Física
Fuvest 2016 / Primeira fase
29
Uma garrafa tem um cilindro afixado em sua boca, no qual um êmbolo pode se movimentar sem atrito, mantendo constante a massa de ar dentro da
garrafa, como ilustra a figura.
Inicialmente, o sistema está em equilíbrio à temperatura de 27°C. O volume de ar na garrafa é igual a 600 cm3 e o êmbolo tem uma área transversal igual a 3 cm2. Na condição de equilíbrio, com a pressão atmosférica constante, para cada 1 °C de aumento de temperatura do sistema, o êmbolo subirá aproximadamente
a) 0,7 cm
b) 14 cm
c) 2,1 cm
d) 30 cm
e) 60 cm
Resolução:
A expansão pode ser considerada isobárica, pois ocorre sob pressão constante (igual à pressão atmosférica).
Na situação inicial, temos: V0 = 600 cm3; T0 = (273+27)K = 300 K
Considerando um aumento de 1°C, o embolo sobe uma altura h e há um aumento de volume que passa a ser V = 600+A.h = 600+3h;
a temperatura é T = (273+28)K = 301 K
Temos: V0/T0 = V/T => 600/300 = (600+3h)/301 =>
h = (2/3) cm ? 0,7 cm
Resposta: a
30
Um objeto homogêneo colocado em um recipiente com água tem 32% de seu volume submerso; já em um recipiente com óleo, tem 40% de seu volume submerso. A densidade desse óleo, em g/cm3, é
a) 0,32
b) 0,40
c) 0,64
d) 0,80
e) 1,25
Note e adote:
Densidade da água = 1 g/cm3
Resolução:
No equilíbrio do corpo submerso, temos:
Peso = empuxo
peso = dlíquido.Vimerso.g
peso = dágua.0,32V.g
peso = dóleo.0,40V.g
Portanto:
0,32dágua = 0,40dóleo
0,32.1 = 0,40dóleo
dóleo = 0,80 g/cm3
Resposta: d
31
O elétron e sua antipartícula, o pósitron, possuem massas iguais e cargas opostas. Em uma reação em que o elétron e o pósitron, em repouso, se aniquilam, dois fótons de mesma energia são emitidos em sentidos opostos. A energia de cada fóton produzido é, em MeV, aproximadamente,
a) 0,3
b) 0,5
c) 0,8
d) 1,6
e) 3,2
Note e adote:
Relação de Einstein entre energia (E) e massa (m): E = m.c2
Massa do elétron = 9 x 10-31 kg
Velocidade da luz c = 3 x 108 m/s
1 eV = 1,6 x 10-19 J
1 MeV = 106 eV
No processo de aniquilação, toda a massa das partícula é transformada em energia dos fótons.
Resolução:
Energia de cada fóton:
E = m.c2
E = 9 x 10-31 x (3 x 108)2 J
E = 81 x 10-15 J
E = 8,1 x 10-14 J
E = 8,1 x 10-14/1,6 x 10-19 eV
E = 5,1 x 105 eVE = 5,1 x 105.10-6 MeV
E = 0,51 MeV
Resposta: b
32
Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d?água cilíndrica de 0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com água, como esquematizado na figura.
Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo ? com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se
a) ? = 20°
b) ? = 30°
c) ? = 45°
c) ? = 60°
d) ? = 70°
Note e adote:
Índice de refração da água = 1,4
n1.sen(?1) = n2.sen(?2)
sen(20°) = cos(70°) = 0,35
sen(30°) = cos(60°) = 0,50
sen(45°) = cos(45°) = 0,70
sen(60°) = cos(30°) = 0,87
sen(70°) = cos(20°) = 0,94
Resolução:
Cálculo da hipotenusa a
a2 = (0,50)2 + (0,87)2 => a2 = 1,0069 ? a ? 1,0 m
Lei de Snell - Descartes:
n1.sen(?1) = n2.sen(?2)
n1.sen(?1) = 1,4.(0,50/1,0)
sen(?1) = 0,70 ? (?1) = 45°
Resposta: c
33
Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. À 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 expressão: ?m = ?vS?t, em que ? é uma constante, v é a velocidade da gota, e S, a área de sua superfície. No sistema internacional de unidades (SI), a constante é
a) expressa em kg.m3
b) expressa em kg.m-3
c) expressa em m3.s.kg-1
d) expressa em m3.s-1
e) adimensional.
Resolução:
De ?m = ?vS?t, temos: ? = ?m/vS?t
Unidade de no sistema internacional: kg/[m/s.m2.s] => kg/m3 = kg.m-3
Resposta: b
35
A escolha do local para instalação de parques eólicos depende, dentre outros fatores, da velocidade média dos ventos que sopram na região. Examine este mapa das diferentes velocidades médias de ventos no Brasil e, em seguida, o gráfico da potência fornecida por um aerogerador em função da velocidade do vento.
De acordo com as informações fornecidas, esse aerogerador poderia produzir, em um ano, 8,8 GWh de energia, se fosse instalado no
a) noroeste do Pará.
b) nordeste do Amapá.
c) sudoeste do Rio Grande do Norte.
d) sudeste do Tocantins.
e) leste da Bahia.
Note e adote:
1GW = 109 W
1 ano = 8800 h
Resolução:
Eel = Pot.?t => 8,8.109 W.h = Pot.8800h => Pot = 1,0.106 W = 1000 kW
De acordo com o mapa, temos ventos superiores a 8,5 m/s na região mais escura e, portanto, a noroeste do Amapá.
Resposta: b
- Preparando-se Para O Enem
Questão 1: Considere duas esferas de ouro, de mesmo raio. Uma maciça e outra oca. Imagine que a esfera oca flutue ao ser colocada num recipiente contendo água e que esfera maciça, afunde. Pode-se afirmar que: a) A densidade da esfera oca coincide...
- Caiu No Vestibular
Objeto parcialmente submerso (UNIFESP) Um objeto maciço cilíndrico, de diâmetro igual a 2,0 cm, é composto de duas partes cilíndricas distintas, unidas por uma cola de massa desprezível. A primeira parte, com 5,0 cm de altura, é composta...
- Caiu No Vestibular
O tanque, o balde e a torneira aberta (FUVEST) Um sistema industrial é constituído por um tanque cilíndrico, com 600 litros de água e área de fundo S1 = 0,6 m2, e por um balde, com área do fundo S2 = 0,2 m2. O balde está vazio e é mantido suspenso,...
- Caiu No Vestibular
Elevando água com o vento (FUVEST) Um pequeno cata-vento do tipo Savonius, como o esquematizado na figura a seguir, acoplado a uma bomba d'água, é utilizado em uma propriedade rural. A potência útil P (W) desse sistema para bombeamento de água...
- Caiu No Vestibular
A gravidade e o peixe (UFAM) Após estudar o conceito de empuxo, um aluno do Ensino Médio perguntou ao seu professor de Física: ?Professor, se a intensidade do campo gravitacional da Terra aumentar: o que acontecerá com um peixe totalmente submerso...
Física
Caiu no vestibular
Fuvest 2016 / Primeira fase
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Uma garrafa tem um cilindro afixado em sua boca, no qual um êmbolo pode se movimentar sem atrito, mantendo constante a massa de ar dentro da
garrafa, como ilustra a figura.
Inicialmente, o sistema está em equilíbrio à temperatura de 27°C. O volume de ar na garrafa é igual a 600 cm3 e o êmbolo tem uma área transversal igual a 3 cm2. Na condição de equilíbrio, com a pressão atmosférica constante, para cada 1 °C de aumento de temperatura do sistema, o êmbolo subirá aproximadamente
a) 0,7 cm
b) 14 cm
c) 2,1 cm
d) 30 cm
e) 60 cm
Resolução:
A expansão pode ser considerada isobárica, pois ocorre sob pressão constante (igual à pressão atmosférica).
Na situação inicial, temos: V0 = 600 cm3; T0 = (273+27)K = 300 K
Considerando um aumento de 1°C, o embolo sobe uma altura h e há um aumento de volume que passa a ser V = 600+A.h = 600+3h;
a temperatura é T = (273+28)K = 301 K
Temos: V0/T0 = V/T => 600/300 = (600+3h)/301 =>
h = (2/3) cm ? 0,7 cm
Resposta: a
30
Um objeto homogêneo colocado em um recipiente com água tem 32% de seu volume submerso; já em um recipiente com óleo, tem 40% de seu volume submerso. A densidade desse óleo, em g/cm3, é
a) 0,32
b) 0,40
c) 0,64
d) 0,80
e) 1,25
Note e adote:
Densidade da água = 1 g/cm3
Resolução:
No equilíbrio do corpo submerso, temos:
Peso = empuxo
peso = dlíquido.Vimerso.g
peso = dágua.0,32V.g
peso = dóleo.0,40V.g
Portanto:
0,32dágua = 0,40dóleo
0,32.1 = 0,40dóleo
dóleo = 0,80 g/cm3
Resposta: d
31
O elétron e sua antipartícula, o pósitron, possuem massas iguais e cargas opostas. Em uma reação em que o elétron e o pósitron, em repouso, se aniquilam, dois fótons de mesma energia são emitidos em sentidos opostos. A energia de cada fóton produzido é, em MeV, aproximadamente,
a) 0,3
b) 0,5
c) 0,8
d) 1,6
e) 3,2
Note e adote:
Relação de Einstein entre energia (E) e massa (m): E = m.c2
Massa do elétron = 9 x 10-31 kg
Velocidade da luz c = 3 x 108 m/s
1 eV = 1,6 x 10-19 J
1 MeV = 106 eV
No processo de aniquilação, toda a massa das partícula é transformada em energia dos fótons.
Resolução:
Energia de cada fóton:
E = m.c2
E = 9 x 10-31 x (3 x 108)2 J
E = 81 x 10-15 J
E = 8,1 x 10-14 J
E = 8,1 x 10-14/1,6 x 10-19 eV
E = 5,1 x 105 eVE = 5,1 x 105.10-6 MeV
E = 0,51 MeV
Resposta: b
32
Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d?água cilíndrica de 0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com água, como esquematizado na figura.
Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo ? com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se
a) ? = 20°
b) ? = 30°
c) ? = 45°
c) ? = 60°
d) ? = 70°
Note e adote:
Índice de refração da água = 1,4
n1.sen(?1) = n2.sen(?2)
sen(20°) = cos(70°) = 0,35
sen(30°) = cos(60°) = 0,50
sen(45°) = cos(45°) = 0,70
sen(60°) = cos(30°) = 0,87
sen(70°) = cos(20°) = 0,94
Resolução:
Cálculo da hipotenusa a
a2 = (0,50)2 + (0,87)2 => a2 = 1,0069 ? a ? 1,0 m
Lei de Snell - Descartes:
n1.sen(?1) = n2.sen(?2)
n1.sen(?1) = 1,4.(0,50/1,0)
sen(?1) = 0,70 ? (?1) = 45°
Resposta: c
33
Uma gota de chuva se forma no alto de uma nuvem espessa. À 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 expressão: ?m = ?vS?t, em que ? é uma constante, v é a velocidade da gota, e S, a área de sua superfície. No sistema internacional de unidades (SI), a constante é
a) expressa em kg.m3
b) expressa em kg.m-3
c) expressa em m3.s.kg-1
d) expressa em m3.s-1
e) adimensional.
Resolução:
De ?m = ?vS?t, temos: ? = ?m/vS?t
Unidade de no sistema internacional: kg/[m/s.m2.s] => kg/m3 = kg.m-3
Resposta: b
35
A escolha do local para instalação de parques eólicos depende, dentre outros fatores, da velocidade média dos ventos que sopram na região. Examine este mapa das diferentes velocidades médias de ventos no Brasil e, em seguida, o gráfico da potência fornecida por um aerogerador em função da velocidade do vento.
De acordo com as informações fornecidas, esse aerogerador poderia produzir, em um ano, 8,8 GWh de energia, se fosse instalado no
a) noroeste do Pará.
b) nordeste do Amapá.
c) sudoeste do Rio Grande do Norte.
d) sudeste do Tocantins.
e) leste da Bahia.
Note e adote:
1GW = 109 W
1 ano = 8800 h
Resolução:
Eel = Pot.?t => 8,8.109 W.h = Pot.8800h => Pot = 1,0.106 W = 1000 kW
De acordo com o mapa, temos ventos superiores a 8,5 m/s na região mais escura e, portanto, a noroeste do Amapá.
Resposta: b
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- Preparando-se Para O Enem
Questão 1: Considere duas esferas de ouro, de mesmo raio. Uma maciça e outra oca. Imagine que a esfera oca flutue ao ser colocada num recipiente contendo água e que esfera maciça, afunde. Pode-se afirmar que: a) A densidade da esfera oca coincide...
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Objeto parcialmente submerso (UNIFESP) Um objeto maciço cilíndrico, de diâmetro igual a 2,0 cm, é composto de duas partes cilíndricas distintas, unidas por uma cola de massa desprezível. A primeira parte, com 5,0 cm de altura, é composta...
- Caiu No Vestibular
O tanque, o balde e a torneira aberta (FUVEST) Um sistema industrial é constituído por um tanque cilíndrico, com 600 litros de água e área de fundo S1 = 0,6 m2, e por um balde, com área do fundo S2 = 0,2 m2. O balde está vazio e é mantido suspenso,...
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