Questões de Concurso Público Prefeitura de São Paulo - SP 2016 para Professor - Física

As figuras a seguir ilustram a tarefa que o professor propôs para os alunos no laboratório de uma escola da rede municipal de São Paulo.

Inicialmente, os alunos devem pesar uma esfera metálica maciça suspensa por um fio de volume desprezível a um dinamômetro D₁ . Devem pesar, também, um recipiente com água que se encontra sobre o dinamômetro D₂ , como mostra a figura 1.

Em seguida a esfera é totalmente submersa na água, sem tocar as paredes do recipiente, como mostra a figura 2. Restabelecido o equilíbrio hidrostático, repetem-se as pesagens. Assim, os alunos podem constatar que o decréscimo na indicação do dinamômetro D₁ é igual ao acréscimo na indicação do dinamômetro D₂ .

Desse modo, o professor induziu os alunos a evidenciar, experimentalmente, o princípio

Observe a figura representada a seguir.

Uma esfera de aço de pequenas dimensões e com peso de módulo igual a 25 N, que estava em repouso, suspensa por um fio de 2,5 m de comprimento a um suporte, recebe um impulso horizontal.

A esfera passa a percorrer uma trajetória circular, de centro no ponto de suspensão do fio, num plano vertical e consegue chegar, no máximo a 0,50 m de altura acima de sua posição inicial.

O módulo da resultante das forças que atuam sobre a esfera no instante em que ela alcança essa posição mais alta é

A tomografia foi uma grande revolução na área da radiologia diagnóstica desde a descoberta dos raios X. Com ela é possível a reconstrução tridimensional da imagem por computação, o que possibilita a visualização de uma fatia do corpo, sem a superposição de órgãos.

Os raios X utilizados nos exames de tomografia computadorizada podem ser produzidos em um tubo de gás, como o que está mostrado simplificadamente na figura a seguir.

O eletrodo C é o cátodo e o eletrodo A, o ânodo. O alvo P está ligado por condutores ao ânodo A e tem, portanto, o mesmo potencial que ele. Os elétrons emitidos pelo cátodo C partem do repouso e são acelerados por uma diferença de potencial V_p – V_c com cerca de 4,0.10⁴ Volts e atingem o alvo P com energia suficiente para produzir os raios X.

Sendo 1,6.10^–19 C o módulo da carga do elétron, a energia cinética dos elétrons ao colidirem com o alvo P é de

A descoberta dos raios cósmicos foi extremamente importante, pois permitiu fazer a datação de materiais arqueológicos e, assim, conhecer grande parte da história do planeta Terra. Os raios cósmicos são partículas de alta energia que se deslocam no espaço com velocidades próximas à da luz. Ao atingirem a atmosfera, colidem com átomos nela existentes e ionizam o ar. O instrumento usado para medir essa ionização é o eletroscópio, que consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas.

Podemos simular o funcionamento de um eletroscópio, usando duas pequenas esferas condutoras suspensas, lado a lado, a um suporte externo por fios isolantes de mesmo comprimento. Quando carregadas, as esferas se repelem, como ilustra a figura a seguir.

Suponha que as esferas carregadas estão em repouso, com os fios formando ângulos iguais com a vertical.

A esse respeito, assinale a afirmativa pode não ser verdadeira.

Um carro estava trafegando em uma estrada, em um trecho retilíneo e em declive. Com o objetivo de poupar combustível, o motorista colocou o motor do carro em “ponto morto”. Assim, ele percorreu um trecho de 1,6 km de extensão em declive, descendo 30 m com o velocímetro do carro indicando que a velocidade se manteve constante.

Considerando a massa do carro e de seus ocupantes em 1,2 t e a aceleração da gravidade local em 10 m/s² , é possível estimar o módulo da resultante das diversas forças de atrito, que se opõem ao movimento do carro durante esse trecho, em

Um caminhão se desloca em uma estrada plana retilínea e horizontal em movimento uniforme, de modo que suas rodas, de 0,50 m de raio, rolam sem deslizar na estrada.

Considere π = 3,14.

Sendo assim, enquanto o caminhão percorre a distância de 628 m, suas rodas efetuam

Observe a figura a seguir.

Um operário, com o auxílio de uma corda que passa por uma roldana fixa, tenta arrastar um caixote apoiado em uma superfície plana e horizontal.

Embora a força horizontal exercida pela corda sobre o caixote tenha o módulo igual a 500 N, ele permanece em repouso. O peso do caixote é 1200 N.

Nesse caso, a força exercida pela superfície horizontal de apoio sobre o caixote tem um módulo igual a

A figura a seguir mostra a trajetória de uma bolinha de pequenas dimensões que cai verticalmente e colide com um anteparo. Nela, estão representados por segmentos orientados a velocidade da bolinha imediatamente antes da colisão (vertical, para baixo, de módulo igual a 20 m/s) e a velocidade da bolinha imediatamente após a colisão (horizontal, para a direita, de módulo igual a 15 m/s).

É razoável supor que a bolinha esteve em contato com o anteparo durante 0,10 s.

Neste caso, sendo a massa da bolinha 0,20 kg, podemos estimar que, o módulo da força média exercida pelo anteparo sobre a bolinha durante a colisão foi de