Questões de Concurso Sobre física

Com relação aos conceitos e às leis da Termodinâmica, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Todo processo em que um gás parte de um estado de equilíbrio termodinâmico e a ele retorna é, necessariamente, reversível. ( ) A variação da entropia de um gás que evolui de um estado de equilíbrio termodinâmico para outro, é a mesma, quer o processo tenha sido reversível ou irreversível. ( ) A 2ª Lei da Termodinâmica afirma que a energia do Universo é constante. As afirmativas são, respectivamente,

A figura mostra as linhas de força do campo eletrostático criado pela carga puntiforme positiva Q. Na figura, estão indicados três pontos: A, B e C. Os pontos B e C pertencem à mesma linha de força, enquanto os pontos A e B são equidistantes da carga Q.
Os potenciais eletrostáticos V(A), V(B) e V(C) nos pontos A, B e C, respectivamente, são tais que

A figura a seguir mostra um caminhão que está se movendo em uma estrada plana e horizontal, uniformemente acelerado em linha reta para a direita. Fixo à carroceria do caminhão há um plano inclinado no qual está apoiado um pequeno bloco, em repouso em relação ao caminhão.
Dos segmentos orientados desenhados, o que pode representar a resultante das forças que atuam sobre o bloco é

Uma partícula está animada por um movimento circular uniforme no sentido horário. Os pontos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são os vértices de um hexágono regular inscrito no círculo-trajetória da partícula de centro em C, representado na figura a seguir, sendo os pontos 1 e 4 os vértices do diâmetro vertical. A figura a seguir representa, por um segmento orientado, o vetor variação de velocidade da partícula durante um intervalo de tempo Δt, contado a partir de um dos instantes em que ela passa pelo ponto 1. 
No instante final desse intervalo de tempo Δt, a partícula se encontra no ponto 

O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), cujo trabalho sobre máquinas térmicas viria a ser fundamental para que Rudolf Clausius e Lord Kelvin desenvolvessem a Segunda Lei da Termodinâmica, discutiu em seu trabalho de 1824 “Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu” um ciclo idealizado para máquinas térmicas operando entre duas temperaturas, no qual a eficiência seria a máxima possível. Em sua homenagem, tal ciclo é chamado ciclo de Carnot.

Assinale a opção que melhor representa em um diagrama T – S (temperatura – entropia) o ciclo de Carnot.

Considere um fio vertical infinito por onde flui uma corrente estacionária i com sentido para cima e uma espira quadrada, inicialmente em repouso, e que tem dois de seus lados paralelos ao fio. A espira e o fio estão no mesmo plano.

A espira é colocada em movimento de translação ao longo desse plano com velocidade constante, paralela ao fio e de módulo V, como ilustra a figura 1.

Denote por i₁ a corrente induzida nessa espira

A figura 2 mostra uma situação em tudo idêntica à primeira, exceto pelo fato de que a velocidade da espira é perpendicular ao fio, com a espira se afastando do fio.

Denote por i₂ a corrente induzida na espira nessa situação.

A respeito das correntes induzidas i₁ e i₂ , assinale a afirmativa correta.

Com relação à óptica geométrica ou óptica física, assinale V para a afirmativa correta e F para a falsa. ( ) Na óptica geométrica a luz se propaga sempre em linha reta, mesmo para meios não homogêneos, razão pela qual só é possível explicar o efeito de miragens com o auxílio da óptica ondulatória. ( ) A existência do arco-íris é explicada pela interferência da luz refletida nas gotas de água da atmosfera, do mesmo modo que as cores observadas nas asas das borboletas são explicadas pela interferência da luz refletida nas diferentes faces de suas asas. ( ) Sob certas condições atmosféricas, é possível observar uma aréola colorida em volta da lua. Esse é um efeito causado pela refração da luz em gotículas de água da atmosfera terrestre. A borda externa da aréola é avermelhada, pois a luz vermelha refrata mais do que a azul, já que seu comprimento de onda é maior do que o da luz azul. As afirmativas são, respectivamente,

Considere um fio retilíneo infinito, de seção reta constante, circular e de raio R, que é percorrido por uma corrente estacionária I distribuída uniformemente ao longo da seção reta do fio (ou seja, o vetor densidade de corrente elétrica dentro do fio é uniforme).

Seja P um ponto cuja distância ao eixo de simetria do fio é R/2.

O módulo do campo magnético gerado por esse fio no ponto P é

A compreensão e o domínio das ondas eletromagnéticas,previstas pela teoria de Maxwell, estabelecida na segunda metade do século XIX, revolucionaram a tecnologia e os meios de comunicação.

Considere uma onda eletromagnética se propagando no vácuo.Suponha que o campo elétrico dessa onda seja dado, utilizando-se um sistema cartesiano de coordenadas, pela expressão

onde E₀, e K são constantes positivas, com = Kc, sendo c a velocidade da luz no vácuo e , os vetores unitários da base cartesiana.

A esse respeito, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) A amplitude do campo elétrico dessa onda é E₀ = √2

( ) Essa onda se propaga tanto na direção de quanto na direção de .

( ) Essa onda está circularmente polarizada.

As afirmativas são, respectivamente,

A figura a seguir ilustra uma espira circular de centro em C por onde flui uma corrente estacionária i. Na figura também estão indicados o eixo perpendicular ao plano da espira que passa pelo seu centro, eixo Z e dois pontos desse eixo, P e Q, equidistantes do centro C da espira, assim como o sentido da corrente i.

Sobre os respectivos campos magnéticos criados por essa espira de corrente nos pontos P e Q, assinale a afirmativa correta.

Considere um planeta esférico e homogêneo de massa M e raio R. Dois satélites idênticos, de pequenas dimensões e massa m cada um, denotados por satélites 1 e 2, estão orbitando esse planeta descrevendo órbitas circulares de raios r₁ e r₂ > r₁, respectivamente, como mostra a figura a seguir.

Considere qualquer referencial solidário ao planeta como um referencial inercial e despreze a interação gravitacional entre os satélites, assim como todas as outras forças, exceto as que o planeta exerce sobre cada satélite.

A esse respeito, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) A energia cinética do satélite 2 é maior do que a do satélite 1, pois r₂ > r₁.

( ) De acordo com a terceira lei de Kepler, os períodos das órbitas circulares dos dois satélites são iguais, pois ambos estão orbitando o mesmo planeta.

( ) A energia mecânica do sistema planeta-satélite 2 é maior que a do sistema planeta-satélite 1.

As afirmativas são, respectivamente,

A respeito a Lei de Gauss, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Dada uma superfície fechada S e um conjunto de N cargas puntiformes em repouso, a lei de Gauss afirma que o campo eletrostático em um ponto P no interior de S é igual à soma vetorial apenas dos campos das cargas no interior de S. ( ) A lei de Gauss só é válida para distribuições de carga com simetria esférica ou cilíndrica. ( ) A lei de Gauss afirma que o fluxo do campo elétrico através de qualquer superfície fechada é igual ao produto de todas as cargas no interior dessa superfície dividido pela permissividade elétrica do vácuo. As afirmativas são, respectivamente,

A figura a seguir mostra o perfil de um trilho JKLM contido no plano vertical, sendo o trecho KLM circular, de centro em C e de raio R.

Uma esfera de pequenas dimensões é abandonada a uma altura h₀ = R acima do plano horizontal que contém o centro C, passando a deslizar sobre o trilho com atrito desprezível.

Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, no instante em que ela passa pelo ponto L o módulo da força que o trilho exerce sobre ela é

São feitas, a seguir, três afirmativas que dizem respeito aos modos de propagação do calor. Assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Para dificultar as trocas de calor entre seus corpos e o meio ambiente, os árabes que vivem nos desertos usam roupas claras, folgadas, de lã ou flanela. Essas roupas os protegem tanto de dia, sob sol intenso, quanto à noite. ( ) Se em uma noite de verão, você acende a lâmpada de incandescência de um abajur e se senta embaixo dela para ler o jornal, logo percebe uma elevação de temperatura. Isso ocorre porque há transferência de calor da lâmpada para você por convecção. ( ) Quando em uma região a chegada de uma frente fria torna a temperatura do ar ambiente muito baixa, os lagos dessa região se congelam apenas nas camadas superficiais. Isto porque, quando a temperatura das camadas mais superficiais da água se torna menor que 4ºC, elas ficam menos densas. Assim, a água das camadas mais profundas só podem ceder calor ao ar ambiente por condução e tanto a água quanto o gelo são maus condutores. As afirmativas são, respectivamente,

Três pequenas esferas idênticas, A, B e C, carregadas com cargas respectivamente iguais a Q_A, Q_B e Q_C são abandonadas, alinhadas, sobre uma superfície plana e horizontal, com a esfera C mais próxima de A do que de B, como ilustra a figura a seguir.

Verifica-se que, assim abandonadas, apesar de serem desprezíveis os atritos entre elas e a superfície de apoio, as três permanecem em repouso.

Nesse caso, se e a distância entre as esferas A e B for d, a distância x entre as esferas A e C será

Um elevador de carga está se movendo verticalmente. Sobre seu piso horizontal encontram-se um caixote muito pesado e um operário, ambos em repouso em relação ao elevador, como ilustra a figura a seguir.

Em um dado instante, o operário percebe que a foça horizontal que ele precisou exercer sobre o caixote para fazê-lo começar a deslizar sobre o piso é menor (em módulo) do que a força horizontal que ele precisou exercer sobre o caixote para fazê-lo começar a deslizar quando o elevador estava em repouso.

A esse respeito, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Nesse instante, a aceleração vertical do elevador tem o sentido para baixo.

( ) Não é possível afirmar se, nesse instante, o elevador está subindo ou descendo.

( ) O coeficiente de atrito estático entre o caixote e o piso horizontal do elevador não depende de o elevador estar se movendo verticalmente, acelerado ou retardado.

As afirmativas são, respectivamente,

A trajetória descrita por um ponto da periferia de um disco rígido que rola sem deslizar sobre uma superfície plana e horizontal, mas com o disco movendo-se sempre no mesmo plano vertical, é uma curva chamada cicloide.

Considere um disco homogêneo de massa M e raio R que é abandonado no instante t₀ = 0 sobre a superfície de uma rampa inclinada e passa a descer a rampa rolando sem deslizar, segundo a direção de maior declive, mantendo-se sempre em um mesmo plano vertical. Seja P o ponto do disco em contato com a rampa em t₀.

A figura a seguir mostra o disco em dois instantes, em t₀ e no instante t₁ em que completou meia volta. Na figura também está indicada a trajetória cicloidal do ponto P nesse intervalo. Seja g o módulo da aceleração da gravidade.

Sabendo que, desde t₀ até t₁ , a altura do ponto de contato do disco com a rampa diminuiu de 4R/3 e, usando o fato de que o momento de inércia do disco em relação ao seu eixo de simetria é (1/2) MR² , o módulo da velocidade do ponto P no instante t₁ é

A figura a seguir mostra uma região delimitada em cujo interior há um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da figura e apontando para dentro.

Uma partícula de massa m carregada com uma carga elétrica q penetra nessa região com uma velocidade perpendicular ao campo magnético. Ela descreve uma trajetória semicircular e vai se chocar com a parede que delimita a região a uma distância d do ponto de entrada.

A esse respeito, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) A energia cinética da partícula se mantém constante enquanto ela descreve sua trajetória semicircular.

( ) A distância d é igual a .

( ) O módulo da variação do momento linear da partícula entre o instante em que penetra na região e o instante em que se choca com a parede que a delimita é nulo.

As afirmativas são, respectivamente,

Uma fonte luminosa pontual encontra-se sobre o eixo principal de um espelho convexo a 40 cm do foco. A imagem conjugada pelo espelho forma-se a 10 cm do foco.

A distância focal do espelho é

A respeito dos processos termodinâmicos a seguir, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Em um processo adiabático de um gás ideal, a temperatura do gás se conserva constante, pois sem troca de calor não pode ocorrer variação de temperatura.

( ) Faz-se determinada massa de um gás ideal evoluir entre dois estados de equilíbrio termodinâmico. Tanto o trabalho W realizado pelo gás quanto a quantidade de calor Q, recebida pelo gás dependem do processo através do qual se deu a evolução entre os estados inicial e final de equilíbrio. Já a diferença Q - W é sempre a mesma, seja qual for o processo entre esses mesmos estados inicial e final.

( ) Deseja-se fazer a temperatura de determinada massa de um gás ideal sofrer um acréscimo ΔT cedendo-lhe calor. Para que a quantidade de calor cedida seja a menor possível, devemos aquecer o gás mantendo seu volume constante.

As afirmativas são, respectivamente,