Questões de Física - FUVEST | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2003 - 2 FASE )Duas pequenas esferas metlicas, A e B, so mantidas em potenciais eletrostticos constantes, respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do grfico na folha de resposta representam as interseces, com o plano do papel, das superfcies equipotenciais esfricas geradas por A, quando no h outros objetos nas proximidades. De forma anloga, as linhas tracejadas representam as interseces com o plano do papel, das superfcies equipotenciais geradas por B. Os valores dos potenciais eltricos dessas superfcies esto indicados no grfico. As questes se referem situao em que A e B esto na presena uma da outra, nas posies indicadas no grfico, com seus centros no plano do papel. a) Trace, com caneta, em toda a extenso do grfico da folha de respostas, a linha de potencial V=0, quando as duas esferas esto nas posies indicadas. Identifique claramente essa linha por V=0. b) Determine, em volt / metro, utilizando dados do grfico, os mdulos dos campos eltricos Epae Epbcriados, no ponto P, respectivamente, pelas esferas A e B. c) Represente, em uma escala conveniente, no grfico, com origem no ponto P, os vetores Epa, Epbe o vetor campo eltrico Epresultante em P. Determine, a partir desta construo grfica, o mdulo de Ep, em volt / metro. d) Estime o mdulo do valor do trabalho , em joules, realizado quando uma pequena carga q=2,0nC levada do ponto P ao ponto S, indicados no grfico. (2,0nC=2,0 nanocoulombs =2,0 x C) ..

(FUVEST - 2003 - 2 FASE )Uma onda sonora plana se propaga, em uma certa regio do espao, com velocidade V=340m/s, na direo e sentido do eixo y, sendo refletida por uma parede plana perpendicular direo de propagao e localizada direita da regio representada no grfico da folha de respostas. As curvas I e R desse grfico representam, respectivamente, para as ondas sonoras incidente e refletida, a diferena entre a presso P e a presso atmosfrica P0, (P P0), em funo da coordenada y, no instante t=0. As flechas indicam o sentido de propagao dessas ondas. a) Determine a freqncia f da onda incidente. b) Represente, com caneta, no grfico da folha de respostas, a curva de P P0, em funo de y, no instante t=0, para a onda sonora resultante da superposio, nesta regio do espao, das ondas incidente e refletida. (Represente ao menos um ciclo completo). c) Uma pessoa caminhando lentamente ao longo da direo y percebe, com um de seus ouvidos (o outro est tapado), que em algumas posies o som tem intensidade mxima e em outras tem intensidade nula. Determine uma posio y0 e outra ym, do ouvido, onde o som tem intensidade nula e mxima, respectivamente. Encontre, para a onda resultante, o valor da amplitude Am, de P P0, em pascals, na posio ym.

(FUVEST - 2003 - 1a Fase)Uma onda sonora considerada plana, proveniente de uma sirene em repouso, propaga-se no ar parado, na direo horizontal, com velocidade V igual a 330m/s e comprimento de onda igual a 16,5cm. Na regio em que a onda est se propagando, um atleta corre, em uma pista horizontal, com velocidade U igual a 6,60m/s, formando um ngulo de 60o com a direo de propagao da onda. O som que o atleta ouve tem freqncia aproximada de

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) Ncleos atmicos instveis, existentes na natureza e denominados istoposradioativos, emitem radiao espontaneamente. Tal o caso do Carbono-14 (14C), um emissorde partculas beta (-). Neste processo, o ncleo de 14C deixa de existir e se transforma em umncleo de Nitrognio-14 (14N), com a emisso de um antineutrino V e uma partcula - : 14C 14N + - + V Os vetores quantidade de movimento das partculas, em uma mesma escala, resultantes dodecaimento beta de um ncleo de 14C, em repouso, poderiam ser melhor representados, noplano do papel, pela figura:

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) conhecido o processo utilizado por povos primitivos para fazer fogo. Um jovem, tentando imitar parcialmente tal processo, mantm entre suas mos um lpis de forma cilndrica e com raio igual a 0,40cm de tal forma que, quando movimenta a mo esquerda para a frente e a direita para trs, em direo horizontal, imprime ao lpis um rpido movimento de rotao. O lpis gira, mantendo seu eixo fixo na direo vertical, como mostra a figura ao lado. Realizando diversos deslocamentos sucessivos e medindo o tempo necessrio para execut-los, o jovem conclui que pode deslocar a ponta dos dedos de sua mo direita de uma distncia L = 15cm, com velocidade constante, em aproximadamente 0,30s. Podemos afirmar que, enquanto gira num sentido, o nmero de rotaes por segundo executadas pelo lpis aproximadamente igual a

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) Uma jovem viaja de uma cidade A para uma cidade B, dirigindo um automvel por uma estrada muito estreita. Em um certo trecho, em que a estrada reta e horizontal, ela percebe que seu carro est entre dois caminhes-tanque bidirecionais e iguais, como mostra a figura. A jovem observa que os dois caminhes, um visto atravs do espelho retrovisor plano, e o outro, atravs do para-brisa, parecem aproximar-se dela com a mesma velocidade. Como o automvel e o caminho de trs esto viajando no mesmo sentido, com velocidades de 40km/h e 50km/h, respectivamente, pode-se concluir que a velocidade do caminho que est frente

(FUVEST - 2003 - 1a Fase)Considere dois objetos cilndricos macios A e B, de mesma altura e mesma massa e com sees transversais de reas, respectivamente, SA e SB = 2.SA. Os blocos, suspensos verticalmente por fios que passam por uma polia sem atrito, esto em equilbrio acima do nvel da gua de uma piscina, conforme mostra a figura ao lado. A seguir, o nvel da gua da piscina sobe at que os cilindros, cujas densidades tm valor superior da gua, fiquem em nova posio de equilbrio, parcialmente imersos. A figura que melhor representa esta nova posio de equilbrio

(FUVEST - 2003 - 1a Fase)Um feixe de eltrons, todos com mesma velocidade, penetra em uma regio do espao onde h um campo eltrico uniforme entre duas placas condutoras, planas e paralelas, uma delas carregada positivamente e a outra, negativamente. Durante todo o percurso, na regio entre as placas, os eltrons tm trajetria retilnea, perpendicular ao campo eltrico. Ignorando efeitos gravitacionais, esse movimento possvel se entre as placas houver, alm do campo eltrico, tambm um campo magntico, com intensidade adequada e

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) Ganhei um chuveiro eltrico de 6050W - 220V. Para que esse chuveiro fornea a mesma potncia na minha instalao, de 110V, devo mudar a sua resistncia para o seguinte valor, em ohms:

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) O gasmetro G, utilizado para o armazenamento de ar, um recipientecilndrico, metlico, com paredes laterais de pequena espessura. G fechado na sua partesuperior, aberto na inferior que permanece imersa em gua e pode se mover na direovertical. G contm ar, inicialmente temperatura de 300 K e o nvel da gua no seu interior seencontra 2,0 m abaixo do nvel externo da gua. Nessas condies, a tampa de G est 9,0 macima do nvel externo da gua, como mostra a figura. Aquecendo-se o gs, o sistema seestabiliza numa nova altura de equilbrio, com a tampa superior a uma altura H, em relao aonvel externo da gua, e com a temperatura do gs a 360 K. Supondo que o ar se comportecomo um gs ideal, a nova altura H ser, aproximadamente, igual a

(FUVEST - 2003 - 1a Fase)Uma criana estava no cho. Foi ento levantada por sua me que a colocou em um escorregador a uma altura de 2,0m em relao ao solo. Partindo do repouso, a criana deslizou e chegou novamente ao cho com velocidade igual a 4m/s. Sendo T o trabalho realizado pela me ao suspender o filho, e sendo a acelerao da gravidade g = 10 m/s2 , a energia dissipada por atrito, ao escorregar, aproximadamente igual a

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) Dois recipientes iguais, A e B, contm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litrode gua temperatura de 20 oC. Utilizando um aquecedor eltrico, de potncia constante, emantendo-o ligado durante 80 s, aquece-se gua do recipiente A at a temperatura de 60 oC. Aseguir, transfere-se 1,0 litro de gua de A para B, que passa a conter 2,0 litros de gua temperatura T. Essa mesma situao final, para o recipiente B, poderia ser alcanadacolocando-se 2,0 litros de gua a 20 oC em B e, a seguir, ligando-se o mesmo aquecedoreltrico em B, mantendo-o ligado durante um tempo aproximado de

(FUVEST - 2003 - 1a Fase) Uma pessoa idosa que tem hipermetropia e presbiopia foi a um oculista quelhe receitou dois pares de culos, um para que enxergasse bem os objetos distantes e outro para que pudesse ler um livro a uma distncia confortvel de sua vista. - Hipermetropia: a imagem de um objeto distante se forma atrs da retina. - Presbiopia: o cristalino perde, por envelhecimento, a capacidade de acomodao e objetos prximos no so vistos com nitidez. - Dioptria: a convergncia de uma lente, medida em dioptrias, o inverso da distncia focal (em metros) da lente. Considerando que receitas fornecidas por oculistas utilizam o sinal mais (+) para lentes convergentes e menos (-) para divergentes, a receita do oculista para um dos olhos dessa pessoa idosa poderia ser,

(FUVEST - 2003 - 1a Fase)Duas barras M e N, de pequeno dimetro, com 1,5m de comprimento, feitas de material condutor com resistncia de R a cada metro de comprimento, so suspensas pelos pontos S e T e eletricamente interligadas por um fio flexvel e condutor F, fixado s extremidades de uma alavanca que pode girar em torno de um eixo E. As barras esto parcialmente imersas em mercrio lquido, como mostra a figura ao lado. Quando a barra M est totalmente imersa, o ponto S se encontra na superfcie do lquido, e a barra N fica com um comprimento de 1,0m fora do mercrio e vice-versa. Suponha que os fios e o mercrio sejam condutores perfeitos e que a densidade das barras seja maior do que a do mercrio. Quando o extremo S da barra M se encontra a uma altura h da superfcie do mercrio, o valor da resistncia eltrica r, entre o fio F e o mercrio, em funo da altura h, melhor representado pelo grfico

(FUVEST - 2002 - 1a fase) Trs esferas metlicas iguais, A, B e C, esto apoiadas em suportes isolantes, tendo a esfera A carga eltrica negativa. Prximas a ela, as esferas B e C esto em contato entre si, sendo que C est ligada terra por um fio condutor, como representado na figura. A partir dessa configurao, o fio retirado e, em seguida, a esfera A levada para muito longe. Finalmente, as esferas B e C so afastadas uma da outra. Aps esses procedimentos, as cargas das trs esferas satisfazem as relaes: