Questões de Física da Fundação Getúlio Vargas (FGV)

Há evidencias de que a microcefalia é uma patologia neurológica relacionada à contaminação da gestante pelo zika vírus, transmitido pela picada do mosquito aedes aegypt. Normalmente, a microcefalia era diagnosticada após o nascimento do bebê, mas o aumento significativo de casos tem feito com que os profissionais da saúde façam investigações do cérebro do feto, ainda no período da gestação. Um dos exames utilizados é a ultrassonografia que, com a obtenção de imagens de estruturas internas, permite detectar a patologia. Numa ultrassonografia, ondas de ultrassom são transmitidas através da barriga da gestante, ao interior do corpo da mãe e do bebê. As ondas que retornam ao aparelho são transformadas em sinais elétricos, amplificadas, processadas por computadores e visualizadas no monitor de vídeo.

O fenômeno físico, característico a qualquer tipo de onda, em que se baseia esse diagnóstico por imagem é

• A. a dispersão.
• B. a polarização.
• C. a reflexão.
• D. a ressonância.
• E. a difração.

A tomografia foi uma grande revolução na área da radiologia diagnóstica desde a descoberta dos raios X. Com ela é possível a reconstrução tridimensional da imagem por computação, o que possibilita a visualização de uma fatia do corpo, sem a superposição de órgãos. Os raios X utilizados nos exames de tomografia computadorizada podem ser produzidos em um tubo de gás, como o que está mostrado simplificadamente na figura a seguir.

O eletrodo C é o cátodo e o eletrodo A, o ânodo. O alvo P está ligado por condutores ao ânodo A e tem, portanto, o mesmo potencial que ele. Os elétrons emitidos pelo cátodo C partem do repouso e são acelerados por uma diferença de potencial V_p – V_c com cerca de 4,0.10⁴ Volts e atingem o alvo P com energia suficiente para produzir os raios X. Sendo 1,6.10^–19 C o módulo da carga do elétron, a energia cinética dos elétrons ao colidirem com o alvo P é de

• A. 1,6.10^–15 J.
• B. 3,2.10^–15 J.
• C. 3,6.10^–15 J.
• D. 4,8.10^–15 J.
• E. 6,4.10^–15 J.

Os alunos ficaram incrédulos quando o professor de Biologia afirmou: “a combustão e a respiração celular são dois processos químicos similares”. De fato, os dois processos são reações de oxi-redução com liberação de energia. A diferença é que, na combustão, a energia é liberada de uma só vez, abruptamente, enquanto, na respiração celular, a liberação de energia é lenta e controlada, portanto, diluída no tempo.

A grandeza física que caracteriza a diferença entre esses dois processos químicos é

• A. a aceleração.
• B. a inércia.
• C. a potência.
• D. o momento linear.
• E. a entropia.

A descoberta dos raios cósmicos foi extremamente importante, pois permitiu fazer a datação de materiais arqueológicos e, assim, conhecer grande parte da história do planeta Terra. Os raios cósmicos são partículas de alta energia que se deslocam no espaço com velocidades próximas à da luz. Ao atingirem a atmosfera, colidem com átomos nela existentes e ionizam o ar. O instrumento usado para medir essa ionização é o eletroscópio, que consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas. Podemos simular o funcionamento de um eletroscópio, usando duas pequenas esferas condutoras suspensas, lado a lado, a um suporte externo por fios isolantes de mesmo comprimento. Quando carregadas, as esferas se repelem, como ilustra a figura a seguir.

Suponha que as esferas carregadas estão em repouso, com os fios formando ângulos iguais com a vertical. A esse respeito, assinale a afirmativa pode não ser verdadeira.

• A. As esferas estão carregadas com cargas de mesmo sinal.
• B. As esferas exercem, uma sobre a outra, forças de repulsão elétrica de módulos iguais.
• C. Os fios exercem sobre ambas as esferas forças de módulos iguais.
• D. As esferas têm massas iguais.
• E. As esferas estão carregadas com cargas iguais.

No laboratório do colégio, o professor propôs a seguinte tarefa: montar, em um banco óptico, duas lentes esféricas de mesmo eixo principal com o objetivo de formar um sistema afocal. Os alunos têm a seu dispor quatro lentes, sendo duas convergentes e duas divergentes de distâncias focais (em módulo) menores que as das lentes convergentes. Dispõem, também, de dois pequenos canhões de laser capazes de emitir feixes luminosos estreitos. Os alunos devem montar duas lentes no banco óptico, fazer incidir sobre uma delas os dois feixes paralelamente ao eixo principal e, por tentativas, variando a distância entre as lentes, conseguir que, depois de atravessá-las, os dois feixes continuem paralelos ao eixo principal. Para isso, analise os quatro arranjos a seguir.

É possível conseguir formar um sistema afocal com os arranjos

• A. I e II, apenas.
• B. I e IV, apenas.
• C. II, III e IV, apenas.
• D. III e IV, apenas.
• E. I, II III, apenas.

As figuras a seguir ilustram o experimento proposto pelo professor e realizado pelos alunos no laboratório de uma escola da rede de ensino da cidade de São Paulo.

As afirmativas são, respectivamente,

• A. V, F e V.
• B. F, F e V.
• C. V, V e V.
• D. F, V e F.
• E. V, F e F.

Leia com atenção as informações a seguir.

A aceleração da gravidade na superfície da Terra é da ordem de 10 m/s²; a constante de gravitação universal vale 6,67.10^–11 N.m²/kg²; e o raio médio da Terra é 6400 km.

De posse dessas informações, é possível estimar a massa da Terra em, aproximadamente,

• A. 6.10¹² kg.
• B. 6.10¹⁵ kg.
• C. 6.10¹⁸ kg.
• D. 6.10²¹ kg.
• E. 6.10²⁴ kg.

A figura a seguir mostra (esquematicamente) como funciona o “espectrômetro de Dempster”.

Esses raios são tais que

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

A figura a seguir ilustra, esquematicamente, o dispositivo utilizado para regular a iluminação em um quarto de criança.

Considerando constante a resistência da lâmpada, quando o cursor OC for colocado na posição em que forma 30o com a direção OJ, podemos estimar que o brilho da lâmpada de 60 W será equivalente ao de uma lâmpada de

• A. 40 W.
• B. 30 W.
• C. 20 W.
• D. 15 W.
• E. 10 W.

Baterias de íon-lítio equipam alguns aparelhos eletrônicos portáteis como laptops, máquinas fotográficas e celulares. As baterias desses aparelhos são capazes de fornecer 1000 mAh (mili Ampère hora) de carga.

Sabendo que o módulo da carga do elétron é de 1,60 . 10^–19C, assinale a opção que indica o número de elétrons que fluirá entre os eletrodos até que uma bateria, com essa capacidade de carga, descarregue totalmente.

• A. 625 . 10²²
• B. 1,60 . 10²²
• C. 2,25 . 10²²
• D. 6,25 . 10²²
• E. 12,5 . 10²²