Questões de Concurso sobre Física

Um espelho esférico côncavo possui distância focal 𝒇 = 𝟐𝟎 cm. Um objeto é colocado inicialmente a 𝒑_𝟏 = 𝟒𝟎 cm do espelho. Em seguida, é deslocado para 𝒑_𝟐 = 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.

Considere uma casca esférica condutora oca, inicialmente neutra, em equilíbrio eletrostático, apoiada sobre suporte isolante e situada no vácuo. Uma carga puntiforme positiva +Q é colocada no interior da cavidade, sem tocar o condutor e sem qualquer conexão elétrica com ele, de modo que a casca permaneça eletricamente isolada.

Após o sistema atingir o equilíbrio eletrostático, considere essa situação física e assinale a alternativa correta acerca das propriedades eletrostáticas do sistema.

Durante a execução de um projeto de extensão acadêmica, uma equipe de professores do curso de Física foi convidada a prestar consultoria técnica para a modernização de um sistema de instrumentação industrial utilizado em uma pequena indústria da região. O objetivo do projeto é tornar o sistema mais seguro e didático, permitindo que estudantes utilizem o arranjo para fins de treinamento em medições elétricas e análise de circuitos. No sistema em estudo, uma fonte de tensão contínua de 12,0 V alimenta um módulo de sensores eletrônicos responsáveis pelo monitoramento de variáveis do processo industrial. Para proteger os sensores contra sobrecorrente e garantir operação dentro das especificações, a alimentação é feita por meio de um resistor limitador de corrente ligado em série com o módulo.

O circuito, mostrado na figura a seguir, possui a seguinte configuração:

• um resistor 𝑹𝐬 = 𝟔, 𝟎 𝛀 em série com o restante do circuito;

• após esse resistor, o circuito se divide em dois ramos em paralelo:

○ ramo superior: dois resistores em série, 𝑹_𝟏 = 𝟑, 𝟎 𝛀 e 𝑹_𝟐 = 𝟑, 𝟎 𝛀;

○ ramo inferior: um único resistor 𝑹_𝟑 = 𝟔, 𝟎 𝛀.

Figura – Circuito elétrico alimentado por fonte contínua de 12,0 V, composto por um resistor de 6,0 Ω em série com um arranjo em paralelo formado por dois resistores de 3,0 Ω em série (ramo superior) e um resistor de 6,0 Ω (ramo inferior)

Considerando a fonte ideal e desprezando resistência interna, determine a diferença de potencial (ddp) estabelecida especificamente no resistor 𝑹_𝟏 e assinale a alternativa correta.

A luz é uma forma de energia que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas e permite que os seres humanos e outros organismos percebam os objetos ao seu redor. De acordo com a forma como os corpos se relacionam com a luz, eles podem ser classificados como fontes luminosas ou corpos iluminados. Com base nesse conceito, assinale a alternativa CORRETA.

O circuito apresentado na figura a seguir foi montado por estudantes de um curso técnico em Eletrotécnica durante uma atividade prática de análise de circuitos em laboratório. O arranjo é composto por duas malhas acopladas por um resistor central 𝑹_𝟒. As fontes utilizadas são ideais de tensão contínua e todos os resistores são considerados ôhmicos. Durante a atividade, os estudantes buscaram determinar o valor da corrente elétrica que atravessa o resistor central 𝑹_𝟒, a fim de validar experimentalmente os resultados obtidos pela aplicação das Leis de Kirchhoff.

Figura – Circuito elétrico com duas malhas acopladas por um resistor comum, contendo duas fontes ideais de tensão e resistores ôhmicos com valores indicados

Na malha da esquerda, há uma fonte 𝐕_𝟏 = 𝟔, 𝟎𝟎 V (terminal positivo no nó superior), um resistor 𝑹_𝟏 = 𝟑, 𝟎𝟎 𝛀 no ramo superior e um resistor 𝑹_𝟐 = 𝟑, 𝟎𝟎 𝛀 no ramo inferior.

Na malha da direita, há uma fonte 𝐕_𝟐 = 𝟒, 𝟎𝟎 V (terminal positivo no nó superior) e dois resistores 𝑹_𝟑 = 𝑹_𝟓 = 𝟑, 𝟎𝟎 𝛀 (um no ramo superior e outro no ramo inferior). Os nós superiores e inferiores das duas malhas estão interligados por um resistor central 𝑹𝟒 = 𝟏, 𝟎𝟎 𝛀.

Despreze resistências internas das fontes.

Com base nessas informações, determine a corrente elétrica que atravessa o resistor central 𝑹𝟒 e assinale a alternativa correta.

Em um laboratório de eletromagnetismo, dois fios retilíneos, muito longos e paralelos, separados por uma distância 𝒅, são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade 𝒊, porém em sentidos opostos. Sabe-se que a força magnética sobre um trecho retilíneo de fio pode ser calculada por:

$\overrightarrow{F}=i\overrightarrow{L}x\overrightarrow{B},$

em que 𝐢 é a corrente no fio analisado, $\overrightarrow{L}$ é o vetor comprimento associado ao sentido da corrente e $\overrightarrow{B}$ é o campo magnético existente na região ocupada pelo fio analisado. Nessas condições, a interação entre os fios é

Durante uma atividade experimental, estudantes aplicaram forças de diferentes intensidades em um carrinho inicialmente em repouso, observando variações em sua velocidade ao longo do percurso. A interpretação adequada desse fenômeno, no contexto das leis do movimento, está associada ao conceito de:

Uma análise de uma pirâmide de energia em um ecossistema revela redução progressiva da energia disponível nos níveis tróficos superiores. Com base nesse tipo de evidência, é correto afirmar que a:

Em diferentes situações, a propagação da luz pode apresentar mudanças em sua trajetória ao interagir com meios materiais distintos. A análise correta sobre esses fenômenos é a:

Em um módulo de temporização de um protótipo, um capacitor inicialmente descarregado é ligado a uma fonte ideal de tensão contínua por meio de um resistor, formando um circuito RC em série. No instante 𝐭 = 𝟎, a chave é fechada e o capacitor passa a carregar.

Dados:

• fonte: 𝑽 = 𝟏𝟐, 𝟎 V;

• resistor: 𝑹 = 𝟔, 𝟎 k𝛀;

• capacitor: 𝑪 = 𝟏𝟎𝟎 𝝁F;

• capacitor inicialmente descarregado: 𝑽_𝑪(𝟎) = 𝟎.

Despreze resistências internas e fugas.

Qual é, aproximadamente, a tensão no capacitor 𝑽_𝑪 no instante 𝒕 = 𝟎, 𝟔𝟎 s?

(Use 𝐞 ^−𝟏 ≈ 𝟎, 𝟑𝟕 e 𝟏− 𝐞 ^−𝟏 ≈ 𝟎, 𝟔𝟑, se necessário.)

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 𝑰_𝟎. O sistema é posto a girar com velocidade angular inicial 𝝎_𝟎. 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 𝝎_𝟎, mantendo dois halteres de massa 𝐦 a uma distância 𝑹 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.

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 𝝎_𝐟 do sistema após o recolhimento dos braços.

As máquinas térmicas constituíram o ponto focal da primeira Revolução Industrial durante o final do século XIX e início do século XX, e, desde então, estão presentes em nosso dia a dia.

Considerando a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que uma máquina térmica

De acordo com a 1.ª lei de Newton, um corpo

Um circuito em série é composto por três resistores: R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω e R3 = 15 Ω, conectados a uma fonte de tensão de 60 V. Qual é a potência total dissipada por esse circuito?

Em um circuito RL em série, alimentado por uma fonte de tensão contínua, o comportamento da corrente após o fechamento da chave é caracterizado por um regime transitório. Analise as seguintes afirmativas sobre o comportamento da corrente (i) e da tensão no indutor (VL), durante o regime transitório:

I- A corrente i aumenta exponencialmente de zero até o valor de regime permanente (V/R).

II- A tensão VL decai exponencialmente de V até zero.

III- A constante de tempo (τ) do circuito é dada pela razão L/R.

Está(ão) CORRETA(S) a(s) afirmativa(s)

Em um sistema elétrico trifásico, a ocorrência de uma falta (curto-circuito) desequilibrada, como uma falta fase-terra, exige o uso do método das componentes simétricas para a sua análise. Qual das seguintes sequências de componentes simétricas é necessária para representar uma falta fase-terra?

O sistema de aterramento é fundamental para a segurança das instalações elétricas, pois garante a equipotencialidade e oferece um caminho de baixa impedância para correntes de falta. Em relação aos tipos de esquemas de aterramento (TN, TT e IT), qual esquema é caracterizado por ter o ponto neutro da fonte diretamente aterrado e as massas da instalação ligadas ao condutor neutro?

O transformador é uma máquina elétrica estática essencial em sistemas de potência, cuja função principal é transferir energia elétrica entre dois ou mais circuitos através de indução eletromagnética, alterando os níveis de tensão e corrente. O rendimento (η) de um transformador é a razão entre a potência de saída (Pout) e a potência de entrada (Pin). Qual das seguintes condições é ideal para maximizar o rendimento de um transformador?

Analise o símbolo da Figura 1 abaixo, que geralmente é utilizado em diagramas de circuitos de acionamentos:

Figura 1

Fonte: IEC 60417.

Qual é o componente representado na Figura 1?

A Diferença de Potencial (DDP) entre os condutores fase-neutro ou entre os condutores fase-fase de um circuito é expressa em que unidade de medida?