Questões de Concurso Público UFF 2017 para Técnico de Laboratório/Área: Física

Um dispositivo preparado para lançar projéteis é utilizado como equipamento didático por um pesquisador do Centro de Controle de Satélites (CCS) que deseja demonstrar, na prática, como se calcular, em relação a um projétil, diversas grandezas associadas. Para tanto, ele propôs uma equação para que os engenheiros pudessem relacionar, para vários ângulos θ, a distância horizontal, no eixo x, e a altura, representada no eixo y, conforme a figura abaixo.
Considerando-se a aceleração da gravidade g, uma possível equação de controle desses satélites é dada por:

Em estruturas de Engenharia Civil com problemas de vibrações excessivas originados pela atuação de diversas ações dinâmicas de caráter periódico ou transiente, pode-se recorrer a diversas técnicas de controle de vibrações de caráter passivo, ativo, semiativo ou híbrido. Um dos modelos utilizados são instalações de molas nas bases de prédios, cuja simulação de oscilação pode ser observada na figura abaixo. Para isso, usa-se um corpo com 4 kg de massa que oscila verticalmente em movimento harmônico simples, suspenso por uma mola helicoidal ideal, toda vez que é submetido a oscilações verticais não previstas. As posições ocupadas pelo corpo são registradas numa fita vertical de papel, por meio de um estilete preso ao corpo. A fita desloca-se horizontalmente com velocidade constante de 0,4 m/s, e assim é possível determinar com exatidão as oscilações.

A fim de que sejam respeitadas as condições acima, a constante elástica da mola que deve ser utilizada no modelo de previsão de danos, aproximadamente, é igual a:

Considere a Terra uma esfera homogênea de raio R e massa M. Suponha que um pequeno corpo de massa m seja abandonado a partir do repouso em uma das bocas de um túnel que atravessa totalmente o planeta, cavado ao longo de seu eixo de rotação. Sabe-se que, se não houvesse qualquer dissipação de energia mecânica, o corpo abandonado realizaria um movimento harmônico simples. Usando R = 6,4 · 10⁶ m; M = 6,0 · 10²⁴ kg; G = 6,7 · 10^-11 N m² kg^-2 e π = 3,14, o período desta oscilação é:

Uma prancha de massa M está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Na extremidade A dessa prancha, encontra-se, também em repouso, um automóvel de massa m, assimilável a um ponto material.

A partir de certo instante, o automóvel passa a realizar um movimento em relação à superfície horizontal, indo da extremidade A à extremidade B e, em marcha a ré, da extremidade B à extremidade A. Considere L o comprimento da prancha, µ o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a prancha e g a intensidade do campo gravitacional. Despreze o atrito entre a prancha e a superfície em que se apoia. Nessas condições, o valor mínimo x do comprimento da prancha, a fim de que o carro NÃO caia na superfície horizontal , é:

Os HDs mais comuns são capazes de alcançar entre 5.600 a 7.200 rotações por minuto, (RPM) embora existam modelos que chegam até os 10.000 RPM. Um disco rígido armazena informações e para isso gira a uma frequência de 270 Hz. Cada unidade de informação ocupa um comprimento físico de 0,1 µ.m na direção do movimento de rotação do disco. A ordem de grandeza da quantidade de informações magnéticas que passam, por segundo, pela cabeça de leitura, se ela estiver posicionada a 2 cm do centro de seu eixo, vale:

Três amigos reúnem-se num mesmo local e, dispondo de uma bicicleta que pode levar somente duas pessoas de cada vez, precisam chegar ao centro de estudos da UFF o mais rápido possível. O amigo A leva o amigo B, de bicicleta, até um ponto x do percurso e retorna para apanhar o amigo C, que vinha caminhando ao seu encontro. O amigo B, a partir de x, continua a pé sua viagem rumo ao centro de estudos da UFF. Os três chegam simultaneamente ao centro de estudos da UFF. A velocidade média como pedestre é V₁ e vale 3 km/h, enquanto que como ciclista é V₂ e vale 15 km/h. A velocidade média com que os amigos farão o percurso total será:

Analise a figura que ilustra uma partícula eletrizada que penetra perpendicularmente em um local imerso em um campo magnético de intensidade B = 6T. Campos eletromagnéticos extremamente fortes como estes podem causar aquecimento ou choque. Quando a onda eletromagnética passa pelos tecidos do corpo, ela produz uma ligeira vibração nas moléculas eletricamente carregadas, e o ser humano pode literalmente aquecer significativamente com campos magnéticos de grande intensidade. Este campo é dividido em duas regiões, onde os seus sentidos são opostos, conforme é apresentado na figura.

A fim de que a partícula deixe o local com um ângulo de 30° , e considerando L = 30 cm e R = 10 cm onde R é o raio da trajetória da partícula na região onde existe um campo magnético, a eletrização da partícula e a intensidade do campo magnético que possui o sentido saindo do plano do papel devem ser, respectivamente:

Numa residência usavam-se 10 lâmpadas incandescentes de 100 W que ficavam ligadas em média 5 horas por dia. Estas lâmpadas foram substituídas por 10 lâmpadas fluorescentes compactas que consomem 20 W cada uma e também ficam ligadas em média 5 horas por dia. Adotando-se o valor R$ 0,80 para o preço do quilowatt-hora, a economia que esta troca proporciona em um mês de trinta dias é de:

São dados três objetos, m₁ ,m₂ e m₃ , pendurados por fios inextensíveis de massa desprezível que podem oscilar livremente, formando três sistemas. Os objetos m₁ e m₂ estão próximos da superfície da Terra, onde a aceleração da gravidade é g, enquanto o objeto m₃ está próximo da superfície de um planeta onde a sua massa é a metade da massa da Terra. Sejam h₁ ,h₂ e h₃ as alturas máximas atingidas pelos objetos m₁ ,m₂ e m₃ respectivamente, em cada ciclo completo de oscilação. Há dissipação de energia no sistema 2, durante a oscilação.

Sabendo-se que m₁ = 3m₂ = m₃ /2 e que v₁ = v₂ = 2v₃ , as relações corretas entre as alturas são dadas por:

Quando um objeto de massa m cai de uma altura h₀ para outra h, supondo não haver atrito durante a queda, e sendo v₀ a velocidade do objeto em h₀, sua velocidade v, ao passar por h, é:

A figura a seguir mostra o gráfico da força resultante, agindo numa partícula de massa m = 10 kg, inicialmente em repouso.

Sabe-se que F₁ = 50N, F₂ = -10N, t₁= 3s e t₂ = 8s. No instante t₂ a velocidade da partícula V₂ será:

O corpo C, de massa m, é abandonado no ponto A do cano liso, na figura abaixo. Sabe-se que a região do looping possui raio R. Desprezando-se qualquer resistência ao deslocamento e sabendo-se que a aceleração gravitacional local é g, o valor mínimo da velocidade, a fim de que seja possível concluir o looping, é:

Dado: No ponto B, há um dispositivo que gera uma força desprezível a fim de concluir a volta.

Um corpo de massa de m é abandonado a partir do repouso, no ponto A, conforme a figura. O corpo atinge o ponto B somente deslizando pela superfície sem atrito do corpo de massa M. Não há atrito entre o bloco M e a superfície de contato, e M = 4 m.

Considerando-se g = 10 m/s² e sabendo-se que R = 9,0 m, a velocidade do bloco m, imediatamente antes de sair pelo ponto B, é:

Hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares são os tipos de usinas elétricas mais comuns no Brasil, são elas que geram a energia necessária para não nos deixar na escuridão completa. Todas as três funcionam de forma similar, precisando de um impulso (que varia entre as três), que gira uma grande turbina, acoplada a um ímã, que, em seguida, gera energia por meio de um gerador, ou bobina. O que diferencia todas é justamente o tipo de impulso feito à turbina. Uma usina do tipo termelétrica usa o calor da queima do carvão (ou outro combustível fóssil) para gerar energia. Este calor liberado aquece água no estado líquido que, por sua vez, transforma-se em vapor que movimenta a turbina. Este tipo de produção consiste na transformação de energia térmica em elétrica. Os impactos ambientais deste tipo de usina são muito grandes, o rendimento é baixo e o custo para produção deste tipo de energia é alto. A queima do combustível fóssil liberado na atmosfera contribuiu para, além da chuva ácida, o aumento do aquecimento global.

A queima do bagaço da cana-de-açúcar plantada em grandes áreas do estado de São Paulo aquece as caldeiras de usinas termoelétricas. Uma dessas usinas, ao queimar 40 kg de bagaço por segundo, gera 20 kWh de energia elétrica por segundo. Adotando o poder calorífico da queima do bagaço em 1800 kcal/kg, pode-se dizer corretamente que a usina em questão opera com rendimento de:

Dado: 1 cal = 4 J

Um projétil disparado com velocidade de 200,0 m/s penetrou na parede ficando nela incrustada. Considere que 60% da energia cinética da bala foi transformada em calor, ficando nela retida. Sendo o calor específico da bala 250 J/kg °C, a variação de temperatura da bala, em °C, imediatamente ao parar, é

Para determinada aplicação, é necessária a utilização de um motor térmico com potência útil de 5kW. Para isso, duas alternativas de motor foram propostas, com o motor I, que consome 10.000J/s de taxa de calor e trabalha com T₁ = 300K e T₂ = 1.200K , ou com o motor II, que consome 8.000J/s de taxa de calor e trabalha com T₁ = 300K e T₂ = 900K. Denotando por T₁, T₂ , W e Q, respectivamente, a temperatura da fonte fria, a temperatura da fonte quente, a potência desenvolvida e a taxa de calor fornecida, e considerando que a máxima eficiência teórica que uma máquina térmica pode desenvolver corresponde à do ciclo de Carnot, é correto afirmar que:

O cotidiano é repleto de máquinas térmicas: automóveis com motor de combustão interna, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores. A figura abaixo representa o diagrama pV de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Brayton, esquematicamente análogo a um refrigerador.

Considerando o diagrama pV representado na figura, avalie as afirmativas:

I A área da região delimitada pela curva da figura é igual ao trabalho realizado sobre o gás para extrair calor F (Q ) de um reservatório frio e rejeitar uma quantidade maior de calor (Q ) Q para o reservatório quente.

II O gás deve sofrer uma expansão adiabática no processo de 2 para 1 para que sua temperatura fique abaixo da temperatura do reservatório frio.

III O gás deve sofrer uma compressão adiabática no processo de 4 para 3 para que sua temperatura fique acima da temperatura do reservatório quente.

Das afirmativas feitas, está(ão) correta(s):

Os tsunamis são causados por terremotos submarinos e acontecem essencialmente nas zonas de fortes movimentos tectônicos, como algumas regiões do Pacífico e da Ásia. O tsunami, nascido do choque sísmico de cima para baixo da massa oceânica, tem várias centenas de metros de espessura e ganha energia toda vez que bate contra o solo submarino. A velocidade de propagação de um tsunami no mar beira os 800 km/h. Massas de água gigantescas baixam em profundidade ao longo das deformações do solo marinho, ao contrário das ondas comuns, que afetam apenas a superfície da água. Durante sua propagação no mar, uma onda perde muito pouca energia. Pode, portanto, percorrer distâncias consideráveis e destruir costas situadas a milhares de quilômetros de seu mecanismo gerador. Como a razão de transferência de energia do tsunami tem que se manter aproximadamente constante, e como a velocidade diminui, a altura da onda tem de aumentar. Devido a este fato, os tsunamis que têm alturas praticamente imperceptíveis em oceano aberto, começam a aumentar de altura quando se aproximam dos continentes, podendo atingir vários metros junto à costa. A maior parte dos tsunamis é gerada devido ao movimento relativo das placas tectônicas em um oceano. Esse movimento origina uma perturbação na superfície livre da água que se propaga em todas as direções para longe do local de geração sob a forma de ondas. Em oceano aberto, onde a profundidade média é de 4 km, os tsunamis têm comprimento de onda da ordem de 200 km e velocidades superiores a 800 km/h dependendo do terremoto. Quando um tsunami atinge a costa, a profundidade do oceano diminui, e, em consequência, a sua velocidade de propagação decresce, assim como seu comprimento de onda. Suponha que se aplica o modelo de ondas rasas, em que a velocidade da onda é proporcional à raiz quadrada da profundidade em que a onda se encontra.

Analisando os dados apresentados na figura, o valor do comprimento de onda para uma profundidade de 5 m é aproximadamente igual a:

O som é produzido por corpos quando colocados em vibração. Essa vibração se transfere no ar de molécula a molécula até alcançar nossos ouvidos. Tem-se uma característica sonora que permite distinguir sons de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as ondas sonoras correspondentes a esses sons sejam diferentes. Dois aparelhos musicais, violão e violino, por exemplo, podem emitir sons com a mesma frequência, porém as ondas sonoras possuem formas diferentes. Esta característica refere-se ao(à):

No circuito, a seguir, os fios AD e BC, que têm resistências desprezíveis (quando comparadas a 6 Ω, não se tocam.

As intensidades das correntes nos fios AD e BC são, respectivamente: