Questões de Concurso sobre Física experimental (segurança e técnicas de laboratório, precisão de instrumentos etc)

O paquímetro universal com nônio, ou vernier, é um instrumento para a medição de comprimentos que possui um corpo com uma escala principal e um cursor com uma escala secundária. Com o intuito de fabricar uma abraçadeira de alumínio para conectar uma tubulação flexível, mediu-se o diâmetro externo em milímetros, conforme indicado na figura.

Com base nessas informações, qual a medida do diâmetro da tubulação supracitada e do comprimento suficiente para a fabricação de uma abraçadeira adequada a esta tubulação, respectivamente? (Considere $\pi$ =3,14.)

Durante a pandemia de COVID-19 um produto muito comercializado foi o álcool em gel, uma solução sanitizante para as mãos. Normalmente, o álcool em gel é feito com uma porcentagem de 70% de álcool etílico, água e emulsificantes, para ficar com a consistência de gel que conhecemos (maior densidade). O álcool puro ou 100% não é recomendado devido ao risco de incêndio. Um estudante foi obrigado a estudar algumas características físicas do álcool e realizou o seguinte experimento:

A - Pegou dois recipientes de vidro abertos denominados recipientes “A” e “B”;

B - Colocou 100mL de álcool em gel no recipiente “A” e 100mL de álcool puro no outro. Mediu a temperatura ambiente e anotou 26 ^oC;

C - Aguardou por uma hora e mediu os volumes de álcool em cada recipiente;

D - Em seguida trocou os recipientes por outros com o dobro de abertura e refez o experimento. Mediu a temperatura ambiente e anotou 26 ^oC.

A partir desses resultados, avalie as seguintes afirmações.

I - O recipiente com álcool a 100% teve maior variação de volume medido.

II - A substância colocada em “A” teve maior volume final por ser menos volátil.

III - Na etapa “D”, devido à maior superfície livre do líquido, a evaporação foi maior.

IV - Nas duas etapas do experimento, o volume diminuiu devido à vaporização por sublimação.

Está correto apenas o que se afirma em

Em um experimento de plano inclinado sem atrito, um estudante anotou a seguinte tabela da posição, em função do tempo, de uma esfera ao descer o plano:

Considerando-se este resultado experimental, é correto afirmar que a aceleração da esfera, em cm/s² , é igual a

Os instrumentos de medidas elétricos são dispositivos fundamentais em um laboratório de física. Sobre os amperímetros e voltímetros, analise as afirmativas abaixo.

I - Para se medir a diferença de potencial em um resistor, deve-se colocar o voltímetro em paralelo com o resistor.

II - Para se medir a corrente através de um resistor, deve-se colocar o amperímetro em paralelo com o resistor.

III - Para se medir a corrente através de um resistor, deve-se colocar o amperímetro em série com o resistor.

Quais estão corretas?

Em uma aula experimental de corpo rígido o professor disponibilizou uma haste pendurada na posição central de um suporte, como mostra a figura a seguir.

A haste é graduada em espaçamentos iguais de mesmo comprimento. Penduraram-se pastilhas no lado direito da haste na segunda e na quarta posição em relação ao pivô central.

Considerando-se todas as pastilhas com massas iguais, quantas delas devem ser penduradas no lado esquerdo na posição indicada na figura, para que a haste fique na posição horizontal?

O que distingue o conhecimento científico do conhecimento comum ou senso comum?

Um laboratório equipado com um sistema de HVAC (Aquecimento, ventilação e ar condicionado) possui um termostato analógico, onde cada clique corresponde a 2°F, pré-programado para estar a uma temperatura de 70°F todos os dias de manhã.

O técnico responsável por preparar o laboratório para os experimentos do dia recebeu a seguinte programação:

Considerando-se que o sistema é capaz de variar a temperatura da sala cerca de 5 °C/h, avalie as afirmações a seguir.

I - Para atender ao prof. P. Curie deve-se girar o termostato no mínimo quatro cliques para a esquerda (abaixar) às 7h.

II - Se o prof. P. Curie terminar seus experimentos até às 11h22min, ainda é possível configurar a sala conforme requisitado pelo Prof. E. Rutherford.

III - A fim de configurar a sala para o prof. E. Rutherford, após a saída do Prof. P. Curie, serão necessários pelo menos dez cliques para a direita (aumentar).

IV - A configuração para o prof. M. Gell-Mann pode ser feita reiniciando-se a programação do termostato à temperatura padrão e girando-o em um único clique.

Está correto apenas o que se afirma em

Um grupo de estudantes deseja comparar a qualidade de três métodos alternativos para determinar a aceleração local da gravidade. Para isso, usando cada um dos métodos, eles mediram cinco vezes a aceleração local de queda livre. Os resultados obtidos encontram-se na tabela a seguir. Por um quarto método, considerado mais confiável que os três em análise, a aceleração local da gravidade foi determinada como g = 9,798 m/s².

Resultados de medição da aceleração local da gravidade com os métodos em teste:

A partir desses resultados, avalie as seguintes afirmações.

I - O método A é o mais inexato dos três.

II - O método B é o mais impreciso dos três.

III - O erro relativo, independentemente do método, não é maior que 10%.

IV - O desvio padrão do método A é maior que o desvio padrão dos métodos B e C.

Está correto apenas o que se afirma em

A resistência elétrica de um material é uma propriedade que depende do valor da sua resistividade e da geometria do objeto. Num experimento em laboratório de física, um grupo de alunos estudou a relação entre a resistência R e o comprimento L de um fio desconhecido, por meio da relação R=mLⁿ, onde “m” e “n” são parâmetros a serem determinados por meio de uma linearização.

Qual a relação linearizada de R(L)?

O paquímetro universal com nônio, ou vernier, é um instrumento para a medição de comprimentos que possui um corpo com uma escala principal e um cursor com uma escala secundária.

Avalie as afirmações sobre o instrumento descrito.

I - O cursor de um paquímetro universal é dotado de um parafuso, que tem como funcionalidade principal a realização de um ajuste fino, movendo o cursor suavemente a cada volta.

II - O paquímetro universal é um instrumento capaz de medir comprimentos lineares internos, isto é, o comprimento linear de um buraco e sua profundidade.

III - A incerteza atribuída a uma medição com um paquímetro universal é igual à fração do milímetro obtida da subdivisão da escala secundária.

IV - O valor numérico lido na segunda escala no vernier do instrumento indica a qualidade da medição, variando em uma escala de 0 a 10.

Está correto apenas o que se afirma em

Em aula de laboratório de física, o professor pede que seja montado um experimento que demonstre o comportamento da resistência de um condutor em termos de três variáveis: material do condutor, comprimento e diâmetro.

O técnico de laboratório separa um fio de prata (1,6x10-⁸ Ω.m) de um metro de comprimento (L), 4,0 mm de diâmetro (φ) e calcula a resistência do fio condutor. Em seguida ele faz quatro experimentos do seguinte modo:

I – Troca o fio de prata por fio de cobre (1,7x10-⁸ Ω .m), mantendo comprimento e diâmetro.

II – Usa metade do comprimento do fio de prata e mantém o diâmetro.

III – Usa outro fio de prata com mesmo comprimento, mas com o dobro do diâmetro.

IV – Usa outro fio de prata com o dobro do comprimento, mas com metade do diâmetro.

Avalie os dados do experimento e informe (A) para aumento de resistência do condutor e (D) para diminuição da resistência do condutor.

De acordo com os experimentos de I a IV, a sequência correta, respectivamente, é:

As armas de fogo raiadas possuem, na superfície interna de seus canos de disparo, raias que seguem em espiral ao longo do cano. Isso faz com que o projétil seja disparado com uma certa velocidade angular. O princípio físico que motiva e o propósito de tal design são:

O multímetro digital é um instrumento muito versátil e extremamente útil no estudo de circuitos elétricos. Essa versatilidade se dá nas diferentes maneiras em que o equipamento pode ser conectado (em série ou em paralelo a um ou mais componentes do circuito) e nas diversas funções em que ele pode ser configurado (por exemplo, amperímetro, voltímetro e ohmímetro), tornando possível a medição de diversas grandezas e escalas em um único equipamento.

Preencha corretamente as lacunas do texto a seguir, referente à utilização de um multímetro num circuito RC, inicialmente descarregado, montado para um experimento em um laboratório de Física.

Para medir a corrente no circuito, um estudante conectou um multímetro em _____________ com o componente _____________, configurando-o na função _____________. Ao fechar a chave, o estudante leu no visor “0L”, seguido por um bipe agudo explicitando que estava fora de escala. Desconcertado pelo ruído, o estudante alterou rapidamente a função do multímetro para _____________; o ruído cessou e o multímetro passou a apresentar valores _____________ da corrente.

A sequência que preenche corretamente as lacunas do texto é

Um acelerômetro escolhido deve apresentar sensibilidade, faixa de frequência, amplitude e faixa dinâmica apropriada ao experimento. Sobre a faixa dinâmica, esse fator deve ser levado em consideração em medições com níveis de aceleração muito baixo ou altos. Normalmente, o limite superior da faixa dinâmica é determinado pelo o quê?

Tacômetros, em geral, são dispositivos que percebem a passagem de marcas igualmente espaçadas de um disco ou eixo girante. Cada marca percebida é a entrada para um contador eletrônico de pulso, permitindo que a velocidade média do sistema seja calculada em função da contagem de pulsos por unidade de tempo.

Ao utilizar um tacômetro com m pulsos gerados por volta, se N pulsos for contados durante um intervalo de tempo T, então, a velocidade rotacional, n, em voltas por unidade de tempo, será dada por:

Ao se realizar uma série de medidas de uma grandeza, pode-se observar com que frequência ocorre cada valor ou um grupo de valores da grandeza. A distribuição das frequências tem três características principais: Probabilidade de Ocorrência, Valor médio e Dispersão. Assinale qual das opções abaixo NÃO corresponde a essas características.

Considere um experimento, no qual é preciso medir o comprimento de um cilindro metálico (L). O instrumento utilizado tem como menor divisão 1 milímetro. São realizadas 10 medidas no comprimento do cilindro, dando os seguintes resultados: 8,11 cm; 8,55 cm; 8,44 cm; 8,98 cm; 8,20 cm; 8,70 cm; 8,98 cm; 8,63 cm; 8,37 cm e 8,61 cm. O último dígito foi sempre estimado pelo operador. Assinale a resposta CORRETA que representa qual é o valor mais provável do comprimento do cilindro metálico.

O Micrômetro é um instrumento capaz de aferir as dimensões lineares de um objeto, como por exemplo espessura, altura e diâmetro com precisão da ordem de micrometros, que são a milionésima parte do metro. De acordo com a configuração da escala do nônio, tem-se a leitura da medida com uma certa exatidão. Observe a figura abaixo, que representa um micrômetro aberto para uma dimensão 'b':

Micrômetro - medida em milímetros

Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a leitura:

Considere um experimento, no qual é preciso medir o comprimento de um paralelepípedo. O instrumento utilizado é uma régua e tem como menor divisão 1 milímetro. Assinale a resposta CORRETA que representa qual é a incerteza instrumental da régua.

Em experimentos realizados no laboratório didático de física, é importante analisar o grau de concordância entre valores medidos considerando a repetibilidade e exatidão. Considere que medidas de um certo experimento tenham sido realizadas por um estudante e os dados coletados são representados pela imagem abaixo, através de um alvo.

Medidas obtidas pelo estudante e representadas através de dardos em um alvo.

Assinale a resposta CORRETA de como a medida pode ser classificada: