Questões de Física - FUVEST 2008 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Nas questes em que for necessrio, adote para g, acelerao da gravidade na superfcie da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa especfica (densidade) da gua, o valor de 1.000 kg/m3= 1,0 g/cm3; para o calor especfico da gua, o valor de 1,0 cal /(g C); para uma caloria, o valor de 4 joules. Dirigindo-se a uma cidade prxima, por uma autoestrada plana, ummotorista estima seu tempo de viagem, considerando que consiga manter uma velocidademdia de 90 km/h. Ao ser surpreendido pela chuva, decide reduzir sua velocidade mdia para60 km/h, permanecendo assim at a chuva parar, quinze minutos mais tarde, quando retomasua velocidade mdia inicial. Essa reduo temporria aumenta seu tempo de viagem, com relao estimativa inicial, em

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Nas questes em que for necessrio, adote para g, acelerao da gravidade na superfcie da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa especfica (densidade) da gua, o valor de 1.000 kg/m3= 1,0 g/cm3; para o calor especfico da gua, o valor de 1,0 cal /(g C); para uma caloria, o valor de 4 joules. No salto com vara, um atleta corre segurando uma vara e, com percia e treino, consegue projetar seu corpo por cima de uma barra. Para uma estimativa da altura alcanada nesses saltos, possvel considerar que a vara sirva apenas para converter o movimento horizontal do atleta (corrida) em movimento vertical, sem perdas ou acrscimos de energia. Na anlise de um desses saltos, foi obtida a sequncia de imagens reproduzida a seguir. Nesse caso, possvel estimar que a velocidade mxima atingida pelo atleta, antes do salto, foi de, aproximadamente, Desconsidere os efeitos do trabalho muscular aps o incio do salto.

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Nas questes em que for necessrio, adote para g, acelerao da gravidade na superfcie da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa especfica (densidade) da gua, o valor de 1.000 kg/m3= 1,0 g/cm3; para o calor especfico da gua, o valor de 1,0 cal /(g C); para uma caloria, o valor de 4 joules. Um recipiente, contendo determinado volume de um lquido, pesado em uma balana (situao 1). Para testes de qualidade, duas esferas de mesmo dimetro e densidades diferentes, sustentadas por fios, so sucessivamente colocadas no lquido da situao 1. Uma delas mais densa que o lquido (situao 2) e a outra menos densa que o lquido (situao 3). Os valores indicados pela balana, nessas trs pesagens, so tais que

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Uma regra prtica para orientao no hemisfrio Sul, em uma noite estrelada, consiste em identificar a constelao do Cruzeiro do Sul e prolongar trs vezes e meia o brao maior da cruz, obtendo-se assim o chamado Plo Sul Celeste, que indica a direo Sul. Suponha que, em determinada hora da noite, a constelao seja observada na Posio I. Nessa mesma noite, a constelao foi/ser observada na Posio II, cerca de

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Em algumas situaes de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condies normais de respirao em ambientes com gases txicos. Esses cilindros, cujas caractersticas esto indicadas a seguir, alimentam mscaras que se acoplam ao nariz. Quando acionados, os cilindros fornecem para a respirao, a cada minuto, cerca de 40 litros de ar, a presso atmosfrica e temperatura ambiente. Nesse caso, a durao do ar de um desses cilindros seria de aproximadamente:

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Um aquecedor eltrico mergulhado em um recipiente com gua a 10 C e,cinco minutos depois, a gua comea a ferver a 100 C. Se o aquecedor no for desligado, todaa gua ir evaporar e o aquecedor ser danificado. Considerando o momento em que a guacomea a ferver, a evaporao de toda a gua ocorrer em um intervalo de aproximadamente Calor especfico da gua = 1,0 cal/(gC) Calor de vaporizao da gua = 540 cal/g Desconsidere perdas de calor para o recipiente, para o ambiente e para o prprio aquecedor.

(FUVEST - 2008a - 1 FASE)Um sistema de duas lentes, sendo uma convergente e outra divergente, ambas com distncias focais iguais a 8 cm, montado para projetar crculos luminosos sobre um anteparo. O dimetro desses crculos pode ser alterado, variando-se a posio das lentes. Em uma dessas montagens, um feixe de luz, inicialmente de raios paralelos e 4 cm de dimetro, incide sobre a lente convergente, separada da divergente por 8 cm, atingindo finalmente o anteparo, 8 cm adiante da divergente. Nessa montagem especfica, o crculo luminoso formado no anteparo melhor representado por

(FUVEST - 2008 - 1 FASE)Uma estudante quer utilizar uma lmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispe de uma bateria de 12 V. A especificao da lmpada indica que a tenso de operao 4,5 V e a potncia eltrica utilizada durante a operao de 2,25 W. Para que a lmpada possa ser ligada bateria de 12 V, ser preciso colocar uma resistncia eltrica, em srie, de aproximadamente

(FUVEST - 2008 - 1 FASE) Trs esferas metlicas, M1, M2 e M3, de mesmo dimetro e montadas emsuportes isolantes, esto bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente M1 e M3 tm cargas iguais, com valor Q, e M2 est descarregada. So realizadasduas operaes, na sequncia indicada: I. A esfera M1 aproximada de M2 at que ambas fiquem em contato eltrico. A seguir, M1 afastada at retornar sua posio inicial. II. A esfera M3 aproximada de M2 at que ambas fiquem em contato eltrico. A seguir, M3 afastada at retornar sua posio inicial. Aps essas duas operaes, as cargas nas esferas sero cerca de

(FUVEST - 2008 - 1 FASE)Um objeto de ferro, de pequena espessura e em forma de cruz, est magnetizado e apresenta dois plos Norte (N) e dois plos Sul (S). Quando esse objeto colocado horizontalmente sobre uma mesa plana, as linhas que melhor representam, no plano da mesa, o campo magntico por ele criado, so as indicadas em

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Em um museu, um sistema tico permite que o visitante observe detalhes de um quadro sem se aproximar dele. Nesse sistema, uma lente convergente, de distncia focal fixa, projeta a imagem do quadro (ou parte dela) sobre uma tela de receptores, que reproduzem essa imagem em um monitor (do mesmo tamanho da tela). O sistema pode ser aproximado ou afastado do quadro, pelo visitante, que deve ainda ajustar a distncia entre a lente e a tela, para focalizar a imagem na tela. A Figura 1, da pgina de respostas, esquematiza a situao em que um quadro projetado na tela/monitor. A Figura 2 esquematiza a situao em que o visitante aproxima a lente do quadro e ajusta a distncia lentetela, obtendo uma imagem ntida na tela/monitor. Para verificar o que observado, nesse caso, pelo visitante, a) assinale, na Figura 1 da pgina de respostas, traando as linhas de construo necessrias, a posio do foco da lente, indicando-a pela letra F. b) assinale, na Figura 2 da pgina de respostas, traando as linhas de construo necessrias, a nova posio da tela para que a imagem seja projetada com nitidez, indicando-a pela letra T. c) desenhe, na Figura 2, a imagem formada sobre a tela, tal como vista no monitor.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)A propagao de ondas na gua estudada em grandes tanques, com detectores e softwares apropriados. Em uma das extremidades de um tanque, de 200 m de comprimento, um dispositivo D produz ondas na gua, sendo que o perfil da superfcie da gua, ao longo de toda a extenso do tanque, registrado por detectores em instantes subseqentes. Um conjunto de ondas, produzidas com freqncia constante, tem seu deslocamento y, em funo do tempo, representado ao lado, tal como registrado por detectores fixos na posio x = 15 m. Para esse mesmo conjunto de ondas, os resultados das medidas de sua propagao ao longo do tanque so apresentados na pgina de respostas. Esses resultados correspondem aos deslocamentos y do nvel da gua em relao ao nvel de equilbrio (y = 0 m), medidos no instante t = 25 s para diversos valores de x. A partir desses resultados: a) Estime a freqncia f, em Hz, com que as ondas foram produzidas. b) Estime o comprimento de onda L, em metros, das ondas formadas. c) Estime a velocidade V, em m/s, de propagao das ondas no tanque. d) Identifique, no grfico da pgina de respostas (t = 25 s), as posies das ondas A, B, C, D e E, assinaladas na figura acima, ainda que, como pode ser observado, as amplitudes dessas ondas diminuam com sua propagao.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Duas pequenas esferas iguais, A e B, carregadas, cada uma, com uma carga eltrica Q igual a 4,8 x 109 C, esto fixas e com seus centros separados por uma distncia de 12 cm. Deseja-se fornecer energia cintica a um eltron, inicialmente muito distante das esferas, de tal maneira que ele possa atravessar a regio onde se situam essas esferas, ao longo da direo x, indicada na figura, mantendo-se eqidistante das cargas. a) Esquematize, na figura da pgina de respostas, a direo e o sentido das foras resultantes F1 e F2, que agem sobre o eltron quando ele est nas posies indicadas por P1 e P2. b) Calcule o potencial eltrico V, em volts, criado pelas duas esferas no ponto P0. c) Estime a menor energia cintica E, em eV, que deve ser fornecida ao eltron, para que ele ultrapasse o ponto P0 e atinja a regio direita de P0 na figura.

(FUVEST 2008 - 2 FASE)Utilizando-se um gerador, que produz uma tenso V0, deseja-se carregar duas baterias, B-1 e B-2, que geram respectivamente 15 V e 10 V, de tal forma que as correntes que alimentam as duas baterias durante o processo de carga mantenham-se iguais (i1 = i2 = i). Para isso, utilizada a montagem do circuito eltrico representada ao lado, que inclui trs resistores R1, R2 e R3, com respectivamente 25 , 30 e 6 , nas posies indicadas. Um voltmetro inserido no circuito para medir a tenso no ponto A. a) Determine a intensidade da corrente i, em ampres, com que cada bateria alimentada. b) Determine a tenso VA, em volts, indicada pelo voltmetro, quando o sistema opera da forma desejada. c) Determine a tenso V0, em volts, do gerador, para que o sistema opere da forma desejada.

(FUVEST 2008 - 2 FASE) possvel acender um LED, movimentando-se uma barra com as mos? Para verificar essa possibilidade, um jovem utiliza um condutor eltrico em forma de U, sobre o qual pode ser movimentada uma barra M, tambm condutora, entre as posies X1e X2. Essa disposio delimita uma espira condutora, na qual inserido o LED, cujas caractersticas so indicadas na tabela ao lado. Todo o conjunto colocado em um campo magntico B( perpendicular ao plano dessa folha e entrando nela), com intensidade de 1,1 T. O jovem, segurando em um puxador isolante, deve fazer a barra deslizar entreX1e X2. Para verificar em que condies o LED acenderia durante o movimento, estime: a) A tensoV, em Volts, que deve ser produzida nos terminais do LED, para que ele acenda de acordo com suas especificaes. b) A variaodo fluxo do campo magntico atravs da espira, no movimento entreX1e X2. c) O intervalo de tempo, em s, durante o qual a barra deve ser deslocada entre as duas posies, com velocidade constante, para que o LED acenda.