Questões de Concurso Para professor - 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).



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

A luz, ao atravessar um prisma, sofre um desvio angular conforme indicado na figura.


                          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 = 60^o.

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.


Fonte: Adaptada de http://demonstracoes.fisica.ufmg.br/demo/59/3B22.10-Ondas-estacionarias-em-uma-corda

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:

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:

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.

   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


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.