Questões de Concurso Para física

As Leis de Newton estão presentes em inúmeras situações do cotidiano. A imagem A se refere à Primeira Lei, conhecida como Inércia, em que um motociclista perde o contato com a moto após bater num muro de pneus; e a imagem B, por sua vez, destaca a Terceira Lei de Newton, conhecida como Ação e Reação, que mostra uma colisão entre dois veículos.


Disponível em: https://www.todamateria.com.br/primeira-lei-denewton/. Acesso em: 24 maio 2022.

 
Disponível em: https://www.institutoclaro.org.br/educacao/paraensinar/planos-de-aula/3a-lei-de-newton/. Acesso em: 24 maio 2022.

Com base nos dois exemplos, assinale a alternativa correta.

Buscando modernizar a sua cozinha e otimizar o tempo de preparo dos alimentos, Marina decide comprar eletrodomésticos novos. Como gosta de organizar seus gastos numa planilha de controle, ela decide calcular o aumento da sua conta de energia, com a utilização dos novos aparelhos. A tabela a seguir apresenta a potência elétrica, bem como o tempo médio de uso diário, para cada aparelho.



Considerando que o preço do kWh da concessionária de energia elétrica é R$ 0,90, qual será o aumento do custo mensal (30 dias) na conta da Marina? 

Em certos países, as velocidades autorizadas levam em consideração as condições meteorológicas. Por exemplo, em rodovias com limite de 90 km/h em tempo seco, esse limite é reduzido para 80 km/h em tempo chuvoso. Não é o caso do Brasil, mas no manual de Direção Defensiva, publicado em maio de 2005, pelo DENATRAN, pode-se ler o seguinte:

“É bom ficar alerta desde o início da chuva, quando a pista, geralmente, fica mais escorregadia, devido à presença de óleo, areia ou impurezas. E tomar ainda mais cuidado, no caso de chuvas intensas, quando a visibilidade é ainda mais reduzida e a pista é recoberta por uma lâmina de água podendo aparecer muito mais poças. Nesta situação, redobre sua atenção, acione a luz baixa do farol, aumente a distância do veículo à sua frente e reduza a velocidade até sentir conforto e segurança. Evite pisar no freio de maneira brusca, para não travar as rodas e não deixar o veículo derrapar pela perda de aderência.”
Disponível em: http://vias-seguras.com/layout/set/print/educacao/programas_escolares_de_educacao_para_o_transito/aulas_de_ educacao_no_transito/aula_09_velocidade_e_distancia_de_parada. Acesso em: 24 maio 2022. (adaptado).

Um veículo a 90 km/h (25m/s) trafegando numa pista seca, por exemplo, percorre uma distância de 70 m até parar, como pode ser visto na figura a seguir, ao passo que, numa pista molhada, essa distância aumenta de forma significativa.


Disponível em: https://www.jcnet.com.br/noticias/geral/2013/02/367699-direcao-defensiva--saiba-como-a-velocidade-influi-na-frenagemdo-veiculo.html.. Acesso em: 24 maio 2022 (adaptado).

Considerando que esse veículo trafegue numa pista molhada, com a mesma velocidade inicial e mantendo o mesmo tempo de reação da pista seca, qual será a distância total de parada, aproximadamente, em metros, sabendo que a desaceleração imposta ao veículo foi constante e igual a 3,5 m/s²?

Os simuladores são facilitadores no processo de ensino-aprendizagem, uma vez que promovem mais interação, deixando as aulas mais dinâmicas. Baseando-se nessa ideia, um professor de Física deixa uma atividade para seus alunos sobre lançamento horizontal de projétil para ser realizada no simulador PHET Interactive Simulations. O objetivo da atividade é que uma esfera de massa 1 kg seja lançada horizontalmente, a 3,2 metros de altura, e atinja o alvo localizado no chão a 12 metros da base de lançamento, como mostra a figura a seguir.


Montagem realizada no simulador. Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/projectile-motion. Acesso em: 24 maio 2022.

Considerando g = 10 m/s² e desprezando todas as formas de atrito para que a esfera acerte o alvo, qual deve ser o valor da velocidade inicial de lançamento, em m/s? 

Roldana ou polia é uma máquina simples que auxilia o homem na realização de suas tarefas. Há relatos históricos que as primeiras roldanas foram utilizadas por Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.) para deslocar um navio. De acordo com o objetivo, ela pode ser usada de forma móvel, fixa e até mesmo acoplada a outras, num formato de associação desses dois tipos.
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/polias/. Acesso em: 9 jun. 2022 (adaptado).

Leia a tirinha a seguir, que apresenta um humor relacionando a espada de Excalibur ao uso de associação de roldanas.


Disponível em: https://www.humorcomciencia.com/tirinhas/. Acesso em: 9 jun. 2022.

Se a força aplicada na corda, pelo concorrente de Arthur, foi de 400 N, qual foi o valor da força exercida na espada Excalibur, em newtons, que a fez ser retirada da pedra?

Na estrutura da motocicleta há um sistema de transmissão de movimento circular que conecta o eixo da caixa de marcha com a roda traseira. O eixo é conectado numa peça chamada pinhão que, ao girar, transmite seu movimento para uma corrente (ou correia) até a coroa, que está presa na roda traseira. Como pode ser observado na imagem o raio da coroa RC é maior do que o do pinhão R_P.



Considerando que V_p e f_p correspondem à velocidade linear e frequência de rotação, de um ponto na extremidade do pinhão, e V_C e f_C para um ponto na extremidade da coroa, qual é a relação entre tais grandezas durante a transmissão do movimento?

Um técnico de laboratório usou os conceitos estudados em Hidrostática para determinar a densidade de um líquido imiscível na água. Para tal, utilizou um tubo em forma de U, aberto nas duas extremidades, adicionando inicialmente certo volume de água e, em seguida, um pouco do líquido estudado. Após aguardar o equilíbrio dos fluidos, ele analisou a configuração obtida. A linha tracejada indica o limite de separação entre a água e o líquido, em que a coluna de água é h₂ = 16 cm e do líquido h₁ = 20 cm, como pode ser observado na figura a seguir.




Sabendo que a densidade da água é 1 g/cm³ e a aceleração da gravidade local é 10 m/s², qual foi o valor da densidade do líquido, em g/cm³, encontrado pelo técnico?

O sistema auditivo humano consegue distinguir as diferentes ondas sonoras produzidas nos diversos contextos do cotidiano através de três qualidades fisiológicas do som: a altura, a intensidade e o timbre. Se o som é produzido por um casal conversando (exemplo 1) ou se uma mesma nota musical é produzida por um violão e um piano (exemplo 2) o ser humano consegue distinguir de forma nítida o emissor do som.
Analisando os dois exemplos apresentados, a distinção auditiva de uma pessoa se deve ao fato de que o(s) som(ns) produzido(s)

As bombinhas são utilizadas para administrar medicamentos para os pulmões, em caso de crises respiratórias. Apesar de ser especificado o número de aplicações que cada bombinha realiza, é difícil ter esse controle. Então, como saber se a medicação acabou? Uma técnica simples é colocar a bombinha em um copo com água e observar a posição de equilíbrio da bombinha. Quando ela está cheia, fica apoiada no fundo do copo, posição 1, ao passo que, quando está vazia, fica com grande parte de sua estrutura para fora da água, posição 3.
Observe a figura a seguir.



Do ponto de vista da Dinâmica, a bombinha permanece em equilíbrio estático, nas três posições, em decorrência da força resultante ser nula.
Sobre essa situação, é correto afirmar que o

No dia 21 de fevereiro de 2022 completou um ano que o Rover Perseverance pousou em Marte. O tamanho do robô corresponde a um carro, com cerca de 3 metros de comprimento (sem incluir o braço), 2,7 metros de largura, 2,2 metros de altura e 1 050 kg de massa.
Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/ Perseverance#:~:text=O%20rover%20%C3%A9,o%20 ve%C3%ADculo%20espacial. Acesso em: 9 junho 2022 (adaptado).

Sabe-se que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é de 10 m/s2 , já em Marte é de 3,8 m/s². Considerando essas informações, o peso e a massa do Rover, em Marte, respectivamente, serão iguais a

É possível encontrar, em lojas de materiais elétricos, lanternas que funcionam sem o uso de pilhas. Basicamente, são três elementos que compõem esse tipo de lanterna: uma alavanca, um ímã e uma bobina (fios enrolados em forma de espiras). A alavanca é conectada ao ímã, que, ao ser pressionada, o faz girar dentro da bobina. É possível visualizar esta estrutura no interior da lanterna porque seu revestimento é transparente, como pode ser observado na imagem a seguir.



Do ponto de vista da Física, a lanterna acende porque o giro do ímã produz um campo

A bússola é uma pequena agulha magnética que se alinha na direção e sentido do vetor campo magnético resultante estabelecido no ponto em que ela se encontra. Pretende-se colocar uma bússola, no ponto A, entre dois ímãs, como se observa na figura 1, e outra no ponto B, ao lado da base do prego do eletroímã, figura 2.



Figura 1: Disponível em: http://www.drb-m.org/av1/4- nocoeseletromag.pdf. (Adapatado).
Figura 2: Disponível em: http://www.fisica.seed.pr.gov.br/ modules/galeria/detalhe.php?foto=1162&evento=2. (Adaptado). Acesso em: 10 jun. 2022.

Desprezando-se o campo magnético da Terra, qual será a orientação de cada bússola?

O percurso da base até o topo de uma montanha é de 10 quilômetros. Para ir da base até o topo (subida), um ciclista levou 1 hora. Já para percorrer o percurso do topo até a base (descida), pelo mesmo caminho, o ciclista levou 12 minutos.

A velocidade média do ciclista ao juntar-se o percurso de subida e descida da montanha foi de:

Uma placa está sobre uma plataforma plana e horizontal, conforme visto na figura. Entre a placa e a superfície da plataforma existe um filme de óleo viscoso com uma espessura regular e constante de 1 mm.
Uma lata de areia está ligada à placa por um único fio flexível e inextensível. Foi verificado que este balde desce sob a ação da gravidade a uma velocidade constante de 0,02 m/s.



Dados:
• área da superfície da placa: 6 m²;
• viscosidade dinâmica constante do óleo, μ: 4 N.s/m²;
• densidade da areia: 1600 kg/m³;
• aceleração da gravidade, g: 10 m/s²;
• peso do balde é desprezível;
• considerar a polia livre de atrito;
• tensão de cisalhamento:  onde, ε é a espessura do filme e ΔV é a diferença de velocidade a uma distância de superfícies.

Qual a quantidade de areia no balde?

A imagem abaixo é retirada do aclamado recorde de 2013 de menor filme de stop motion do mundo, “ A Boy And His Atom”, registrado no Guinness World Records por uma equipe de microscopia de tunelamento da IBM.




Fonte: A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie -IBM - https://youtu.be/oSCX78-8-q0

Os pontos consistem de moléculas de monóxido de carbono sobre um substrato de cobre, a temperatura de 5K o monóxido de carbono tem aderência no substrato permitindo que a equipe utilizando o microscópio de tunelamento movesse os átomos para compor cada quadro, que reunidos resultam na animação de stop motion. Essa prova de conceito tem interesses em manipulação de registro de informação na grande quantidade realizada e na escala molecular, na medida em que o grupo que se dedica ao desenvolvimento de dispositivos de memória

Considerando que os orbitais moleculares mais externos, onde se deslocalizam os elétrons deste nível molecular, estão sendo registrados na escala de 0,1 nm, que h/4π tem escala de 10^-36, e que a massa do elétron tem escala de 10^-31 .

Utilizando o princípio da incerteza, e apenas manipulando as potências de 10, é possível estimar que a ordem de grandeza da (mínima) incerteza na velocidade desses elétrons está na escala de: 

O Sistema Internacional de unidades passou por uma reforma em 2019, e o kg não é mais definido por um objeto físico arbitrariamente construído pelos seres humanos. Agora o sistema se baseia a partir de valores fixos para as constantes da natureza identificadas em nossas teorias científicas na medida em que já tiveram metrologia refinada até precisões de partes em bilhão. 




Logotipo elaborado pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas sobre o novo SI, com as sete unidades básicas e as sete constantes fundamentais que habilitam sua definição.
Adaptado de:https://en.wikipedia.org/wiki/File:SI_Illustration_Base_Units _and_Constants_Colour_Full.svg

Assim o “mks” (metro, quilograma e segundo) está fundamentado agora em termos dos valores da velocidade da luz [c], da frequência de oscilação da radiação eletromagnética produzida pela excitação de dois níveis hiperfinos do átomo de césio-133 inicialmente no estado fundamental [f], e da constante de Planck [h].

Assinale a alternativa que relaciona dimensionalmente o mks corretamente com as unidades das quantidades mencionadas.

No contexto do início do século XX, quando o espectro de raias de emissão discreta de radiação de diferentes elementos era intensamente avaliado, o modelo de Bohr com as transições eletrônicas modeladas em termos da existência de órbitas discretas entre as quais transitavam os elétrons dos átomos (posteriormente descritos na teoria quântica em sua forma moderna final em termos dos orbitais eletrônicos) teve um esplêndido sucesso em tratar do espectro do átomo de hidrogênio. No diagrama abaixo temos uma figura que representa o espectro de emissão do átomo de hidrogênio em termos da linguagem das séries espectrais. São indicados os números quânticos principais dos orbitais e o comprimento de onda associado à radiação emitida/absorvida na transição.



Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_transitions.svg

O conjunto de raias de emissão são classificados em séries com nome de seus descobridores e as primeiras transições rotuladas, respectivamente, em ordem crescente de energia entre os níveis eletrônicos envolvidos são rotulados por letras do alfabeto grego, em particular alpha e beta são as duas primeiras transições (de mais baixa energia) que resultam na emissão de fótons. Lembrando que o espectro visível se estende aproximadamente entre as faixas de 380 nm e 700 nm do comprimento de onda da radiação eletromagnética, analise as afirmativas abaixo, dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).

( ) A transição alpha da série de Paschen é 1094nm e a alpha da série de Lyman é 94 nm. ( ) As transições alpha, beta e gamma de Paschen estão no ultravioleta. ( ) A transição alpha da série de Balmer tem comprimento de onda mais próximo do vermelho.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo. 

Becquerel descobriu o efeito fotoelétrico em 1839, um dos fenômenos que iriam fundamentar a revolução moderna na física no início do século XX, levando à mecânica quântica. O projeto Phet da Universidade do Colorado, é conhecido por dispor de muitos simuladores para utilização no contexto didático, tem o simulador abaixo para uma célula fotoelétrica.



Fonte: Photoelectric Effect 1.10 - Phet. https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/photoelectric/latest/phot oelectric.html

Nesta imagem a radiação incidente é de 400nm, com intensidade de 55%. Temos o valor de 0.8V de tensão reversa aplicada à célula que resulta na impossibilidade dos elétrons atingirem o eletrodo (na representação deles como corpos clássicos pontuais eles chegam perto do eletrodo mas têm o movimento revertido), isso resulta corrente nula portanto. O eletrodo emissor é feito de sódio.

Assinale a alternativa que identifica corretamente o valor da função trabalho obtida com os dados extraídos deste arranjo. Considere hf = 1200 eV.nm: 

Em uma página eletrônica destinada a reunir informações sobre aspectos do ensino lê-se:

“Do que foi visto, é possível afirmar que tanto Piaget como Vygotsky concebem a criança como um ser ativo, atento, que constantemente cria hipóteses sobre o seu ambiente. Há, no entanto, grandes diferenças na maneira de conceber o processo de desenvolvimento.”
Fonte: https://monografias.brasilescola.uol.com.br/psicologia/piaget-vygotsky--diferencas-semelhancas.htm

Trata-se de uma afirmação sobre dois grandes elaboradores de metodologia de ensino no século XX que inspiram também iniciativas e abordagens metodológicas no ensino de física. Esses dois teóricos da educação, apesar de suas diferenças significativas com respeito à dinâmica pedagógica, encontram-se, conforme indicado, em uma pedagogia genericamente referida como _______.

Assinale a alternativa que preencha corretamente a lacuna.

A atividade de ensino de Física é muito importante em nossa sociedade, especialmente diante de uma época tão repleta de avanços técnicos e científicos. A reflexão do docente sobre as práticas de ensino são importantes, e, particularmente, o Brasil produz bastante a respeito do ensino com seus especialistas em educação. Um exemplo é José Carlos Libâneo, pesquisador contemporâneo de educação, seus pensamentos estão relacionados à teoria da educação, didática, formação de professores, ensino-aprendizagem, organização e gestão escolar. Esse autor compreende que o planejamento, no contexto escolar, é uma tarefa docente que inclui tanto a previsão de atividades didáticas em termos da sua organização e coordenação, quanto a sua revisão e adequação no decorrer do processo de ensino-aprendizagem. O planejamento é um meio para programar as ações docentes, mas é também um momento de pesquisa e reflexão ligado à avaliação.

Assinale a alternativa que corretamente se relaciona ao planejamento docente de acordo com as considerações acima.