Questões de Concurso Sobre física

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Q4091208 Física
Um espelho esférico côncavo possui distância focal ƒ = 20 cm. Um objeto é colocado inicialmente a p1 = 40 cm do espelho. Em seguida, é deslocado para p= 25 cm.
Considerando a equação dos espelhos esféricos e a definição de ampliação linear transversal, determine, aproximadamente, como varia a ampliação linear A ao passar da primeira para a segunda posição. 
Alternativas
Q4091207 Física
Estudantes do IFCE, trabalhando no IFMAKER (uma oficina de desenvolvimento de produtos), montaram um “amplificador imagético” desplugado da rede elétrica: um smartphone é fixado dentro de uma estrutura análoga a uma câmara de orifício, de modo que a tela acesa pela bateria funcione como objeto luminoso. A imagem da tela é projetada em um anteparo externo. No protótipo, a distância entre a tela do smartphone e o orifício é do = 10 cm. A tela exibe uma figura retangular de largura 6 cm e altura 12 cm. O anteparo disponível mede 90 cm (largura) × 60 cm (altura).
Admitindo óptica geométrica (orifício puntiforme), qual é a maior distância di entre o orifício e o anteparo para que a imagem projetada caiba inteiramente no anteparo e quais serão, nessa condição, as dimensões (largura × altura) da imagem? 
Alternativas
Q4091206 Física
Um caminhoneiro compra gasolina em uma cidade do interior do Ceará onde a temperatura ambiente é de 40 °C. Ele abastece completamente seu caminhão-tanque, com capacidade de 40.000 L, pagando R$ 6,00 por litro. O combustível será revendido em uma cidade serrana onde a temperatura média no momento da venda é de 20 °C.
Admita que:
• o coeficiente de dilatação volumétrica γ da gasolina seja γ = 1,0 x 10-3 C-1 • o tanque esteja completamente cheio na temperatura inicial; • o volume comercializado seja medido na temperatura final; • desconsidere custos operacionais (frete, manutenção, impostos etc.).
O caminhoneiro planeja vender todo o volume por R$ 7,00 por litro, supondo que ainda terá os mesmos 40.000 L. Ao chegar ao destino, qual será, aproximadamente, a diferença entre o valor que ele esperava receber e o valor que ele efetivamente receberá, devido exclusivamente à contração térmica do combustível? 
Alternativas
Q4091205 Física
Considere que você está lecionando Termodinâmica para uma turma de Engenharia e deseja demonstrar formalmente que nenhuma máquina térmica operando entre duas fontes térmicas fixas pode apresentar rendimento superior ao de uma máquina reversível de Carnot.
Considere:
Imagem associada para resolução da questão
Admita que uma máquina térmica genérica M opere entre essas mesmas fontes com rendimento η e suponha, por hipótese, que
η > ηC
Para demonstrar que essa hipótese conduz a uma contradição com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se acoplar a máquina M a um ciclo reversível de Carnot operando como refrigerador entre os mesmos reservatórios.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a estrutura lógica da demonstração de que o ciclo de Carnot possui rendimento máximo. 
Alternativas
Q4091204 Física
Considere que você é professor de Física do IFCE e acompanha uma turma de Engenharia durante um experimento de Termodinâmica. O sistema consiste em um recipiente rígido e termicamente isolado, contendo n mols de um gás ideal monoatômico. No interior do recipiente, há uma resistência elétrica ligada a uma fonte externa. Durante o experimento, uma corrente elétrica percorre a resistência por determinado intervalo de tempo.
Observa-se que:
• o volume do gás permanece constante; • não há troca de calor com o meio externo (paredes adiabáticas); • a temperatura e a pressão do gás aumentam.
Alguns estudantes afirmam que o aumento da energia interna viola a forma usual da Primeira Lei da Termodinâmica, pois, segundo eles, como o volume não varia e o sistema é adiabático, teríamos simultaneamente W = 0 e Q = 0, implicando ∆U = 0.
Diante dessa argumentação, qual alternativa apresenta a explicação fisicamente correta que o professor deve fornecer?
Alternativas
Q4091203 Física
Durante um estudo experimental de biomecânica rotacional, uma atleta encontra-se sobre uma plataforma giratória horizontal que pode girar livremente em torno de um eixo vertical fixo que passa pelo seu centro geométrico. O atrito nos mancais do eixo é desprezível, de modo que não atua torque externo significativo em torno do eixo de rotação. A atleta segura dois halteres idênticos, cada um de massa m, mantendo inicialmente os braços estendidos horizontalmente, de modo que cada halter esteja a uma distância R do eixo de rotação.
O momento de inércia do conjunto “atleta + plataforma”, excluindo os halteres, em relação ao eixo vertical, é I0. O sistema é posto a girar com velocidade angular inicial ω0. Posteriormente, a atleta recolhe simetricamente os braços, trazendo cada halter para uma distância R/2 do eixo, conforme ilustrado na figura a seguir.
Figura – Representação esquemática do sistema rotacional: (a) configuração inicial: atleta girando com velocidade angular ω0, mantendo dois halteres de massa m a uma distância do eixo vertical; (b) configuração final: atleta recolhe simetricamente os braços, posicionando os halteres a uma distância R/2 do eixo, sem atuação de torque externo em torno do eixo de rotação. 
Imagem associada para resolução da questão
Considere que: • os halteres podem ser tratados como massas puntiformes; • o eixo permanece fixo; • não há torque externo resultante em torno do eixo vertical durante o movimento.
Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a nova velocidade angular ωf do sistema após o recolhimento dos braços.
Alternativas
Q4091202 Física
Durante a calibração de um sistema de absorção de impacto, um disco metálico homogêneo de massa M e raio R gira livremente em torno de seu eixo central vertical, apoiado em mancais ideais (sem atrito). Inicialmente, o disco está em repouso. Uma pequena esfera de massa m é lançada horizontalmente com velocidade v, tangenciando a borda do disco e colidindo com ele. A esfera fica aderida ao disco no ponto de impacto.
Considere que:
• o eixo do disco não exerce torque externo em relação ao próprio eixo; • o tempo de colisão é muito curto; • forças dissipativas são desprezadas; • o momento de inércia do disco em relação ao eixo central é Imagem associada para resolução da questão
Nesse contexto, determine a velocidade angular ω do conjunto imediatamente após o impacto e assinale a alternativa correta. 
Alternativas
Q4091201 Física
Durante uma perícia balística, um físico foi solicitado a analisar o impacto de um projétil de massa m contra uma porta metálica homogênea de massa M, largura L, inicialmente em repouso e presa por dobradiças ideais ao longo de uma de suas extremidades verticais (com atrito desprezível nas dobradiças). O projétil incide horizontalmente com velocidade v, atinge a porta a uma distância d do eixo das dobradiças e ricocheteia, retornando na mesma direção, porém com velocidade de módulo u.
Durante o curto intervalo de colisão:
• despreza-se o peso; • a reação nas dobradiças pode exercer impulso linear; • não há torque impulsivo externo em relação ao eixo das dobradiças; • o projétil não permanece na porta.
Considere que a porta pode girar livremente em torno do eixo das dobradiças e que seu momento de inércia em relação a esse eixo é I.
Após o impacto, a porta adquire velocidade angular ω.
Com base nas leis de conservação apropriadas, determine a expressão correta para ω imediatamente após o impacto e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4091200 Física
A figura a seguir representa um sistema no qual um cilindro homogêneo maciço, de massa m, comprimento L e raio r, encontra-se inicialmente em repouso sobre uma plataforma horizontal situada a uma altura h acima do ponto mais baixo de um loop circular de raio R.
Figura – Bloco sendo impulsionado para a direta por uma mola presa à parede, induzido a percorrer uma trajetória circular de raio R 
Imagem associada para resolução da questão

O cilindro é impulsionado por uma mola ideal de constante elástica k, inicialmente comprimida de uma distância x. Após ser liberado, o cilindro percorre a pista e entra no loop circular, rolando sem deslizamento ao longo de todo o percurso. Considere que:
• a pista é rígida e não há deslizamento entre o cilindro e a pista; • não há forças dissipativas (o atrito é apenas estático e não realiza trabalho); • o eixo do cilindro é perpendicular ao plano da figura; • a aceleração da gravidade é g; • o momento de inércia do cilindro em relação ao seu eixo central é I = (1/2) m r²; • a altura h indicada na figura corresponde à altura inicial do centro de massa do cilindro em relação à base do loop; • o raio R refere-se ao raio geométrico da trajetória circular do centro do cilindro dentro do loop.
Com base nessas informações, determine a compressão mínima xmin da mola para que o cilindro complete o loop sem perder contato no ponto mais alto e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4091199 Física
Em uma olimpíada científica, um foguete experimental percorre um trilho retilíneo inclinado, de comprimento L, que faz ângulo θ com a horizontal. Durante o movimento no trilho, o empuxo médio pode ser considerado constante e atua ao longo do trilho, no sentido ascendente. Considere:
• massa do foguete: m; • empuxo médio ao longo do trilho: F; • coeficiente de atrito cinético entre foguete e trilho: μ; • aceleração da gravidade: g; • o foguete parte do repouso na base do trilho; • cabos/atuadores não existem, apenas empuxo, peso, normal e atrito; • despreze resistência do ar e variações de massa.
Com base nessas informações, determine, em termos das variáveis dadas, a velocidade v do foguete ao sair do trilho e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4091198 Física
Em um laboratório de instrumentação, um carrinho desloca-se ao longo de uma guia retilínea no sentido positivo do eixo x. Um atuador aplica uma força de módulo variável, mas, devido a um desalinhamento fixo, a força faz um ângulo constante de 60° com o eixo x.
O módulo da força depende da posição x (em metros), de acordo com a seguinte equação:
F(x) = 4 − x
O carrinho se desloca de x = 0 até x = 6 m.
Tendo isso em vista, determine o trabalho realizado pela força do atuador nesse deslocamento e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4091197 Física
Incomodada com seu peso, uma estudante de Psicologia, cuja massa é 70 kg, comenta com um colega do curso de Física que gostaria de “diminuir sua massa”. O colega explica que, embora a massa não dependa do movimento, a leitura de uma balança pode variar quando a pessoa está em um sistema acelerado. Curiosa, ela decide testar a ideia. Entra em um elevador levando uma balança digital comum, que mede a força normal exercida sobre ela e a converte em “massa”. Durante a descida, ocorre uma falha mecânica e o elevador passa a descer com aceleração constante de 3,0 m/s² para baixo. Desprezando oscilações e considerando g = 10 m/s², qual valor de “massa” será indicado pela balança nesse instante?
Alternativas
Q4091196 Física
Em um laboratório de mecânica, uma equipe calibra um modelo simples de desaceleração por atrito usando uma rampa de ensaio. Um bloco é impulsionado para subir ao longo do plano inclinado e sua velocidade é medida na base por sensores. O plano inclinado faz ângulo θ = 30° com a horizontal. O bloco desliza sem rolar ao longo do plano, e o atrito é cinético, com coeficiente μ = 0,30. A aceleração da gravidade pode ser considerada g = 10 m/s².
Definições:
v (t): velocidade do bloco ao longo do plano, no instante t, tomada positiva no sentido de subida do plano; • v0: velocidade inicial ao longo do plano no instante t = 0; • t: intervalo de tempo contado a partir do instante em que o bloco cruza a base do plano; • θ: ângulo do plano com a horizontal; • μ: coeficiente de atrito cinético; • g: aceleração da gravidade.
No instante t = 0, ao cruzar a base do plano, o bloco tem velocidade inicial v0 = 12 m/s, dirigida no sentido de subida do plano. Despreze resistência do ar e considere o plano rígido. Admitindo que sen (30°) = 0,5 e cos (30°) ≈ 0,9, assinale a alternativa que apresenta a velocidade aproximada do bloco ao longo do plano após t = 1s de movimento.
Alternativas
Q4091195 Física
Em uma ação judicial envolvendo acidente ocorrido em pista de testes automotivos, o juízo determinou a realização de perícia física com objetivo exclusivo de verificar a coerência entre a velocidade registrada e a carga dinâmica medida no trecho onde ocorreu o evento. O trecho da pista analisado consiste em um arco de circunferência contido em um plano vertical, de raio constante R, conforme ilustra a figura a seguir. No instante considerado, o veículo encontra-se exatamente no ponto mais baixo geométrico desse arco. A velocidade do veículo nesse ponto é tangencial à trajetória e tem módulo v.
Figura – Diagrama ilustrativo do movimento automotivo na coordenada investigada
Imagem associada para resolução da questão
A análise dinâmica deve ser feita para o movimento do centro de massa do veículo. Admita que, para a precisão requerida, as dimensões do veículo e a altura do centro de massa podem ser desprezadas quando comparadas a R. Considere ainda a pista rígida e despreze resistência do ar e oscilações da suspensão.
No ponto mais baixo, há uma plataforma instrumentada que mede a força normal N exercida pelo veículo sobre a pista. O sistema eletrônico da plataforma não exibe N em newtons: ele exibe um valor em quilogramas, chamado aqui de massa indicada mi, definido pela seguinte equação:
mi = N / g
Ou seja, mi é o valor numérico obtido ao dividir o módulo da força normal pelo módulo da aceleração gravitacional g.
Durante a medição foram registrados:
mi = 1500 kg • R = 10 m • v = 7,0 m/s • g = 9,8 m/s²
Com base nessas informações, determine a massa real do veículo e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4090769 Física

Considerando que a aceleração é a variação da velocidade pelo tempo e que a velocidade, por sua vez, é a variação do espaço pelo tempo, qual é a aceleração de um móvel cuja função horária do espaço é S(t) = 23 - 24t + 4t2?


(Obs.: utilize unidades de medidas do SI).

Alternativas
Q4090706 Física
O laboratório de hidráulica do IFCE está calibrando um sensor de pressão instalado na parede de um reservatório aberto contendo água em repouso. O sensor foi instalado a 3,0 m abaixo da superfície livre. Durante a calibração, um técnico comentou que o valor indicado poderia depender de propriedades do fluido e da posição do sensor.

Com base nessa situação, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4090705 Física
Em relação à equação de Bernoulli, assinale a alternativa correta. 
Alternativas
Q4090228 Física
Se considerarmos que um raio se comporta como uma corrente que desce por um fio retilíneo, é possível encontrar o valor da intensidade de campo magnético gerado em função da distância do evento. Ainda, considerando que praticamente todos os celulares da atualidade possuem sensores magnéticos, pode-se imaginar que, a certa distância, daria para detectar uma anomalia no campo devido a um raio por meio do celular. Considerando que um raio com intensidade de corrente média formou um canal condutor vertical com uma corrente de 30 kA e que a variação mínima que um sensor magnético de um celular pode sentir é de 1 μT, a qual distância máxima um celular (em repouso) poderia detectar a anomalia do campo causada pelo raio? 
Considere μ0 = 4π 10-7 
Alternativas
Q4090227 Física
Uma bobina do tipo solenoide, núcleo a ar, foi enrolada a partir do terminal positivo, em sentido anti-horário, terminando no terminal negativo, como mostrado na figura (a) a seguir. A constante de tempo da bobina é da ordem de ms. Certa densidade de fluxo magnético B passa pelo plano de corte da bobina de forma perpendicular e possui variação temporal, como mostra a figura (b) a seguir.
                                                        Imagem associada para resolução da questão

Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta a forma de onda de tensão Vbob medida nos terminais da bobina utilizando um osciloscópio.
Alternativas
Q4090223 Física
Em um projeto de cubesat universitário, a equipe de controle de atitude especificou a necessidade de o sistema de controle possuir magnetorqueadores (MTQ) de momento magnético 0,30 Am2 e núcleo a ar. A equipe responsável por projetar o MTQ fez uma bobina de perfil quadrado com aresta (L) de 6 cm, 250 espiras (n), corrente (I) de 100 mA, que ao final resultou em um torque medido de 0,09 Am2. Para obter o momento magnético mínimo especificado no projeto, a bobina deveria possuir: 
Alternativas
Respostas
41: D
42: A
43: C
44: A
45: E
46: B
47: C
48: B
49: E
50: A
51: D
52: B
53: C
54: B
55: A
56: D
57: A
58: C
59: B
60: X