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a
f
ase
- f
ísica
Resolução:
a) A diferença N entre o número de prótons e o número de elétrons da esfera E1, após o atrito, é dada por: Q = N . e
0,8 x 10–9 = N . 1,6 x 10–19 N = 5 x 109
b) Na eletrização por atrito, os corpos adquirem mesmo valor de carga, porém com sinais opostos.
A carga elétrica Q de E2 fica negativa e de módulo 0,8 x 10–9 C.
c) A corrente elétrica média I é dada por: I = Δq
Δt I = 0,8 x5 10–9
I = 1,6 x 10–10 A
d) Utilizando a lei de Coulomb, tem-se: F = k .
|
Q1|
.|
Q2|
d2
F = 9 x 109 .
|
0,8 x 10–9|
.|
–0,8 x 10–9|
(30 x 10–2)22
FUVEST pra quem faz questão das melhores faculdadesResolução:
a) Utilizando a Lei de Hooke, obtemos: F = k . Δx
F = 300 . (0,3 – 0,2)
F = 30N
b) A força elástica tem direção radial, sendo a resultante centrípeta. Logo:
F = Fcp F = m . ω2 . R
30 = 1 . ω2 . 0,3
ω = 10 rad/s
c) A energia mecânica do sistema é a soma da cinética com a potencial. Logo: E = m . v2 2 + k . Δx2 2 Como v = ω . R, tem-se: E = m . ω2 .R2 2 + k . Δx2 2 E = 1 . 102 . 0,32 2 + 300 . 0,1 2 2 E = 6 J
d) O intervalo de tempo decorrido desde o início do movimento é dado por:
P = ΔΔE t 0,3 = Δ6t
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Resolução:
a) Frequência da luz verde: f = 0,6 x 1015 Hz
Velocidade da luz: v = 3 x 108 m/s v = λ . f Þ 3 x 108 = λ . 0,6 x 1015 Þ λ = 5 x 10–7 m b) Cada pulso: P = 1015 W; Δt = 30 x 10–15 s P = ΔΔE t Þ 1015 = E 30 x 10–15 Þ E = 30 J c) LED: P = 3 W P = ΔE Δt Þ 3 = 30 Δt Þ Δt = 10 s d) Energia do fóton: E(fóton) = h . f = 6 x 10–34 . 0,6 x 1015 Þ E(fóton) = 3,6 x 10–19 J Energia do pulso: E = 30 J 1 fóton 3,6 x 10–19 J N fótons 30 J
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FUVEST pra quem faz questão das melhores faculdadesResolução:
a) Onda sonora emitida pela sirene:
λ = 17 cm = 0,17 m v = 340 m/s
v = λ . f Þ 340 = 0,17 . fM Þ fM = 2000 Hz Estando Miguel parado na esquina, ouvirá o som
da sirene com a mesma frequência emitida por ela. Assim, fM = 2000 Hz.
b) Como João corre na mesma direção, mas em sentido oposto às ondas sonoras emitidas pela sirene, a velocidade relativa entre eles será a soma dos módulos das velocidades:
vR = 340 + 3,4 Þ vR = 343,4 m/s
c) Estabelecendo a orientação do ouvinte (João) para a fonte (sirene): vO = +3,4 m/s; vF = 0 fO fF = vS± vO vS± vF Þ fJ 2000 = 340 + 3,4340 + 0 Þ fJ = 2020 Hz d) Assobio de Miguel: λ = 10 cm = 0,1 m v = 340 m/s v = λ . f Þ 340 = 0,1 . f Þ f = 3400 Hz
Estabelecendo a orientação do ouvinte (João) para a fonte (Miguel): vO = –3,4 m/s; vF = 0 fO fF = vS± vO vS± vF Þ fA 3400 = 340 – 3,4340 + 0 Þ fA = 3366 Hz
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Resolução:
a) A velocidade média da nave durante a viagem é dada por: v = ΔS Δt v = 5 x 109 9,5 . 3 x 107 v ≈ 17,5 km/s
b) As ondas de rádio, no vácuo, propagam-se com a mesma velocidade que a luz neste meio (3 x 108 m/s).
Logo, o intervalo de tempo em que as informações levaram para chegar ao nosso planeta é:
v = ΔS
Δt
3 x 108 = 5 x 1012
Δt
Δt ≈ 16,667s
c) O período de translação de Plutão é dado por: v = ΔTS
4,7 = 35,4 x 109 T T = 354 x 109
47 s
Utilizando a proporção adequada:
1 ano terrestre 3 x 107s
X anos terrestres 354 x 109
47 s
X ≈ 251 anos
Como Plutão foi descoberto em 1930 e leva aproximadamente 251 anos para dar uma volta em torno do Sol, o ano solicitado será 1930 + 251 = 2181.
Plutão completará uma volta em torno do Sol no ano de 2181.
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FUVEST pra quem faz questão das melhores faculdadesResolução:
a) Aplicando a equação fornecida: R = 3 x 10A–8 . L
R = 3 x 10–8 . 500 x 10–9 100 x 10–9 . 50 x 10–9 R = 3Ω
b) A potência dissipada (P) na conexão é: P = R . i2
P = 3 . (10 x 10–6)2 P = 3 x 10–10 W
c) A energia dissipada por N conexões num intervalo de tempo Δt será dada por:
E = N . P . Δt E = 106 . 3 x 10–10 . 5 E = 1,5 x 10–3 J d) Sendo: Q = C . ΔT e Q = N . P . Δt tem-se: N . P . Δt = C . ΔT 106 . 3 x 10–10 . Δt = 5 x 10–5 . 300 Δt = 50s
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COMENTÁRIO DO CPV
A prova de Física do 3o dia da 2a fase da Fuvest 2016 apresentou questões com enunciados claros e precisos, de nível relativamente simples, cobrando assuntos básicos do conteúdo programático. As questões abordaram os seguintes temas:
F01: conceitos básicos da Eletrostática e conceito de corrente elétrica;
F02: conceitos básicos de Mecânica (Dinâmica, Energia Mecânica e Potência);
F03: conceitos básicos de Ondulatória, conceito de potência e Física Moderna, sendo a equação necessária fornecida; F04: conceitos básicos de Ondulatória e conceito de Efeito Doppler;
F05: conceito de velocidade média (Cinemática); F06: conceitos básicos de Eletrodinâmica e Calorimetria.
Sentimos falta da tradicional questão de Óptica Geométrica, que exige o traçado dos raios de luz. Acreditamos que um candidato bem preparado não tenha sentido dificuldades em realizar a prova.
