15 Questões de Física do FUVEST 2025

No dia 26 de março de 2024, à 1h29min, aproximadamente, o navio cargueiro MV Dali colidiu com a ponte Francis Scott Key em Baltimore, EUA. O impacto causou o colapso da ponte, tornando-se um dos maiores acidentes marítimos da história norte-americana. A figura a seguir mostra os dados da velocidade do navio em função da hora local. A colisão ocorreu no intervalo de 38 segundos, marcado por linhas pontilhadas no gráfico. [IMAGEM] Assumindo que a massa do navio no momento do impacto seja de 100 mil toneladas e, tendo por base os dados do gráfico, a magnitude da força média atuando sobre o navio durante a colisão é de, aproximadamente, [FUVEST 2025 - Questão 18] FUVEST - 2025

1. A) 7 × 10² N.
2. B) 7 × 10³ N.
3. C) 7 × 104 N.
4. D) 7 × 105 N.
5. E) 7 × 106 N.

O efeito Compton, descoberto na década de 1920, é hoje amplamente utilizado durante tratamentos radioterápicos. O efeito relaciona-se à mudança no comprimento de onda de fótons de raios X quando interagem com partículas como elétrons ou prótons, conforme ilustrado na figura a seguir. [IMAGEM] Quando um fóton com comprimento de onda ?0 incide sobre uma partícula, ele emerge dessa interação formando um ângulo ? com sua direção inicial de movimento, e seu novo comprimento de onda ?' é dado pela relação ?' = ?0 + (a/mc)(1 - cos ?), em que a é uma constante positiva e m é a massa da partícula. Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a propagação das ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa correta. [FUVEST 2025 - Questão 19] FUVEST - 2025

1. A) A maior variação no comprimento de onda do fóton ocorre quando o ângulo ? é igual a 90°.
2. B) Se o ângulo ? é igual a 30°, o fóton emergente tem frequência menor do que a frequência inicial.
3. C) Quando ? = 0, a velocidade do fóton emergente é menor do que a do fóton incidente, devido à conservação da quantidade de movimento.
4. D) Se o ângulo ? é igual a 60°, a variação no comprimento de onda do fóton é menor se a partícula for um elétron do que se a partícula for um próton.
5. E) Um fóton que emerge perpendicular à sua direção inicial não sofreu mudança em sua frequência.

Uma das possíveis tecnologias para a produção de telas sensíveis ao toque aproveita a reflexão interna total da luz. Esse tipo de reflexão ocorre quando um raio luminoso viaja do interior de um meio 1, com índice de refração n1, em direção a um meio 2, com índice de refração n2, formando com a direção perpendicular à interface entre os meios um ângulo ? maior do que um certo valor limite ?L, tal que sen ?L = n2/n1. Quando um objeto (como um dedo) se aproxima da interface entre os meios, a reflexão total não ocorre, o que é captado por sensores, revelando a posição do objeto. Suponha que se deseje projetar uma tela sensível ao toque que, conforme mostra a figura, funcione com uma fonte luminosa F fixa na borda. A tabela a seguir indica os índices de refração de alguns materiais candidatos à utilização no meio 1. Tratando o meio 2 sempre como tendo índice de refração n2 = 1,0003, o material que permite o maior intervalo de ângulos de incidência que produzem reflexão total é: [FUVEST 2025 - Questão 22] FUVEST - 2025

1. A) Material A.
2. B) Material B.
3. C) Material C.
4. D) Material D.
5. E) Material E.

Considere o texto a seguir. "Com observações feitas pela primeira vez em luz polarizada, a nova imagem do buraco negro que se esconde no coração da Via Láctea revelou um campo magnético com uma estrutura muito semelhante à de outro buraco negro situado no centro da galáxia M87, sugerindo que campos magnéticos intensos podem ser comuns a todos os buracos negros. A luz é uma onda eletromagnética que nos permite ver objetos. Por vezes, os campos elétrico e magnético associados à onda oscilam em direções preferenciais, definindo o que chamamos de luz polarizada. Apesar de estarmos rodeados por luz polarizada, aos olhos humanos essa luz é indistinguível da luz ‘normal’. No plasma que rodeia estes buracos negros, as partículas que giram em torno das linhas de campo magnético conferem-lhe um padrão de polarização com orientação ‘a’ na direção perpendicular ao campo magnético do buraco negro, o que permite aos astrônomos ver com muitos detalhes o que se passa nas regiões dos buracos negros e mapear as suas linhas de campo magnético." Com base no texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar: [FUVEST 2025 - Questão 23] FUVEST - 2025

1. A) A medida do padrão de polarização da luz mencionada no texto permite somente o mapeamento das linhas de campos magnéticos na direção paralela à direção da polarização.
2. B) O olho humano pode discriminar as diferentes direções da luz polarizada dos buracos negros, mapeando suas linhas de campo.
3. C) Campos magnéticos como os mencionados no texto são criados apenas por cargas elétricas em repouso no plasma que rodeia os buracos negros.
4. D) O plasma é formado por partículas eletricamente carregadas, dado que essas partículas exibem um movimento circular perpendicular à direção do campo magnético.
5. E) O processo de mapeamento das linhas de campo magnético mencionado no texto pode ser realizado por meio da detecção de qualquer tipo de onda eletromagnética gerada em buracos negros.

Segundo o texto, o processo de derretimento das calotas polares [FUVEST 2025 - Questão 27] FUVEST - 2025

1. A) põe em dúvida a necessidade do conceito de segundo bissexto.
2. B) desloca o fluxo de água para regiões afastadas da linha do Equador.
3. C) deve antecipar em três anos o ajuste dos relógios atômicos.
4. D) ultrapassa o alcance do sistema de Tempo Universal Coordenado.
5. E) tende a reduzir a velocidade de rotação da Terra.

Conforme o texto, os fenômenos naturais que desempenham papel significativo na complexa interação gravitacional que afeta a rotação da Terra são [FUVEST 2025 - Questão 28] FUVEST - 2025

1. A) terremotos.
2. B) vulcões.
3. C) avalanche.
4. D) marés dos oceanos.
5. E) ciclones.