Fuvest – 2021

FUVEST – 2021

Compare essa e outras resoluções da FUVEST 2021 e dos vestibulares das demais Universidades pelo fisicaevestibular.com.br com outras e você verá que ela:

Tem melhor visual e mais ilustrações esclarecedoras.

Foi feito para alunos que realmente tenham dificuldades nos conceitos de Física e Matemática procurando sempre explicar os menores detalhes.

Não coloca apenas as fórmulas procurando sempre mostrar suas procedências e utilidades.

Sempre que preciso procura explicar por meio de desenhos e ilustrações.

Não queima etapas explicando sequência por sequência.

A preocupação com que o aluno entenda as resoluções é muito grande. O professor se coloca no lugar do aluno.

Muitas vezes fornece informações além das necessárias para as resoluções, mas úteis nos próximos vestibulares.

 E muito, muito mais.

A Universidade de São Paulo (USP) é uma das três universidades públicas mantidas pelo governo do estado brasileiro de São Paulo, junto com a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e a Universidade Estadual Paulista (UNESP). É a maior universidade pública brasileira, bem como uma das universidades mais prestigiadas do país.  A USP é uma das maiores instituições de ensino superior naAmérica Latina, com aproximadamente 88 000 alunos matriculados.

Ela possui doze campi, quatro deles em São Paulo (o campus principal é chamado Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira, com uma área de 7 443 770 m²).

Há campi nas cidades de Bauru, Lorena, Piracicaba, Pirassununga, Santos, Ribeirão Preto e dois em São Carlos. A USP está envolvida no ensino, pesquisa e extensão universitária em todas as áreas do conhecimento.

Segundo o relatório mundial de 2012 (SIR World Report) da SCImago Institutions Rankings, a USP está classificada na décima primeira posição mundial entre as 3 290 instituições de ensino e pesquisa internacionais classificadas. No ano de 2012, de acordo com o University Ranking by Academic Performance (URAP), a USP continua sendo a melhor universidade iberoamericana e está colocada na vigésima oitava posição no mundo.

A principal forma de ingresso é o vestibular da Fuvest

01- (FUVEST- SP- 2021)

Considere as seguintes afirmações:

I. Uma pessoa em um trampolim é lançada para o alto. No ponto mais alto de sua trajetória, sua aceleração será nula, o que dá a sensação de “gravidade zero”.

II. A resultante das forças agindo sobre um carro andando em uma estrada em linha reta a uma velocidade constante tem módulo diferente de zero.

III. As forças peso e normal atuando sobre um livro em repouso em cima de uma mesa horizontal formam um par ação-reação.

De acordo com as Leis de Newton:

(A) Somente as afirmações I e II são corretas.

(B) Somente as afirmações I e III são corretas.

(C) Somente as afirmações II e III são corretas.

(D) Todas as afirmações são corretas.

(E) Nenhuma das afirmações é correta.

02- (FUVEST- SP- 2021)

Um vídeo bastante popular na Internet mostra um curioso experimento em que uma garrafa de água pendurada por uma corda é mantida suspensa por um palito de dente apoiado em uma mesa.

O “truque” só é possível pelo uso de outros palitos, formando um tipo de treliça.

A figura à direita da foto mostra uma visão lateral do conjunto, destacando duas das forças que atuam sobre o palito 1.

Nesta figura, ​​ é a força que o palito 2 exerce sobre o palito 1 (aplicada a uma distância L do ponto A na borda da mesa), ​​ é a componente vertical da força que a corda exerce sobre o palito 1 (aplicada a uma distância d do ponto A) e θ é o ângulo entre a direção da força F e a vertical.

Para que o conjunto se mantenha estático, porém na iminência de rotacionar, a relação entre os módulos de ​​ e ​​ deve ser:

03- (FUVEST- SP- 2021)

Os smartphones modernos vêm equipados com um acelerômetro, dispositivo que mede acelerações a que o aparelho está submetido.

O gráfico foi gerado a partir de dados extraídos por um aplicativo do acelerômetro de um

smartphone pendurado por um fio e colocado para oscilar sob a ação da gravidade.

O gráfico mostra os dados de uma das componentes da aceleração (corrigidos por um valor de referência constante) em função do tempo.

Com base nos dados do gráfico e considerando que o movimento do smartphone seja o de um pêndulo simples a ângulos pequenos, o comprimento do fio é de aproximadamente:

a) 5 cm

b) 10 cm

c) 50 cm

d) 100 cm

e) 150 cm 

04- (FUVEST- SP- 2021)

Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de 2 MWh por mês.

Para suprir parte dessa demanda, os moradores têm interesse em instalar uma miniusina hidrelétrica em uma queda d'água de 15 m de altura com vazão de 10 litros por segundo.

O restante do consumo seria complementado com painéis de energia solar que produzem 40 kWh de energia por mês cada um.

Considerando que a miniusina hidrelétrica opere 24h por dia com 100% de eficiência, o número mínimo de painéis solares necessários para suprir a demanda da comunidade seria de:

a) 12

b) 23

c) 30

d) 45

e) 50

05- (FUVEST- SP- 2021)

 ​​ ​​​​ 

Ondas estacionárias podem ser produzidas de diferentes formas, dentre elas esticando-se uma corda homogênea, fixa em dois pontos separados por uma distância L, e pondo-a a vibrar.

A extremidade à direita é acoplada a um gerador de frequências, enquanto a outra extremidade está sujeita a uma força tensional produzida ao se pendurar à corda um objeto de massa ​​ mantido em repouso.

O arranjo experimental é ilustrado na figura. Ajustando a frequência do gerador para , obtém-se na corda uma onda estacionária que vibra em seu primeiro harmônico.

Ao trocarmos o objeto pendurado por outro de massa M, observa-se que a frequência do gerador para que a corda continue a vibrar no primeiro harmônico deve ser ajustada para 2.

Com isso, é correto concluir que a razão M/m0 deve ser:  ​​ ​​​​ 

a) 1/4

b) 1/2

c) 1

d) 2

e) 4

06- (FUVEST- SP- 2021)

Um mol de um gás ideal percorre o processo cíclico ABCA em um diagrama P-V, conforme mostrado na figura, sendo que a etapa AB é isobárica, a etapa BC é isocórica e a etapa CA é isotérmica.

Considere as seguintes afirmações:

I. O gás libera calor tanto na etapa BC quanto na etapa CA.

II. O módulo do trabalho realizado pelo gás é não nulo tanto na etapa AB quanto na etapa BC.

III. O gás tem sua temperatura aumentada tanto na etapa AB quanto na etapa CA.

É correto o que se afirma em:

a) Nenhuma delas.

b) Apenas I.

c) Apenas II.

d) Apenas III.

e) Apenas I e II.

07- (FUVEST- SP- 2021)

O olho humano constitui uma complexa estrutura capaz de controlar a luz recebida e produzir imagens nítidas.

Em pessoas com visão normal, o olho é capaz de acomodar o cristalino para focalizar sobre a retina a luz que vem dos objetos, desde que não estejam muito próximos.

Pessoas míopes, por outro lado, apresentam dificuldades em enxergar de longe.

Ao focalizar objetos situados além do chamado ponto remoto (PR), a imagem forma-se à frente da retina, conforme ilustrado na figura.

Neste caso, lentes corretivas são necessárias a fim de que o indivíduo observe o objeto de forma nítida.

Qual arranjo esquemático melhor descreve a correção realizada por uma lente receitada por um oftalmologista no caso de um indivíduo míope?

08- (FUVEST- SP- 2021)

Dois balões negativamente carregados são utilizados para induzir cargas em latas metálicas, alinhadas e em contato, que, inicialmente, estavam eletricamente neutras.

Conforme mostrado na figura, os balões estão próximos, mas jamais chegam a tocar as latas.

Nessa configuração, as latas 1, 2 e 3 terão, respectivamente, carga total:

a) 1: zero; 2: negativa; 3: zero.

b) 1: positiva; 2: zero; 3: positiva.

c) 1: zero; 2: positiva; 3: zero.

d) 1: positiva; 2: negativa; 3: positiva.

e) 1: zero; 2: zero; 3: zero.

​​ 

09- (FUVEST- SP- 2021)

Em uma luminária de mesa, há duas lâmpadas que podem ser acesas individualmente ou ambas ao

mesmo tempo, com cada uma funcionando sob a tensão nominal determinada pelo fabricante, de modo que a intensidade luminosa de cada lâmpada seja sempre a mesma.

Entre os circuitos apresentados, indique aquele que corresponde a um arranjo que permite o funcionamento conforme essa descrição.

a) Circuito (1)

b) Circuito (2)

c) Circuito (3)

d) Circuito (4)

e) Circuito (5)

10- (FUVEST- SP- 2021)

Uma esfera metálica de massa m e carga elétrica +q descansa sobre um piso horizontal isolante, em uma região em que há um campo elétrico uniforme e também horizontal, de intensidade E, conforme mostrado na figura.

Em certo instante, com auxílio de uma barra isolante, a esfera é erguida ao longo de uma linha vertical, com velocidade constante e contra a ação da gravidade, a uma altura total h, sem nunca abandonar a região de campo elétrico uniforme.

Ao longo do movimento descrito, os trabalhos realizados pela força gravitacional e pela força elétrica sobre a esfera são, respectivamente:

a) mgh e qEh

b) –mgh e 0

c) 0 e –qEh

d) –mgh e –qEh

e) mgh e 0

11- (FUVEST- SP- 2021)

A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de massa em energia durante reações de fusão de

núcleos de hidrogênio para produzir núcleos de hélio.

Resolução comentada das questões de Física da FUVEST – 2021 – Primeira fase

01-

I. Uma pessoa em um trampolim é lançada para o alto. No ponto mais alto de sua trajetória, sua aceleração será nula, o que dá a sensação de “gravidade zero”.

I. Falsa

Se, em todos os pontos da trajetória da pessoa no ar existe peso, no ponto mais alto onde a velocidade vertical é nula (V = 0) também existirá peso e consequentemente aceleração da gravidade g, pois pela segunda lei de Newton P = m.g.

Então, no ponto mais alto a velocidade vertical é nula, mas não a aceleração da gravidade.

II. A resultante das forças agindo sobre um carro andando em uma estrada em linha reta a uma velocidade constante tem módulo diferente de zero.

II. Falsa

Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia)

Corpo se movendo em trajetória reta com velocidade vetorial constante (força resultante nula).

O móvel, enquanto a força resultante sobre ele for nula, continuará se movendo em linha reta sempre com a mesma velocidade vetorial  (com intensidade, direção e sentido, constantes)

Um indivíduo no interior do móvel sentirá como se o veículo estivesse parado e, se ele atirar seu chaveiro verticalmente para cima, este cairá exatamente em suas mãos.

A esfera sobre o apoio na primeira figura, não se moverá.

III. As forças peso e normal atuando sobre um livro em repouso em cima de uma mesa horizontal formam um par ação-reação.

III. Falsa

Terceira Lei de Newton ou Princípio da ação e reação

“Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”

Forças que agem sobre corpos em repouso, apoiados sobre superfícies horizontais

Na explicação a seguir você deve apenas substituir o bloco pelo livro

R- E

02-

No ponto A (quina da mesa) existe a força de contato ​​ junto com as forças peso ​​ e , conforme indica a primeira figura, onde essas forças são decompostas em suas parcelas verticais e

​​ horizontais que estão indicadas na segunda figura.

Pelo enunciado esse palito está na iminência de rotacionar (girar), mas ainda está em equilíbrio de rotação cuja teoria está a seguir:

Colocando o polo O no ponto A, estabelecendo o sentido horário de rotação como positivo e calculando o momento (torque) de cada força em relação ao polo:

R- A

03-

Cada oscilação completa do pêndulo (tempo que ele demora para efetuar um “vai e vem completo) corresponde ao tempo decorrido, por exemplo, entre dois vales consecutivos.

Observe pelo gráfico que no intervalo de tempo total fornecido ∆t = 30 – 20 = 10 s ocorreram

aproximadamente 7 vales (sete oscilações completas).

O período T refere-se ao tempo que ele demora para efetuar uma oscilação completa

Regra de três

.

Pêndulo Simples

R- C

04-

R- B

05-

A onda estacionária está vibrando em seu primeiro harmônico (características abaixo):

No caso do exercício a força T que está tracionando (esticando) a corda é o peso do objeto de

R- E

06-

I. O gás libera calor tanto na etapa BC quanto na etapa CA.

Correta

Etapa BC – transformação isocórica, isométrica ou isovolumétrica (volume constante)

Primeiro princípio da termodinâmica aplicado numa transformação Isocórica, Isométrica ou Isovolumétrica

Primeiro princípio da termodinâmica aplicado numa transformação Isotérmica

II. O módulo do trabalho realizado pelo gás é não nulo tanto na etapa AB quanto na etapa BC.

Falsa

No trecho BC o trabalho é nulo (veja I)

Etapa AB – ​​ Expansão Isobárica

Primeiro princípio da termodinâmica aplicado numa transformação Isobárica

III. O gás tem sua temperatura aumentada tanto na etapa AB quanto na etapa CA.

Falsa

Veja (I) e (II) ​​ acima

R- B

07-

Miopia

Na miopia, a imagem é formada antes da retina devido ao fato de o olho ser anormalmente longo ou por excesso de curvatura no cristalino, na córnea, ou nos dois.

Os míopes enxergam mal de longe.

Corrige-se esse defeito com o uso de lentes (óculos ou lentes de contato) divergentes que deslocam a imagem para trás, sobre a retina (vide figura). Atualmente, existem tratamentos cirúrgicos.

 A  posição mais afastada do olho com que uma pessoa pode enxergar nitidamente a imagem de um objeto (ponto remoto), para uma pessoa de visão normal encontra-se no infinito e nesse caso a imagem do objeto forma-se sobre a retina.

Já, para um míope, esta imagem forma-se antes da retina. A correção é feita com a lente divergente que leva a imagem do objeto para o ponto onde ele consegue enxerga-la nitidamente (na retina), ou seja, a pessoa vê a imagem fornecida pela lente num ponto onde ela é projetada sobre a retina..

A lente de correção divergente deve “trazer” a imagem P de um objeto no infinito (P = ∞) para o ponto onde o olho consiga enxerga-la nitidamente (ponto remoto). A lente divergente diverge os raios de luz que, ao atingirem o cristalino (lente convergente) converge-os sobre a retina (figuras abaixo)

R- B

08-

Induzir eletricamente significa provocar uma separação de cargas, sem que haja contato, desde que o corpo induzido (latas metálicas) seja condutor.

Vamos supor que as duas bexigas possuam a mesma carga elétrica negativa

Por indução, a esfera da direita (carga negativa) repele os elétrons da lata direita para a esquerda e que esfera da esquerda (carga negativa) repele os elétrons da lata esquerda para a direita, ficando essas duas extremidades com cargas positivas (excesso de prótons).

Como essas cargas negativas são repelidas pelos dois lados elas se localizarão no centro (lata 2).

Assim, as latas 1 e 3 terão cargas positivas e a 2, cargas negativas.

R- D

09-

Para que a luminosidade de cada lâmpada seja sempre a mesma acesas individualmente ou ambas ao mesmo tempo elas devem dissipar a mesma potência (mesmo brilho) fornecida por P = U2R{{U} ^ {2}} over {R}, ou seja, devem possuir a mesma resistência R e submetidas à mesma tensão U que é a da fonte determinada pelo fabricante.

Isso só pode ocorrer se elas estiverem associadas em paralelo cujas características estão a seguir:

Características da associação paralelo

Veja na figura acima que, nos dois casos o brilho, potência (P = U2R{{U} ^ {2}} over {R} ) dissipada por cada lâmpada é a mesma, pois possuem a mesma tensão U e a mesma resistência elétrica R.

R- B

Observação: Se você analisar pela expressão P = U.i:

Com apenas uma lâmpada a potência dissipada pela lâmpada será P = U.i sendo i a corrente fornecida pela fonte de tensão U.

Com duas lâmpadas associadas em paralelo, como a resistência equivalente cai pela metade, a corrente fornecida pela fonte dobra ficando 2i e, assim a corrente em cada lâmpada fica valendo i, não alterando a potência de cada uma que continua sedo P = U.i.

10-

Trabalho da Força Peso

(veja teoria acima) ​​ Como a esfera de massa m está subindo o trabalho realizado pela força peso será WP = - Ph = - mgh

Trabalho de uma força constante

R- B

11-

Você deve trabalhar no sistema internacional (SI) onde o intervalo de tempo deve estar em segundos

Potência Elétrica (Po)

Energia Relativística (Equação “de campo” de Einstein)

R- C