FUVEST

 

QUESTÕES OBJETIVAS

1. FUVEST  Dois corpos de massas iguais são soltos, ao mesmo tempo, a partir do repouso, da altura h1 e percorrem os diferentes trajetos (A) e (B), mostrados na figura, onde x1 > x2 e h1 > h2. Note e adote: Desconsidere forças dissipativas.

Considere as seguintes afirmações:

I. As energias cinéticas finais dos corpos em (A) e em (B) são diferentes.

II. As energias mecânicas dos corpos, logo antes de começarem a subir a rampa, são iguais.

III. O tempo para completar o percurso independe da trajetória.

IV. O corpo em (B) chega primeiro ao final da trajetória.

V. O trabalho realizado pela força peso é o mesmo nos dois casos.

É correto somente o que se afirma em

A.     I e III.

B.     II e V.

C.    IV e V.

D.    II e III.

E.     I e V.

link para a resolução  https://youtu.be/MLd72E0BfWE

2. Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1.

Em um determinado instante, uma partícula de carga q positiva desloca‐se com velocidade instantânea v perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.

O diagrama que representa corretamente as forças elétrica  Fe e magnética FM atuando sobre a partícula é:

link para resolução  https://youtu.be/jFixOk2yMsU

3. FUVEST-SP A figura mostra uma bomba de encher pneu de bicicleta. Quando o êmbolo está todo puxado, a uma distância de 30cm da base, a pressão dentro da bomba é igual à pressão atmosférica normal. A área da seção transversal do pistão da bomba é de 24cm2. Um ciclista quer encher ainda mais o pneu da bicicleta que tem volume de 2,4 litros e já está com uma pressão interna de 3atm. Ele empurra o êmbolo da bomba até o final de seu curso. Suponha que o volume do pneu permaneça constante, que o processo possa ser considerado isotérmico e que o volume do tubo que liga a bomba ao pneu seja desprezível. A pressão final do pneu será, então, de aproximadamente:

 a) 1,0 atm

 b) 3,0 atm

 c) 3,3 atm

 d) 3,9 atm

 e) 4,0 atm

 link para resolução  https://youtu.be/srITgVXyXB0

4. FUVEST Um bom café deve ser preparado a uma temperatura pouco acima de 80°C. Para evitar queimaduras na boca, deve ser consumido a uma temperatura mais baixa. Uma xícara contém 60 mL de café a uma temperatura de 80°C. Qual a quantidade de leite gelado (a uma temperatura de 5°C) deve ser misturada ao café para que a temperatura final do café com leite seja de 65°C? Note e adote: Considere que o calor específico e a densidade do café e do leite sejam idênticos.

(A) 5 mL 

(B) 10 mL 

(C) 15 mL 

(D) 20 mL 

(E) 25 mL 

link para resolução  https://youtu.be/BphMLnJpc_M

5.FUVEST  Dois fios muito longos transportam, cada um deles, uma corrente elétrica de intensidade I, conforme indicado na figura. Uma partícula de carga +Q, situada a uma distância R de cada um dos fios, move-se com velocidade constante ao longo da direção z.

Note e adote:O campo magnético produzido por um fio muito longo transportando uma corrente de valor I tem módulo aproximadamente dado por μ0 I/2πr, sendo r a distância do fio até o ponto e μ0 corresponde a constante de permeabilidade magnética.

O módulo e sentido da força magnética atuando sobre a carga devido ao campo magnético produzido pelos fios são dados por:

(A) 0

(B) QVμ0I/πR e aponta na direção −y

(C) QVμ0I/πR e aponta na direção y

(D) QVμ0I/πR e aponta na direção −x

(E) QVμ0I/πR e aponta na direção x

link para resolução  https://youtu.be/zg--MNIMHZE

6.FUVEST Dois fios metálicos, F₁ e F₂, cilíndricos, do mesmo material de resistividade ρ, de seções transversais de áreas, respectivamente, A₁e A₂=2A₁, têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura abaixo. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V.

Nessas condições, a diferença de potencial V₁, entre as extremidades de F₁, e V₂, entre as de F₂, são tais que

a (   )      V₁=V₂/4

b (   )      V₁ = V₂/2

c (   )      V₁ = V₂

d (   )      V₁ = 4V₂

e (   )      V₁ = 2V₂

link para resolução  https://youtu.be/iB1QwS4ubdQ

 7.FUVEST A figura ilustra de maneira simplificada o fenômeno da dispersão da luz branca ao incidir sobre um prisma de vidro a partir do ar, mostrando apenas raios refratados correspondentes a três cores diferentes. Um fenômeno análogo é responsável pelo aparecimento do arco-íris após uma chuva.

Na base do fenômeno da dispersão está a refração de raios luminosos quando incidem sobre uma interface que separa dois meios físicos distintos. A descrição matemática da refração é feita pela lei de Snell, conforme apresentada a seguir: 

n1λsenθ1=nrλsenθr    em que: 

• 𝑛𝑖,𝜆 é o índice de refração da luz de comprimento de onda 𝜆 no meio incidente, 

• θ1 é o ângulo que o raio incidente faz com a reta normal à interface,  

• 𝑛r,𝜆 é o índice de refração da mesma luz no meio refratado e 

• 𝜃𝑟 é o ângulo que o raio refratado faz com a reta normal à interface. 

O índice de refração do ar pode ser tomado como igual a 1 para qualquer comprimento de onda. Com base nessas informações, a relação correta entre os índices de refração dos raios das cores 1 (n1), 2 (n2) e 3 (n3) no vidro é dada por: 

Note e adote: A função seno é crescente quando 𝜃 está entre 0 e 90 grau

a)  n1 = n2 = n3 > 1

b)  n1 > n2 > n3 > 1

c)  1 < n1 < n2 < n3

d)  n1 < n2 < n3 < 1

e)  1 > n1 > n2 > n3

link para resolução  https://youtu.be/VpOruDX0ung

8.FUVEST Um raio monocromático de luz incide no ponto A de uma das faces de um prisma feito de vidro e imerso no ar. A figura 1 representa apenas o raio incidente e o raio refratado num plano normal às faces do prisma, cujas arestas são representadas pelos pontos P, S e T, formando um triângulo equilátero. Os pontos A, B e C também formam um triângulo equilátero e são, respectivamente, equidistantes de P e S, S e T, e T e P. Considere os raios E1, E2, E3, E4 e E5, que se afastam do prisma, representados na figura 2.

 

Podemos afirmar que os raios compatíveis com as reflexões e refrações sofridas pelo raio incidente, no prisma, são:

a) somente E3          

b) somente E1 e E2          

c) somente E2 e E5

d) somente E1, E3 e E4          

e) todos

Link para resolução  https://youtu.be/036B1uIPeU4

9.FUVEST Um tradicional brinquedo infantil, conhecido como bate-bate, é composto por duas esferas (bolinhas) de massas iguais conectadas cada qual por uma corda e amarradas num ponto comum. Desloca-se a bolinha 1 de uma altura ℎ, conforme ilustrado no arranjo: 

 

 Ao soltar a esfera 1, ela colidirá com a bolinha 2, inicialmente em repouso. Supondo que a colisão seja perfeitamente elástica, verifica-se que, após a colisão, a esfera 2 subirá para a mesma altura ℎ. Imagine agora que uma pequena goma colante seja colocada numa das esferas de modo que, após a colisão, ambas permaneçam unidas. Neste caso, após a colisão, a altura alcançada pelo sistema formado pelas duas bolinhas unidas será: 

Note e adote: Desconsiderar a massa da goma. 

(A) h/8 

(B) h/4 

(C) h/3 

(D) h/2 

(E) h

Link para resolução  https://youtu.be/u0nzyEuOJ_4

10.FUVEST Termistores são termômetros baseados na variação da resistência elétrica com a temperatura e são utilizados em diversos equipamentos, como termômetros digitais domésticos, automóveis, refrigeradores e fornos. A curva de calibração de um termistor é mostrada na figura:

Considere que o termistor se rompa quando percorrido por uma corrente maior do que 10 mA. Supondo que o termistor seja conectado a uma bateria de 5 V, assinale a alternativa que contém uma faixa de temperaturas em que o dispositivo sempre funcionará adequadamente:

a) 10℃ < T < 35℃

b) 20℃ < T < 45℃

c) 30℃ < T < 55℃

d) 40℃ < T < 65℃

e) 50℃ < T < 75℃

link para resolução  https://youtu.be/WmHxZTHah04

resposta A

11. FUVEST O slam ball é um exercício funcional no qual o praticante eleva uma bola especial acima da cabeça e, após uma breve pausa, a atira no chão, como mostra figura: 

 

 Considere uma pessoa de 1,70 m que eleva uma bola de 6 kg a uma altura de 40 cm acima da sua cabeça. Em seguida, a pessoa realiza sobre a bola um trabalho adicional de 10 calorias para arremessá-la. Se a colisão da bola com o solo for perfeitamente inelástica, a energia total dissipada na colisão será de : Note e adote: Considere 1 cal = 4,2 J e g = 10 m/s² .

(A) 10 cal. 

(B) 20 cal. 

(C) 30 cal. 

(D) 40 cal. 

(E) 50 cal. 

Link para resolução  https://youtu.be/D7OVdaCaThg

12. FUVEST Um carro percorre uma pista curva superelevada (tg θ=0,20) de 200m de raio. Desprezando o atrito, qual a velocidade máxima sem risco de derrapagem? Adote g = 10m/s2

.a) 60 km/h 

b) 72 km/h 

c) 80 km/h 

d) 40 km/h 

e) 48 km/h

link para a resolução  https://youtu.be/HviLBvp4QDw 

13. FUVEST  No diagrama P x V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás entre os estados I e II.

Com relação à variação ΔU da energia interna do gás e ao trabalho W por ele realizado, entre esses estados, é correto afirmar que

A.   ΔU_A = ΔU_B = ΔU_C e W_C > W_B > W_A. 

B.   ΔU_A > ΔU_C > ΔU_B e W_C = W_A < W_B. 

C.   ΔU_A < ΔU_B < ΔU_C e W_C > W_B > W_A. 

D.   ΔU_A = ΔU_B = ΔU_C e W_C = W_A > W_B. 

E.   ΔU_A > ΔU_B > ΔU_C e W_C = W_B = W_A.

link para resolução  https://youtu.be/_ugHDsALcRk

14. FUVEST Para esfriar um copo contendo 250 mL de água fervente (100°C), é comum utilizar o seguinte método:

Passo 1. Colocar esse copo dentro de uma vasilha em contato com 1 litro de água à temperatura ambiente (25°C), como mostrado na figura.

Passo 2. Esperar que entrem em equilíbrio térmico.

Passo 3. Tirar o copo e trocar a água da vasilha por outro litro de água à temperatura ambiente.

Passo 4. Colocar o copo em contato com a água “nova” e esperar que entrem em equilíbrio térmico.

Após o passo (4) desse método, a temperatura da água no copo será aproximadamente:

Note e adote:Considere apenas trocas de calor entre a água no copo e a água na vasilha. Despreze quaisquer trocas de calor do sistema com o ambiente.

A.        14°C 

B.        28°C 

C.        40°C 

D.        60°C 

E.        84°C

Link para  resolução https://youtu.be/hbYjhpRsnYM

15. FUVEST Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um curioso estudo sobre a pressão interna de “foguetes de garrafa PET”, propulsionados a partir da reação química entre ácido acético e bicarbonato de sódio.[1] Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, CH3COOH) com bicarbonato de sódio (NaHCO₃) produz gás carbônico (CO₂) por meio da reação química representada pela seguinte equação:

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O

A reação ocorre no interior de uma garrafa PET de 2 L de volume útil total, da qual foi retirado todo o ar. Insere-se na garrafa um volume inicial Vin de vinagre líquido e bicarbonato de sódio, sendo a garrafa posteriormente selada com uma tampa acoplada a um manômetro. A reação produzirá gás carbônico que ocupará um volume V_CO2  e exercerá uma pressão P_CO2  sobre a tampa da garrafa, medida pelo manômetro, como mostra a figura.

Considere agora um outro experimento feito em condições semelhantes, em que o manômetro indica uma pressão de 5 atm e, sem que a pressão no interior da garrafa se altere, ele é cuidadosamente substituído por uma rolha de 10 g de massa e 2 cm de diâmetro (igual ao diâmetro interno do bocal da garrafa). Logo após a rolha ser encaixada no local, ela é expelida devido à pressão interna da garrafa ser maior que a pressão atmosférica.

A aceleração da rolha no momento em que ela é expelida é de, aproximadamente,

Note e adote: Assuma que a pressão atmosférica seja de 1 atm = 10⁵ Pa. Utilize π = 3.
Considere que as forças relevantes atuando sobre a rolha no momento em que é expelida são apenas aquelas relativas à diferença de pressão entre os seus lados interno e externo.

A.12 m/s². 

B.120 m/s².

C.1200 m/s². 

D.12000 m/s².

E.120000 m/s².

link para resolução  https://youtu.be/SXe-MMTCWhc

16. FUVEST No dia 26 de março de 2024, à 1h29min, aproximadamente, o navio cargueiro MV Dali colidiu com a ponte Francis Scott Key em Baltimore, EUA. O impacto causou o colapso da ponte, tornando-se um dos maiores acidentes marítimos da história norte-americana.

A figura a seguir mostra os dados da velocidade do navio em função da hora local. A colisão ocorreu no intervalo de 38 segundos, marcado por linhas pontilhadas no gráfico.

Assumindo que a massa do navio no momento do impacto seja de 100 mil toneladas e, tendo por base os dados do gráfico, a magnitude da força média atuando sobre o navio durante a colisão é de, aproximadamente,

Note e adote:
Considere que a força atuando sobre o navio durante a colisão seja constante e igual à força média. Utilize 1 m.p.h. = 0,5 m/s.

A.           7 x 10^-2 N

B.           7 x 10⁰ N

C.           7 x 10² N

D.           7 x 10⁴ N

E.           7 x 10⁶ N

link para resolução  https://youtu.be/IUFD20TsEog

17. FUVEST Um carro movimentava-se por uma rua de mão única, com sentido da esquerda para a direita, e deixou no asfalto o padrão de pingos de óleo indicado na figura I.

Entre as curvas no gráfico da figura II, indique aquela que melhor corresponde à dependência da posição do carro com o tempo, segundo esses pingos. Adote como positivo o sentido para a direita, conforme a indicação da seta em I. Note e adote: Assuma que o intervalo de tempo entre os pingos seja o mesmo.

(A)     Curva 𝑎.

(B)     Curva 𝑏.

(C)     Curva 𝑐.

(D)     Curva 𝑑.

(E)     Curva 𝑒.

link para resolução     https://youtu.be/kU04U3HfyPo

18. FUVEST  Uma empresa júnior de alunos de engenharia projetou um termômetro mecânico para medir a temperatura do óleo utilizado em máquinas e equipamentos, com base na variação da densidade do óleo com a temperatura. Com essa finalidade, emprega-se um objeto de massa M igual a 18 g e volume de 20 cm3, que permanece imerso em um óleo e está preso, por um fio, ao fundo da superfície, conforme mostra a figura.

A temperatura é medida por meio da variação na tensão do fio, que muda devido à variação da densidade do óleo com a temperatura. O gráfico a seguir mostra a dependência da densidade do óleo com a temperatura.

Nessa configuração, a temperatura na qual a tensão na corda se anula é igual a

Note e adote: Despreze a massa do fio.

a.      0°C 

b.     75°C 

c.     100°C 

d.    150°C 

e. 275°C

link para resolução    https://youtu.be/iVEMsrKl-Oc

19. FUVEST O telescópio espacial James Webb, lançado em dezembro de 2021, move-se nas proximidades de um ponto especial chamado ponto de Lagrange, sobre o qual um objeto orbita o Sol com o mesmo período de translação que a Terra. O esquema a seguir, fora de escala, representa o Sol, a Terra e o telescópio Webb, com as respectivas massas e distâncias indicadas.

A força resultante necessária para manter um objeto de massa m em uma órbita circular de raio R com velocidade angular ω é F = mω²R. Sendo FT e FW as intensidades das forças gravitacionais resultantes sobre a Terra e sobre o telescópio, respectivamente, assinale a alternativa que descreve a razão FW/FT entre essas forças.

Note e adote: Despreze os efeitos gravitacionais da Lua e suponha que mW seja desprezível frente às outras massas e que as órbitas sejam perfeitamente circulares. Suponha ainda que o telescópio se situe exatamente sobre o ponto de Lagrange.

(A)   FwFt= mwRtmtRw

(B)  FwFt= (mt+ms)RwmtRt

(C)  FwFt= mwRwmtRt

(D)  FwFt= mw(Rw-Rt)mtRt

(E)  FwFt= mt(Rw-Rt)mwRt

Link para resolução   https://youtu.be/S581lbh0QgU

20. FUVEST

Como ilustrado pela foto, o gerador de Van de Graaf, equipamento popular em parques de ciência, permite o acúmulo de cargas elétricas em uma cúpula metálica. A distribuição de cargas na cúpula de um desses geradores, quando ninguém a toca, pode ser considerada esférica. Dois desses geradores, A e B, estão separados por uma certa distância. O gerador A contém uma carga +Q, e o gerador B, uma carga +2Q, com Q>0.

Entre as alternativas, assinale aquela que melhor corresponde ao vetor campo elétrico resultante produzido pelos geradores no ponto médio P entre eles.

21. FUVEST  A foto a seguir mostra um circuito com três resistores (R1, R2 e R3) conectados em uma protoboard (base de contatos). Nesse tipo de placa, os cinco furos de uma mesma linha (indicados pelos retângulos amarelos) estão em curto, formando os nós do circuito. Os cabos vermelho e preto, por sua vez, estão conectados aos terminais de uma fonte contínua de 5V.

Se R1 = 150 kΩ e R2 = R3 = 100 kΩ, a corrente elétrica que passa pelo resistor R1 será de:

a.            12,5 μA 

b.            14,3 μA 

c.            25,0 μA 

d.            37,5 μA 

e.            50,0 μA

 link para resolução https://youtu.be/vHbTKBJkaV8

22.FUVEST Uma das modalidades de skate é o bowl,disputado em um espaço em formato aproximado de bacia. Supondo um bowl com profundidade de 2,45 m, qual a máxima velocidade que um skatista, partindo do repouso no ponto mais alto da bacia, poderia alcançar no ponto mais baixo?

Note e adote:

Aceleração da gravidade (g) = 10m/s²

a.            3 m/s 

b.            5 m/s 

c.            7 m/s 

d.            9 m/s 

e.            11 m/s

link para resolução https://youtu.be/m1Vz6w7bgGw

23.FUVEST  Uma empresa júnior de alunos de engenharia projetou um termômetro mecânico para medir a temperatura do óleo utilizado em máquinas e equipamentos, com base na variação da densidade do óleo com a temperatura. Com essa finalidade, emprega-se um objeto de massa M igual a 18 g e volume de 20 cm³, que permanece imerso em um óleo e está preso, por um fio, ao fundo da superfície, conforme mostra a figura.

A temperatura é medida por meio da variação na tensão do fio, que muda devido à variação da densidade do óleo com a temperatura. O gráfico a seguir mostra a dependência da densidade do óleo com a temperatura.

Nessa configuração, a temperatura na qual a tensão na corda se anula é igual a

Note e adote: Despreze a massa do fio.

a.            0°C 

b.            75°C 

c.            100°C 

d.            150°C 

e.            275°C

 Link para resolução  https://youtu.be/2oeRf8OTV4E

24. FUVEST - Em uma tribo indígena de uma ilha tropical, o teste derradeiro de coragem de um jovem é deixar-se cair em um rio, do alto de um penhasco. Um desses jovens se soltou verticalmente, a partir do repouso, de uma altura de 45 m em relação à superfície da água. O tempo decorrido, em segundos, entre o instante em que o jovem iniciou sua queda e aquele em que um espectador, parado no alto do penhasco, ouviu o barulho do impacto do jovem na água é, aproximadamente, Note e anote: Considere ar em repouso e ignore sua resistência. Ignore as dimensões das pessoas envolvidas. Velocidade do som no ar 360 m/s.

a)     3,1

b)     4,3

c)     5,2

d)     6,2

e)     7,0

Link para a resolução  https://www.youtube.com/watch?v=U9-pcSB_fqI

25.FUVEST  Considere os textos a seguir que discorrem sobre copos térmicos:

**"O que realmente faz nossos produtos se destacarem é o isolamento térmico de ponta. Quase todos os itens da nossa seleção são feitos com dupla parede de aço inox 18/8 (...). E o grande segredo disso está na ciência. Sim, isso mesmo!

Em outras palavras, nossos produtos possuem um espaço a vácuo entre as paredes que evita a troca de temperatura com o ambiente externo. Esse é um método inventado pelo nosso fundador, o físico e inventor William Stanley Jr., lá em 1913, quando a marca Stanley foi criada.

Na época, as partes internas das garrafas eram feitas de vidro. William descobriu, então, que um processo de soldagem entre duas paredes de aço inox, a vácuo, seria muito mais eficiente."**

Disponível em: https://www.stanley1913.com.br/blogs/news/tecnologia-stanley/

"Copos térmicos possuem uma barreira extra que impede que as trocas de calor com o ambiente externo aconteçam muito rapidamente. Para isso, dispõem de um truque: possuem paredes duplas, às vezes até mesmo triplas, entre o líquido e a superfície externa. Isto é, a segunda parede do copo, que é a de contato direto com o líquido, não está diretamente em contato com o meio externo. Entre essas paredes, há ainda um pequeno espaço vazio – um vácuo."

Disponível em: https://guiadoestudante.abril.com.br/

 

De acordo com os textos e com os seus conhecimentos, é correto afirmar:

A.           Uma das funções do aço inox na composição das paredes do copo é o de aumentar a irradiação de calor do interior do copo para o ambiente externo, diminuindo a temperatura no interior do líquido.

B.           Por ser um metal, o aço inox é um isolante térmico melhor do que o vidro, que é tanto um bom isolante elétrico como um bom condutor de calor.

C.           A parede dupla de aço inox com camadas reflexivas separadas por uma região de vácuo suprime tanto a condução como a irradiação de calor entre o copo e o ambiente externo.

D.           A presença de uma região de vácuo entre as paredes de metal não inibe o processo de troca de calor por convecção com o ambiente externo.

E.           A principal função da região de vácuo entre as paredes do copo é a de suprimir a irradiação de calor do ambiente externo para o interior do recipiente.

link para resolução  https://youtu.be/A5V2UdnNPYg

QUESTÕES DISSERTATIVAS

1. FUVEST Duas esferas de massa 𝑚, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga 𝑞, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento 𝐿, presos ao teto, e formam o arranjo estático mostrado na figura.

a) Na folha de respostas, faça um diagrama de corpo livre da esfera 1, indicando todas as forças que atuam sobre ela.

b) Determine a razão Q2/𝑚 em termos do comprimento 𝐿 dos fios, da aceleração da gravidade 𝑔 e da constante eletrostática do vácuo 𝑘.

c) Considere que as mesmas esferas são desconectadas dos fios e conectadas às extremidades de uma mola de constante elástica igual a 50 N/m. O conjunto é deixado sobre uma superfície isolante e sem atrito, atingindo o equilíbrio quando a força elétrica entre elas é de 0,1 N. Nessas condições, qual será o valor da energia armazenada na mola?

 link para resolução  https://youtu.be/Dk0JGT4-OW8 

2.FUVEST Uma bola de borracha de massa 𝑚 = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura ℎ. A resistência do ar não é desprezível, e o movimento da bola durante 0,6 segundo após o início da queda é registrado por uma câmera de alta resolução. Considerando o esquema da situação inicial e os gráficos da dependência temporal da altura 𝑦 e da velocidade vertical 𝑣Y da bola, responda às questões a seguir.

a) No instante t = 0,2 s, a força resultante que atua sobre a bola tem sentido para cima, sentido para baixo ou tem intensidade nula? Justifique sua resposta.

b) Calcule a energia cinética perdida pela bola entre os instantes imediatamente antes e imediatamente depois do choque com o solo.

c) Calcule o módulo da força média de resistência do ar atuando sobre a bola entre o instante inicial e o instante imediatamente antes de ela atingir o solo pela primeira vez.

link para resolução https://youtu.be/EsTF6Dg7T80

3.FUVEST  Uma pessoa produz oscilações periódicas em uma longa corda formada por duas porções de materiais diferentes 1 e 2, nos quais a velocidade de propagação das ondas é, respectivamente, de 5 m/s e 4 m/s. Segurando a extremidade feita do material 1, a pessoa abaixa e levanta sua mão regularmente, completando um ciclo a cada 0,5 s, de modo que as ondas propagam‐se do material 1 para o material 2, conforme mostrado na figura. Despreze eventuais efeitos de reflexão das ondas.

a) Circule, dentre os vetores na folha de respostas, aquele que melhor representa a velocidade do ponto P da corda no instante mostrado na figura.

b) Calcule a frequência e o comprimento de onda no material 1.

c) Calcule a frequência e o comprimento de onda no material 2.

link para resolução  https://youtu.be/jsD2WQTTYbc

4. FUVEST  Diversos processos celulares presentes no corpo humano envolvem fenômenos elétricos. Um dos mais importantes é o fato de uma membrana celular, que separa o interior celular do exterior, apresentar um acúmulo de ânions (cargas negativas) e cátions (cargas positivas) nas superfícies interna e externa, respectivamente, o que resulta no surgimento de uma diferença de potencial 𝑈 ao longo da membrana. Considere que 𝑈 cresce linearmente de 0 a U₀  na região entre 𝑥=0 e 𝑥=𝑑, como mostra a figura.

Note e adote: 1Å = 10⁻¹⁰ m Carga de um íon monovalente = 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Considere, para efeitos de cálculo desta questão, a massa de um íon como 10⁻³⁰ kg. Aceleração da gravidade: g = 10m/s².

a) Indique o sentido do vetor campo elétrico no interior da membrana (se está apontando para o interior ou para o exterior da célula). Justifique sua resposta.

b) Obtenha o módulo do campo elétrico (em V/m) considerando que a membrana tenha espessura 𝑑 = 64 Å e que U0 = 0,08 V. 

c) Supondo agora uma membrana em que o campo elétrico tenha intensidade 10^7 V/m, encontre a razão Fe/Fg em que Feé o módulo da força eletrostática e Fg é o módulo da força gravitacional, ambas exercidas sobre um íon monovalente localizado na região 0<𝑥<𝑑, conforme a figura.

link para resolução https://youtu.be/hxMGkXKC8GM

5.FUVEST O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa do aumento dos níveis dos oceanos vem da expansão térmica da água. Essa expansão ocorre principalmente nas camadas superiores dos oceanos, até cerca de 700 m de profundidade. O gráfico a seguir mostra a variação da razão v(T) / v(T=6°C) onde v(T) é o volume de 1 g de água (em cm³) à pressão ambiente (também chamado de volume específico) em função da temperatura T expressa em graus Celsius.

a) Se uma coluna de água inicialmente a uma temperatura de 1°C for aquecida até 3°C, sua altura aumenta ou diminui? Justifique com base nos dados do gráfico.

b) Considere uma coluna de água cuja altura a 6°C é de 700 m. Assumindo que toda a expansão volumétrica ocorra na direção vertical e que sua massa não varie, estime, com base nos dados do gráfico, a variação de altura da coluna quando esta é aquecida de 6°C até 9°C. Expresse seu resultado em centímetros.

c) Considere uma coluna de água de 700 m de altura que sofre um aumento de temperatura de 2°C. Assumindo que a massa dessa coluna de água não varie, desprezando a variação da massa específica da água com a temperatura e admitindo que esta seja constante e igual a 1 g/cm³, calcule o calor absorvido pela coluna por unidade de área de superfície. Expresse seu resultado em J/m². Note e adote: Considere que o volume específico da água (definida pelo inverso da massa específica) não varie com a profundidade. Calor específico da água: 4,2 J/(g °C).

link para resolução  https://youtu.be/rzbjZ2QdrDQ

6.FUVEST Considere um mergulhador em um lago de águas calmas.

a) Esse mergulhador possui massa de 75 kg e volume corporal de 70 L. Para um mergulho, ele acopla a si um cilindro de ar de 15 kg e volume de 10 L. Estando completamente imersos na água (mergulhador e cilindro), o mergulhador para de nadar. Ele afundará ou subirá até a superfície? Justifique sua resposta.

b) Durante um mergulho, o mergulhador consulta seu manômetro de pulso e verifica que a pressão absoluta local é de 2,0 atm. A que profundidade o mergulhador está?

c) Finalmente, considere que o mergulhador está no fundo do lago, onde a temperatura da água é de 7°C e a pressão é de 2,8 atm. Ele produz uma bolha de ar volume V1, que sobe em direção à superfície. Quando a bolha houver subido até a iminência de atingir a superfície, onde a temperatura da água é 27°C, seu volume será V0. Determine a razão V0/V1.

Note e adote:
A densidade da água é de 1,0 kg/L. Adote como aceleração da gravidade o valor 10 m/s² e como densidade da água o valor 1,0 × 10³ kg/m³ e utilize 1,0 atm = 1,0 × 10⁵ Pa. Trate o ar na bolha como um gás ideal e suponha que não escape ar da bolha durante a subida.

Link para a resolução   https://youtu.be/N_kY6GhF5_Y

7. FUVEST Considere o circuito mostrado na figura, onde todos os resistores têm resistência R = 200Ω. A diferença de potencial VAB , entre os pontos A e B, é 120 V.

Determine

a) a resistência Req equivalente deste circuito;

b) a corrente total i no circuito e a corrente i4 no resistor R4;

c) a potência total P dissipada no circuito e a potência P3 dissipada no resistor R3.

Link para a resolução   https://youtu.be/nOccngDamB4

8. FUVEST Usinas hidrelétricas convertem energia mecânica em energia elétrica, que depois é transportada por linhas de transmissão até residências, indústrias etc.

a) A potência aproximada da usina hidrelétrica de Itaipu, a maior do Brasil, é de 15 GW. A potência dissipada por um aparelho de TV em modo de espera (stand by) é de cerca de 6 W. Supondo que, em média, cada um dos cerca de 75 milhões de domicílios brasileiros tenha 1 aparelho de TV em modo de espera, que percentagem da potência de Itaipu é consumida apenas para manter TVs brasileiras nesse modo?

b) Uma versão simples de usina hidrelétrica utiliza a queda livre da água para girar uma turbina. Supondo que a água inicie, praticamente do repouso, uma queda de 20 m até a turbina, com que velocidade a água atinge a turbina?

c) O impulso da água faz girar a turbina, que por sua vez aciona um gerador. A presença de um campo magnético no gerador em movimento leva ao surgimento de uma força eletromotriz que varia no tempo. Após o transporte da eletricidade até uma residência, o gráfico da força eletromotriz tem o aspecto mostrado na figura abaixo.

Se conectarmos à tomada da residência um ferro de passar com um resistor ôhmico de 40 Ω, qual será a máxima corrente elétrica que percorrerá o resistor do ferro durante sua operação?

Note e adote:
Despreze a resistência do ar e adote o valor de 10 m/s2 para a aceleração da gravidade.

Link para resolução  https://youtu.be/2srn96PF9d0

9. FUVEST   Um rapaz com chapéu observa sua imagem em um espelho plano e vertical. O espelho tem o tamanho mínimo necessário, y = 1,0 m, para que o rapaz, a uma distância d = 0,5 m, veja a sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés. A distância de seus olhos ao piso horizontal é h = 1,60 m. A figura da página de resposta ilustra essa situação e, em linha tracejada, mostra o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem do ponto mais alto do chapéu.

NOTE E ADOTE O topo do chapéu, os olhos e a ponta dos pés do rapaz estão em uma mesma linha vertical.

a) Desenhe, na figura da página de resposta, o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem da ponta dos pés do rapaz.

b) Determine a altura H do topo do chapéu ao chão.

c) Determine a distância Y da base do espelho ao chão.

d) Quais os novos valores do tamanho mínimo do espelho ( y’ ) e da distância da base do espelho ao chão ( Y’ ) para que o rapaz veja sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés, quando se afasta para uma distância d’ igual a 1 m do espelho?

link para resolução   https://youtu.be/GahJCcZb8Lo

10. FUVEST Uma pequena esfera, com carga elétrica positiva Q = 1,5 × 10^-9C, está a uma altura D = 0,05 m acima da superfície de uma grande placa condutora, ligada à Terra, induzindo sobre essa superfície cargas negativas, como na figura 1. O conjunto dessas cargas estabelece um campo elétrico que é idêntico, apenas na parte do espaço acima da placa, ao campo gerado por uma carga +Q e uma carga -Q, como se fosse uma “imagem” de Q que estivesse colocada na posição representada na figura 2.

a) Determine a intensidade da força F, em N, que age sobre a carga +Q, devida às cargas induzidas na placa.

b) Determine a intensidade do campo elétrico Eo, em V/m, que as cargas negativas induzidas na placa criam no ponto onde se encontra a carga +Q.

c) Represente, no diagrama da figura 3, no ponto A, os vetores campo elétrico E+ e E–, causados, respectivamente, pela carga +Q e pelas cargas induzidas na placa, bem como o campo resultante, EA . O ponto A está a uma distância D do ponto O da figura e muito próximo à placa, mas acima dela.

d) Determine a intensidade do campo elétrico resultante EA, em V/m, no ponto A.

link para resolução https://youtu.be/CcUFrL4ZnXU

11. FUVEST Resistores e fusíveis desempenham papéis fundamentais em circuitos eletrônicos. Enquanto os resistores controlam a passagem da corrente elétrica ou são utilizados para conversão de energia elétrica em térmica, os fusíveis cortam a corrente quando ela ultrapassa certo limite, evitando assim danos e acidentes. Um estudante montou o circuito eletrônico formado por um resistor, uma lâmpada e um fusível, com resistência R, L e RF, respectivamente, e curvas características mostradas a seguir. 

a) Determine o valor da resistência elétrica (em Ω) do resistor R. 

b) Sabendo que o fusível suporta uma corrente máxima de I = 6 A para que não queime, calcule o valor da ddp mínima sobre os componentes associados em paralelo. 

c) Obtenha a resistência equivalente do circuito para uma corrente I = 6 A. 

Note e adote: Considere que a lâmpada se comporta como elemento ômico para correntes de até 1,25 A. 

link para resolução  https://youtu.be/heLgFonXMnY

12. FUVEST  O Homem-Aranha está na parede do 7º andar de um prédio olhando a vizinhança. Ele observa uma pessoa que está parada no canteiro central e corre risco de ser atropelada. Imediatamente, o super-herói lança uma teia em um poste e segue na direção dela para salvá-la. Ele pega a pessoa no ponto mais baixo da sua trajetória. Os dois continuam juntos até uma altura máxima e voltam. Uma professora de Física, ao observar a cena, tenta estimar algumas informações do movimento. Ela assume que: 

(i) o movimento pendular é bidimensional; 

(ii) a altura inicial do Homem-Aranha é de 𝐻 = 21 m do chão, pois cada andar tem cerca de 3 m de altura; 

(iii) a velocidade inicial do Homem-Aranha, ao deixar o prédio, é zero, pois ele simplesmente se deixou cair, sem dar nenhum impulso na parede do prédio; 

(iv) ele pegou a pessoa quando estava a 𝑑 = 1 m do chão; 

(v) houve perda de energia quando ele pegou a pessoa, devido à colisão perfeitamente inelástica; e 

(vi) a pessoa e ele têm aproximadamente a mesma massa, 𝑀 = 60 kg. 

A figura ilustra esquematicamente o movimento descrito. Utilizando as informações assumidas pela professora, responda:Note e adote: Aceleração da gravidade: 𝑔 = 10 m/s2. 

a) Qual a velocidade do Homem-Aranha quando ele pega a pessoa? 

b) Qual a razão entre as velocidades imediatamente depois (𝑣depois) e antes (𝑣antes) de o Homem-Aranha pegar a pessoa (𝑣depois / 𝑣antes)? 

c) Qual o valor da máxima altura do movimento do Homem-Aranha e da pessoa, juntos, em relação ao chão? 

link para resolução https://youtu.be/4ekJjlFZNoY

RESPOSTAS

QUESTÕES OBJETIVAS

1.B    2.A    3.C    4.B    5.B    6.E    7.B    8.D    9.B    10.A    11.D    12.B   

13.A    14.B    15.D    16.E    17.A    18.D    19.D    20.C    21.C    22.C    23.D

24.A    25.C

QUESTÕES DISSERTATIVAS

1..A. 3,67 X 10-47N     B.8,2 X 10-8N       C.2,05 X 10-8N D.2,46 X 10-7N    2.A. para baixo, objeto acelerado para baixo.  B. O,125 J    C.Far =0,2 N    3. A  vertical para baixo   B.  2Hz,  2,5m   C. 2Hz,  2,0 m   4.a) O vetor campo elétrico está apontando para o interior da célula, pois seu sentido sempre é para a região de menor potencial elétrico.  b) 1,25 x10⁷ V/m c) 1,6x10¹⁷ A. diminui.    B.11,2 cm      C. 58,8.10⁸ J/m²    6.A. afunda, mais denso que a água  B. 10m  C. V₀/V₁=3    7.A.100 ohms  B.1,2 A; 0,3 A  C.144 W; 72W    8.1.A. 3%  2. 20 m/s  3. 4,5 A

9.A.

B)  2m    C)  0,8m     D)  y’ = 1,0m; Y’ = 0,8m    10.A. 2,025 x 10^-6 N  B.1,33 x 10³ V/m  C. vertical para baixo  D. 3,8 x 10³ N/C    11.a. 2 ohms b. 10V c.2,5 ohms    12. a. 20 m/s  b.0,5   c.6m