2 a Fase - Física. pra quem faz questão das melhores faculdades. Resolução:

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1 a Fase - Física 1 a) A diferença N entre o número de prótons e o número de elétrons da esfera E 1, após o atrito, é dada por: Q = N. e 0,8 x 10 9 = N. 1,6 x N = 5 x 10 9 b) Na eletrização por atrito, os corpos adquirem mesmo valor de carga, porém com sinais opostos. A carga elétrica Q de E fica negativa e de módulo 0,8 x 10 9 C. c) A corrente elétrica média I é dada por: I = Δq I = 0,8 x I = 1,6 x A d) Utilizando a lei de Coulomb, tem-se: F = k. Q 1. Q d F = 9 x ,8 x ,8 x 10 9 (30 x 10 ) F = 6,4 x 10 8 N F016 CPV

2 a) Utilizando a Lei de Hooke, obtemos: F = k. Δx F = 300. (0,3 0,) F = 30N b) A força elástica tem direção radial, sendo a resultante centrípeta. Logo: F = F cp F = m. ω. R 30 = 1. ω. 0,3 ω = 10 rad/s c) A energia mecânica do sistema é a soma da cinética com a potencial. Logo: E = m. v + k. Δx Como v = ω. R, tem-se: E = m. ω. R E = ,3 E = 6 J + k. Δx ,1 d) O intervalo de tempo decorrido desde o início do movimento é dado por: P = ΔE 6 0,3 = = 0s CPV F016

3 3 a) Frequência da luz verde: f = 0,6 x Hz Velocidade da luz: v = 3 x 10 8 m/s v = λ. f Þ 3 x 10 8 = λ. 0,6 x Þ λ = 5 x 10 7 m b) Cada pulso: P = W; = 30 x s P = ΔE Þ E = Þ E = 30 J 30 x c) LED: P = 3 W P = ΔE Þ 3 = 30 Þ = 10 s d) Energia do fóton: E (fóton) = h. f = 6 x ,6 x Þ E (fóton) = 3,6 x J Energia do pulso: E = 30 J 1 fóton 3,6 x J N fótons 30 J N» 8,3 x fótons F016 CPV

4 4 a) Onda sonora emitida pela sirene: λ = 17 cm = 0,17 m v = 340 m/s v = λ. f Þ 340 = 0,17. f M Þ f M = 000 Hz Estando Miguel parado na esquina, ouvirá o som da sirene com a mesma frequência emitida por ela. Assim, f M = 000 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: v R = ,4 Þ v R = 343,4 m/s c) Estabelecendo a orientação do ouvinte (João) para a fonte (sirene): v O = +3,4 m/s; v F = 0 f O f F = v S ± v O v S ± v F Þ d) Assobio de Miguel: λ = 10 cm = 0,1 m v = 340 m/s f J 000 v = λ. f Þ 340 = 0,1. f Þ f = 3400 Hz ,4 = Þ f J = 00 Hz Estabelecendo a orientação do ouvinte (João) para a fonte (Miguel): v O = 3,4 m/s; v F = 0 f O f F = v S ± v O v S ± v F Þ f A ,4 = Þ f A = 3366 Hz CPV F016

5 5 a) A velocidade média da nave durante a viagem é dada por: v = ΔS 5 x 10 9 v = 9,5. 3 x 10 7 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 10 8 m/s). Logo, o intervalo de tempo em que as informações levaram para chegar ao nosso planeta é: v = ΔS 3 x 10 8 = 5 x ,667s c) O período de translação de Plutão é dado por: v = ΔS T 35,4 x 109 4,7 = T 354 x 109 T = s 47 Utilizando a proporção adequada: 1 ano terrestre 3 x 10 7 s X anos terrestres X 51 anos 354 x 10 9 Como Plutão foi descoberto em 1930 e leva aproximadamente 51 anos para dar uma volta em torno do Sol, o ano solicitado será = 181. Plutão completará uma volta em torno do Sol no ano de s F016 CPV

6 6 a) Aplicando a equação fornecida: R = 3 x L A 3 x 10 R = x x x 10 9 R = 3Ω c) A energia dissipada por N conexões num intervalo de tempo será dada por: E = N. P. E = x E = 1,5 x 10 3 J b) A potência dissipada (P) na conexão é: d) Sendo: P = R. i P = 3. (10 x 10 6 ) Q = C. ΔT e tem-se: Q = N. P. P = 3 x W N. P. = C. ΔT x = 5 x = 50s CPV F016

7 7 COMENTÁRIO DO CPV A prova de Física do 3 o dia da a fase da Fuvest 016 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; F0: 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. F016 CPV