Questões de Concurso Público IF Sul Rio-Grandense 2025 para Professor EBTT - Área 2 e 45: Física

Em uma aula de cinemática, o professor de Física utilizou, como recurso para análise de movimento de partícula, uma plataforma de aplicativos com simulações computacionais. Em uma das simulações, foi apresentado aos estudantes o movimento de uma partícula se deslocando segundo a equação: r = (3 + 1,5t³)i + 2j + (4 + 2t) k, utilizando o sistema internacional de unidades.

Com base nesses dados, qual deve ser a aceleração da partícula no instante 2 segundos?

A Física nos permite, por meio de diferentes modelos, entender e prever o comportamento de inúmeros eventos comuns em nossa vida. Uma dessas situações pode ser vivenciada quando um barco de pesca de duas toneladas, navegando pelas águas calmas de um lago, ao se aproximar do cais, desliga o motor, reduzindo assim sua velocidade devido à ação da força de arraste das águas.

Sabe-se que a velocidade inicial do barco era de 40km/h e que o módulo da força de arraste pode ser definida pela relação f=50v, em que v é a velocidade do barco. O tempo necessário para que a velocidade chegue a 20km/h, mantendo-se direção e sentido, será de

No prefácio da primeira edição do Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos de Filosofia Natural), o Principia, Isaac Newton afirma que é possível investigar as forças da natureza a partir da análise dos movimentos e, assim, generalizar um conjunto de regras que contribuirão para o entendimento de outros fenômenos. Essa construção conceitual é fruto da contribuição e da análise de diferentes proposições tecidas no decorrer da história do desenvolvimento do conhecimento científico.

A respeito dessas contribuições e proposições anteriores às Leis de Newton, podemos afirmar que 

Durante uma visita técnica a uma indústria, uma turma de Ensino Médio Integrado do IFSUL depara-se com uma linha de produção em que caixas são transladadas por uma longa esteira com uma pequena inclinação com a horizontal.



Percebendo ali uma oportunidade de relacionar o evento com os conteúdos trabalhados nas aulas de Física, o professor questiona os estudantes sobre quais as forças que estão envolvidas no fenômeno, considerando apenas a existência das caixas, da esteira e da Terra. Questionados ainda sobre como essas forças contribuem para o entendimento desse movimento, os estudantes tecem diversas afirmações, sendo que algumas delas estão transcritas abaixo.

I. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é a reação do peso; a força de atrito, que atua como uma força resistiva ao movimento.
II. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é uma interação de origem eletromagnética com a esteira; a força de atrito, que atua como uma força resistiva ao movimento.
III. Como as caixas deslocam-se sem escorregamento na esteira, que se move com velocidade constante, é possível afirmar que as forças atuantes nas caixas são: o peso, que é a interação da caixa com a Terra; a normal, que é uma interação de origem eletromagnética com a esteira; a força de atrito, que é responsável pelo movimento da caixa em relação aos estudantes.
IV. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força que a esteira faz nas caixas é maior que a força que elas fazem na esteira. Se tais forças se igualarem, a esteira não consegue deslocar as caixas.
V. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força responsável pelo movimento das caixas em relação aos estudantes é a força de atrito estático, considerando que não existe movimento entre as caixas e a superfície de contato com a esteira.
VI. Como a esteira consegue deslocar as caixas, conclui-se que a força responsável pelo movimento delas em relação aos estudantes é a força de atrito cinético, considerando que existe movimento entre as caixas e os estudantes.

Analisando as afirmações dos estudantes, é possível considerar que estão corretas apenas as opções

A teoria da gravitação universal de Newton consolidou uma mudança de paradigma dentro da Física, e essa mudança pode ser vista como mais um passo rumo ao entendimento da Astronomia. Contudo, até chegarmos às contribuições de Newton, um longo caminho foi percorrido e, no decorrer da história da evolução do conhecimento científico, existiram diversas proposições que procuravam explicar os movimentos celestes.
Considerando as proposições apresentadas a seguir, classifique V, para as sentenças verdadeiras, e F, para as falsas.

( ) As teorias geocêntricas de Ptolomeu, embasadas nas ideias de Apolônio de Perga e de Hiparco, ofereciam um bom nível de precisão para a análise dos movimentos celestes, porém não conseguiam explicar a causa dos movimentos.
( ) Aristarco de Samos foi um filósofo grego, que aproximadamente 300 anos antes de Cristo defendia o modelo heliocêntrico, e sistematizou um método para estimar distâncias e tamanhos relativos entre Terra, Sol e Lua, propondo que a Terra gira em torno do Sol.
( ) Copérnico revolucionou o estudo sobre os corpos celestes com uma nova explicação dinâmica heliocêntrica para o movimento dos astros. Em sua obra “Astronomia Nova”, Copérnico procura reformular a teoria astronômica, buscando considerar as causas dos movimentos celestes.
( ) Galileu é considerado o pai da física experimental e o fundador da astronomia telescópica. Dentre suas contribuições para a Astronomia, merecem destaque a criação do telescópio refletor, a descoberta das 4 maiores luas de Júpiter e a previsão, por meio de recursos matemáticos, da existência do planeta Netuno.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

Em um parque de diversões, as crianças divertem-se em um brinquedo em que elas escorregam por uma pista e caem na piscina, conforme a figura 2 abaixo:



Considerando que, para uma criança de 50kg, a pista oferece uma força de atrito de módulo constante dado por f= 273N e que do ponto O ao ponto P tem-se um arco de circunferência de raio r=1m, a velocidade horizontal v que a criança deve ter no ponto O, para perder o contato exatamente no ponto P, deve ter módulo de

Durante uma atividade interdisciplinar, um professor de Educação Física e outro de Física procuram demostrar para os estudantes como a dinâmica está presente nos esportes. Para exemplificar, os docentes escolhem uma mesa de aero hockey, também conhecida mesa de hockey de ar. Os professores explicam para os estudantes que o sistema consiste numa mesa, com uma superfície composta por uma grande quantidade de furos por onde é mantido um fluxo de ar constante. Sobre a mesa, é possível deslizar um disco de plástico que, devido à saída de ar nos furos, acaba provocando um atrito praticamente nulo entre o disco e mesa. 



Diante dessa situação, o professor de Física aciona o fluxo de ar e coloca sobre a mesa dois discos de 50g, a fim de demostrar como ocorrem as colisões bidimensionais entre partículas, conforme a figura abaixo.



Para analisar uma colisão, o professor lança o disco 1 com uma velocidade de 2m/s, contra o disco 2 que está parado sobre a mesa. Após a colisão, o disco 1 desvia sua trajetória em 30°, provocando o movimento do disco 2, conforme a trajetória apresentada na figura da vista superior da mesa. Diante desse fato, desconsiderando o pouco atrito existente, qual é a conclusão possível a partir da realização do experimento?

É muito comum nas aulas de Física modelarmos situações do cotidiano envolvendo análise de forças no movimento, desconsiderando atritos e massas de cabos e roldanas. Porém, em muitos desses casos, tais idealizações diminuem a possibilidade de fazermos previsões assertivas sobre os eventos e a quantificação das grandezas envolvidas. Um exemplo dessa situação pode ser visto na situação abaixo, em que se dispõe de dois blocos idênticos de massa 500 g e de uma roldana de massa 250 g e raio de 10 cm.



A fim de identificar a ocorrência de discrepâncias nas idealizações, são realizadas duas análises. Na primeira, chamada de caso 1, idealizamos um modelo no qual desconsideramos todos os atritos e não consideramos a massa dos cabos, nem a massa da roldana. Em uma segunda análise, caso 2, mesmo sem considerar a massa dos cabos e o atrito no eixo da roldana, para buscar maior aproximação com a realidade, passamos a considerar a massa da roldana e o atrito oferecido pela superfície de contato, admitindo que o coeficiente de atrito estático tem o mesmo valor do atrito cinético, com valor de u=0,1.
Dessa forma, é possível encontrar o módulo da tensão T no caso 1, aqui nomeada de T₁, e a tensão T no caso 2, nomeada de T₂. Qual a diferença entre T₁ e T₂? 

Pressupondo a necessidade de armazenamento de água, frente aos períodos de estiagem e escassez hídrica, para o consumo e para a geração de energia elétrica, um engenheiro projeta uma represa junto ao curso de um pequeno rio. Conforme o projeto, essa represa teria um formato retangular, com 5 metros de altura e 30 metros de largura.

Considerando a densidade média da água de 1g/cm³ , é possível afirmar que a represa, em sua capacidade máxima, suportará uma força horizontal causada pela pressão da água igual a

A Física está presente no cotidiano de todos e, em muitos casos, contribui para a segurança no trabalho e para a redução do risco de acidentes. Em uma situação rotineira na construção civil, uma escada está apoiada em dois pontos: a base, sobre um piso horizontal de cerâmica, e outro ponto, sobre uma parede vertical de alvenaria, conforme a figura.



Um trabalhador, com 80 kg, pretende subir até quatro metros e setenta centímetros de altura utilizando esta escada. Sabendo-se que a escada tem uma massa de 50kg e possui 6 metros de comprimento, que a parede não oferece um atrito a ser considerado junto à escada e que, para a segurança do trabalhador, o ângulo θ deve ser de, no mínimo, 70°, é possível estimar que o coeficiente de atrito entre a escada e o piso, para não haver escorregamento, deve ser de

São observadas três placas retangulares com as seguintes dimensões: placa 1 (1mx1m), placa 2 (2mx2m) e placa 3 (1,5mx3m), conforme imagem e numeração. Essas placas são feitas do mesmo material e sofrem a mesma variação de temperatura.  


Qual das opções abaixo ordena de forma crescente o tamanho final das placas (1, 2, e 3), considerando a dimensão horizontal e a área final, respectivamente?

O chimarrão é uma bebida típica do povo gaúcho. Para que seja apreciado na sua melhor versão, é consenso que a temperatura da água deva estar próxima dos 80 °C.
Considere um dia de verão, em que a água se encontra à temperatura ambiente de 28°C, que o volume a ser consumido seja de 1 litro e que a massa específica da água seja 1 g/cm³ .
Qual quantidade de calor precisa ser fornecida para essa quantidade de água a fim de que atinja a temperatura considerada ideal para o chimarrão?

Processos termodinâmicos são caracterizados pelas variáveis de estado de um gás: pressão, volume e temperatura. Essas grandezas permitem determinar as formas de levar um gás de um estado inicial a um estado final.
As curvas dos gráficos, a seguir, representam a relação pressão versus volume em um gás, passando de um estado inicial para um estado final. A partir delas, é possível determinar o trabalho realizado pelo sistema.



Qual das opções abaixo apresenta de forma correta o sinal do trabalho, de acordo com as figuras?

Dentre os temas de maior relevância e aplicabilidade cotidiana da física está o estudo das oscilações. Vivemos em um mundo vibrante, que oscila através da análise da frequência cardíaca, da detecção de terremotos ou ainda da utilização de amortecedores prediais e veiculares, sendo a versão mais simplificada de uma oscilação feita através do Movimento Harmônico Simples (MHS) em sistemas massa-mola.



Considere uma mola horizontal mantida fixa na extremidade esquerda. Ao ligar-se um dinamômetro na extremidade livre da mola, deslocando-a 0,05m, verifica-se uma leitura de 10N. Ao remover o dinamômetro, é introduzido um corpo de massa m = 0,5Kg, o qual é puxado 0,02m na horizontal e libertado para mover-se em MHS.
Nesse sistema, qual a frequência angular e o período de oscilação correspondente, em unidade do SI, respectivamente?

Pêndulos, cristais de quartzo de um relógio e vibrações sonoras produzidas por um instrumento musical são exemplos de movimentos que se repetem. Considere um sistema vibrante que executa oscilações descritas pela função aceleração a=-4π² cos(2πt + π).
Com base na função que descreve o movimento mencionado, qual alternativa apresenta corretamente as respectivas funções posição e velocidade?

No verão, um dos destinos mais procurados para desfrutar os benefícios da estação é o litoral. Instrumentos importantes utilizados para observar com conforto ambientes litorâneos são os óculos escuros. Para qualificar a imagem observada, muitos desses dispositivos são incrementados com filtros polarizadores, os quais evitam a ofuscação causada pela luz refletida na superfície da água, devido à redução na intensidade luminosa transmitida.
Considere uma luz não polarizada, com intensidade I_o incidindo em uma sequência de 2 polarizadores, conforme a figura. 




Qual das alternativas representa corretamente as intensidades dos feixes luminosos transmitidos pelos dois polarizadores (polarizador 1 e polarizador 2), respectivamente, sabendo que o ângulo entre seus eixos é 60°?

Ao apreciar a beleza de um arco-íris, o que vemos é uma combinação de efeitos de reflexão, refração e dispersão combinados. No céu, esse fenômeno acontece quando um raio de luz solar refrata em uma gotícula de água, seguida de uma reflexão na parte posterior da gotícula e, finalmente, refratando da gotícula para o ar. O resultado disso é um arco de luz colorido centrado em um ponto do céu oposto ao Sol. Todos os raios de luz saem da gotícula, formando um ângulo Δ com o eixo central. Algumas vezes, é possível verificar a existência de um segundo arco-íris com cores invertidas.
A razão para inversão de cores em um segundo arco-íris se deve

Uma situação muito comum que ocorre quando há captação de sinais de rádio é a presença de interferência no sinal recebido.
Uma estação de rádio com frequência 1500kHz opera com duas antenas idênticas, com dipolos verticais que oscilam em fase, separados por uma distância de 200 m, conforme figura 11:



Para distâncias maiores do que 200 m, em que direções (θ), em relação o eixo central y, a intensidade da radiação transmitida torna-se máxima?

Comuns em consultórios de dentistas, os instrumentos ópticos que facilitam uma visualização mais ampla da cavidade bucal.
Considere um dentista que faz uso de um espelho côncavo que permite a visualização de uma imagem 5 vezes maior que o tamanho do dente. Sabendo que o profissional percebe esse aumento quando um objeto se encontra a 10cm do vértice, qual das opções representa o raio de curvatura do espelho?

A figura a seguir mostra três partículas carregadas com cargas q₁=2Q, q₂=4Q e q₃=2Q, todas situadas a uma distância r da origem.




Qual das opções a seguir representa o campo elétrico total   produzido na origem pelas três partículas, considerando os vetores direcionais unitários i, j indicando as direções x e y, respectivamente?