Questões de Concurso Sobre física

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Q3564447 Física
Uma carga elétrica pontual q > 0 se encontra no centro geométrico de uma superfície gaussiana cilíndrica de altura 2L e raio a. Sabendo que ε0 é a permissividade elétrica do meio em todo o espaço e que as grandezas são expressas no sistema internacional de unidades, analise as assertivas abaixo: 


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Alternativas
Q3564446 Física
No artigo intitulado “A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”, de 1865, James Clerk Maxwell formulou inicialmente 20 equações para descrever os campos elétricos e magnéticos na natureza. Foram Oliver Heaviside e Heinrich Hertz que, duas décadas após a morte de Maxwell, as simplificaram em quatro, conhecidas hoje como: Lei de Gauss para eletricidade, Lei de Gauss para magnetismo, Lei de Faraday e Lei de Ampère-Maxwell. Essas equações relacionam os vetores campo elétrico e campo magnético e suas fontes, como cargas elétricas e correntes. Considerando as quatro equações de Maxwell, é possível demonstrar que campos elétricos E(r,t) e magnéticos B(r,t) dependentes do espaço e tempo, no espaço vazio, satisfazem equações de onda, cuja velocidade de propagação é dada por 1 / √µ0ε0, onde ε0 e µ0 são a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética do vácuo, respectivamente. Sobre esse conjunto de equações, assinale a alternativa INCORRETA. 
Alternativas
Q3564445 Física
Processos termodinâmicos podem ser estendidos a partículas relativísticas, como um gás de fótons. Considere, por exemplo, uma radiação eletromagnética inicialmente confinada em uma cavidade de volume V, a qual está em equilíbrio térmico com as paredes da cavidade a uma temperatura T. Essa radiação se comporta como um gás de fótons, cuja energia interna é dada por



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Alternativas
Q3564444 Física
Em um recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado termicamente, uma quantidade de água de massa mA = 80 g encontra-se inicialmente a uma temperatura inicial TA = 60 °C. Um cubo de gelo com massa mB = 20 g a T0 = 0 °C é introduzido no interior do recipiente. Sabe-se que o calor específico da água é c = 1,0 cal/g °C e o calor latente de fusão do gelo a 0 °C é L = 80 cal/g. Qual é a variação de entropia total do sistema ao atingir o equilíbrio térmico em unidades de cal ⋅ K−1?
Alternativas
Q3564443 Física
Um satélite artificial orbita a Terra em uma trajetória elíptica sob efeito apenas da força gravitacional. O satélite passa pelo perigeu P (ponto mais próximo à Terra) com velocidade vp e pelo apogeu A (ponto mais afastado da Terra) com velocidade va. A velocidade do satélite em um ponto Y, localizado na linha que passa pela Terra e perpendicular ao eixo maior da elipse, é denotada por v. É correto afirmar que o módulo da velocidade v no ponto Y, em termos de vp e va, é expresso por: 


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Q3564442 Física
Dois blocos (1 e 2) de massas iguais a m = 0,5 kg são conectados a três molas que estão posicionadas entre duas paredes, conforme ilustrado na figura abaixo. A constante elástica das duas molas externas é k = 2,0 N/m, e a constante elástica da mola do meio k0 = 8,0 N/m. As molas têm massa desprezível e satisfazem à lei de Hooke. Sabe-se também que quando os blocos se encontram simultaneamente em suas respectivas posições de equilíbrio, as molas não apresentam qualquer deformação. Considere que x1(t) e x2(t) denotam os deslocamentos dos blocos da esquerda e da direita, respectivamente, em relação às suas posições de equilíbrio. No instante inicial t = 0, ambos os blocos 1 e 2 são soltos a partir do repouso nas posições x1 (0) = 10 cm e x2 (0) = 0, respectivamente. Assinale a alternativa que representa a posição dos blocos como função do tempo medido em unidades do sistema internacional.



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Q3564441 Física
No experimento de Henry Cavendish, de 1797, foi utilizada uma balança de torção para determinar o valor da constante gravitacional G da lei da gravitação universal de Newton. Considere uma balança de torção composta por uma barra de massa desprezível e comprimento L, suspensa horizontalmente pelo seu centro por um fio de torção vertical. Duas pequenas esferas de massa igual a m estão presas em cada extremidade da barra. No primeiro passo do experimento, observa-se que, quando a barra é girada com um pequeno ângulo, torcendo o fio, e depois solta, o pêndulo de torção resultante sofre movimento harmônico simples com um período T. Em seguida, após o pêndulo ser parado e estar em sua posição de equilíbrio, um par de esferas grandes de massa igual a M são colocadas em lados opostos da barra, cada uma próxima a uma das massas m. Devido à atração gravitacional apenas entre cada par de massas, a barra é observada girando por um pequeno ângulo θ e depois parar nessa posição, com cada massa M a uma distância D da massa m correspondente. Determine uma expressão para G em termos das variáveis dadas no problema. 


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Q3564440 Física
Considere uma partícula de massa m, que se move com velocidade v0, e realiza uma colisão inelástica unidimensional com outra partícula de massa M, inicialmente em repouso. O coeficiente de restituição do material constituinte das partículas é denotado por ε. Considerando que a razão das massas das partículas é M/m = λ, analise as assertivas abaixo: 
I. A velocidade da partícula de massa m após a colisão é v = v0(1 − ϵλ)/(1 + λ).
II. A velocidade da partícula de massa M após a colisão é V = v0(1 + ϵ)/(1 + λ).
III. A razão entre a energia cinética adquirida pela partícula de massa M e a energia cinética inicial da partícula de massa m é λ(ε + 1)/(λ + 1).

Quais estão corretas? 
Alternativas
Q3564439 Física
Um pêndulo físico, constituído por uma placa fina e homogênea em forma de um setor circular de raio R e ângulo central α, está suspenso verticalmente no centro 0 do disco de origem, conforme ilustrado na figura abaixo. O pêndulo é deslocado por um ângulo θ em relação à vertical e, em seguida, abandonado a partir do repouso para oscilar. A oscilação ocorre no plano que coincide com a superfície da placa. A aceleração local da gravidade é g, e possíveis atritos são desprezíveis. Assinale a alternativa que apresenta a expressão correta para a frequência angular ω de pequenas oscilações do pêndulo físico. 


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Q3564438 Física
Um projétil de massa m é lançado verticalmente para cima a partir da posição z = 0 com uma velocidade inicial v = v0z^ (v0 > 0) no instante de tempo t = 0. Além da força gravitacional, atua sobre o projétil uma força de resistência do ar, cujo módulo é proporcional à velocidade. Essa força de resistência é representada por F = −βmv, onde β é uma constante positiva denominada aqui de parâmetro de amortecimento. A aceleração da gravidade g = −gz^ é constante. Nesse sentido, é correto afirmar que o trabalho realizado pela força de resistência F, desde o instante de lançamento, t = 0, até o instante de tempo em que o projétil atinge a altura máxima, é dado por: 
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Q3564437 Física
Uma prancha de madeira, com comprimento L = 1,0 m e massa m = 0,4 kg, possui um cilindro maciço e homogêneo de aço, com massa M = 0,6 kg, localizado na extremidade direita da prancha. O sistema está em repouso sobre um plano horizontal liso. Uma força constante F = (20 N) ^x é aplicada à prancha, fazendo com que os objetos comecem a se mover acelerados. O cilindro rola suavemente, sem escorregar, sobre a prancha, devido à presença de atrito entre eles. Desprezando o atrito entre a prancha e a superfície horizontal, bem como qualquer força de resistência do ar, determine o intervalo de tempo, em segundos, que o cilindro levará para cair da prancha, ou seja, para atingir a extremidade oposta e deixar de estar em contato com ela.


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Q3564436 Física
Uma pequena caixa de massa m está em repouso sobre um plano inclinado que faz um ângulo θ com a direção horizontal. A caixa é puxada para cima por uma força constante F que forma um ângulo φ, com a direção do plano inclinado na condição 0 < φ < π/2 − θ. Existe atrito entre as superfícies da caixa e do plano, cujo coeficiente de atrito estático é μ. A aceleração local da gravidade é g. Considerando o sistema de coordenadas retangulares 0xy, onde o 0x é paralelo ao plano inclinado e aponta no sentido da subida do plano, conforme ilustrado na figura abaixo, determine a expressão da força Fm de intensidade mínima que torna possível a caixa se encontrar na situação da iminência de escorregar no sentido rampa acima.

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Q3552138 Física
A densidade de um material é definida pela razão entre sua massa e seu volume. Um cientista confeccionou dois blocos, um de vidro e o outro de chumbo. Ele mede que o volume do bloco de chumbo tem metade do volume do bloco de vidro e que o bloco de vidro tem metade da massa do bloco de chumbo. Nessas condições, pode-se dizer que a razão entre a densidade do bloco de vidro e do bloco de chumbo é: 
Alternativas
Q3541149 Física
Um carro de massa m trafega em uma curva sobrelevada com raio R e inclinação θ em relação à horizontal. A estrada tem coeficiente de atrito estático µ entre os pneus e o asfalto. Determine a expressão para a velocidade máxima que o carro pode atingir sem derrapar, considerando que o atrito pode atuar tanto ajudando a manter o carro na curva quanto impedindo-o de escorregar para fora, e assinale a alternativa correta.
Use g para a aceleração gravitacional.
Alternativas
Q3541148 Física
Duas cargas puntiformes idênticas e positivas, de módulo Q = 4μC, estão fixas nos vértices de um triângulo equilátero de lado 40 cm. No terceiro vértice, é colocada uma carga negativa q = −1μC de massa 10 mg, que inicialmente está em repouso. Ao ser liberada, essa carga começa a se mover devido à força elétrica resultante das duas cargas fixas. Desprezando qualquer atrito e considerando apenas as interações eletrostáticas, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta a(s) correta(s).

I. A velocidade máxima da carga de prova é aproximadamente 190 m/s.
II. A carga de prova atinge sua velocidade máxima onde o potencial elétrico é nulo.
III. O movimento da carga de prova é um movimento harmônico simples.
IV. Se aumentarmos o módulo da carga negativa de prova, sua velocidade máxima também aumentará. 
Alternativas
Q3541147 Física
Um bloco de 400 g está conectado a uma mola fixada a um suporte e repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito. Um segundo bloco, de 100 g, desloca-se com velocidade desconhecida e colide com o primeiro bloco, unindo-se a ele. Após o impacto, o sistema resultante passa a oscilar em movimento harmônico simples. A aceleração máxima do sistema após a colisão é 10 m/s2 . Sabendo que a constante elástica da mola é 200 N/m, assinale a alternativa que apresenta a velocidade do bloco de 100 g antes da colisão.
Alternativas
Q3541146 Física
Durante um teste de dirigibilidade em uma pista circular, um engenheiro automotivo analisa o comportamento das rodas de um carro ao fazer uma curva. O carro possui um eixo dianteiro com largura de 1,6 m e segue uma trajetória curva de raio 100 m, medido a partir do centro da curva até o ponto médio entre as rodas dianteiras.
Suponha que o carro execute um giro completo (360°) ao redor desse centro. Quantas voltas a mais a roda externa dará em relação à roda interna durante essa curva, aproximadamente?
Alternativas
Q3541145 Física
Um pêndulo simples é composto por um fio de comprimento L0 e uma esfera presa ao final do fio. À temperatura inicial, o período do pêndulo é T0. Ao sofrer uma variação de temperatura Δθ, seu comprimento passa a ser LF e o período passa a ser TF. Considerando α o coeficiente de dilatação do material constituinte do fio e g a aceleração da gravidade local, determine a expressão para a variação de temperatura Δθ e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q3541144 Física
Um objeto está a uma distância p da face refletora de um espelho esférico côncavo de distância focal f, produzindo uma imagem real de tamanho i. Para a imagem tornar-se virtual e de tamanho 2i, o objeto deve se aproximar do espelho e se posicionar a uma distância do vértice igual a
Alternativas
Q3541143 Física
Em um circuito elétrico, cinco resistores são conectados em série, formando uma progressão aritmética (PA) de razão r = 4 Ω. O menor resistor da sequência tem resistência de R. Esse conjunto de resistores em série é então conectado em paralelo com outro resistor de 70 Ω, formando um circuito alimentado por uma fonte de 140 V. Assim, a corrente fornecida pela fonte é de 4 A. Com base nessas informações, determine o valor da resistência R e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Respostas
1721: B
1722: E
1723: A
1724: E
1725: D
1726: A
1727: B
1728: D
1729: C
1730: E
1731: C
1732: B
1733: E
1734: A
1735: E
1736: E
1737: A
1738: C
1739: C
1740: A