Questões de Concurso Público IF Farroupilha - RS 2023 para Professor EBTT - Física

Um corpo de massa m é abandonado sobre um plano inclinado com um ângulo Θ = 60° em relação à horizontal, como mostrado na Figura 5 abaixo, com um coeficiente de atrito cinético μ = 0,3. Seu centro de massa está a uma altura h acima da base do plano inclinado. Após descer o plano inclinado, o corpo entra em um loop de raio R = 2 m, onde a força de atrito é desprezível. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e desconsidere a resistência do ar.


Qual é, aproximadamente, a menor altura h para que o corpo atinja o ponto mais alto do loop sem perder contato com ele? 

Gaston Bachelard, filósofo francês do século XIX, dedicou-se à filosofia da descoberta científica. Para ele, o historiador da ciência deve considerar ideias como fatos, enquanto o epistemólogo deve encarar fatos como ideias em um sistema de pensamento. No ensino elementar, Bachelard (2002) destaca a importância de extrair o abstrato do concreto, utilizando experiências para ilustrar teorias. Ele alerta que fenômenos interessantes podem envolver afetividade, prejudicando a objetividade científica. A ciência busca delinear e ordenar fenômenos, encontrando um equilíbrio entre concreto e abstrato, matemática e experiência, leis e fatos. Para isso, Bachelard valoriza experiências que fogem do comum, levando a contradições e discussões que resultam na criação de leis. Para Bachelard, o espírito científico proíbe que tenhamos uma opinião sobre:

A BNCC é um documento normativo que estabelece as aprendizagens essenciais para a Educação Básica, buscando garantir a qualidade da educação no país. Na área de Ciências da Natureza, no ensino médio, a BNCC promove o letramento científico, envolvendo Biologia, Física e Química, com competências que vão além dos conteúdos conceituais. Ela valoriza a contextualização social, cultural e ambiental dos conhecimentos, bem como a contextualização histórica da ciência e tecnologia. O objetivo é desenvolver o pensamento científico dos estudantes, estimulando o protagonismo, a abordagem investigativa e a apropriação de linguagens próprias da área para que se tornem cidadãos críticos e responsáveis em relação a questões científicas e tecnológicas. Sobre a BNCC para a etapa do Ensino Médio, analise as assertivas abaixo:
I. A competência específica 1 trata da análise de fenômenos naturais e processos tecnológicos com base nas interações entre matéria e energia, buscando propor ações que aprimorem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e global.
II. A competência específica 2 trata da construção de argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis visando negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.
III. A competência específica 3 trata da investigação de situações-problema e avaliação de aplicações do conhecimento científico e tecnológico no mundo, propondo soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicando suas descobertas e conclusões a públicos variados, utilizando procedimentos e linguagens próprias das Ciências da Natureza.

Quais estão corretas? 

No estudo da física, diferentes teorias científicas têm sido desenvolvidas para explicar fenômenos físicos em escalas diversas desde o macroscópico ao subatômico. Entre elas, destacam-se a mecânica newtoniana, a teoria da relatividade e a mecânica quântica. Cada uma dessas teorias tem seus princípios e fundamentos próprios, possibilitando uma compreensão profunda dos fenômenos em seus respectivos domínios de aplicação. Entretanto, é importante destacar que essas teorias também têm limites em suas aplicações. A respeito do assunto abordado, analise as assertivas a seguir:
I. A mecânica clássica não apresenta os mesmos resultados experimentais quanto à detecção, a nível do mar, dos múons, oriundos de interações da radiação cósmica com os constituintes da alta atmosfera, sendo necessário recorrer à relatividade para obter a concordância com os dados.
II. Na mecânica clássica, os resultados são determinísticos, enquanto na mecânica quântica, são estatísticos. A incerteza nas medidas dos fenômenos microscópicos ocorre devido ao colapso da função de onda causado pelo processo de observação, estabelecendo o limite entre as duas teorias, tornando ambas válidas para descrever o sistema.
III. Na teoria da relatividade desenvolvida por Einstein, que utiliza as transformadas de Lorentz, foi necessário alterar a definição do momento linear clássico de partículas em um sistema isolado, pois ele não se conservava.
Quais estão corretas?

De Broglie postulou em 1924 que todas as partículas apresentam um comportamento ondulatório associado a um comprimento de onda, conhecido como o comprimento de onda de De Broglie, o qual é proporcional à massa e velocidade da partícula. Esse fenômeno foi experimentalmente confirmado por Davisson-Germer, em 1927, ao observarem a difração de elétrons ao atravessarem uma fina camada de níquel, cuja distância intermolecular é de 0,254 nm. Em nosso universo cotidiano, objetos macroscópicos não exibem comportamento de difração, pois seus comprimentos de onda de De Broglie são extremamente pequenos para situações do dia a dia. Vamos supor que estejamos em um universo fictício no qual a constante de Planck possui um valor diferente, denotada por h ′ = 1,25 × 10⁻¹⁷ J ∙ s. Nesse universo fictício, um objeto de massa m = 90 mg e velocidade v = 0,55 mm/s difrataria ao atravessar uma fina camada de níquel?