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FATEC 2023.1

Questões de Física do Vestibular das Fatecs para o 1º semestre de 2023, aplicado em 8 de janeiro de 2023, com gabarito oficial e resolução comentada.

Q22
ELETRODINÂMICA — DIFERENÇA DE POTENCIAL E CHOQUE ELÉTRICO

Leia os quadrinhos.

Quadrinhos da questão 22 da FATEC 2023.1, com um passarinho e uma cobra sobre fios elétricos

<https://tinyurl.com/vzz73asp> Acesso em: 24.11.2022. Original colorido.

Podemos afirmar corretamente que,

A)no primeiro quadrinho, a cobra é eletrocutada porque o seu “serpentear” age como uma resistência elétrica, impossibilitando a passagem de corrente elétrica por seu corpo.
B)no segundo quadrinho, o passarinho não é eletrocutado por não estar tocando o fio de baixo, no qual a corrente elétrica passa.
C)no terceiro quadrinho, o passarinho não é eletrocutado, pois a cobra impede a passagem de corrente elétrica.
D)no quarto quadrinho, a cobra é eletrocutada, pois há passagem de corrente elétrica ao se conectar a dois potenciais elétricos diferentes.
E)nos quadrinhos, a cobra e o passarinho são eletrocutados por passarem de um fio a outro.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

Para que uma corrente elétrica significativa atravesse um corpo, é necessário existir diferença de potencial entre dois pontos desse corpo.

Quando o passarinho permanece apoiado em um único fio, suas patas ficam praticamente no mesmo potencial elétrico. Assim, a diferença de potencial através de seu corpo é desprezível e não há corrente perigosa atravessando-o.

No quarto quadrinho, a cobra estabelece contato entre dois condutores que estão em potenciais elétricos diferentes. Surge, então, uma diferença de potencial entre pontos de seu corpo e pode haver passagem de corrente elétrica através dele, provocando o choque.

Q27
ELETRODINÂMICA — CORRENTE ELÉTRICA E SINAIS DIGITAIS

Em uma sociedade digital, dados são transmitidos em formas de dígitos binários, ou simplesmente bits (acrônimo de binary digits). Cada bit é representado pelo algarismo 0 (zero) ou pelo algarismo 1 (um).

Nos circuitos eletrônicos, esses bits são transmitidos por pulsos de corrente elétrica (um) ou pela ausência dela (zero). Cada um dos caracteres é representado por uma sequência finita desses algarismos binários.

Tabela de caracteres e suas conversões binárias na questão 27 da FATEC 2023.1

Na tabela, estão representados alguns caracteres e sua equivalência binária. Por sua vez, o gráfico representa apenas um desses caracteres.

Gráfico da intensidade de corrente elétrica em função do tempo da questão 27 da FATEC 2023.1

Relacionando o gráfico à tabela, podemos afirmar corretamente que o gráfico, o qual apresenta a intensidade de corrente elétrica de operação pelo tempo de transmissão do pulso, traz a informação do caráter

A)A.
B)B.
C)C.
D)D.
E)E.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

E
Resolução comentada

Cada intervalo entre dois instantes consecutivos representa um bit. Quando há pulso de corrente, registramos $1$; quando não há corrente, registramos $0$.

Lendo os oito intervalos do gráfico, de $0$ a $t_8$, obtemos:

$0\;1\;0\;0\;0\;1\;0\;1.$

Portanto, a sequência binária transmitida é

$01000101.$

Comparando com a tabela, essa sequência corresponde ao caráter E.

Q32
ONDULATÓRIA — PROPAGAÇÃO DE ONDAS E DISTÂNCIA PERCORRIDA

Uma tecnologia cada vez mais utilizada é a chamada NFC (Near Field Communication ou “Comunicação por Campo Próximo” em português). Entre as principais aplicações, está o uso de dispositivos móveis para pagamentos a distância e também o de cartões, equipados com chips, para pagamentos, acesso a transportes públicos, apresentação de cartões de visitas eletrônicos, entre outros. Essa tecnologia funciona por ondas de rádio que se propagam no ar com velocidade aproximada de $3{,}0\times10^8\text{ m/s}$, em uma operação que leva um intervalo de tempo de aproximadamente $0{,}1\text{ ns}$.

Considere as seguintes informações:

$\text{M (mega)}=10^6$

$\text{c (centi)}=10^{-2}$

$\text{n (nano)}=10^{-9}$

$v=\lambda\cdot f$

$v=\frac{\Delta S}{\Delta t}$

Assinale a alternativa que apresenta corretamente, em cm, a distância máxima de operação dessa tecnologia.

A)2
B)3
C)4
D)5
E)6

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

O intervalo de tempo informado é

$\Delta t=0{,}1\text{ ns}=0{,}1\times10^{-9}\text{ s}=1{,}0\times10^{-10}\text{ s}.$

Usando $v=\Delta S/\Delta t$:

$\Delta S=v\Delta t=(3{,}0\times10^8)(1{,}0\times10^{-10})=3{,}0\times10^{-2}\text{ m}.$

Como $1\text{ m}=100\text{ cm}$:

$3{,}0\times10^{-2}\text{ m}=3{,}0\text{ cm}.$

Logo, a distância máxima indicada é $3\text{ cm}$, alternativa B.

Q33
ONDULATÓRIA — VELOCIDADE, COMPRIMENTO DE ONDA E FREQUÊNCIA

Uma tecnologia cada vez mais utilizada é a chamada NFC (Near Field Communication ou “Comunicação por Campo Próximo” em português). Entre as principais aplicações, está o uso de dispositivos móveis para pagamentos a distância e também o de cartões, equipados com chips, para pagamentos, acesso a transportes públicos, apresentação de cartões de visitas eletrônicos, entre outros. Essa tecnologia funciona por ondas de rádio que se propagam no ar com velocidade aproximada de $3{,}0\times10^8\text{ m/s}$, em uma operação que leva um intervalo de tempo de aproximadamente $0{,}1\text{ ns}$.

Considere as seguintes informações:

$\text{M (mega)}=10^6$

$\text{c (centi)}=10^{-2}$

$\text{n (nano)}=10^{-9}$

$v=\lambda\cdot f$

$v=\frac{\Delta S}{\Delta t}$

Sabendo que o comprimento de onda ($\lambda$) emitido por essa tecnologia é de aproximadamente $22\text{ m}$, assinale a alternativa que apresenta correta e aproximadamente, em MHz, a frequência ($f$) de operação dela.

A)10,6
B)11,5
C)13,6
D)15,5
E)17,6

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

C
Resolução comentada

Para uma onda eletromagnética, vale

$v=\lambda f.$

Assim,

$f=\frac{v}{\lambda}=\frac{3{,}0\times10^8}{22}\approx1{,}36\times10^7\text{ Hz}.$

Como $1\text{ MHz}=10^6\text{ Hz}$:

$f\approx13{,}6\text{ MHz}.$

Q36
GRAVITAÇÃO — ASTRONOMIA E ESCALAS DE DISTÂNCIA

Em uma órbita aproximada de $530$ quilômetros, o telescópio Hubble, lançado no século XX, recebeu, em dezembro de 2021, um “companheiro espacial”: o supertelescópio James Webb. Esse foi estrategicamente posicionado a $1{,}5$ milhão de quilômetros da Terra. Atuando na faixa do infravermelho, sua missão é coletar dados sobre o espaço profundo. Esses dados, então, são transformados em informações sobre a criação do Universo, ampliando o conhecimento sobre a nossa existência presente e futura.

Sobre os telescópios, é correto afirmar que

A)o James Webb ficará exposto a uma temperatura maior, pois é mais fácil não existir interferência de radiações infravermelhas com altas temperaturas.
B)a trajetória do Hubble é mais segura de se manter no espaço, pois está longe da interferência da gravidade e das tempestades solares.
C)eles estarão sujeitos à poluição oriunda da poeira cósmica advinda do Sol, apesar de a poluição atmosférica ser minimizada.
D)ambos operam apenas na faixa do infravermelho e entraram em operação simultaneamente.
E)a relação entre as órbitas do James Webb e a do Hubble até o momento é de, aproximadamente, três mil vezes.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

E
Resolução comentada

Comparamos as distâncias apresentadas no enunciado, ambas em quilômetros:

$\frac{1{,}5\times10^6}{530}\approx2{,}83\times10^3.$

Portanto, a distância associada ao James Webb é da ordem de $3\times10^3$, isto é, aproximadamente três mil vezes a distância orbital indicada para o Hubble.

Q48
MAGNETISMO — ELETROÍMÃ E MATERIAL FERROMAGNÉTICO

Umas das profissões que usa bastante tecnologia é a de mágico. Um número realizado por esses artistas é o truque da “mala mágica”. Nele, o mágico conta uma história, alegando que apenas pessoas especiais dotadas de poderes extraordinários conseguem levantar uma mala, localizada no palco, na qual há uma base escondida de metal ferromagnético. Convida, então, pessoas da plateia que, obviamente, não conseguem levantá-la. Em seguida, após o mágico apertar de forma discreta um botão escondido no palco, o próprio mágico, ou uma criança, consegue levantá-la.

Sobre a realização do truque descrito, é correto afirmar que envolve conceitos de

A)termologia, uma vez que o botão aciona uma resistência elétrica que aquece a superfície da mala.
B)eletromagnetismo, pois o botão acionado interrompe a passagem de corrente elétrica em uma bobina, colocada no palco, a qual atrai o material ferromagnético da mala.
C)eletromecânica, uma vez que o botão aciona, no palco, um intenso campo elétrico que repele a mala.
D)eletrostática, pois o botão acionado proporciona um potencial elétrico entre a mala e o palco.
E)dinâmica, uma vez que o botão aciona um microexplosivo que provoca uma força elétrica contra a mala.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

Uma bobina percorrida por corrente elétrica produz campo magnético e pode funcionar como um eletroímã. Enquanto há corrente na bobina escondida no palco, o material ferromagnético da base da mala é atraído, dificultando sua retirada.

Ao apertar o botão, a corrente na bobina é interrompida. Com isso, o campo magnético produzido pelo eletroímã desaparece ou se torna desprezível, cessando a forte atração sobre a base da mala. Ela então pode ser levantada com facilidade.

Portanto, o truque envolve eletromagnetismo.

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