Provas Resolvidas de Física FUVEST 2008 - fuvest2008 gab fis fase2

Provas Resolvidas de Física FUVEST 2008 - fuvest2008 gab fis fase2

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OBJETIVOFUVEST – 2.ª FaSE (FíSica) – Jan./2008 Para carregar um pesado pacote, de massa M = 90 kg, ladeira acima, com velocidade constante, duas pessoas exercem forças diferentes. O Carregador 1, mais abaixo, exerce uma força F1 sobre o pacote, enquanto o Carregador

2, mais acima, exerce uma força F2. No esquema da página de respostas estão represen- tados, em escala, o pacote e os pontos C1 e C2, de aplicação das forças, assim como suas direções de ação.

a massa do pacote é distribuída uniformemente e, portanto, seu centro de massa, CM, coincide com seu centro geométrico.

Resolução a)

Ponto V

figura
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a) Como não há atrito, o movimento até a 1- ªcolisão é

Resolução uniforme:

Δt tA b) Como a colisão entre A e B é elástica e unidimensional e as esferas têm massas iguais, haverá troca de velocidades na colisão.

de descida (0,4s) e, pela conservação da energia mecânica, a velocidade escalar da esfera B, ao voltar ao plano horizontal, será negativa (inversão no sentido do movimento), porém com o mesmo módulo, 2,0m/s. O tempo gasto para percorrer 1,6m volta a ser de 0,8s; na 2-ª colisão, haverá nova troca de velocidades entre B e A e, novamente, mais 0,8s para percorrer 1,6m até atingir o anteparo. Na colisão elástica com o anteparo, a bola inverte o sentido de sua velocidade e o ciclo se reinicia.

v(m/s) t(s) c) O período T do ciclo corresponde ao tempo desde a partida de A no instante t = 0 até o retorno de A ao anteparo no instante t = 4,0s, portanto:

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a usina hidrelétrica de Itaipu possui 20 turbinas, cada uma fornecendo uma potência elétrica útil de 680 MW, a partir de um desnível de água de 120 m. No complexo, construído no Rio Paraná, as águas da represa passam em cada turbina com vazão de 600 m3/s.

Os valores mencionados foram aproximados para facilitar os cálculos.

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Valores medidos

NOte e aDOte:

Resolução a) O ar contido no tubo sofre uma expansão isotérmica, logo:

Patm

Patm

Patm

b)

A patm

Na situação de equilíbrio, podemos escrever:

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Um roqueiro iniciante improvisa efeitos especiais, estime:

NOte e aDOte:

Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso.

Resolução a) Cálculo da massa inicial Mgelo da barra:

0,01 g1 cm3
MáguaV(cm3)
4 g de CO22,4 ,
2 0 g de CO2V(,)

Portanto:

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em um museu, um sistema ótico permite que o visitante observe detalhes de um quadro sem se aproximar dele. Nesse sistema, uma lente convergente, de distância 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 distância entre a lente e a tela, para focalizar a imagem na tela. a Figura 1, da página de respostas, esquematiza a situação em que um quadro é projetado na tela/monitor. a Figura 2 esquematiza a situação em que o visitante aproxima a lente do quadro e ajusta a distância lente-tela, obtendo uma imagem nítida na tela/monitor. Para verificar o que é observado, nesse caso, pelo visitante,

Resolução a)

Verificação analítica da distância focal da lente:

Equação de Gauss:

Verificação analítica da posição da tela/monitor: Equação de Gauss:

1p’
=160
1
i
i = – 6 cm(i < 0 ⇒ Imagem invertida)
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OBJETIVOFUVEST – 2.ª FaSE (FíSica) – Jan./2008 a propagação de ondas na água é 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 água, sendo que o perfil da superfície da água, ao longo de toda a extensão do tanque, é registrado por detectores em instantes subseqüentes. Um conjunto de ondas, produzidas com freqüência constante, tem seu deslocamento y, em função do tempo, representado ao lado, tal como registrado por detectores fixos na posição x = 15 m. Para esse mesmo conjunto de ondas, os resultados das medidas de sua propagação ao longo do tanque são apresentados na página de respostas. esses resultados correspondem aos deslocamentos y do nível da água em relação ao nível de equilíbrio (y = 0 m), medidos no instante t = 25 s para diversos valores de x. a partir desses resultados:

y(m)

5,0 (Hz)

x(m) λ

E D C B A x(m)

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Resolução a) As forças elétricas que atuam no elétron, nos pontos

6 cm

6 cm

Q = — 4,8 . 10 9 C

Q = — 4,8 . 10 9 C

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Utilizando-se um gerador, que produz uma tensão 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 b) Determine a tensão Va, em volts, indicada pelo voltímetro, quando o sistema opera da forma desejada.

Resolução a) O circuito elétrico dado pode ser esquematizado pelo circuito equivalente que se segue:

15 V10 V I

6 Ω 25 Ω30 Ω

Nos ramos que contêm as baterias B1 e B2, podemos igualar as duas tensões:

b) O voltímetro lê a tensão elétrica de cada um dos ramos anteriores. Assim, podemos determinar a tensão VA , por ele indicada, fazendo:

c) No ponto A, temos:

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qual a barra deve ser deslocada entre as duas posições, com velocidade constante, para que o LeD acenda.

NOte e aDOte: a força eletromotriz induzida ε é tal que b) Como o campo magnético B que atravessa a espira é constante e normal ao seu plano, a variação do fluxo magnético ∆φ pela espira é dada por:

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