Questões de Física - FUVEST 2015 | Gabarito e resoluções

(Fuvest 2015 2 fase)Uma criana com uma bola nas mos est sentada em um gira‐gira que roda com velocidade angular constante e frequncia f = 0,25 Hz. a) Considerando que a distncia da bola ao centro do gira‐gira 2 m, determine os mdulos da velocidade e da aceleraoda bola, em relao ao cho. Num certo instante, a criana arremessa a bola horizontalmente em direo ao centro do gira‐gira, com velocidade de mdulo 4 m/s, em relao a si. Determine, para um instante imediatamente aps o lanamento, b) o mdulo da velocidade da bola em relao ao cho; c) o ngulo entre as direes das velocidades e da bola.

(Fuvest 2015 2fase) O aquecimento de um forno eltrico baseado na converso de energia eltrica em energia trmica em um resistor. A resistncia R do resistor desse forno, submetido a uma diferena de potencial V constante, varia com a sua temperatura T. Na figura da pgina de respostas mostrado o grfico da funo R(T) = R0+ (T T0), sendo R0o valor da resistncia na temperatura T0e uma constante. Ao se ligar o forno, com o resistor a 20C, a corrente 10 A. Ao atingir a temperatura TM, a corrente 5 A. Determine a a) constante ; b) diferena de potencial V; c) temperatura TM; d) potncia P dissipada no resistor na temperatura TM.

(Fuvest 20152fase)Um recipiente hermeticamente fechado e termicamente isolado, com volume de 750 L, contm ar inicialmente presso atmosfrica de 1 atm e temperatura de 27C. No interior do recipiente, foi colocada uma pequena vela acesa, de 2,5 g. Sabendo‐se que a massa da vela consumida a uma taxa de 0,1 g/min e que a queima da vela produz energia razo de 3,6 x 104J/g, determine a) a potncia W da vela acesa; b) a quantidade de energia E produzida pela queima completa da vela; c) o aumento T da temperatura do ar no interior do recipiente, durante a queima da vela; d) a presso P do ar no interior do recipiente, logo aps a queima da vela.

(Fuvest 20152 fase) O espelho principal de um dos maiores telescpios refletores do mundo, localizado nas Ilhas Canrias, tem 10 m de dimetro e distncia focal de 15 m. Supondo que, inadvertidamente, o espelho seja apontado diretamente para o Sol, determine a) o dimetro D da imagem do Sol; b) a densidade S de potncia no plano da imagem, em W/m2; c) a variao T da temperatura de um disco de alumnio de massa 0,6 kg colocado no plano da imagem, considerando que ele tenha absorvido toda a energia incidente durante 4 s.

(Fuvest 2015 2fase)Uma criana de 30 kg est em repouso no topo de um escorregador plano de 2,5 m de altura, inclinado 30 em relao ao cho horizontal. Num certo instante, ela comea a deslizar e percorre todo o escorregador. Determine a) a energia cintica E e o mdulo Q da quantidade de movimento da criana, na metade do percurso; b) o mdulo F da fora de contato entre a criana e o escorregador; c) o mdulo a da acelerao da criana.

(Fuvest 2015 2 fase) A regio entre duas placas metlicas, planas e paralelas est esquematizada na figura ao lado. As linhas tracejadas representam o campo eltrico uniforme existente entre as placas. A distncia entre as placas 5 mm e a diferena de potencial entre elas 300 V. As coordenadas dos pontos A, B e C so mostradas na figura. Determine a) os mdulos EA, EBe ECdo campo eltrico nos pontos A, B e C, respectivamente; b) as diferenas de potencial VABe VBCentre os pontos A e B e entre os pontos B e C, respectivamente; c) o trabalho realizado pela fora eltrica sobre um eltron que se desloca do ponto C ao ponto A.

(FUVEST 2015 - 2 fase) A energia necessria para o funcionamento adequado do corpo humano obtida a partir de reaes qumicas de oxidao de substncias provenientes da alimentao, que produzem aproximadamente 5 kcal por litro de O2 consumido. Durante uma corrida, um atleta consumiu 3 litros de O2 por minuto. Determine a) a potncia P gerada pelo consumo de oxignio durante a corrida; b) a quantidade de energia E gerada pelo consumo de oxignio durante 20 minutos da corrida; c) o volume V de oxignio consumido por minuto se o atleta estivesse em repouso, considerando que a sua taxa de metabolismo basal 100 W.

(Fuvest 20151fase)Para impedir que a presso interna de uma panela de presso ultrapasse um certo valor, em sua tampa h um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilndrico, como esquematizado na figura abaixo. Enquanto a fora resultante sobre o pino for dirigida para baixo, a panela est perfeitamente vedada. Considere o dimetro interno do tubo cilndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g . Na situao em que apenas a fora gravitacional, a presso atmosfrica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a presso absoluta mxima no interior da panela :

(Fuvest 20151fase) No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador demassa m, o engenheiro projetista impe que a mola deve se contrair de um valor mximo d,quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura abaixo.Para que a exigncia do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constanteelstica dada por: Note e adote: - foras dissipativas devem ser ignoradas; - a acelerao local da gravidade g.

(Fuvest 20151fase)Dispe-se de vrias lmpadas incandescentes de diferentes potncias, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tenso. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V. Em quais desses circuitos, as lmpadas funcionaro como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tenso de 110 V.

(Fuvest 20151fase)Luz solar incide verticalmente sobre o espelho esfrico convexo visto na figura abaixo. Os raios refletidos nos pontos A, B e C do espelho tm, respectivamente, ngulos de reflexo,e, tais que:

(Fuvest 20151fase)A notcia Satlite brasileiro cai na Terra aps lanamento falhar, veiculada pelo jornal O Estado de S. Paulo de 10/12/2013, relata que o satlite CBERS-3, desenvolvido em parceria entre Brasil e China, foi lanado no espao a uma altitude de 720 km (menor do que a planejada) e com uma velocidade abaixo da necessria para coloc-lo em rbita em torno da Terra. Para que o satlite pudesse ser colocado em rbita circular na altitude de 720 km, o mdulo de sua velocidade (com direo tangente rbita) deveria ser de, aproximadamente, Note e adote: - raio da Terra = 6 . 10 km - massa da Terra = 6 . 1024kg - constante da gravitao universal G = 6,7 . 10-11 m (s kg)-1

(Fuvest 20151fase)Em uma aula de laboratrio de Fsica, para estudar propriedades de cargas eltricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas so injetadas na parte superior de uma cmara, em vcuo, onde h um campo eltrico uniforme na mesma direo e sentido da acelerao local da gravidade. Observou-se que, com campo eltrico de mdulo igual a 2 x 10 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da cmara. Essa esfera tem:

(Fuvest 20151fase)Um trabalhador de massa m est em p, em repouso, sobre uma plataforma de massa M. O conjunto se move, sem atrito, sobre trilhos horizontais e retilneos, com velocidade de mdulo constante v. Num certo instante, o trabalhador comea a caminhar sobre a plataforma e permanece com velocidade de mdulo v, em relao a ela, e com sentido oposto ao do movimento dela em relao aos trilhos. Nessa situao, o mdulo da velocidade da plataforma em relao aos trilhos :

(Fuvest 20151fase)Certa quantidade de gs sofre trs transformaes sucessivas, AB, BC e CA, conforme o diagrama p-V apresentado na figura abaixo: A respeito dessas transformaes, afirmou-se o seguinte: I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA nulo. II. A energia interna do gs no estado C maior que no estado A. III. Durante a transformao AB, o gs recebe calor e realiza trabalho. Est correto apenas o que se afirma em: