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Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110988
Física
Em 1803 Thomas Young deu uma grande contribuição
ao estudo da Luz apresentando seus resultados sobre
difração de luz em uma fenda dupla. Na imagem abaixo
vemos um desenho de Young retratando o fenômeno.
Na imagem imediatamente abaixo vemos a imagem da
difração e interferência da luz de um laser que incide
sobre um fio de cabelo. 
Considere as afirmações abaixo.
I. Young representou em seu desenho ondas na superfície
da água, representando as cristas utilizando como
analogia do fenômeno ocorrido com a luz.
II. Se a distância entre as fendas diminuir, a distância entre
as interferências destrutivas aumenta. III. A distância entre as interferências destrutivas pode ser
utilizada para determinar a espessura do fio de cabelo.
IV. Quanto maior a distância das fendas ao anteparo que
projeta as franjas de difração, menor a distância entre
pontos de interferência destrutiva.
São verdadeiras as afirmações:
Considere as afirmações abaixo.
I. Young representou em seu desenho ondas na superfície
da água, representando as cristas utilizando como
analogia do fenômeno ocorrido com a luz.
II. Se a distância entre as fendas diminuir, a distância entre
as interferências destrutivas aumenta. III. A distância entre as interferências destrutivas pode ser
utilizada para determinar a espessura do fio de cabelo.
IV. Quanto maior a distância das fendas ao anteparo que
projeta as franjas de difração, menor a distância entre
pontos de interferência destrutiva.
São verdadeiras as afirmações:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110987
Física
Fornos de Microondas operam com radiação
na frequência de 2450MHz (megahertz, M =106
)
que consegue excitar eficientemente o espectro
rotovibracional da água. Além disso eles são
construídos de maneira que se estabeleça em seu
interior ondas estacionárias, assim um material
como chocolate colocado no interior do forno ao
ser retirado exibe o padrão de furos como se vê na
imagem abaixo. Os furos indicam os locais onde o
valor do campo elétrico da radiação é mais intenso
(ventres consecutivos). 
A partir da distância entre os furos observado na imagem
acima podemos obter uma medida para a velocidade da
luz. O erro entre valor para a velocidade da luz obtido
no experimento retratado na figura com respeito ao
valor padrão de 3 x 108
m/s é aproximadamente:
A partir da distância entre os furos observado na imagem
acima podemos obter uma medida para a velocidade da
luz. O erro entre valor para a velocidade da luz obtido
no experimento retratado na figura com respeito ao
valor padrão de 3 x 108
m/s é aproximadamente:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110986
Física
Considere um circuito feito com uma bobina didática
de alguns centímetros de raio e altura com milhares de
voltas de fio de cobre ligada em série a uma lâmpada
de 40W na tomada doméstica (AC) de 127V/60Hz.
Considere as afirmações abaixo.
I. A lâmpada acende mais forte se ela é ligada sem a
bobina.
II. O número de voltas de fio na bobina é indiferente à
intensidade do campo magnético gerado.
III. Ao aproximar um imã da bobina se poderá sentir a
oscilação elétrica de 60Hz.
IV. O uso de duas lâmpadas faria com que a corrente
alternada ficasse menos intensa.
Estão corretas as afirmativas:
Estão corretas as afirmativas:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110985
Física
Uma espira quadrada de 20cm de lado é posta para
girar com velocidade angular constante em torno de
seu eixo (conforme diagrama, em torno do eixo z). Na
região há apenas o campo magnético da Terra, uniforme
e de intensidade 20 μT (microtesla, μ = 10-6) na direção
x do sistema de eixos. Assim, área exposta ao campo
magnético evolui segundo A = 0,04 sin(ωt) [m2
]. 
Assinale a alternativa que apresenta qual deve ser a
frequência angular da rotação do aro para que a tensão
de pico na espira seja 1V:
Assinale a alternativa que apresenta qual deve ser a
frequência angular da rotação do aro para que a tensão
de pico na espira seja 1V:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110984
Física
Corrente elétrica produz campo magnético. Esta é uma
das leis do eletromagnetismo conhecidas como Lei de
Ampère. Para fos longos o campo magnético tem linhas
de campo circulares, concêntricas ao fo e alicates que
medem o campo magnético podem ser utilizados para
medir a corrente em fos. Considere um alicate com
raio com cerca de 4 cm posicionado sobre uma linha de
campo magnético gerada por um fo que é percorrido
por corrente de 1 A. A constante magnética do ar é
semelhante à do vácuo, 4π x 10-7 H/m. A intensidade
do campo magnético que será medida pelo dispositivo
será de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110983
Física
Um pêndulo simples ideal, com fio isolante de massa
desprezível, carregado com carga positiva realiza seu
movimento sem forças resistivas numa região onde há
um campo magnético uniforme conforme o diagrama
abaixo. Desconsidere ainda as perdas por irradiação.
Considere as afirmações abaixo. I. A tensão no fio oscilará em torno do valor de repouso, nos pontos de retorno, dada pela componente da força peso na direção do fio. II. A força magnética é ortogonal à trajetória do corpo. III. O período do pêndulo não será afetado pela presença do campo magnético.
IV. A força magnética estará na direção vertical.
Estão corretas as afirmativas:
Considere as afirmações abaixo. I. A tensão no fio oscilará em torno do valor de repouso, nos pontos de retorno, dada pela componente da força peso na direção do fio. II. A força magnética é ortogonal à trajetória do corpo. III. O período do pêndulo não será afetado pela presença do campo magnético.
IV. A força magnética estará na direção vertical.
Estão corretas as afirmativas:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110982
Física
Descargas elétricas no ar seco ocorrem a tensões
superiores a 30 kV (rigidez dielétrica). Para um arranjo
de dois planos carregados com área de 1 cm²
a uma
distância de 1 cm e apenas ar entre os planos temos
uma capacitância de cerca de C = 9 x 10-14 F. Por sua
vez a energia armazenada em capacitores é dada pela
expressão U = CV²
/2. A energia disponível em uma
descarga neste capacitor é de cerca de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110981
Física
Para além das unidades fundamentais introduzidas
da mecânica, no eletromagnetismo temos unidades
como C (coulomb), V (volt), A (ampère), F (farad), T
(tesla), H (henry), Ω(ohm). Considere as afirmações
abaixo envolvendo as unidades físicas acima além de
m (metro), s (segundo), J (joule).
I. T = Js/(m²
C)
II. V = Tm²
/s
III. H = Tm² /A
IV. CV = J
São verdadeiras as relações:
São verdadeiras as relações:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110980
Física
Considere o circuito elétrico abaixo com os resistores R1 a R4 ligados a uma fonte de tensão V. R1 = 40Ω, R3 = 80Ω. R2=R4 = R.
Para que com a chave na “posição A” a corrente que
circula pelo circuito seja o dobro da corrente obtida
com a chave na “posição B” qual das relações abaixo
deve ser satisfeita para R.
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110979
Física
Um experimento didático popular consiste em se
construir “pilhas de limão” (ou de batata) para ligar
diodos emissores de luz (LED). Emprega-se comumente
eletrodos de zinco e cobre. Suponha que um circuito
com 4 limões em série que tenha voltagem de circuito
aberto de 2,0 V consegue acender um LED. Com esse
circuito em funcionamento a tensão sobre o LED é
medida em 1,5 V com um multímetro com corrente
0,01 A. A resistência interna total e a corrente de curto
circuito deste gerador de 4 limões são, respectivamente
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110978
Física
A velocidade de deriva de elétrons que participam da
corrente elétrica no interior de um condutor é muito
mais baixa que a própria velocidade do movimento
térmico (velocidade de Fermi da ordem de 103
m/s) e,
evidentemente, muito mais baixa do que a velocidade
da luz (da ordem de 108
m/s).
A corrente elétrica pode ser relacionada com densidade
de elétrons livres do fio, que para o cobre é de 8,5×1028
elétrons por metro cúbico, da área de seção do fio e da
carga elementar do elétron, 1,6×10−19C em módulo. Assim,
considere um fio de diâmetro de 2,0 mm percorrido
por uma corrente de 1,6 A. Considere π = 3. O fluxo em
volume/tempo é calculado pelo produto velocidade x
área para corrente uniforme que atravessa a seção reta. A
velocidade dos portadores de carga estará na escala de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110977
Física
O consumo energético primário da humanidade
(energia extraída das fontes entre elas, por exemplo,
petróleo, carvão, gás e fontes renováveis) é estimado
hoje estar por volta de 500EJ por ano (E, exa, 1018). Por
sua vez a energia solar total irradiada anualmente sobre
o planeta terra é de cerca de 4x106
EJ.
Em caráter de comparação de escala, se utilizássemos
cada uma dessas duas quantidades anuais de energia
separadamente (consumo primário da humanidade e
solar) para aquecer idealmente toda a água disponível
na Terra, de cerca de 1 x 109
km3
(considerando que
estivesse em estado líquido com calor específico
de 4J/gºC, densidade d=1000kg/m3
), a elevação da
temperatura da água seria da ordem de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110976
Física
O máximo trabalho, e portanto a máxima eficiência,
que se consegue extrair de uma máquina térmica é
obtido pelo ciclo de Carnot que teria eficiência 100%
apenas se o reservatório térmico frio estivesse a 0K
(a impossibilidade disso é conhecida como segunda
Lei da Termodinâmica). O emprego prático do ciclo de
Carnot é inviabilizado de aplicações em virtude das
trocas de calor entre a fonte quente e a fonte fria se
darem em processos isotérmicos que acabam limitados
pelo excessivo tempo que demandariam.
A máxima eficiência acessível de uma máquina térmica
operando entre os reservatórios de temperatura a 27ºC
e 127ºC é
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110975
Física
Em meados do século XVIII o conceito de calor especifico
e de calor latente não estavam ainda formulados, tarefa
que foi resolvida entre 1761 e 1772 com trabalhos dos
físicos Joseph Black e Johan Carl Wilcke. Por volta de
1749 predominava a expectativa de que a temperatura
de equilíbrio térmico sempre estaria na proporção das
massas ou dos volumes das substâncias, sem menção
à essa característica intrínseca dos materiais.
“Conforme demonstrou o químico escocês Joseph Black (1728 - 1799) em uma de suas célebres experiências (…) em 1757, ao misturar água a 78ºC com a mesma quantidade de gelo a 0ºC, observou que o gelo se fundiu todo mantendo-se, no entanto, em 0ºC.”
“A crônica do Calor: Calorimetria”, J.M.F. Bassalo, Revista Brasileira do Ensino de Física, Vol. 14 (1), 1992, p. 29.
Em experimentos de calorimetria são comuns desvios sensíveis entre valores observados e calculados com modelos ideais. Considerando o experimento de Black narrado por Bassalo segundo o modelo ideal em que há apenas trocas de calor entre a água, calor específico de 1 cal/gºC, e o gelo, calor latente de fusão de 80 cal/g, assinale a alternativa que representaria a expectativa teórica ideal.
“Conforme demonstrou o químico escocês Joseph Black (1728 - 1799) em uma de suas célebres experiências (…) em 1757, ao misturar água a 78ºC com a mesma quantidade de gelo a 0ºC, observou que o gelo se fundiu todo mantendo-se, no entanto, em 0ºC.”
“A crônica do Calor: Calorimetria”, J.M.F. Bassalo, Revista Brasileira do Ensino de Física, Vol. 14 (1), 1992, p. 29.
Em experimentos de calorimetria são comuns desvios sensíveis entre valores observados e calculados com modelos ideais. Considerando o experimento de Black narrado por Bassalo segundo o modelo ideal em que há apenas trocas de calor entre a água, calor específico de 1 cal/gºC, e o gelo, calor latente de fusão de 80 cal/g, assinale a alternativa que representaria a expectativa teórica ideal.
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110974
Física
A hidreletricidade ocupa posição central na matriz
energética brasileira. A usina de Itaipu em particular
é a maior usina hidrelétrica em operação no país e
conta com um desnível (em relação às turbinas) para
seu nível máximo de cerca de 200 m. A densidade
da água é de 1kg/litro, admitindo o caso com o
reservatório em sua capacidade máxima e que não
houvesse perda de energia na cadeia de transformação
da energia potencial da água em energia elétrica e no
seu transporte ao local de consumo, a quantidade de
litros de água que precisaria atravessar as turbinas da
usina para abastecer a energia elétrica consumida por
um chuveiro de 7500W operando a 80% de sua potência
máxima durante um banho de 10min é de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110973
Física
James P. Joule em junho de 1849 publicou o trabalho
sob o título On the mechanical equivalent of Heat (Sobre
o equivalente mecânico do calor), encaminhando de
maneira determinante o estabelecimento da Lei da
Conservação da Energia em meados do século XIX.
Em sua última conclusão após a série de experimentos
Joule escreve:
[Conforme demonstrado pelos experimentos contidos neste trabalho:] A quantidade de calor capaz de aumentar a temperatura de uma libra de água [0,45kg] de 1ºF necessita para sua realização uma quantidade de energia mecânica correspondente àquela disponível na queda de uma massa de 772 libras [350kg] a uma distância de um pé [30,5cm].
Adaptado de James Prescott Joule Philosophical Transactions of the Royal Society of London Vol. 140 (1850), pp. 61-82.
Por definição a unidade caloria que foi inventada para medir calor tinha como referência o calor específico da água, c =1 cal/gºC. Ao passo que joule é a unidade derivada para energia na mecânica. A equivalência entre duas quantidades físicas só pode se dar se elas puderem ser convertidas uma na outra. Dados: pontos do gelo e do vapor na escala Farenheit, respectivamente: 32ºF e 212ºF, considere g=10m/s² . A conclusão de Joule leva aproximadamente a:
[Conforme demonstrado pelos experimentos contidos neste trabalho:] A quantidade de calor capaz de aumentar a temperatura de uma libra de água [0,45kg] de 1ºF necessita para sua realização uma quantidade de energia mecânica correspondente àquela disponível na queda de uma massa de 772 libras [350kg] a uma distância de um pé [30,5cm].
Adaptado de James Prescott Joule Philosophical Transactions of the Royal Society of London Vol. 140 (1850), pp. 61-82.
Por definição a unidade caloria que foi inventada para medir calor tinha como referência o calor específico da água, c =1 cal/gºC. Ao passo que joule é a unidade derivada para energia na mecânica. A equivalência entre duas quantidades físicas só pode se dar se elas puderem ser convertidas uma na outra. Dados: pontos do gelo e do vapor na escala Farenheit, respectivamente: 32ºF e 212ºF, considere g=10m/s² . A conclusão de Joule leva aproximadamente a:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110972
Física
A “Lei de resfriamento de Newton” consiste de um
modelo simples para a dinâmica da temperatura T
de um corpo inicialmente a uma temperatura T0
, que
troca calor com o ambiente, a uma temperatura TR
< T0
, em uma taxa proporcional apenas à diferença
entre a temperatura do corpo e do meio exterior. A
taxa de condução do calor entre o corpo e o meio que
depende de características físicas como a superfície
de contato entre o corpo e o meio é contabilizada em
termos efetivos pela constante positiva k. A equação
do modelo está representada na imagem abaixo. No
gráfico temos o resultado do experimento conduzido
para uma pequena quantidade de glicerina (10 cm³
) em
um tubo de ensaio a uma temperatura inicial T0
=100ºC
sendo a temperatura do ambiente TR = 21ºC. O perfil
observado é aproximadamente exponencial. 
Considerando 1/e = 0,37. O valor da constante k para
esse experimento é de aproximadamente:
Considerando 1/e = 0,37. O valor da constante k para
esse experimento é de aproximadamente:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110971
Física
A variação do volume de bolhas de ar em um meio
líquido como o sangue depende da pressão do meio
externo sobre as paredes da bolha e está associada a
problemas graves de saúde como a embolia pulmonar
gasosa, e consiste de um problema muito estudado na
literatura médica, biológica e biofísica.
Considere que pequenas bolhas de gás ideal são
formadas no fundo de um recipiente com uma coluna
de água de 20cm. Ao se desprenderem do fundo irão
pela ação do empuxo serem trazidas à superfície que
está à pressão de 1atm = 105
Pa. Considere a densidade
da água de 1000 kg/m³
e g = 10m/s²
. A temperatura do
fluido ao longo do recipiente é constante. O aumento
percentual no volume da bolha será de:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110970
Física
Considere uma barragem plana como a do esquema da
Figura. 
O elemento diferencial da força exercida pelo fuido a
uma altura z em relação ao fundo segue a expressão dF
= p(z)dA, com dA = Ldz (elemento de área da barragem
de largura L). A pressão p(z) é dada pela lei (ou teorema)
de Stevin. A partir da integração da força ao longo da
coordenada z de z=0 até a altura da coluna d’água, z=h
temos a força total exercida pela coluna de água de
altura h sobre a barragem.
Considere uma barragem de comprimento L=20m,
h=20m, e os valores de densidade da água de d=1000kg/
m³
e g=10m/s²
. A expressão matemática da força total
sobre a barragem devida a coluna d’água e seu valor
físico para essa particular barragem são dados por:
O elemento diferencial da força exercida pelo fuido a
uma altura z em relação ao fundo segue a expressão dF
= p(z)dA, com dA = Ldz (elemento de área da barragem
de largura L). A pressão p(z) é dada pela lei (ou teorema)
de Stevin. A partir da integração da força ao longo da
coordenada z de z=0 até a altura da coluna d’água, z=h
temos a força total exercida pela coluna de água de
altura h sobre a barragem.
Considere uma barragem de comprimento L=20m,
h=20m, e os valores de densidade da água de d=1000kg/
m³
e g=10m/s²
. A expressão matemática da força total
sobre a barragem devida a coluna d’água e seu valor
físico para essa particular barragem são dados por:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110969
Física
Para determinar a velocidade do som em um
experimento didático simples foram analisadas as
ondas de som estacionárias (harmônicos) produzidas
em um tubo cilíndrico aberto de 20cm geradas a partir
de um tapa dado em uma de suas extremidades.
Durante a produção do som um dos lados do tubo
fica fechado pela mão. O espectro sonoro foi captado
através de um microfone introduzido dentro do tubo
e ligado a um software de análise das intensidades de
cada frequência, sendo obtido o espectro sonoro da
figura. 
Considere a velocidade de propagação da onda de som
utilizando as medidas do primeiro e o terceiro harmônico
apenas, o valor médio delas é de aproximadamente:
Considere a velocidade de propagação da onda de som
utilizando as medidas do primeiro e o terceiro harmônico
apenas, o valor médio delas é de aproximadamente:
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