Questões de Concurso Público SEED-PR 2023 para DOCÊNCIA DOS COMPONENTES CURRICULARES DA MATRIZ - FÍSICA

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Q2201943 Física
Analise o texto abaixo para responder à questão .

O raio de Schwarzschild é uma medida do tamanho do horizonte de eventos em torno de um objeto de massa M e representa o limite teórico a partir do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar da atração gravitacional desse objeto com massa muito grande e compacta, como um buraco negro. Este raio é calculado pela fórmula R = 2GM/c², onde R é o raio de Schwarzschild, G é a constante gravitacional, M é a massa do objeto e c é a velocidade da luz. Se necessário utilize as seguintes aproximações: G=(20/3)x10-11 N.m²/kg², c = 3x108 m/s, 1 ano-luz = 1013 km.
Considerando objetos massivos esféricos que tenham o seu raio definido pelo raio de Schwarzschild, e a definição de densidade como a proporção entre massa e volume em objetos comuns, analise as afirmativas abaixo.

I. A densidade, é inversamente proporcional ao quadrado de sua massa.
II. Quanto maior a sua massa menor será sua densidade.
III. Para dois buracos negros, será mais denso aquele com maior massa.
Estão corretas as afirmativas:
Alternativas
Q2201944 Física
Analise o texto abaixo para responder à questão .

O raio de Schwarzschild é uma medida do tamanho do horizonte de eventos em torno de um objeto de massa M e representa o limite teórico a partir do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar da atração gravitacional desse objeto com massa muito grande e compacta, como um buraco negro. Este raio é calculado pela fórmula R = 2GM/c², onde R é o raio de Schwarzschild, G é a constante gravitacional, M é a massa do objeto e c é a velocidade da luz. Se necessário utilize as seguintes aproximações: G=(20/3)x10-11 N.m²/kg², c = 3x108 m/s, 1 ano-luz = 1013 km.
Estimativas sugerem que o universo observável atual tem massa e diâmetro respectivamente da ordem de 1,5x1053 kg e 90 bilhões de anos-luz. Considerando as informações apresentadas no texto, e que o universo observável fosse um corpo esférico tridimensional usual, e que as constantes universais da gravitação e da velocidade da luz fossem as mesmas considerado que ele fosse observado “do lado de fora”, analise as afirmativas abaixo.

I. O raio de Schwarzschild do universo observável seria da ordem de 2,2x1026 m.
II. Se o universo observável tivesse um terço do seu tamanho atual, considerando o tamanho como seu raio, ele já seria menor que o raio de Schwarzschild que se poderia atribuir a ele.
III. Se o universo observável estivesse contido no raio de Schwarzschild sua densidade, assumida como a proporção entre massa e volume, seria menor do que o ultra alto vácuo produzido em laboratório que tem densidade da ordem de 10-25 kg/m3 .

Estão corretas as afirmativas: 
Alternativas
Q2201945 Física
imagem abaixo (Figura 1a e 1b) ilustra dois diferentes modelos para o movimento planetário. A Figura (a) é uma representação da movimentação de Marte e da Terra em um modelo Heliocêntrico genérico, no qual o Sol (S), se encontra parado em um ponto central das trajetórias circulares descritas pelos planetas. As posições ocupadas por Marte e Terra no decorrer de seus movimentos são indicadas por Mi e Ti (onde i = 1,2,3,…), respectivamente. A figura (b) ilustra o movimento de Marte de acordo com o modelo Geocêntrico de Ptolomeu. Nele, a Terra (T) ocupa uma posição central, o Sol (S) orbita ao seu redor e Marte (M) realiza movimentos circulares ao redor de um ponto fictício que orbita ao redor da Terra. 

Imagem associada para resolução da questão

Figura: (a) Modelo Heliocêntrico e (b) Modelo Geocêntrico de Ptolomeu. Fonte: Adaptada de Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 44, 2022.

Considerando os modelos Heliocêntrico e Geocêntrico, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q2201946 Física
Desde 2006 a Mars Reconnaissance Orbiter divide a órbita de Marte com seus dois satélites naturais, Fobos e Deimos, coletando informações sobre a superfície e a atmosfera do planeta. O período de cada órbita completa da sonda tem duração de 36h. Fobos é o maior satélite natural e o que mais se aproxima da superfície de Marte, sua órbita é elíptica, tem um período de 8h e seu maior semi-eixo mede aproximadamente 9400 km - valor que corresponde a 0,4 vezes o tamanho do maior semi-eixo da órbita de Demos. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o tamanho do maior semi-eixo da órbita da sonda em função do tamanho do semi-eixo maior da órbita de Fobos (aF) e o período orbital de Deimos em função do período da órbita de Fobos (TF).
Alternativas
Q2201947 Física
Você está sob a superfície da Terra, na linha do equador, quando vê exatamente acima de sua cabeça um satélite que se move de oeste para leste - o mesmo sentido de rotação da terra. O mesmo satélite está sob sua cabeça após 8h. Se w, g e R são, respectivamente, a velocidade angular de rotação, a aceleração da gravidade na superfície e o raio da Terra, assinale a alternativa que apresenta qual a distância do satélite ao ponto em que você se encontra, no momento em que ele está sob sua cabeça.
Alternativas
Q2201948 Física

Analise o texto abaixo para responder à questão

Devido ao recorte dos conteúdos escolares é comum que os experimentos didáticos de lançamento sejam realizados com esferas deslocando-se em calhas considerando apenas o movimento translacional, como se realizassem um deslizamento puro. Entretanto, em decorrência dos efeitos do atrito entre a esfera e a calha, o movimento rotacional não pode ser desprezado. Consideremos o caso de uma calha ajustada para a realização de um lançamento horizontal, ou seja, permite que a esfera seja abandonada de determinada altura e ao final a esfera é lançada horizontalmente após um trecho horizontal de calha. Se o movimento neste caso fosse um deslizamento puro a velocidade do centro de massa (VCM) no momento do lançamento seria dado pela relação:   


sendo h o deslocamento vertical do centro de massa (CM) da esfera durante o movimento na rampa.

Por outro lado, se o movimento fosse de rolamento puro nas bordas da calha a velocidade do centro de massa no lançamento pode ser modelado pela seguinte relação:


sendo D o diâmetro da esfera e L a largura da calha, como representado na figura 1:


Figura 1.Representação da esfera em contato com a calha

Neste modelo, a resistência do ar está sendo desprezada.

Assinale a alternativa que representa a aproximação para a velocidade do centro de massa no lançamento para o caso em que a largura da calha é muito menor que o diâmetro da esfera (L << D).
Alternativas
Q2201949 Física
Considerando para a aceleração da gravidade o valor de aproximadamente 9,8 m/s2 , que a largura da calha é cerca de 10 vezes menor que o diâmetro da esfera e que o centro de massa desloca verticalmente 35 cm na calha e depois mais 1,0 m após o lançamento horizontal, assinale a alternativa que apresenta o valor que melhor se aproxima do alcance (deslocamento horizontal após o lançamento, em relação ao ponto que a esfera deixa de ter contato com o aparato).
Alternativas
Q2201950 Física

Analise o texto abaixo para responder à questão

Devido ao recorte dos conteúdos escolares é comum que os experimentos didáticos de lançamento sejam realizados com esferas deslocando-se em calhas considerando apenas o movimento translacional, como se realizassem um deslizamento puro. Entretanto, em decorrência dos efeitos do atrito entre a esfera e a calha, o movimento rotacional não pode ser desprezado. Consideremos o caso de uma calha ajustada para a realização de um lançamento horizontal, ou seja, permite que a esfera seja abandonada de determinada altura e ao final a esfera é lançada horizontalmente após um trecho horizontal de calha. Se o movimento neste caso fosse um deslizamento puro a velocidade do centro de massa (VCM) no momento do lançamento seria dado pela relação:   


sendo h o deslocamento vertical do centro de massa (CM) da esfera durante o movimento na rampa.

Por outro lado, se o movimento fosse de rolamento puro nas bordas da calha a velocidade do centro de massa no lançamento pode ser modelado pela seguinte relação:


sendo D o diâmetro da esfera e L a largura da calha, como representado na figura 1:


Figura 1.Representação da esfera em contato com a calha

Neste modelo, a resistência do ar está sendo desprezada.

Considere que AD é o alcance para o deslizamento puro, que AR é o alcance para o rolamento puro nas condições apresentadas no texto de suporte, que H é o deslocamento vertical do centro de massa após o lançamento e que a largura da calha é muito menor que o diâmetro da esfera (L << D). Assinale a alternativa que representa a expressão da diferença entre o alcance nas duas condições (AD - AR) e o valor aproximado dessa diferença se h = 35 cm e H = 1,0 m. Caso necessite, utilize as seguintes aproximações √2 = 1, 4, √5 = 2, 2 e √7 = 2, 6.
Alternativas
Q2201951 Física
   A balança de torção de Cavendish é usada para determinar o valor da constante gravitacional. Ela consiste de duas esferas pequenas de mesma massa (m) fixadas em posições diametralmente opostas a uma haste leve e rígida no formato de T invertido. A haste é sustentada verticalmente por um fio, o que permite a rotação da haste em torno de seu eixo longitudinal, que também é um eixo de simetria. Quando duas outras esferas maiores de massa M são aproximadas das esferas menores, é observada uma pequena torção na balança. O ângulo de torção é medido com o auxílio de um sistema composto por um feixe de laser e um espelho fixado ao eixo vertical da haste, assim como ilustrado na figura abaixo. Se necessário considere G = 6,67 x 10-11 N.m²/kg², adote a aproximação: 6,67 = 20/3
Imagem associada para resolução da questão

Figura: Diagrama da balança de Cavendish descrita. Fonte: wikipedia commons.
Suponha que a massa das esferas maiores seja M = 2kg  e das esferas menores seja m = 10g, que o comprimento do braço horizontal da haste seja L = 40,0 cm e que a distância de afastamento entre os centros de massa das esfera pequenas e grandes seja r = 2,0cm. Assinale a alternativa que apresenta o torque resultante sobre o sistema composto pela haste e as esferas pequenas, em relação ao eixo de rotação da balança.
Alternativas
Q2201952 Física
Considere o seguinte experimento mental:
Um recipiente retangular de volume total V, hermeticamente fechado e de paredes externas adiabáticas, possui internamente três compartimentos também herméticos. Esse recipiente hipotético possui um mecanismo que permite que as paredes internas que separam os compartimentos hora funcionem como paredes adiabáticas, hora como diatérmicas. Cada compartimento é preenchido com uma porção de massa M de um gás ideal, aquecida a diferentes temperaturas, sendo T temperatura a do gás no compartimento 1; 2T do gás no compartimento 2 e 0,75T do gás no compartimento 3. Inicialmente as paredes que separam os compartimentos 1 e 3 e os compartimentos 3 e 2 funcionam como paredes diatérmicas e a parede que separa o compartimento 1 e 2 funciona como uma parede adiabática. Após um tempo suficiente de espera os gases armazenados entram em equilíbrio termodinâmico. Dá-se início à segunda etapa do experimento, em que os tipos de parede se invertem: as paredes entre os compartimentos 1 e 3 e entre os compartimentos 2 e 3 passam, então, a funcionar como paredes adiabáticas, e a parede entre o compartimento 1 e 2, como diatérmica. Como esquematizado na ilustração abaixo: Imagem associada para resolução da questão

Figura 1. Ilustração esquemática dos compartimentos nas duas etapas do experimento
Sobre os processos termodinâmicos ocorridos com os gases nos compartimentos, analise as afirmativas abaixo.
I. Na etapa 2 do experimento, não haverá troca de calor entre os gases do compartimento 1 e 2. II. Na etapa 1 do experimento, os processos termodinâmicos ocorridos com os gases nos compartimentos de 1 a 3 são todos isobáricos. III. Na etapa 1 do experimento há um aumento da energia interna do gás localizado no compartimento 3 e, portanto, um aumento do trabalho que esse gás realiza sobre as paredes.
Assinale a alternativa que versa sobre a veracidade das afirmativas acima. Se necessário considere a Lei dos Gases Ideais: pV=nRT.
Alternativas
Q2201953 Física
O Poder Calorífico Líquido (PCL) de um material é uma medida da quantidade de energia útil gerada na combustão desse material. No caso da madeira, o poder calorífico, entre outros fatores, sofre influência do componente da árvore da qual a madeira foi extraída. Na tabela abaixo são dados os valores do PCL médio para resíduos de madeira, provenientes dos galhos e da copa da árvore da espécie Pinus taeda.
Tabela: Poder Calorífico Líquido (PCL) para diferentes componentes da espécie Pinus  taeda
Imagem associada para resolução da questão

Fonte: Adaptada de https://www.scielo.br/j/rarv/a/ 4JMHWm8fn3pWgWJFKk3bBhg/?lang=pt#ModalTablea20tab04
Imagem associada para resolução da questão


Assinale a alternativa que indica corretamente a quantidade mínima de resíduo de madeira da espécie Pinus taeda que precisaria ser queimada em uma fogueira em espaço aberto para aquecer 1l de água de 25oC a 100oC e vaporizar 400 g de água. Para isso, considere os valores de PCL fornecidos na tabela acima e que, nessas condições (fogueira em céu aberto), apenas 20% da energia da queima do resíduo de madeira é efetivamente usada para aquecer a água.
Alternativas
Q2201954 Física
Uma corda de 15 g e 1,5m está fixada por uma das extremidades à haste de um dispositivo vibrador ligado a um gerador de áudio, que a faz oscilar transversalmente, com amplitude de 3 cm e frequência de 5Hz. Uma tensão de 4N é mantida na corda por meio de um bloco e uma polia, conforme ilustrado na figura abaixo.
Imagem associada para resolução da questão

Fonte: Adaptada de http://demonstracoes.fisica.ufmg.br/demo/59/3B22.10-Ondas-estacionarias-em-uma-corda Imagem associada para resolução da questão

Sabe-se que o deslocamento transversal y da onda, em função do tempo (t) para um ponto da corda localizado a uma distância (x) da extremidade fixa à haste do dispositivo vibrador, no intervalo de tempo em que a onda ainda não chegou à extremidade oposta, é dado pela função:

Alternativas
Q2201955 Física
A luz, ao atravessar um prisma, sofre um desvio angular conforme indicado na figura.
Imagem associada para resolução da questão

                          Fonte: https://www.scielo.br/j/rbef/a/ Sc7GZwRrpNb8yyVmLLBX9hz/?format=pdf&lang=pt

Assinale a alternativa que corresponde ao valor do índice de refração do prisma (n) na situação em que o desvio angular (D) é mínimo e o ângulo de abertura é A = 60o.
Alternativas
Q2201956 Física
Um observador posicionado exatamente sobre o foco (F) de um espelho côncavo é capaz de ver a imagem nítida do seu rosto formada no espelho. Isso acontece, pois, a córnea, o humor aquoso e o cristalino, que constituem o sistema de lentes do nosso olho, atuam como uma lente convergente, que conjuga a imagem do rosto do observador sobre a retina. Como resultado, é formada uma imagem invertida de tamanho h, sobre o foco do sistema de lentes do olho (F’). Esse fenômeno está ilustrado na figura abaixo. Na imagem, H representa o tamanho do objeto (o rosto do observador).
Imagem associada para resolução da questão


Fonte: https://www.scielo.br/j/rbef/a/ GxsGrNDTRxmTkNWLTfxf84n/?format=pdf&lang=pt
Assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q2201957 Física

Considere o texto abaixo para responder à questão

No circuito representado abaixo R, L e C são respectivamente a resistência, indutância e capacitância dos dispositivos do circuito, ligados em série. Considere que o capacitor está inicialmente carregado e com a chave aberta (que será fechada em t=0). 




Assinale a alternativa que indica a equação diferencial do circuito a partir do momento que a chave é fechada, onde q(t) e i(t) representam respectivamente a carga e a corrente do circuito.
Alternativas
Q2201958 Física

Considere o texto abaixo para responder à questão

No circuito representado abaixo R, L e C são respectivamente a resistência, indutância e capacitância dos dispositivos do circuito, ligados em série. Considere que o capacitor está inicialmente carregado e com a chave aberta (que será fechada em t=0). 




Considere que a resistência R é muito baixa e que R2 << L/C, sendo os efeitos de resistência desprezíveis nos momentos iniciais de acionamento da chave do circuito. Assinale a alternativa que melhor esboça o comportamento da corrente desse circuito nesses momentos iniciais, onde I0 é a corrente quando a chave é fechada.
Alternativas
Q2201959 Física
O efeito Cherenkov é um fenômeno óptico que ocorre quando uma partícula carregada, como um elétron ou um próton, se move através de um meio material em uma velocidade maior do que a velocidade da luz nesse meio. Quando isso acontece, a partícula emite um cone de luz visível chamado de radiação Cherenkov. Considere para a velocidade da luz no vácuo o valor de 300 mil km/s e para o índice de refração da água o valor de 1,33. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade de uma partícula que emitiria a radiação Cherenkov ao se deslocar na água.
Alternativas
Q2201960 Física

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Considere dois fios retilíneos e paralelos carregadas com quantidade iguais de carga opostas e que se movimentam em relação a um observador com velocidade constante v na direção x conforme a representação abaixo. Os fios estão dispostos no plano xy com o comprimento na direção x. 



Do ponto de vista desse observador, analise as afirmativas abaixo.
I. Há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a atração entre eles.
II. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção da velocidade tensionado os fios na direção x e em sentidos opostos.
III. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a atração entre eles.
IV. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a repulsão entre eles.
V. Há uma força magnética resultante em cada fio que é contrária ao movimento e reduz sua velocidade.
Estão corretas as afirmativas: 
Alternativas
Q2201961 Física

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Considere dois fios retilíneos e paralelos carregadas com quantidade iguais de carga opostas e que se movimentam em relação a um observador com velocidade constante v na direção x conforme a representação abaixo. Os fios estão dispostos no plano xy com o comprimento na direção x. 



Se um segundo observador que se movimenta com a mesma velocidade constante v junto aos fios e, portanto, também está em movimento em relação ao primeiro observado, analise as afirmativas abaixo.
I. As forças presentes nos fios são as mesmas e independem do referencial dos observadores.
II. As forças presentes em cada fio são diferentes para cada observador, mas a intensidade da resultante das forças em cada fio na direção y são iguais.
III. No referencial do segundo observador há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador, devido a contração do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.
IV. No referencial do segundo observador há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador devido a dilatação do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.
V. Os efeitos relativísticos são sempre desprezíveis para problemas dessa natureza.
Estão corretas as afirmativas: 
Alternativas
Respostas
1: A
2: B
3: C
4: A
5: E
6: A
7: B
8: C
9: B
10: A
11: D
12: E
13: C
14: D
15: B
16: E
17: C
18: B
19: D