Questões de Física - FUVEST 2016 | Gabarito e resoluções

(FUVEST 2016 - 2 FASE) Duas pequenas esferas, E1e E2, feitas de materiais isolantes diferentes, inicialmente neutras, so atritadas uma na outra durante 5 s e ficam eletrizadas. Em seguida, as esferas so afastadas e mantidas a uma distncia de 30 cm, muito maior que seus raios. A esfera E1 ficou com carga eltrica positiva de 0,8 nC. Determine a) a diferena N entre o nmero de prtons e o de eltrons da esfera E1, aps o atrito; b) o sinal e o valor da carga eltrica Q de E2, aps o atrito; c) a corrente eltrica mdia I entre as esferas durante o atrito; d) o mdulo da fora eltrica F que atua entre as esferas depois de afastadas.

(FUVEST 2016 - 2 FASE) Um sistema formado por um disco com um trilho na direo radial e um bloco que pode se mover livremente ao longo do trilho. O bloco, de massa 1 kg, est ligado a uma mola de constante elstica 300 N/m. A outra extremidade da mola est fixa em um eixo vertical, perpendicular ao disco, passando pelo seu centro. Com o sistema em repouso, o bloco est na posio de equilbrio, a uma distncia de 20 cm do eixo. Um motor de potncia 0,3 W acoplado ao eixo ligado no instante t = 0, fazendo com que todo o conjunto passe a girar e o bloco, lentamente, se afaste do centro do disco. Para o instante em que a distncia do bloco ao centro de 30 cm, determine a) o mdulo da fora F na mola; b) a velocidade angular do bloco; c) a energia mecnica E armazenada no sistema massa-mola; d) o intervalo de tempo t decorrido desde o incio do movimento.

(FUVEST2016 - 2 FASE) Lasers pulsados de altssima potncia esto sendo construdos na Europa. Esses lasers emitiro pulsos de luz verde, e cada pulso ter 1015W de potncia e durao de cerca de 30 x 10-15s. Com base nessas informaes, determine a) o comprimento de onda da luz desse laser; b) a energia E contida em um pulso; c) o intervalo de tempo t durante o qual uma lmpada LED de 3W deveria ser mantida acesa, de forma a consumir uma energia igual contida em cada pulso; d) o nmero N de ftons em cada pulso.

(FUVEST 2016 - 2 FASE) Miguel e Joo esto conversando, parados em uma esquina prxima a sua escola, quando escutam o toque da sirene que indica o incio das aulas. Miguel continua parado na esquina, enquanto Joo corre em direo escola. As ondas sonoras propagam-se, a partir da sirene, em todas as direes, com comprimento de onda = 17 cm e velocidade Vs= 340 m/s, em relao ao ar. Joo se aproxima da escola com velocidade de mdulo v = 3,4 m/s e direo da reta que une sua posio da sirene. Determine a) a frequncia fMdo som da sirene percebido por Miguel parado na esquina; b) a velocidade vRdo som da sirene em relao a Joo correndo; c) a frequncia fJdo som da sirene percebido por Joo quando est correndo. Miguel, ainda parado, assobia para Joo, que continua correndo. Sendo o comprimento de onda do assobio igual a 10 cm, determine d) a frequncia fAdo assobio percebido por Joo

(FUVEST 2016 - 2 FASE) Em janeiro de 2006, a nave espacial New Horizons foi lanada da Terra com destino a Pluto, astro descoberto em 1930. Em julho de 2015, aps uma jornada de aproximadamente 9,5 anos e 5 bilhes de km, a nave atinge a distncia de 12,5 mil km da superfcie de Pluto, a mais prxima do astro, e comea a enviar informaes para a Terra, por ondas de rdio. Determine a) a velocidade mdia v da nave durante a viagem; b) o intervalo de tempo t que as informaes enviadas pela nave, a 5 bilhes de km da Terra, na menor distncia de aproximao entre a nave e Pluto, levaram para chegar em nosso planeta; c) o ano em que Pluto completar uma volta em torno do Sol, a partir de quando foi descoberto.

(FUVEST 2016 - 2 FASE)Em um circuito integrado (CI), a conexo eltrica entre transistores feita por trilhas de alumnio de 500 nm de comprimento, 100 nm de largura e 50 nm de espessura a) Determine a resistncia eltrica de uma dessas conexes, sabendo que a resistncia, em ohms, de uma trilha de alumnio dada por R = 3 x 10-8L/A, em que L e A so, respectivamente, o comprimento e a rea da seo reta da trilha em unidades do SI b) Se a corrente eltrica em uma trilha for de 10 A, qual a potncia dissipada nessa conexo c) Considere que um determinado CI possua 106dessas conexes eltricas. Determine a energia E dissipada no CI em 5 segundos de operao d) Se no houvesse um mecanismo de remoo de calor, qual seria o intervalo de tempo t necessrio para a temperatura do CI variar de 300C

(FUVEST - 2016 - 2a FASE) Uma bola de bilhar, inicialmente em repouso em um ponto P, situado na borda de uma mesa de bilhar com formato circular, recebe uma tacada e se desloca em um movimento retilneo. A bola atinge a borda no ponto e refletida elasticamente, sem deslizar. Chame de Q o ponto da borda diametralmente oposto a P e de a medida do ngulo. a) Para qual valor de , aps a primeira reflexo, a trajetria da bola ser paralela ao dimetro ? b) Para qual valor de , aps a primeira reflexo, a trajetria da bola ser perpendicular a ? c) Supondo agora que , encontre uma expresso, em funo de , para a medida  do ngulo agudo formado pela reta que contm Pe Q e pela reta que contm a trajetria da bola aps a primeira reflexo na borda.

(FUVEST 2016 - 1 FASE) Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. medida que vai caindo dentro da nuvem, a massa da gota vai aumentando, e o incremento de massa m, em um pequeno intervalo de tempo t, pode ser aproximado pela expresso: , em que uma constante, a velocidade da gota, e , a rea de sua superfcie. No sistema internacional de unidades (SI), a constante

(FUVEST - 2016 - 1a FASE) Quando a Lua est em quarto crescente ou quarto minguante, o tringulo formado pela Terra, pelo Sol e pela Lua retngulo, com a Lua no vrtice do ngulo reto. O astrnomo grego Aristarco, do sculo III a.C., usou este fato para obter um valor aproximado da razo entre as distncias da Terra Lua, , e da Terra ao Sol, . possvel estimar a medida do ngulo , relativo ao vrtice da Terra, nessas duas fases, a partir da observao de que o tempo t1, decorrido de uma lua quarto crescente a uma lua quarto minguante, um pouco maior do que o tempo t2, decorrido de uma lua quarto minguante a uma lua quarto crescente. Supondo que a Lua descreva em torno da Terra um movimento circular uniforme, tomando t1 = 14,9 diase t2 = 14,8 dias , conclui-se que a razo seria aproximadamente dada por

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) Uma bola de massa m solta do alto de um edifcio. Quando est passando pela posio y = ho mdulo de sua velocidade v. Sabendo-se que o solo, origem para a escala de energia potencial, tem coordenada y = h0, tal que h h0 0, a energia mecnica da bola em igual a

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) Os centros de quatro esferas idnticas, I, II, III e IV, com distribuies uniformes de carga, formam um quadrado. Um feixe de eltrons penetra na regio delimitada por esse quadrado, pelo ponto equidistante dos centros das esferas III e IV, com velocidade inicial na direo perpendicular reta que une os centros de III e IV, conforme representado na figura. A trajetria dos eltrons ser retilnea, na direo de , e eles sero acelerados com velocidade crescente dentro da regio plana delimitada pelo quadrado, se as esferas I, II, III e IV estiverem, respectivamente, eletrizadas com cargas -----------------------

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) Um pndulo simples, constitudo por um fio de comprimento L e uma pequena esfera, colocado em oscilao. Uma haste horizontal rgida inserida perpendicularmente ao plano de oscilao desse pndulo, interceptando o movimento do fio na metade do seucomprimento, quando ele est na direo vertical. A partir desse momento, o perodo do movimento da esfera dado por ----------------------

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) O arranjo experimental representado na figura formado por uma fonte de tenso F, um ampermetro A, um voltmetro V, trs resistores, R1 , R2 e R3 , de resistncias iguais, e fios de ligao. Quando o ampermetro mede uma corrente de 2 A, e o voltmetro, uma tenso de 6 V, a potncia dissipada em R2 igual a ---------------------

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) O eltron e sua antipartcula, o psitron, possuem massas iguais e cargas opostas. Em uma reao em que o eltron e o psitron, em repouso, se aniquilam, dois ftonsde mesma energia so emitidos em sentidos opostos.A energia de cada fton produzido , emMeV,aproximadamente: Note e adote: Relao de Einstein entre energia(E)e massa(m) : E = m.c2; Massa do eltron = 9x10-31 kg Velocidade da luz c = 3,0,x108 m/s 1 eV = 1,6x10-19J 1 MeV = 106 eV No processo deaniquilao, toda a massa das partculas transformada em energia dos ftons.

(FUVEST - 2016 - 1 FASE) Chumaos de algodo embebidos em uma soluo de vermelho de cresol, de cor rosa, foram colocados em trs recipientes de vidro, I, II e III, idnticos e transparentes. Em I e II, havia plantas e, em III, rs. Os recipientes foram vedados e iluminados durante um mesmo intervalo de tempo com luz de mesma intensidade, sendo que I e III foram iluminados com luz de frequncia igual a 7,0 x 1014 Hz, e II, com luz de frequncia igual a 5,0 x 1014 Hz. O grfico mostra a taxa de fotossntese das clorofilas a e b em funo do comprimento de onda da radiao eletromagntica. Considere que, para essas plantas, o ponto de compensao ftica corresponde a 20% do percentual de absoro. correto afirmar que, aps o perodo de iluminao, as cores dos chumaos de algodo embebidos em soluo de cresol dos recipientes I, II e III ficaram, respectivamente, --------------------------