Caiu no vestibular
Autor: Professor Nicolau | Publicado: 2017-01-26T13:53:00-08:00

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 dagarrafa, 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 aproximadamentea) 0,7 cmb) 14 cmc) 2,1 cmd) 30 cme) 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 KConsiderando 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;&nbsp;
a temperatura é T = (273+28)K = 301 KTemos: V0/T0 = V/T =&gt; 600/300 = (600+3h)/301 =&gt;&nbsp;
h = (2/3) cm ≅ 0,7 cm

Resposta: a

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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, éa) 0,32b) 0,40c) 0,64d) 0,80e) 1,25


Note e adote:
Densidade da água = 1 g/cm3

Resolução:

No equilíbrio do corpo submerso, temos:Peso = empuxo&nbsp;
peso = dlíquido.Vimerso.g
peso = dágua.0,32V.g
peso = dóleo.0,40V.g

Portanto:&nbsp;

0,32dágua =&nbsp;0,40dóleo
0,32.1 =&nbsp;0,40dóleo
dóleo =&nbsp;0,80 g/cm3

Resposta: d

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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) 0,3b) 0,5c) 0,8d) 1,6e) 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 eV
E = 5,1 x 105.10-6 MeV 
E = 0,51 MeV 
 

Resposta: b

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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 θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda sea) θ = 20°b) θ = 30°c) θ = 45°c) θ = 60°d) θ = 70°

Note e adote:
Índice de refração da água = 1,4
n1.sen(θ1) = n2.sen(θ2)
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 =&gt; a2 = 1,0069 ∴ a ≅ 1,0 m
&nbsp;Lei de Snell - Descartes:

n1.sen(θ1) = n2.sen(θ2)
n1.sen(θ1) = 1,4.(0,50/1,0)
sen(θ1) = 0,70 ∴ (θ1) = 45°
&nbsp; 
Resposta: c

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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 Δm, em um pequeno intervalo de tempo Δt, pode ser aproximado pela expressão: Δm = αvSΔt, em que α é uma constante, v é a velocidade da gota, e S, a área de sua superfície. No sistema internacional de unidades (SI), a constante éa) expressa em kg.m3
b) expressa em kg.m-3c) expressa em m3.s.kg-1d) expressa em m3.s-1e) adimensional.

Resolução:



De Δm = αvSΔt, temos: α = Δm/vSΔt

Unidade de no sistema internacional: kg/[m/s.m2.s] =&gt; kg/m3 = kg.m-3

Resposta: b

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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 noa) 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:&nbsp;
1GW = 109 W
1 ano = 8800 h

Resolução:

Eel = Pot.Δt =&gt; 8,8.109 W.h = Pot.8800h =&gt; 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