FUVEST 2022

FUVEST – 2022

Compare essa e outras resoluções da FUVEST 2022 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 na América 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- 2022)

Um vídeo tem três minutos de duração.

Se o vídeo for reproduzido, desde o seu início, com velocidade de 1,5 vezes a velocidade original, o tempo de reprodução do vídeo inteiro será de

(A) 1min30s.

(B) 1min50s.

(D) 2min30s.

(E) 2min50s.

R- C

02- (FUVEST- SP- 2022)

Um bom café deve ser preparado a uma temperatura pouco acima de 80o.

Para evitar queimaduras na boca, deve ser consumido a uma temperatura mais baixa.

Uma xícara contém 60 mL de café a uma temperatura de 80 .

Qual a quantidade de leite gelado (a uma temperatura de 5) deve ser misturada ao café para

que a temperatura final do café com leite seja de 65?

(A) 5 mL

(B) 10 mL

(D) 20 mL

(E) 25 mL

Princípio das trocas de calor

São dados:

Calor específico do café = calor específico do leite = c

Da teoria acima:

R- C

03- (FUVEST- SP- 2022)

Uma criança deixa cair de uma mesma altura duas maçãs, uma delas duas vezes mais pesada do que a outra.

Ignorando a resistência do ar e desprezando as dimensões das maçãs frente à altura inicial, o que é correto afirmar a respeito das energias cinéticas das duas maçãs na iminência de atingirem o solo?

(A) A maçã mais pesada possui tanta energia cinética quanto a maçã mais leve.

(B) A maçã mais pesada possui o dobro da energia cinética da maçã mais leve.

(D) A maçã mais pesada possui o quádruplo da energia cinética da maçã mais leve.

(E) A maçã mais pesada possui um quarto da energia cinética da maçã mais leve.

Veja a teoria a seguir:

Assim, desprezando-se a resistência do ar, um elefante e uma formiga, quando abandonados da mesma altura, chegam ao solo ao mesmo tempo e com a mesma velocidade V.

R- B

04- (FUVEST- SP- 2022)

Uma bola de bilhar vermelha está inicialmente em repouso a 40 cm de duas das bordas (lateral e superior da figura) de uma mesa de bilhar, como mostra a figura.

Uma bola branca de mesma massa e tamanho é lançada em direção à vermelha com velocidade paralela à borda lateral.

As duas bolas colidem e, algum tempo depois, a bola vermelha está prestes a cair na caçapa posicionada na junção das duas bordas.

No mesmo instante, a bola branca toca a borda superior da mesa a uma distância d da bola vermelha, conforme figura.

O valor de d é aproximadamente:

(A) 20 cm

(B) 40 cm

(D) 80 cm

(E) 100 cm

Se você não domina a teoria ela está a seguir:

Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento

No caso do exercício:

Antes da colisão

Muita atenção agora. Pelo teorema da conservação da quantidade de movimento, se, antes da colisão a quantidade de movimento sistema tem direção vertical e sentido para cima, depois da colisão a quantidade de movimento do sistema também terá direção horizontal e sentido para cima, não possuindo componente horizontal na direção x.

Depois da colisão

Apenas na horizontal onde a componente resultante da quantidade de movimento deve ser nula, sendo o choque perfeitamente elástico, as bolas tendo a mesma massa m e as mesmas dimensões (tamanhos) a velocidade da bola vermelha (horizontal e para a esquerda) deve ter o mesmo módulo que a velocidade da bola branca (horizontal e para a direita).

Se v é a mesma, deverão percorrer a mesma distância horizontal de 40 cm.

Portanto, a distância d pedida é de d = 40 + 40 = 80 cm

R- D

05- (FUVEST- SP- 2022)

Considere a situação indicada na figura, em que um motor, com o auxílio de uma polia, ergue verticalmente uma caixa de massa 12 kg.

A caixa contém materiais frágeis e deve ser erguida com velocidade constante.

Qual é a magnitude da força vertical que o motor deve exercer para realizar a tarefa?

(A) 0 N

(B) 30 N

(D) 120 N

(E) 240 N

Veja teoria a seguir:

Princípio da Inércia (Primeira Lei de Newton)

“Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”.

No caso do exercício como a caixa deve ser erguida na vertical (em linha reta) com velocidade constante ela está em MRU e a força resultante sobre ela deve ser nula .

O motor, através da corda ideal e da polia fixa “que muda a direção e o sentido da força aplicada pelo motor mas mantendo a intensidade da mesma” transmite uma força constante de intensidade F até a caixa puxando-a para cima.

Além da força (vertical e para cima) transmitida pelo motor sobre a caixa existe também a força peso (vertical e para baixo) aplicada pela Terra, agindo sobre a caixa.

Mas, como a caixa está subindo em linha reta com velocidade constante (MRU) a força resultante

sobre ela deve ser nula (primeira lei de Newton) e, para que isso ocorra as forças e devem se anular possuindo a mesma intensidade, ou seja, F = P.

Como P = m.g = 12.10 P = 120 N e F = P, então magnitude da força vertical que o motor deve exercer para realizar a tarefa, elevando a caixa em MRU é F = 120 N.

R- D

06- (FUVEST- SP- 2022)

Dois fios muito longos transportam, cada um deles, uma corrente elétrica de intensidade I, conforme indicado na figura.

Uma partícula de carga +Q, situada a uma distância R de cada um dos fios, move-se com velocidade constante ao longo da direção z.

O módulo e sentido da força magnética atuando sobre a carga devido ao campo magnético produzido pelos fios são dados por:

Se você não domina a teoria ela está a seguir:

Direção e sentido do campo magnético produzido por um fio muito longo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I

Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética ou vetor campo magnético , é a regra da mão direita. Esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina.

Você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida

você fecha a mão para pegar o fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor (terceira figura).

Observe na terceira figura que é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto.

Intensidade do campo magnético

Comprova-se experimentalmente que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da corrente elétrica i, da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor se encontra. Essa dependência de com o meio é fornecida pela constante μ que recebe o nome de permeabilidade magnética do meio e no vácuo ela vale μ = μo =. Matematicamente:

No caso do exercício: Utilizando a regra da mão direita para o fio da esquerda você verifica que entre os dois fios o campo magnético gerado pelo fio 1 está penetrando na folha de papel e que utilizando a regra da mão direita para o fio da direita você verifica que entre os dois fios o campo magnético gerado pelo fio 2 está penetrando na folha de papel. (figura 1)

Então à distância R de cada fio onde se move a carga elétrica Q o campo magnético resultante é a soma vetorial de e de ( = + ) e está penetrando na folha. (figura 2)

Para determinar a direção e sentido da força magnética sobre a carga Q movendo-se a uma distância R de cada um dos fios verticalmente e para cima você deve utilizar a regra da mão esquerda cujas características estão fornecidas a seguir:

Força magnética sobre carga elétrica

Você já viu que as principais características da força magnética que atua sobre uma carga elétrica imersa num campo magnético tem as seguintes características:

Direção e sentido de fornecidos pela regra da mão esquerda conforme mostrado na figura abaixo.

Observe na figura da direita que é perpendicular a e a , o que impõe a condição de que edevem pertencer a um mesmo plano. Observe também que θ é o ângulo entre e .

Intensidade de é proporcional a q, V, B e ao senθ, obedecendo à equação:

No caso do exercício o campo magnético resultante está penetrando na folha de papel, a carga elétrica + Q se move com velocidade V verticalmente e para cima e a direção e sentido da força magnética pode ser determinada pela regra da mão esquerda conforme teoria acima.

Na sequência acima aplicando a regra da mão esquerda você verifica que a força magnética (polegar) tem direção horizontal e sentido para a esquerda.

Sentido para a esquerda (oposto a Y), no sentido de – Y

A Fuvest fornece como gabarito a alternativa B, mas nela falta a velocidade V.

R- ?

07- (FUVEST- SP- 2022)

Um componente eletrônico tem curva característica mostrada no gráfico a seguir

A resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico vale aproximadamente:

(A) 0,4 Ω

(B) 0,6 Ω

(D) 1,0 Ω

(E) 1,2 Ω

No caso do exercício é pedida a resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico, ou seja, na região em que o gráfico fornecido corresponde a uma reta, mostrada abaixo.

R- C

08- (FUVEST- SP- 2022)

O canhão de Newton, esquematizado na figura, é um experimento mental imaginado por Isaac Newton para mostrar que sua lei da gravitação era universal.

Disparando o canhão horizontalmente do alto de uma montanha, a bala cairia na Terra em virtude da força da gravidade.

Com uma maior velocidade inicial, a bala iria mais longe antes de retornar à Terra.

Com a velocidade certa, o projétil daria uma volta completa em torno da Terra, sempre “caindo” sob ação da gravidade, mas nunca alcançando a Terra.

Newton concluiu que esse movimento orbital seria da mesma natureza do movimento da Lua em torno da Terra.

Qual deveria ser a velocidade inicial de um projétil lançado horizontalmente do alto do Everest (a uma distância aproximada de 6.400 km do centro da Terra) para colocá-lo em órbita em torno da Terra?

(A) 8 km/s

(B) 11,2 km/s

(D) 112 km/s

(E) 8.000 km/s

Características da Força Peso

Com a velocidade certa e constante de intensidade V, o projétil daria uma volta completa em torno da Terra, sempre “caindo” sob ação da gravidade (sujeito à força peso P = mg, de direção radial e dirigida para o centro da Terra), mas nunca alcançando a mesma.

Acontece que em todo movimento circular surge sempre uma força resultante denominada força resultante centrípeta com as seguintes características:

R- A

09- (FUVEST- SP- 2022)

Em virtude do movimento das placas tectônicas, a distância entre a América do Sul e a África

aumenta, nos dias atuais, cerca de 2,0 cm a cada ano.

Supondo que essa velocidade tivesse sido constante ao longo do tempo, e tomando uma distância atual de cerca de 5.000 km entre os limites dessas duas massas continentais, indique a melhor estimativa para quanto tempo teria transcorrido desde quando ambas estavam unidas em um

único supercontinente.

(A) 250.000 anos

(B) 2.500.000 anos

(D) 250.000.000 anos

(E) 2.500.000.000 anos

R- D

10- (FUVEST- SP- 2022)

Alguns equipamentos de visão noturna têm seu funcionamento baseado no efeito fotoelétrico, uma

das primeiras descobertas que contribuíram para o surgimento da mecânica quântica.

Nesses equipamentos, fótons de frequência f emitidos por um objeto incidem sobre uma superfície metálica.

Elétrons são então liberados da superfície e acelerados por um campo elétrico.

Em seguida, o sinal eletrônico é amplificado e produz uma imagem do objeto.

Diferentemente do que a física clássica prevê, apenas os elétrons com energia hf acima de uma certa energia mínima E0 são liberados da superfície metálica.

Considerando a incidência de fótons com frequência da ordem de , a ordem de grandeza do valor limite de para que o equipamento funcione deve ser:

R- D