Questões de Física

Na figura precedente, uma caixa d’agua cúbica de lado L, fixa em determinada altura H da superfície da terra, está completamente cheia com a superfície aberta (superfície livre) em contato com o ar, e a parede de baixo da caixa é perpendicular com a direção vertical. Considere que um pequeno orifício de área a seja aberto na parede de baixo da caixa e a água comece a vazar para o ar. Considere também que o regime de escoamento da água seja o de um fluido ideal, isto é, um fluido incompressível e não viscoso. Com base nessas informações, e assumindo-se por g a aceleração da gravidade na superfície da terra, é correto afirmar que, imediatamente após a abertura do orifício na base da caixa, a velocidade inicial de queda V da superfície livre será dada por

A chave de um circuito elétrico de emergência consiste de duas barras metálicas, ligadas uma a outra, cujos coeficientes lineares de dilatação térmica são M1 e M2, respectivamente. Considere que os metais das barras sejam constituídos de materiais homogêneos e que, em temperatura ambiente, as barras tenham forma linear, conforme mostra a figura precedente. Com base nas informações apresentadas e nas leis que regem o comportamento de dilatação térmica, assinale a opção correta.

Para fazer um exame em uma caixa d’água, um perito de massa de 80 kg deverá subir uma escada homogênea de 5 m de comprimento (40 kg de massa), cuja parte superior está apoiada em um muro vertical liso (sem atrito), em um ponto localizado a 4 m do solo (considerado plano e horizontal). O centro de massa da escada está no seu centro geométrico. Nessa situação hipotética, se o perito estiver em repouso a 3 m de altura em relação ao solo e se existir atrito entre a escada e o solo, será correto afirmar que o valor da força exercida pelo muro sobre a escada, em uma situação de equilíbrio, é de Use g = 10 m/s 2 (módulo da aceleração da gravidade no local).

Considere que um indivíduo armado, em um sistema isolado e em repouso em relação a um ponto fixo na Terra, dispare sua arma. Considere, ainda, que imediatamente após o disparo, as massas e as velocidades do conjunto indivíduo/arma e do projétil sejam , respectivamente. Nesse caso, assinale a opção correta, considerando o instante seguido ao disparo da arma.

Um dipolo elétrico é formado por duas partículas com cargas de mesmo valor absoluto, q, e sinais opostos, separadas por uma pequena distância d. Se o módulo do campo elétrico produzido por um dipolo em um ponto situado a uma distância z do centro do dipolo ( z >>d ), localizado sobre o eixo que passa pelas cargas, tiver módulo igual a E, o valor do módulo do campo elétrico, produzido pelo dipolo em um ponto localizado a uma distância 2z sobre o mesmo eixo, será de

Considere dois vetores força colineares, , que satisfaçam a condição . Nesse caso, assinale a opção correta.

Em relação às equações de Maxwell para o eletromagnetismo, assinale a opção correta.

A tabela anterior apresenta a energia cinética máxima de um fotoelétron emitido em função do comprimento de onda incidente, no caso do potássio. Acerca do efeito fotoelétrico e com base nas informações apresentadas, assinale a opção correta.

Uma fonte de luz monocromática com comprimento de onda igual a 550â„« gera 5 watts de potência. A velocidade da luz é igual a c = 3 x 10 8 m/s.

A imagem precedente apresenta um modelo em que o canal auditivo se comporta como um tubo acústico com uma extremidade fechada. Com base nessas informações e acerca das leis que regem a natureza da propagação do som, assinale a opção correta, considerando os dados a seguir. Dados: o comprimento (L) do canal auditivo humano varia de 1,5 cm a 3,43 cm e a velocidade do som é igual a 343 m/s.

Uma membrana oscila com frequência ƒ em um movimento harmônico simples em torno de uma posição de equilíbrio, gerando uma onda sonora progressiva que se propaga num tubo cilíndrico muito longo preenchido por ar nas condições atmosféricas, cuja densidade é dada por par, conforme mostrado na figura precedente. Definir o comprimento de onda ?, pois aparece na resposta. Considere que I a direção do eixo de simetria do cilindro e de propagação da onda é denotado pôr x. II a posição de equilíbrio da membrana é x =0. III no tempo t = 0, a membrana tem sua máxima amplitude com x = -A. Nesse caso, a variação da pressão p(x, t), associada à propagação do som no tubo, será dada em função do tempo t e da posição x por

O gráfico anterior apresenta a condutividade elétrica em função do tempo de sepultamento de um corpo em uma cova. A condutividade elétrica é uma propriedade que caracteriza a facilidade que certos materiais possuem de transportar cargas elétricas ou correntes elétricas. No gráfico, os pontos referem-se aos dados experimentais de medição local e a curva em linha contínua expressa o ajuste de um modelo matemático expresso pela função ?. Com base nessas informações e acerca de eletricidade e magnetismo, assinale a

opção correta.

Nas discussões que envolvem as teorias corpuscular e ondulatória da luz, a descrição e a caracterização do fenômeno denominado radiação do corpo negro foi importante para o fortalecimento da teoria corpuscular da luz e para a criação da Física Quântica. Os gráficos precedentes referem-se à densidade espectral de energia em função do comprimento de onda do corpo negro para as principais teorias proposta na descrição do referido fenômeno. Já os círculos, no gráfico, referem-se aos dados experimentais. A expressão matemática para a lei de Planck, que está de acordo com os resultados experimentais, é dada por em que h é a constante de Planck, k é a constante de Boltzmann, v é a frequência da radiação do corpo negro, T é a temperatura absoluta e c é a velocidade da luz no vácuo. Considerando essas informações, assinale a opção correta.

Assinale a opção correta, considerando a relação dos mecanismos físicos da visão e dos defeitos visuais e a aplicação das leis da ótica geométrica.

Na figura a seguir, está esboçada uma rede de difração com pontos espalhadores de luz com comprimento de onda ?.Considere que os dois feixes têm o mesmo comprimento de onda e que estão em fase ao se aproximarem do sólido cristalino.

Considerando essas informações, o espectro eletromagnético e as leis relativas ao espalhamento de luz, assinale a opção correta

Considere que em um esquema de funcionamento de freio hidráulico a disco com fluido incompressível e sem atrito em todas as partes do equipamento, a área do cilindro principal (A1) seja 3 vezes maior que a área do cilindro do freio (A2). Com base nessas informações e nas leis da mecânica dos fluidos, assinale a opção correta.

Um condutor perdeu o controle do seu veículo e colidiu com um poste de energia elétrica na margem da rodovia, danificando-o em sua base. Antes da chegada da equipe da companhia energética para a troca do poste, ele começou a tombar.

Sabendo-se que o poste tem 5 m de comprimento e considerando-o como uma barra fina e homogênea, o valor da velocidade angular, no momento em que o poste faz um ângulo de 30º com a horizontal, é de Use: g = 10 m/s² (módulo da aceleração da gravidade no local) e em que I é o momento de inércia do poste em relação à sua extremidade, m é a massa do poste e L o seu comprimento.

Acerca de carga elétrica e matéria, assinale a opção correta.

Uma barra cilíndrica maciça de comprimento H e área da base A é dividida em duas metades de igual comprimento e cada uma delas com densidades de massa uniformes, respectivamente denotadas por P1 e P2, sendo P1 > P2. Essa barra é largada em repouso de uma certa altura próxima à superfície da terra, de tal modo que a direção do eixo de simetria do cilindro é obliquo em relação à direção vertical, e a parte mais pesada da barra fica abaixo da parte mais leve, conforme mostra a figura precedente. Atuam na barra apenas a força peso e o empuxo do ar, cuja densidade é denotada por Par. A pressão hidrostática do ar é a mesma em cada ponto da superfície da barra. A partir dessas informações, considerando-se que R denota a distância do centro de massa (CM) ao centro geométrico do cilindro e assumindo-se por ? o ângulo entre a direção vertical e o eixo de simetria do cilindro, bem como por g a aceleração da gravidade na superfície da terra, é correto afirmar que, enquanto a barra cai, o módulo do torque resultante sobre a barra em relação ao centro de massa será dado por

O movimento de um sistema binário de estrelas, com momento angular tem energia mecânica mínima, de tal modo que a distância d entre elas permanece constante ao longo do tempo. Considere que o binário esteja isolado, isto é, as únicas forças que atuam nas estrelas são devidas à atração gravitacional entre elas; que as massas das estrelas sejam dadas respectivamente por M1 e M2, e que G seja a constante universal da gravitação. Considere, ainda, que todas as grandezas físicas sejam medidas em um sistema de referência no qual o centro de massa permanece sempre em repouso. Com base nessas informações, é correto afirmar que a distância entre as estrelas é dada por

Na figura precedente, estão esboçados quatro gráficos relativos à energia cinética dos elétrons ejetados, em experimentos, para a verificação do efeito fotoelétrico em diferentes elementos químicos. O efeito fotoelétrico diz respeito à interação da luz com a matéria conforme a teoria corpuscular. Na tabela apresentada, por sua vez, constam informações sobre as funções trabalho, em eV , para alguns elementos químicos. A função trabalho é a energia mínima necessária para ejetar um elétron da superfície de materiais. Considerando essas informações e que a constante de Planck é igual h 4,14 x 10 -15 eV, assinale a opção correta.

FIGURA 7A03-I

A seguir, estão esboçados, esquematicamente, três circuitos elétricos, incluindo indutor (L), resistor (R), capacitor (C) e fonte eletromotriz ?(t) = ?0COS (?t).

são as reatâncias indutiva e capacitiva, respectivamente. As energias dissipadas, no circuito elétrico A, devem ser desconsideradas. No circuito elétrico B, deve-se considerar, por sua vez, que as energias dissipadas estão no resistor.

Ainda com relação à figura 7A03-I, assinale a opção correta.

Antes de uma colisão unidimensional, um objeto 1 (de massa m1) move-se em direção ao objeto 2 com velocidade v1i, e o objeto 2 (de massa m2) encontra-se em repouso. Considerando a situação hipotética precedente, é correto afirmar que, se o sistema dos dois objetos estiver fechado e isolado e se não houver dissipação de energia, a velocidade final do

A figura anterior mostra um êmbolo preso que mantém um gás ideal confinado em um pequeno volume V0 de um recipiente cilíndrico muito longo e com paredes adiabáticas. A parte do cilindro não ocupada pelo gás é um vácuo. O gás confinado está em equilíbrio termodinâmico com uma pressão P0 e tem coeficiente adiabático dado por y. Em certo instante, o êmbolo (de área A) é liberado e pode deslocar-se livremente sem atrito ao longo do cilindro, então, o gás se expande, empurrando o êmbolo. Essa expansão é dada por um processo quase-estático adiabático. Nessa situação, quando o gás tiver expandido até um certo volume V > V0, com menor que o volume total do cilindro, teremos que a força resultante sobre o êmbolo será dada por

A respeito das propriedades magnéticas da matéria, assinale a opção correta.

Uma massa M está uniformemente distribuída em uma região esférica de raio R em torno de um centro. Uma massa pontual 7 encontra-se inicialmente em repouso a uma distância 2R do centro da distribuição esférica de carga. Considere que sobre a massa m aja apenas a força gravitacional devido a massa M. Assumindo-se a constante universal da gravitação por G, então a energia cinética da massa pontual quando ela chega à distância de R do centro da distribuição esférica será dada por

Um recipiente cilíndrico de altura H e densidade p é colocado verticalmente em repouso sobre a superfície de um líquido com densidade pliq, de tal modo que a base do cilindro fica em contato com o líquido, conforme a figura anteriormente apresentada. Nesse caso, se atuarem sobre o cilindro apenas a força peso e o empuxo, então a condição para que o cilindro afunde completamente na direção vertical e não volte mais a superfície será dada por

A figura precedente mostra o diagrama P - V, que descreve o ciclo termodinâmico de um motor. A substância de trabalho é um gás ideal simples constituído por moléculas com grau de liberdade g. Os processos AB e CD são processos isotérmicos de expansão e contração respectivamente. O fator de aumento proporcional da pressão 4 e de aumento proporcional do volume 5 são ambos maiores do que 1. Considerando essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado pelo gás neste ciclo será dado por

Na figura precedente, está esboçado um experimento de refração da luz. Na tabela, há informações dos índices de refração de alguns meios refratores. O transferidor foi colocado apenas como uma referência da medida angular, portanto, desconsidere o seu índice de refração. Com relação a essas informações, a opção que melhor descreve o fenômeno de difração, considerando-se os índices de refração dos meios 1 e 2, respectivamente, é

Um atirador de elite, durante o treino a uma distância de 50 m do alvo, dispara sua arma com a mira exatamente no centro de um alvo circular de 10 cm de diâmetro. Considerando-se que o módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s 2 , que o ângulo entre o centro do alvo e a arma é 0 o e desprezando-se a resistência do ar, para que o atirador possa acertar o alvo, a velocidade mínima do projétil na boca do cano da arma será