Questões de Concurso Militar Quadro Técnico 2014 para Primeiro Tenente - Física

Observe as figuras de um anel fino e de um cilindro.

Um anel fino de massa M é construído circunscrevendo um quadrado de lado l e massa zero, conforme mostrado na figura 1. Um cilindro de mesma massa M, para ter o mesmo momento de inércia daquele anel, deve ter um raio igual a:

Uma pulseira de prata é aquecida a 100°C e é colocada dentro de um copo com 240ml de água a 19 °C. A temperatura final de equilíbrio é de 20 °C. O calor específico da prata é 0,06cal/gk. Qual é a massa da pulseira?

Observe a figura abaixo representativa de um campo magnético uniforme no interior de uma região circular de raio R.

O campo magnético no exterior da região circular é nulo e, no interior, é perpendicular ao plano do papel, e sua intensidade pode ser expressa por B = 3t + 2, com B em Teslas e t em milissegundos.

Em um ponto P₁ distando r₁ = R/2 do centro da região circular, o campo elétrico vale E₁. Em um ponto P₂ distando r₂ = 2R do centro da região circular, o campo elétrico vale E₂.

Sendo assim, pode-se afirmar que a razão E₁/E₂ é igual a:

Num experimento de Young, uma luz composta de luz vermelha, com comprimento de onda 700nm, e luz azul, com comprimento de onda 400nm, incide sobre duas fendas estreitas separadas por uma distância de l00μm, sendo observada em uma tela a 2m de distância das fendas. Observa-se uma linha central brilhante de cor magenta. A que distância da linha central aparecerá a próxima linha magenta?

Observe a figura abaixo que representa uma tubulação horizontal, na qual um fluido ideal é escoado suavemente.

A tubulação se afunila de uma área de seção transversal A1 para uma área menor A2 . Quando a diferença de pressão (P1 - P2) é igual a 2500Pa, a vazão é de (5/3000)m³/ s . Quando a diferença de pressão (P1 - P2) alterar para 3600Pa, é porque a vazão, em m³/s, alterou para:

Observe a figura a seguir.

A figura acima representa uma besta, arma utilizada para atirar dardos. Nos exércitos medievais, o soldado que a operava era chamado besteiro. Seu funcionamento consiste em tensionar um arco feito de material elástico e travá-lo na posição tensionada. Depois, introduz-se um dardo em uma fileira talhada no braço da arma e libera-se a trava por meio de um gatilho, projetando, assim, o dardo para a frente com grande velocidade.

Considere o arco como uma mola ideal, com constante elástica 200N/m, e que é necessário distendê-lo 50cm, a partir da posição de repouso, para armar a besta. O trabalho realizado pelo besteiro e a velocidade com que um dardo de 125g é disparado a partir do repouso são, respectivamente:

Observe o gráfico a seguir.

Num experimento para estudar o efeito fotoelétrico em um dado metal, varia-se a frequência da luz incidente sobre o metal e mede-se o potencial negativo necessário para reduzir a corrente fotoelétrica a zero (o chamado potencial de frenagem). O gráfico acima mostra o resultado do experimento para o caso desse metal. Sendo assim, pode-se afirmar que a função trabalho, em eV, é:

Dado: constante de Planck h=4,14x l0^-15e V • s

Deseja-se produzir um pequeno cubo de gelo com massa 10g. Para tanto, aproximam-se 10g de água líquida a 0°C de um bloco de 10kg de CO₂ sólido, conhecido como gelo seco, que está à temperatura de -78°C, obtendo-se, assim, o cubo de gelo de 10g a 0°C. Nesse processo, a variação de entropia da água e do universo, em J/K, foram, respectivamente: 

Dado: calor latente de fusão do gelo L = 336J/g

Considere um elétron confinado a uma região de tamanho comparável a um átomo (da ordem de 10^-11m) . A incerteza em sua energia cinética, em J, é da ordem de:

Observe a figura a seguir, que representa um acelerômetro básico, constituído de massa sísmica presa a uma mola. 

                      

Acelerômetro é um instrumento muito usado em meios navais, fundamental em sistemas inerciais e de navegação. Baseia-se na 2ª Lei de Newton e na Lei de Hooke. A ideia central é produzir um deslocamento diretamente proporcional à aceleração.

Um efeito indesejado ocorre quando a aceleração é bruscamente removida, pois tende a causar um movimento harmônico simples de frequência natural f_N. Esse comportamento transitório de oscilação em torno da posição de repouso prejudica a leitura de um acelerômetro, limitando seu uso, pois não pode ser aplicado em situações em que ocorrem vibrações de frequências próximas à frequência natural.

Considere que o acelerômetro mostrado na figura tenha a massa sísmica de 0,03kg e mola de constante elástica 4,8x10³N/m. A frequência natural desse acelerômetro, em Hz, é igual a : 

Observe a figura abaixo. 

                       

Uma fonte gera um fluxo de calor que passa através de três camadas perfeitamente encostadas. O fluxo de calor atravessa uniformemente o mesmo valor de área de seção transversal ao longo das três camadas. As condutividades térmicas das camadas possuem as seguintes relações μ₂= 2 . μ₁ = μ_3/2 . As espessuras das camadas possuem as seguintes relações d2 = 2. d1 = 2,d3. Sendo assim, é correto afirmar que: 

Observe a figura de um navio parado em exercício de tiro. 

      

O objetivo do tiro de canhão é acertar um alvo P, também parado, situado à mesma altura do canhão e a uma distância horizontal d = 490m. A munição é disparada com velocidade inicial v₀ = 98m/s. Assinale a opção que apresenta o valor de inclinação θ , de modo que o objetivo seja atingido. 

Uma sirene irradia uma onda sonora de frequência 500kHz e se aproxima de um pedestre que identifica um som de frequência 540kHz devido ao efeito Doppler. Sabendo que a velocidade do som é de 340m/s, qual é a velocidade de aproximação da sirene, era km/h? 

Analise o circuito elétrico a seguir.

A tensão alternada de entrada v(t) tem amplitude de 156V e frequência igual a 60Hz. O transformador é ideal, com relação de números de espiras (primário/secundário) de 10:1. A amplitude da corrente elétrica i_p(t) no primário, em mA, é igual a:

Observe a figura abaixo.

Considere a seguinte situação hipotética, representada pela figura acima: um navio de guerra detecta a aproximação de uma aeronave hostil, com velocidade constante de 216 √3 km/h e altitude constante de 500 m. Quando esta aeronave está a 1100 √3 metros de distância do navio, na horizontal, conforme mostra a figura, um míssil é lançado com velocidade inicial zero. O míssil tem propulsão própria e está programado para manter uma trajetória retilínea de inclinação θ e com aceleração constante . A altura do navio é desprezível, comparada com a altitude de voo. Sabendo que, após 10s de lançado, o míssil intercepta a aeronave, qual é o módulo da aceleração , em m/s²?

Sabe-se que dois navios estão prestes a colidir. No instante t=0s, o navio A está na origem do sistema de coordenadas cartesianas (xA=0, yA=0), em movimento retilíneo uniforme, com velocidade de módulo vA=50m/s, e o navio B está na posição (xB=400m, yB=1000m), também em movimento retilíneo uniforme, com velocidade vB. Após Δt segundos, hã a colisão no ponto (xC=800m, yC=600m). Qual é o módulo da velocidade vB, em m/s? 

Observe a figura a seguir.

Um mergulhador se lança ao mar saltando de uma altura h de 4,9 metros em relação à linha d'agua e com velocidade inicial, apenas horizontal, de 2,5 m/s, a partir da proa de um navio, que se encontra parado, conforme ilustrado na figura acima. Ele atinge a superfície da água no ponto P, a uma distância horizontal d da borda da proa. Sabendo que o mergulhador pesa 65 kg e que a aceleração da gravidade é de 9,8 m/s², pode-se afirmar que a distância d, em metros, é igual a :

Observe o diagrama pressão versus volume a seguir.

Esse diagrama representa uma máquina térmica operando o chamado Ciclo de Diesel, era que 10 moles de uma mistura de ar e gasolina (tratada como um gás ideal) sofrem uma compressão adiabática (AB), depois um aquecimento à pressão constante (BC), seguido por uma expansão adiabática (CD), que move o pistão, e, finalmente, um resfriamento isométrico (DA), retornando ao estado inicial. Como o ar é essencialmente uma mistura de gases diatômicos, considere a capacidade térmica à pressão constante do gás em questão como C_p= (7/2) R.

Considerando ainda o ponto A nas CNTP e sabendo que a pressão no trecho BC é 55atm, calcule o calor absorvido neste trecho e assinale a opção correta.

Dado: R=8,31 J/molK

Observe o circuito elétrico abaixo.

A intensidade da corrente elétrica i, que flui do nó B para o nó A, em Ampères, vale:

Um tanque metálico está cheio de ar à temperatura de 27 °C, e em equilíbrio térmico com ele. A partir de certo instante, aquecem-se o ar e o tanque, mantendo-se, em seu interior, pressão constante pela ação de uma válvula que permite o escapamento de ar. Se o coeficiente de dilatação volumétrica do material que compõe o tanque é 5,0xl0^-5°C^-1, qual é a temperatura que o conjunto deve atingir para que escape 25% do ar originalmente contido no tanque?