Resolução comentada das questões de FÍSICA da FUVEST-SP – 2018

Resolução comentada das questões de

FÍSICA da FUVEST-SP – 2018

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R- B

02-

Veja a expressão matemática da equação das lentes esféricas:

Equação de Gauss

São dados: P = 2 m = 2 000 mm f = 20 mm.

R – E

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Observe o fenômeno representado na figura abaixo:

Cálculo do volume V de água de chuva coletado na precipitação de h = 1,5 cm = 1,5.10^-2 m de chuva por dia (∆t = 8,6.10⁴ s) em uma região plana de raio R = 660 km = 66.10⁴m.

R- B

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Características da queda livre vertical

Qualquer corpo abandonado a partir do repouso (V_o = 0), ou lançado verticalmente para baixo com velocidade inicial V_o ≠ 0, descreve um movimento uniformemente acelerado, com aceleração a=g.

Corpo abandonado de certa altura h do solo

R- A

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Observe no gráfico que à medida que a profundidade h da água vai aumentando, a velocidade de propagação da onda também aumenta.

R- C

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Cálculo da intensidade da velocidade inicial V_o do sistema sabendo que ele está freando com aceleração a = – 5 m/s² até parar V = 0 após se deslocar de ∆S = 10 m.

Equação de Torricelli V² = V_o² + 2.a. ∆S 0² = V_o² – 2.5.10 V_o² = 100 V_o = 10 m/s (velocidade dos dois veículos juntos após o impacto).

Agora você deve aplicar o princípio da conservação da quantidade de movimento imediatamente antes e imediatamente após o impacto.

Antes Q_sa = m_c.V_c + m_s.V_s = 2000.V_c + 1000.0 = 2000V_c + 0 Q_sa = 2000V_c.

Depois Q_sd = M.V_o = 3000.10 Q_sd = 30000 kgm/s.

R- E

07-

Como qualquer tipo de atrito ou resistência ao movimento é desprezada o sistema pode ser considerado conservativo e você pode aplicar o princípio da conservação da energia mecânica entre os pontos P e Q.

Na posição mais baixa Q as forças que agem sobre a pessoa são:

Seu peso P, vertical e para baixo de intensidade P =m.g = 60.10 P = 600 N.

R- C

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Como, pelo enunciado o elétron se desloca de A para B, então a placa A é negativa (menor potencial), pois deve repelir o elétron (carga negativa) e a placa B é positiva (maior potencial) devendo atrair o elétron.

I. Correta Considerando a força elétrica como a força resultante sobre o elétron (única força que age sobre ele) e lembrando que o campo elétrico entre as placas é uniforme, vamos calcular o trabalho da força elétrica entre A e B (W_AB), em função da diferença de potencial entre A e B sabendo que o elétron possui carga negativa e que V_A < V_B:

W_BA = q.(V_A – V_B) = (-1,6.10^-19).(- 2,0.10⁴) = 3,2.10^-15 J. (Observe que esse trabalho independe da trajetória dependendo apenas de q e de (V_A – V_B) que são os mesmos para as duas trajetórias)

Esse trabalho também é o mesmo quando calculado pela variação da energia cinética (Teorema da energia cinética) W_AB = E_cB – E_cA 3,2.10^-15 = E_cB – mV_A²/2 = E_cB – m.0²/2 = E_cB – 0 E_cB = 3,2.10^-15 J.(energia cinética com que o elétron atinge a placa B).

II. Correta Como já vimos em I.

III. Falsa Veja I e II.

R- D

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Os valores nominais do LED são P = 8 W e U = 4 V fornecidos pelo enunciado (LED (L) de 8 W, que opera com 4 V).

Pelos valores nominais você pode calcular o valor da resistência do LED através da expressão P =

8 = R = R_L = 2 Ω.

Para que o LED opere segundo sua tensão nominal (U = 4 V) ele deverá ser percorrido por uma corrente elétrica de R = 2 = i = 2 A.

Como R e R_L estão em série a corrente elétrica neles é a mesma e a resistência do resistor equivalente será R_eq = R + R_L = R + 2.

Esse R_eq = R + 2 está ligado na fonte de U = 6 V lei de Ohm R_eq = R + 2 = R = 3 – 2

R = 1 Ω.

R- A

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Lâmpada fluorescente

Cálculo do custo total de uma lâmpada fluorescente de potência P_f = 28 W = 28.10^-3 kW durante sua vida útil fornecida (t_f = 10000 h = 10⁴ h).

Energia elétrica (W_f) consumida por essa lâmpada durante sua vida útil W_f = P_f.t_f = 28.10^-3 kW. 10⁴h W_f = 280 kWh.

Custo total de cada lâmpada fluorescente C$ = 70,00 + preço de uma lâmpada = 70,00 + 20,00 C$ = 90,00.

Lâmpada incandescente

Cálculo do custo total de uma lâmpada incandescente de potência P_f = 100 W = 10^-1 kW durante a mesma vida útil que a da fluorescente (t_f = 10 000 h = 10⁴ h).

Energia elétrica (W_f) consumida por essa lâmpada durante sua vida útil W_f = P_f.t_f = 10^-1 kW. 10⁴h W_f = 10³ kWh = 1 000 kWh.

Observe que você necessita de 10 lâmpadas incandescentes (vida útil 10 000 h) para operar na mesma vida útil (mesmo período de tempo) que a das fluorescentes (vida útil 1 000 h).

Assim, o custo total de cada incandescente deverá ser C$ = custo de uma incandescente + 10xpreço de uma lâmpada incandescente = 250,00 + 10×4,00 C$ = 290,00 (custo total de cada incandescente para a mesma vida útil de cada fluorescente)

Assim, o valor poupado será C$ = 290,00 – 90,00 = 200,00.

R- C

 

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