0 entre os perodos do pndulo, quando a bola est carregada e quando no tem carga. c) A hora que o relgio estar indicando, quando forem de fato trs horas da tarde, para a situao em que o campo eltrico tiver passado a atuar a partir do meio-dia. NOTE E ADOTE: Nas condies do problema, o perodo T do pndulo pode ser expresso por

Questão 9
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 9)Um sensor, montado em uma plataforma da Petrobrs, com posio fixa em relao ao fundo do mar, registra as sucessivas posies de uma pequena bola que flutua sobre a superfcie da gua, medida que uma onda do mar passa por essa bola continuamente. A bola descreve um movimento aproximadamente circular, no plano vertical, mantendo-se em torno da mesma posio mdia, tal como reproduzido na seqncia de registros abaixo, nos tempos indicados. O intervalo entre registros menor do que o perodo da onda. A velocidade de propagao dessa onda senoidal de 1,5 m/s. Para essas condies: a) Determine o perodo T, em segundos, dessa onda do mar. b) Determine o comprimento de onda, em m, dessa onda do mar. c) Represente, na figura abaixo, um esquema do perfil dessa onda, para o instante t = 14 s, tal como visto da plataforma fixa. Indique os valores apropriados nos eixos horizontal e vertical.

Questão 10
2004Física

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 10)Com auxlio de uma pequena bssola e de uma bobina, possvel construir um instrumento para medir correntes eltricas. Para isso, a bobina posicionada de tal forma que seu eixo coincida com a direo Leste-Oeste da bssola, sendo esta colocada em uma regio em que o campo magnticoBda bobina pode ser considerado uniforme e dirigido para Leste. Assim, quando a corrente que percorre a bobina igual a zero, a agulha da bssola aponta para o Norte. medida em que, ao passar pela bobina a correnteIvaria, a agulha da bssola se move, apontando em diferentes direes, identificadas por, o ngulo que a agulha faz com a direo Norte. Os terminais A e B so inseridos convenientemente no circuito onde se quer medir a corrente. Uma medida inicial de calibrao indica que, para, a corrente I0= 2 A. Para essa montagem: a) Determine a constantekde proporcionalidade entre B e I, expressa em gauss por ampre. b) Estime o valor da correnteI1, em ampres, quando a agulha indicar a direo, representada abaixo. Utilize, para isso, uma construo grfica. c) Indique, no esquema apresentado abaixo, a nova direoque a bssola apontaria, para essa mesma correnteI1, caso a bobina passasse a ter seu nmero N de espiras duplicado, sem alterar seu comprimento.

Questão 57
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(FUVEST - 2004 - 1a fase) Joo est parado em um posto de gasolina quando v o carro deseu amigo, passando por um ponto P, na estrada, a 60 km/h. Pretendendo alcan-lo, Jooparte com seu carro e passa pelo mesmo ponto P, depois de 4 minutos, j a 80 km/h. Considere que ambos dirigem com velocidades constantes. Medindo o tempo, a partir de suapassagem pelo ponto P, Joo dever alcanar seu amigo, aproximadamente, em

Questão 58
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Um recipiente de isopor, que um bom isolante trmico, tem em seu interior gua e gelo emequilbrio trmico. Num dia quente, a passagem de calor por suas paredes pode ser estimada,medindo-se a massa de gelo Q presente no interior do isopor, ao longo de algumas horas,como representado no grfico. Esses dados permitem estimar a transferncia de calor peloisopor, como sendo, aproximadamente, de Calor latente de fuso do gelo 320 kJ/kg

Questão 59
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Um cilindro contm uma certa massa M0 de um gs a T0 = 7C (280 K) epresso P0. Ele possui uma vlvula de segurana que impede a presso interna de alcanarvalores superiores a P0. Se essa presso ultrapassar P0, parte do gs liberada para oambiente. Ao ser aquecido at T = 77C (350 K), a vlvula do cilindro libera parte do gs,mantendo a presso interna no valor P0. No final do aquecimento, a massa de gs quepermanece no cilindro , aproximadamente, de

Questão 60
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Um jovem, em uma praia do Nordeste, v a Lua a Leste,prxima ao mar. Ele observa que a Lua apresenta sua metade superior iluminada, enquanto a metade inferior permanece escura. Essa mesma situao, vista do espao, a partir de um satlite artificial da Terra, que se encontra no prolongamento do eixo que passa pelos plos, est esquematizada (parcialmente) na figura, onde J a posio do jovem. Pode-se concluir que, nesse momento, a direo dos raios solares que se dirigem para a Terra melhor representada por

Questão 61
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Dois discos, A e B, de mesma massa M, deslocam-se com velocidades VA =V0 e VB = 2V0, como na figura, vindo a chocar-se um contra o outro. Aps o choque, que no elstico, o disco B permanece parado. Sendo E1 a energia cintica total inicial (E1 = 5MV0/2) , a energia cintica total E2, aps o choque, :

Questão 62
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Nos manuais de automveis, a caracterizao dosmotores feita em cv (cavalo-vapor). Essa unidade, proposta no tempodas primeiras mquinas a vapor, correspondia capacidade de umcavalo tpico, que conseguia erguer, na vertical, com auxlio de umaroldana, um bloco de 75 kg, com velocidade de mdulo 1,0 m/s. Para subir uma ladeira com aclive de 10%, como a da figura, um carrode 1 000 kg, mantendo uma velocidade constante de mdulo 15 m/s(54 km/h), desenvolve uma potncia til que, em cv, , aproximadamente,de: (Adote g=10 m/s.)

Questão 63
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Pequenas esferas, carregadas com cargas eltricas negativas de mesmo mdulo Q, esto dispostas sobre um anel isolante e circular, como indicado na figura 1. Nessa configurao, a intensidade da fora eltrica que age sobre uma carga de prova negativa, colocada no centro do anel (ponto P), F1. Se forem acrescentadas sobre o anel trs outras cargas de mesmo mdulo Q, mas positivas, como na figura 2, a intensidade da fora eltrica no ponto P passar a ser :

Questão 64
2004Física

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Seis pilhas iguais, cada uma com diferena de potencial V, esto ligadas a um aparelho, com resistncia eltrica R, na forma esquematizada na figura. Nessas condies, a corrente medida pelo ampermetro A, colocado na posio indicada, igual a

Questão 65
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(FUVEST - 2004 - 1a fase) Dois anis circulares iguais, A e B, construdos com fio condutor, esto frente a frente. O anel A est ligado a um gerador, que pode lhe fornecer uma corrente varivel. Quando a corrente i que percorre A varia como no Grfico I, uma corrente induzida em B e surge, entre os anis, uma fora repulsiva, (representada como positiva), indicada no Grfico II. Considere agora a situao em que o gerador fornece ao anel A uma corrente como indicada no Grfico III. Nesse caso, a fora entre os anis pode ser representada por