Questões de Concurso sobre Física

Em um experimento de física nuclear, um próton, de massa m = u e carga q = + e, se move com uma energia cinética de 5 MeV, descrevendo uma trajetória circular em uma região de campo magnético uniforme.

Nesse caso, a energia cinética de uma partícula alfa (m = 4 u e q = + 2e) para que ela percorra a mesma trajetória circular do próton deve ser igual

Se um objeto for colocado a uma distância D de uma lente convergente, sendo D superior ao dobro da distância focal desta lente, a imagem formada será

A óptica geométrica pode ser interpretada como um limite da óptica ondulatória quando

O limite de resolução de um sistema óptico está fundamentalmente associado

No ensino de óptica geométrica na educação básica, uma estratégia didática alinhada à BNCC é

Uma abordagem didática epistemologicamente consistente para o ensino de óptica no ensino médio é aquela em que o professor

Cada um dos seis condutores retilíneos mostrados na figura a seguir transporta uma corrente de 4 A, para dentro ou para fora do plano da página.

Considerando essas informações e sabendo que esses fios, além de retilíneos, são longos e atravessados por uma corrente constante, assinale a opção em que é corretamente apresentado o valor da integral de linha $\oint \overrightarrow{B\cdot }d\overrightarrow{s}$ para a trajetória indicada sobre a linha de Ampère, sendo ${\mu }_0$ a constante de permeabilidade magnética.

Na virada do século XIX para o XX, experimentos sobre a natureza da luz levantaram questões fundamentais. Em 1801, Thomas Young realizou o experimento da dupla fenda, observando padrões de interferência. Em 1905, Einstein explicou o efeito fotoelétrico usando o conceito de quantum de luz. Nesse contexto, considere a situação a seguir.

Um professor preparando aula sobre natureza da luz apresenta aos alunos o seguinte experimento mental moderno: um feixe de luz de baixíssima intensidade (poucos fótons por segundo) passa por um arranjo de dupla fenda e atinge um detector de fótons sensível. O experimento é realizado por tempo prolongado, registrando a posição de chegada de cada fóton individual.

Sobre os resultados esperados deste experimento, é correto afirmar que:

Em 1820, Hans Christian Ørsted demonstrou acidentalmente que uma corrente elétrica produz campo magnético ao observar que uma bússola era defletida quando colocada próxima a um fio condutor percorrido por corrente. Agora, observe a situação a seguir.

Um professor recria este experimento histórico em sala de aula usando uma bússola e um fio retilíneo longo percorrido por corrente contínua. Ao posicionar a bússola em diferentes pontos ao redor do fio, observa-se que:

I. a agulha da bússola sempre se orienta tangencialmente a círculos concêntricos centrados no fio, indicando que as linhas de campo magnético gerado pela corrente são circulares;

II. invertendo o sentido da corrente elétrica no fio, a agulha da bússola inverte sua orientação em 180°;

III. dobrando a distância da bússola ao fio, a deflexão da agulha diminui, sugerindo que a intensidade do campo magnético decresce com a distância;

IV. em pontos equidistantes do fio, se a corrente for duplicada, o ângulo de deflexão da agulha aproximadamente dobra (para pequenas deflexões), indicando proporcionalidade entre corrente e campo magnético.

Considerando os princípios físicos envolvidos e as limitações experimentais de medidas com bússola, está correto o que se afirma em:

Considere um planeta hipotético P que orbita uma estrela de massa M em órbita aproximadamente circular, com raio orbital r e período T. Um satélite natural S, de massa m₅ ≪ M, orbita o planeta a uma distância d, sendo responsável pela geração de marés em sua superfície. Sabe-se que as forças de maré decorrem do gradiente do campo gravitacional produzido pelo satélite ao longo do corpo do planeta.

Com base na Lei da Gravitação Universal e nas Leis de Kepler, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa correta.

As ondas sonoras, por serem ondas mecânicas, necessitam de um meio material (sólido, líquido ou gasoso) para se propagar. Consequentemente, o som se propaga com máxima eficiência no vácuo do espaço sideral.

Por definição, motor de combustão interna são máquinas térmicas nas quais o calor recebido pelo ciclo tem origem em uma reação química de combustão, que ocorre dentro do motor. Desde o século XVIII, tem-se buscado construir motores a combustão com o melhor desempenho possível. Atualmente, os dois principais motores dessa natureza são os que operam com o ciclo Otto e no ciclo Diesel. Esses ciclos diferem, entre outras coisas, pela forma de fornecimento de energia para o início da combustão. Por um lado, no ciclo Otto, a ignição é introduzida por uma centelha produzida pelo sistema elétrico e se utiliza de combustíveis de baixa volatilidade (álcool e gasolina). Por outro lado, os motores de ciclo Diesel utilizam o óleo diesel ou outros óleos vegetais como combustível e a ignição ocorre pela compressão do ar na câmara de combustão.

A imagem mostra os diagramas P-V dos ciclos Diesel e Otto que funcionam em quatro tempos.

Com base nas leis da Termodinâmica e nos processos termodinâmicos envolvidos nesses dois ciclos, assinale a alternativa correta.

Durante uma aula prática de Física, um professor propõe a determinação experimental da massa específica de um material leve utilizado como vedação térmica em frascos laboratoriais. Para isso, utiliza-se um pedaço de rolha cujo peso, quando suspenso fora da água, é igual a $0,294N.$

Em seguida, a rolha é totalmente submersa em água e mantida em equilíbrio por meio de uma balança de mola fixada ao fundo do recipiente, conforme mostrado na figura. Nessa condição, a leitura indicada na balança é $0,882N$.

Considere a massa específica da água igual a $9,8m$/s².

Assinale a alternativa que apresenta o valor correto da massa específica da rolha, em kg/m³.

Em testes de materiais isolantes utilizados em capacitores de alta tensão, uma pequena esfera maciça de material dielétrico (com constante dielétrica irrelevante para a distribuição de carga) é carregada com carga elétrica total Q, distribuída uniformemente em seu volume. A esfera possui raio R e encontra-se isolada no vácuo.

Para analisar o armazenamento de energia e o estresse elétrico no material, deseja-se caracterizar, no equilíbrio eletrostático, o potencial elétrico no interior, no exterior e na superfície da esfera, adotando-se o potencial nulo no infinito. Com base na Eletrostática clássica, é correto afirmar que fora da esfera, o potencial elétrico varia inversamente com a/o

Em uma região montanhosa utilizada para recreações de inverno, uma pista coberta de neve é composta por uma rampa retilínea de 25m de comprimento, inclinada 30° em relação à horizontal, seguida por um plano horizontal longo, também coberto de neve. Para análise do deslocamento dos usuários na pista, os organizadores precisam determinar a distância percorrida por cada usuário no plano horizontal até parar completamente. Suponha que um garoto monte em um trenó e parta do repouso no ponto mais alto da rampa. Juntos, o garoto e o trenó têm massa total de 35 KG. Assuma que o coeficiente de atrito cinético entre o trenó e a neve é constante e vale 0,1 ao longo de todo o percurso. Despreze a resistência do ar e considere $g=9,8m$/$s^2$ .

Assinale a alternativa que melhor representa a distância correta percorrida pelo garoto e seu trenó no plano horizontal.

Um aplicado físico reproduz em laboratório um experimento no qual um objeto é abandonado em um aquário. Inicialmente, o aquário contém um fluido 1 com coeficiente de arrasto $n_1$. Em seguida, o experimento é repetido usando-se o mesmo objeto, mas com um fluido 2, com coeficiente de arrasto $n_2$. Com o auxílio de um sensor, o físico conseguiu obter o gráfico da velocidade de queda versus tempo nas duas situações.

Com base no gráfico, dadas as afirmativas,

I. O resultado do experimento seria o mesmo, caso fosse utilizado um objeto de mesma massa, porém de forma diferente.

II. Para o experimento usando-se o fluido 2, a aceleração não será constante.

III. O coeficiente de arrasto do fluido 1 é menor do que o coeficiente de arrasto do fluido 2, ou seja, $n_1<n_2$.

IV. Quando o fluido 2 é utilizado, a trajetória (posição versus tempo) do objeto é parabólica.

verifica-se que está/ão correta/s

Um dos exemplos mais famosos da Teoria da Relatividade Restrita é o paradoxo dos gêmeos, no qual observadores na Terra medem que o tempo passa mais devagar para o gêmeo que viaja em alta velocidade. No entanto, comprimento, tempo e velocidade não são os únicos conceitos que precisam ser revisados à luz da relatividade restrita; o momento e a energia de partículas em movimento próximo à velocidade da luz também apresentam comportamentos distintos em relação à física clássica.

Considerando partículas relativísticas, assinale a alternativa que descreve corretamente informações sobre energia e momento.

Em um laboratório de eletromagnetismo, deseja -se construir um eletroímã , utilizando -se de um solen oide longo e cilíndrico, com núcleo de ar, destinado a experimentos de indução magnética. Devido à geometria do aparato experimental, o solenoide deve possuir um comprimento de $0,250m$ e diâmetro de $4,0cm$. Quando percorrido por uma corrente elétrica contínua de intensidade , o campo magnético medido em seu interior, na região central, deve atingir , aproximadamente , $12,6mT.$

Admitindo que o solenoide seja ideal e desprezando efeitos de borda, assinale a alternativa que indica corretamente o comprimento total do fio necessário à confecção das espiras deste solenoide.]

Adote ${\mu }_0=4\pi \times 10^{-7}\text{T.m/A}$

A consolidação da Astronomia moderna esteve associada a transformações técnicas que permitiram observar fenômenos celestes com maior precisão e ampliar o alcance das investigações astronômicas. O uso de instrumentos ópticos, a aplicação de métodos matemáticos e, posteriormente, o emprego de tecnologias espaciais provocaram mudanças significativas nos modelos explicativos sobre o Universo. Considerando esse processo histórico, indique a alternativa correta.

A compreensão do Universo e da organização do Sistema Solar envolve o estudo das interações gravitacionais entre corpos celestes, responsáveis pela formação, manutenção e dinâmica dos sistemas planetários. No caso da Terra, a atração gravitacional exerce papel fundamental tanto na manutenção da órbita do planeta quanto na retenção de sua atmosfera e na organização dos movimentos dos corpos em sua superfície. Sobre esses aspectos, pode-se afirmar que: