Resolução – FUVEST 2015 – Ciências da Natureza – 1ª Fase (continuação 2)

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Questão 62

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a $$2\cdot 10^{3}\, V/m$$, uma das esferas, de massa $$3,2\cdot 10^{-15}\, kg$$, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem

a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.

Note e adote:
carga do elétron = $$-1,6\cdot 10^{-19}\, C$$
carga do próton = $$+1,6\cdot 10^{-19}\, C$$
aceleração local da gravidade = 10 m/s²

Solução:

Questão 63

Um trabalhador de massa m está em pé, em repouso, sobre uma plataforma de massa M. O conjunto se move, sem atrito, sobre trilhos horizontais e retilíneos, com velocidade de módulo constante v. Num certo instante, o trabalhador começa a caminhar sobre a plataforma e permanece com velocidade de módulo v, em relação a ela, e com sentido oposto ao do movimento dela em relação aos trilhos. Nessa situação, o módulo da velocidade da plataforma em relação aos trilhos é

Um trabalhador de massa m está em pé, em repouso, sobre uma plataforma de massa M. O conjunto se move, sem atrito, sobre trilhos horizontais e retilíneos, com velocidade de módulo constante v. Num certo instante, o trabalhador começa a caminhar sobre a plataforma e permanece com velocidade de módulo v, em relação a ela, e com sentido oposto ao do movimento dela em relação aos trilhos. Nessa situação, o módulo da velocidade da plataforma em relação aos trilhos é

a) (2m + M)v/(m + M)
b) (2m + M)v/M
c) (2m + M)v/m
d) (M – m)v/M
e) (m + M)v/(M – m)

Solução:

Nesse exercício, diremos que o sentido positivo é o sentido da velocidade da placa. Portanto, a velocidade relativa do trabalhador é -v. Utilizando a quantidade de movimento, temos \[Q_{f} = Q_{i} \longrightarrow Mv_{p} + m(-v + v_{p}) = (M + m)v \longrightarrow v_{p} = \frac{(2m + M)v}{m + M}\]  Resposta: letra A.

Questão 64

Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, $$A\longrightarrow B$$, $$B\longrightarrow C$$ e $$C\longrightarrow A$$, conforme o diagrama p-V apresentado na figura abaixo.

A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte:
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A.
III. Durante a transformação $$A\longrightarrow B$$, o gás recebe calor e realiza trabalho.
Está correto apenas o que se afirma em
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) II e III.

Note e adote:
o gás deve ser tratado como ideal;
a transformação $$B\longrightarrow C$$ é isotérmica.

Solução:

I. Falsa. Como o gráfico indica um movimento anti-horário nas transformações do gás, significa que o gás recebeu trabalho externo para as transformações.

II. Verdadeira. A pressão no ponto C é maior que no ponto A. Como o volume é constante, significa que a temperatura em C é maior que a temperatura em A. A energia interna dos gases é diretamente proporcional à temperatura, portanto a energia interna em C é maior que a energia interna em A.

III. Verdadeira. Com a pressão constante, acontece um aumento de volume, o que indica realização de trabalho. Além disso, se o volume aumenta à pressão constante, a temperatura também aumenta, ou seja, o gás recebeu calor.

Resposta: letra E.

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