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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:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110968
Física
No diagrama abaixo temos o desenho em escala de
um automóvel. As linhas cinzas indicam a posição das
molas dianteiras e traseiras bem como do centro de
massa do automóvel (posicionado na intersecção entre
as duas faixas cinzas correspondentes). Em virtude do
motor ser um dos componentes de maior massa em
carros de tração dianteira o centro de massa em geral
fica mais próximo da frente (onde ele é disposto) do
que da traseira. 
Admita que as molas tanto traseiras quanto dianteiras
tenham mesmo comprimento e que o carro é regulado
para estar no nível (prumo) com a mesma compressão
sobre todas elas. Sobre as constantes elástica das
molas dianteiras, kD, e traseiras, kT
, assinale a alternativa
correta.
Admita que as molas tanto traseiras quanto dianteiras
tenham mesmo comprimento e que o carro é regulado
para estar no nível (prumo) com a mesma compressão
sobre todas elas. Sobre as constantes elástica das
molas dianteiras, kD, e traseiras, kT
, assinale a alternativa
correta.
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110967
Física
Com a tecnologia dos dispositivos eletrônicos móveis
o desenvolvimento de experimentos caseiros de
baixo custo com razoável precisão se mostra como
um interessante paradigma de ensino. Abaixo um
experimento simples com um tablet dentro de uma
sacola (disposto paralelamente ao chão para reduzir
os efeitos de corpo extenso), configurando um pêndulo
simples. A distância do dispositivo ao ponto de fixação
é de cerca de 40cm. Os dados de leitura do acelerômetro
do dispositivo foi realizado por meio de um aplicativo.
A janela de dados de pouco mais de 8s considerada faz
com que os efeitos de dissipação por atrito sejam menos
significativa. Com o ajuste por mínimos quadrados se
obteve a função a=0,85sen(4,9t). 
Considerando o modelo de pêndulo simples ideal esse
experimento permite calcular o valor para a aceleração
da gravidade como sendo aproximadamente:
Considerando o modelo de pêndulo simples ideal esse
experimento permite calcular o valor para a aceleração
da gravidade como sendo aproximadamente:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110966
Física
Em laboratórios é muito comum o emprego de
centrífugas para acelerar o processo de decantação de
particulados suspensos em solução ou de separação
de líquidos em misturas. Para um experimento didático
prende-se ao eixo de uma centrífuga de eixo R = 10cm
através de um pino posicionado muito próximo a uma
das arestas de um quadrado de acrílico uniforme de
lado a=3cm e massa de 100g. 
Se o atrito entre o corpo e o pino que o fxa ao eixo rotor
é desprezível, considerando π=3, e que a inclinação do
corpo seja de θ = 45° com a centrífuga em operação,
a respeito da frequência de rotação da centrífuga e a
dependência do resultado com as dimensões do corpo,
assinale a alternativa correta.:
Se o atrito entre o corpo e o pino que o fxa ao eixo rotor
é desprezível, considerando π=3, e que a inclinação do
corpo seja de θ = 45° com a centrífuga em operação,
a respeito da frequência de rotação da centrífuga e a
dependência do resultado com as dimensões do corpo,
assinale a alternativa correta.:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110965
Física
Como se sabe da vida prática um parafuso ou uma rosca quando oxidado podem concentrar forças resistivas bastante altas. Considere a situação em que uma pessoa ira utilizar o seu peso subindo sobre uma chave de boca no ponto indicado por X no desenho abaixo
Suponha que a chave tem dimensões A=15cm, B=30cm,
C=6cm, a pessoa tem massa de 70kg. O diâmetro
da rosca do parafuso, onde se aplica a força efetiva
de resistência nos sulcos, é de 1cm a força efetiva é
perpendicular ao eixo de rotação do parafuso. Com a
chave paralela ao chão (90º com a vertical) ocorre a
iminência do destravamento do parafuso. Considere
g = 10m/s² , e se, necessário, √409 ≈ 20 e √73 ≈ 8,5.
Assinale a alternativa correta
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110964
Física
Dois corredores A e B seguem padrões cíclicos no perfil
de velocidades registrado no gráfico abaixo durante
uma competição. 
Admitindo que estes ciclos de velocidade se repitam
indefinidamente até que acabe a corrida Taquaral Trail
Run de 12km no município de Cáceres/MT, o número
aproximado de meios ciclos e o tempo em que a prova
será completada por cada corredor será:
Admitindo que estes ciclos de velocidade se repitam
indefinidamente até que acabe a corrida Taquaral Trail
Run de 12km no município de Cáceres/MT, o número
aproximado de meios ciclos e o tempo em que a prova
será completada por cada corredor será:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110963
Física
O problema da Braquistócrona (do grego brakhisto
- o mais curto, e chronos - tempo) foi proposto como
desafio por Johann Bernoulli à comunidade científica
em 1696 que podemos enunciar como:
“Entre os muitos (infinitos) caminhos (trajetórias)
possíveis entre dois pontos A e B (não verticalmente
alinhados) as alturas distintas em um sistema de um
corpo em um campo gravitacional uniforme inicialmente
parado, qual deles terá o menor tempo de percurso?”
Esse famoso problema de mecânica e cálculo
das variações motivou um vídeo-demonstração
popularizado nas redes sociais feito por Michael
Stevens em seu canal de ciência que hoje conta com
mais de 12 milhões de inscritos e mais de 1bilhão de
visualizações. 
Desconsiderando eventuais desvios devido a forças
resistivas assinale a alternativa correta:
Desconsiderando eventuais desvios devido a forças
resistivas assinale a alternativa correta:
Ano: 2017
Banca:
IBFC
Órgão:
SEDUC-MT
Prova:
IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor de Educação Básica - Física |
Q1110962
Física
Abaixo temos o arranjo de um experimento de baixo
custo desenvolvido para estudo do modelo de queda
livre e do erro estatístico gaussiano em medidas de
tempo. A esfera metálica está presa a um eletroímã e
então passa durante a queda livre por dois sensores
posicionados em S1
e S2
que consistem de fotodiodos
cujo sinal é controlado por uma placa Arduíno
programada para calcular o tempo gasto pela esfera
durante o deslocamento entre os sensores. 
Se d = 2,45cm e considerando g=10m/s²
, para que
o tempo médio obtido no equipamento nas muitas
realizações do experimento seja de 200ms, a distância
entre os sensores deve ser aproximadamente:
Se d = 2,45cm e considerando g=10m/s²
, para que
o tempo médio obtido no equipamento nas muitas
realizações do experimento seja de 200ms, a distância
entre os sensores deve ser aproximadamente: 
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