FUVEST 2022

Questão 70276

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

O laser consiste em uma fonte de luz coerente e monocromática, sendo largamente utilizado em leitores de códigos de barras e também em aplicações na física, na medicina e em outras áreas. Seu princípio de funcionamento é baseado na emissão estimulada de fótons. Em um tipo comum de laser, uma quantidade de átomos é excitada para um estado de energia E₂. Em seguida alguns desses átomos são estimulados a decair para um estado de energia menor E₁, emitindo um fóton com energia dada pela diferença entre E₂ e E₁. De modo similar, esse decaimento estimula outros átomos a emitirem fótons formando um processo em cadeia com geração de luz.

a) Qual tipo de laser emite fótons com maior energia: o de luz vermelha ou o de luz azul? Justifique sua resposta.

b) Determine a frequência (em Hz) de um fóton com comprimento de onda na região de cor laranja mostrada na figura.

c) Determine o comprimento de onda de um fóton (em nm) considerando um laser cujas energias E₂ e E₁ correspondem aproximadamente a 20,2 eV e 18,7 eV, respectivamente.

Note e adote: 

A energia E de um fóton relaciona-se com sua frequência por meio da relação E = h, onde h = 4 × 10⁻¹⁵ eV.s e a frequência é dada em Hz. Velocidade da luz no vácuo: c = 3 × 10⁸ m/s.

Legenda para daltônicos: Gráfico do espectro visível com cores em função do comprimento de onda, que se inicia no azul (lado esquerdo a 400 nm), passando pelo verde (500 nm), amarelo (550 nm), laranja (600 nm) e terminando no vermelho (lado direito a 700 nm).

Questão 70277

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

Diversos processos celulares presentes no corpo humano envolvem fenômenos elétricos. Um dos mais importantes é o fato de uma membrana celular, que separa o interior celular do exterior, apresentar um acúmulo de ânions (cargas negativas) e cátions (cargas positivas) nas superfícies interna e externa, respectivamente, o que resulta no surgimento de uma diferença de potencial ao longo da membrana. Considere que cresce linearmente de 0 a na região entre 𝑥=0 e 𝑥=𝑑, como mostra a figura.

a) Indique o sentido do vetor campo elétrico no interior da membrana (se está apontando para o interior ou para o exterior da célula). Justifique sua resposta.

b) Obtenha o módulo do campo elétrico (em V/m) considerando que a membrana tenha espessura  e que = 0,08 V.

c) Supondo agora uma membrana em que o campo elétrico tenha intensidade 10⁷V/m, encontre a razão , em que é o módulo da força eletrostática e é o módulo da força gravitacional, ambas exercidas sobre um íon monovalente localizado na região 0<𝑥<𝑑, conforme a figura.

Questão 70278

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

Uma bola de borracha de massa 𝑚 = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura ℎ. A resistência do ar não é desprezível, e o movimento da bola durante 0,6 segundo após o início da queda é registrado por uma câmera de alta resolução. Considerando o esquema da situação inicial e os gráficos da dependência temporal da altura 𝑦 e da velocidade vertical 𝑣_y da bola, responda às questões a seguir.

a) No instante t = 0,2 s, a força resultante que atua sobre a bola tem sentido para cima, sentido para baixo ou tem intensidade nula? Justifique sua resposta.

b) Calcule a energia cinética perdida pela bola entre os instantes imediatamente antes e imediatamente depois do choque com o solo.

c) Calcule o módulo da força média de resistência do ar atuando sobre a bola entre o instante inicial e o instante imediatamente antes de ela atingir o solo pela primeira vez.

Note e adote:

Despreze as dimensões da bola frente à altura inicial.
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s².

Questão 70279

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

No dia 01 de janeiro de 1849 foi divulgado na imprensa pernambucana o “Manifesto ao Mundo”, escrito por Borges da Fonseca, que apresentava as seguintes reivindicações:

Protestamos só largar as armas, quando virmos instalada uma Assembleia Constituinte. Esta Assembleia deve realizar os seguintes princípios: 1. O voto livre e universal do Povo Brasileiro; 2. A plena e absoluta liberdade de comunicar os pensamentos por meio da imprensa; 3. O trabalho como garantia de vida para o cidadão Brasileiro; 4. O comércio a retalho só para os cidadãos brasileiros; 5. A inteira e efetiva independência dos poderes constituídos; 6. A extinção do poder moderador e do direito de agraciar; 7. O elemento federal na nova organização; 8. Completa reforma do poder judicial, em ordem a segurar as garantias dos direitos individuais dos Cidadãos; 9. Extinção da lei do juro convencional; 10. Extinção do atual sistema de recrutamento.

Vamireh Chacon (sel. e intro.). Nunes Machado. Perfis parlamentares. Brasília: Câmara dos Deputados, 1978, p.22.

a) Como ficou conhecido esse movimento na história imperial brasileira?

b) Explique o teor de duas das reivindicações indicadas no Manifesto.

c) Indique dois elementos comuns entre o evento pernambucano e as revoluções europeias de 1848.

Questão 70280

(FUVEST - 2022 - 2ª FASE)

Nas vias públicas, é possível encontrar totens conforme os representados na figura. Em um deles há a inscrição “COMGAS”, indicando que ali passa um gasoduto da empresa distribuidora de gás; no outro está escrito “PROT CATÓDICA”, o que indica que há uma proteção catódica no gasoduto.

Sabendo que o gasoduto é constituído de aço, responda:

a) No sistema do gasoduto apresentado, o gasoduto é o ânodo ou o cátodo da célula eletroquímica? Justifique a sua resposta.

b) Considere os seguintes potenciais de redução dos metais (ɛ°):

Qual(is) desses metais pode(m) ser utilizado(s) para a proteção catódica do gasoduto? Esse(s) metal(is) será(ão) o polo positivo ou negativo da célula eletroquímica?

c) Considere que a composição molar do gás transportado pelo gasoduto Brasil-Bolívia é de, aproximadamente, 93,5% metano, 4,1% etano e 2,4% N₂. Calcule a massa, em kg, de etano existente em uma seção de 1 m³ do duto sabendo que a pressão no interior do duto é de 100 atm à temperatura de 27 °C. Apresente os cálculos.

Questão 70282

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

Duas esferas de massa 𝑚, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga 𝑞, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento 𝐿, presos ao teto, e formam o arranjo estático mostrado na figura.

a) Na folha de respostas, faça um diagrama de corpo livre da esfera 1, indicando todas as forças que atuam sobre ela.

b) Determine a razão 𝑞²/𝑚 em termos do comprimento 𝐿 dos fios, da aceleração da gravidade 𝑔 e da constante eletrostática
do vácuo 𝑘.

c) Considere que as mesmas esferas são desconectadas dos fios e conectadas às extremidades de uma mola de constante
elástica igual a 50 N/m. O conjunto é deixado sobre uma superfície isolante e sem atrito, atingindo o equilíbrio quando a
força elétrica entre elas é de 0,1 N. Nessas condições, qual será o valor da energia armazenada na mola? 

Questão 70283

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa do aumento dos níveis dos oceanos vem da expansão térmica da água. Essa expansão ocorre principalmente nas camadas superiores dos oceanos, até cerca de 700 m de profundidade.

O gráfico a seguir mostra a variação da razão v(T) / v(T=6^o C) onde v(T) é o volume de 1 g de água (em cm³) à pressão ambiente (também chamado de volume específico) em função da temperatura T expressa em graus Celsius.

a) Se uma coluna de água inicialmente a uma temperatura de 1^o C for aquecida até 3^o C, sua altura aumenta ou diminui? Justifique com base nos dados do gráfico.

b) Considere uma coluna de água cuja altura a 6^o C é de 700 m. Assumindo que toda a expansão volumétrica ocorra na direção vertical e que sua massa não varie, estime, com base nos dados do gráfico, a variação de altura da coluna quando esta é aquecida de 6^o C até 9^o C. Expresse seu resultado em centímetros.

c) Considere uma coluna de água de 700 m de altura que sofre um aumento de temperatura de 2^o C. Assumindo que a massa dessa coluna de água não varie, desprezando a variação da massa específica da água com a temperatura e admitindo que esta seja constante e igual a 1 g/cm³ , calcule o calor absorvido pela coluna por unidade de área de superfície. Expresse seu resultado em J/m² .

Note e adote:

Considere que o volume específico da água (definida pelo inverso da massa específica) não varie com a profundidade.
Calor específico da água: 4,2 J/(g^o C).

Questão 70284

(FUVEST - 2022 - 2ª FASE)

O limite de detecção de um método analítico é a menor quantidade de um determinado composto numa amostra que esse método é capaz de detectar. Caso algum composto esteja em concentração inferior a tal limite, não se pode determinar a sua presença, tampouco a sua concentração.

A tabela nutricional a seguir foi encontrada numa embalagem de pão de queijo:

Uma vez que a quantificação de todos os compostos é realizada por métodos analíticos específicos, responda as questões:

a) Por que, na porção de pão de queijo apresentada, as quantidades de gorduras trans e fibra alimentar não são, necessariamente, zero?

b) Gorduras podem ser entendidas como ácidos graxos de cadeia carbônica longa. O termo “trans” faz referência à isomeria geométrica da molécula de ácido graxo. Gorduras saturadas podem apresentar isomeria trans? Explique com base na estrutura da molécula de ácido graxo.

c) Caso tivesse sido utilizado um método analítico para determinação de sódio cujo limite de detecção fosse de 0,03 g de sódio por g de pão de queijo, teria sido possível detectar esse elemento nesse pão de queijo? Justifique apresentando os cálculos.

Questão 70285

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

A extinção de espécies animais é causada principalmente pela destruição dos seus habitats, e uma das principais formas de evitar essa ameaça é o estabelecimento de áreas protegidas. A tabela fornece, para cada bioma terrestre brasileiro, as porcentagens de cobertura, em relação à sua área original, de ambientes utilizados pelo ser humano e de áreas protegidas, a porcentagem da fauna que se encontra ameaçada de extinção e a população humana.

Considerando somente os dados fornecidos na tabela, responda:

a) Utilizando os eixos fornecidos na folha de resposta, construa um gráfico relacionando as porcentagens de ambientes utilizados pelo ser humano e de fauna ameaçada de extinção em todos os biomas brasileiros. Adicione ao gráfico uma reta que sintetize a tendência indicada pelos pontos.

b) Apresente duas razões que justifiquem por que a porcentagem de fauna ameaçada de extinção na Mata Atlântica é cerca de quatro vezes maior que na Amazônia.

c) É correto afirmar que a porcentagem de animais ameaçados de extinção tende a diminuir à medida que aumenta a porcentagem de áreas protegidas nos biomas brasileiros? Justifique a sua resposta utilizando duas evidências baseadas na proporção de ambientes utilizados pelo ser humano e/ou na população humana do bioma. 

Questão 70287

(FUVEST - 2022 - 2ª fase)

A figura ilustra o ciclo de vida da giárdia: 

a) Cite uma medida para evitar a giardíase.
b) Qual a relação ecológica entre a giárdia e o mamífero? Justifique sua resposta.
c) Sabendo que há perda das microvilosidades intestinais devido à giardíase, explique o que acontece com a absorção de substâncias pelo organismo do mamífero? Indique um exemplo de substância absorvida pelo intestino delgado e uma pelo intestino grosso.