Questões de Física - FUVEST | Gabarito e resoluções

Questão 6
2001Física

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 6) Uma pequena esfera de material slido e transparente utilizada para produzir, a partir de um pulso de luz laser, vrios outros pulsos. A esfera, de raio r = 2,2 cm, espelhada, exceto em uma pequena regio (ponto A). Um pulso de luz, de pequena durao, emitido pelo laser, segue a trajetria R0, incidindo em A com ngulo de incidncia de 70. Nesse ponto, o pulso , em parte, refletido, prosseguindo numa trajetria R1, e, em parte, refratado, prosseguindo numa trajetria R2 que penetra na esfera com um ngulo de 45 com a normal. Aps reflexes sucessivas dentro da esfera, o pulso atinge a regio A, sendo em parte, novamente refletido e refratado. E assim sucessivamente. Gera-se, ento, uma srie de pulsos de luz, com intensidades decrescentes, que saem da esfera por A, na mesma trajetria R1. Considere sen 70 = 0,94 ; sen 45 = 0,70. Nessas condies, a) Represente, na figura da folha de respostas, toda a trajetria do pulso de luz dentro da esfera. b) Determine, em m/s, o valor V da velocidade de propagao da luz no interior da esfera. c) Determine, em segundos, a separao (temporal) ∆t, entre dois pulsos sucessivos na trajetria R1. O ndice de refrao de um material igual razo entre a velocidade da luz no vcuo e a velocidade da luz nesse material.

Questão 7
2001Física

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 7) Um motor de combusto interna, semelhante a um motor de caminho, aciona um gerador que fornece 25 kW de energia eltrica a uma fbrica. O sistema motor - gerador resfriado por fluxo de gua, permanentemente renovada, que fornecida ao motor a 25C e evaporada, a 100C, para a atmosfera. Observe as caractersticas do motor na tabela. Supondo que o sistema s dissipe calor pela gua que aquece e evapora, determine: a) A potncia P, em kW, fornecida gua, de forma a manter a temperatura do sistema constante. b) A vazo V de gua, em kg/s, a ser fornecida ao sistema para manter sua temperatura constante. c) A eficincia R do sistema, definida como a razo entre a potncia eltrica produzida e a potncia total obtida a partir do combustvel.

Questão 8
2001Física

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 8) Um compartimento cilndrico, isolado termicamente, utilizado para o transporte entre um navio e uma estao submarina. Tem altura H0 = 2,0 m e rea da base S0 = 3,0 m2 . Dentro do compartimento, o ar est inicialmente presso atmosfrica (Patm) e a 27C, comportando-se como gs ideal. Por acidente, o suporte da base inferior do compartimento no foi travado e a base passa a funcionar como um pisto, subindo dentro do cilindro medida que o compartimento desce lentamente dentro dgua, sem que ocorra troca de calor entre a gua, o ar e as paredes do compartimento. Considere a densidade da gua do mar igual densidade da gua. Despreze a massa da base. Quando a base inferior estiver a 40 m de profundidade, determine: a) A presso P do ar, em Pa, dentro do compartimento b) A altura H, em m, do compartimento, que permanece no inundado. c) A temperatura T do ar, em C, no compartimento. Curvas PxV para uma massa de ar que, Patm e 27C, ocupa 1 m3 : (A) isobrica, (B) isotrmica, (C) sem troca de calor, (D) volume constante. Patm = 105 Pa ; 1 Pa = 1 N/m2

Questão 9
2001Física

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 9) Duas pequenas esferas, com cargas positivas e iguais a Q, encontram-se fixas sobre um plano, separadas por uma distncia 2a. Sobre esse mesmo plano, no ponto P, a uma distncia 2a de cada uma das esferas, abandonada uma partcula com massa m e carga q negativa. Desconsidere o campo gravitacional e efeitos no eletrostticos. Determine, em funo de Q, K, q, m e a, a) A diferena de potencial eletrosttico V = VO VP, entre os pontos O e P. b) A velocidade v com que a partcula passa por O. c) A distncia mxima Dmax, que a partcula consegue afastar-se de P. Se essa distncia for muito grande, escreva Dmax = infinito. A fora F entre duas cargas Q1 e Q2 dada por F=K Q1.Q2/r2 onde r a distncia entre as cargas. O potencial V criado por uma carga Q, em um ponto P, a uma distncia r da carga , dado por: V=K Q/r

Questão 10
2001Física

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 10) Um prton de massa M 1,6 x 1027 kg , com carga eltrica Q = 1,6 x1019C, lanado em A, com velocidade V0, em uma regio onde atua um campo magntico uniforme B, na direo x. A velocidade V0, que forma um ngulo com o eixo x, tem componentes V0x = 4,0 x 106 m/s e V0y= 3,0 x 106 m/s. O prton descreve um movimento em forma de hlice, voltando a cruzar o eixo x, em P, com a mesma velocidade inicial, a uma distncia L0 = 12 m do ponto A. Desconsiderando a ao do campo gravitacional e utilizando 3, determine: a) O intervalo de tempo ∆t, em s, que o prton leva para ir de A a P. b) O raio R, em m, do cilindro que contm a trajetria em hlice do prton. c) A intensidade do campo magntico B, em tesla, que provoca esse movimento. Uma partcula com carga Q, que se move em um campo B, com velocidade V, fica sujeita a uma fora de intensidade F = QVnB, normal ao plano formado por B e Vn, sendo Vn a componente da velocidade V normal a B.

Questão 41
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Dois espelhos planos, sendo um deles mantido na horizontal, formam entre si um ngulo . Uma pessoa observa-se atravs do espelho inclinado, mantendo seu olhar na direo horizontal. Para que ela veja a imagem de seus olhos, e os raios retornem pela mesma trajetria que incidiram, aps reflexes nos dois espelhos (com apenas uma reflexo no espelho horizontal), necessrio que o ngulo seja de

Questão 42
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Uma pessoa segura uma lente delgada junto a umlivro, mantendo seus olhos aproximadamente a 40 cm da pgina, obtendoa imagem indicada na figura. Em seguida, sem mover a cabea ou o livro, vai aproximando a lente deseus olhos. A imagem, formada pela lente, passar a ser:

Questão 43
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Uma pea, com a forma indicada, gira em torno de um eixo horizontal P, com velocidade angular constante e igual a rad/s. Uma mola mantm uma haste apoiada sobre a pea, podendo a haste mover-se APENAS na vertical. A forma da pea tal que, enquanto ela gira, a extremidade da haste sobe e desce, descrevendo, com o passar do tempo, um movimento harmnico simples Y(t) como indicado no grfico. Assim, a frequncia do movimento da extremidade da haste ser de

Questão 44
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Considerando o fenmeno de ressonncia, o ouvido humano deveria ser mais sensvel a ondas sonoras com comprimentos de onda cerca de quatro vezes o comprimento do canal auditivo externo, que mede, em mdia, 2,5 cm. Segundo esse modelo, no ar, onde a velocidade de propagao do som 340 m/s, o ouvido humano seria mais sensvel a sons com freqncias em torno de

Questão 45
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Na pesagem de um caminho, no posto fiscal de uma estrada, so utilizadas trs balanas. Sobre cada balana, so posicionadas todas as rodas de um mesmo eixo. As balanas indicaram 30000 N, 20000 N e 10000 N. A partir desse procedimento, possvel concluir que o peso do caminho de

Questão 46
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Um mesmo pacote pode ser carregado com cordas amarradas de vrias maneiras. A situao, dentre as apresentadas, em que as cordas esto sujeitas a maior tenso

Questão 47
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Uma granada foi lanada verticalmente, a partir do cho, em uma regio plana. Ao atingir suaaltura mxima, 10 s aps o lanamento, a granada explodiu, produzindo dois fragmentos commassa total igual a 5 kg, lanados horizontalmente. Um dos fragmentos, com massa igual a2 kg, caiu a 300 m, ao Sul do ponto de lanamento, 10 s depois da exploso. Pode-se afirmarque a parte da energia liberada na exploso, e transformada em energia cintica dosfragmentos, aproximadamente de:

Questão 48
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Uma prancha rgida, de 8 m de comprimento, est apoiada no cho (em A) e em um suporte P, como na figura. Uma pessoa, que pesa metade do peso da prancha, comea a caminhar lentamente sobre ela, a partir de A. Pode-se afirmar que a prancha desencostar do cho (em A), quando os ps dessa pessoa estiverem direita de P, e a uma distncia desse ponto aproximadamente igual a

Questão 49
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Para pesar materiais pouco densos, deve ser levado em conta o empuxo do ar. Define-se, nesse caso, o erro relativo como Em determinados testes de controle de qualidade, exigido um erro nas medidas no superior a 2%. Com essa exigncia, a mnima densidade de um material, para o qual possvel desprezar o empuxo do ar, de

Questão 50
2001Física

(FUVEST - 2001 - 1a fase) 0 A Estao Espacial Internacional, que est sendo construda num esforo conjunto de diversos pases, dever orbitar a uma distncia do centro da Terra igual a 1,05 do raio mdio da Terra. A razo R = Fe/F, entre a fora Fe com que a Terra atrai um corpo nessa Estao e a fora F com que a Terra atrai o mesmo corpo na superfcie da Terra, aproximadamente de