Questões de Física

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Profª: Priscila – Questões Integrativas do 1º Bimestre
Física Mecânica
Códigos:
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1) Leia a reportagem publicada na Folha de São Paulo em Janeiro desse ano. “O presidente da Agência Nacional de Aviação Civil (Anac), Milton Zuanazzi, afirmou que, se houver excesso de tráfego aéreo no país, isso estará ligado à infraestrutura de controle aéreo. A Aeronáutica precisa definir sua capacidade de gerenciamento. Quando isso for definido, faremos os ajustes necessários (na quantidade de vôos autorizados) de acordo com essa capacidade, notou em entrevista. Zuanazzi afirmou ainda que os problemas de tráfego aéreo que vêm ocorrendo no Brasil não são causados por falta de capacidade do aeroporto de Congonhas ou de outro qualquer e sim por causa do tráfego aéreo nas grandes altitudes”. Uma possível solução para a crise do tráfego aéreo no Brasil envolve o emprego de um sistema de trens de alta velocidade conectando grandes cidades. Há um projeto de uma ferrovia de 400 km de extensão que interligará as cidades de São Paulo e Rio de Janeiro por trens que podem atingir até 300 km/h. Para ser competitiva com o transporte aéreo, estima-se que a viagem de trem entre essas duas cidades deve durar, no máximo, 1 hora e 40 minutos. Qual é a velocidade média de um trem que faz o percurso de 400 km nesse tempo?
a) 340 km/h
b) 230 km/h
c) 210 km/h
d) 240 km/h
e) 260 km/h
Resp: d
O governo do Estado de São Paulo anunciou neste mês novos lotes de concessão de rodovias paulistas, ou seja, o governo vai passar para a iniciativa privada os cuidados com algumas estradas e com isso deverão ser instaladas pelo menos 25 novas praças de pedágio. A Agência de Transporte de São Paulo (Artesp) informou que desses 25 novos pedágios, a previsão é de oito sejam na região Centro-Oeste Paulista. Em muitas praças de pedágio de rodovias existe um sistema que permite a abertura automática da cancela. Ao se aproximar, um veículo munido de um dispositivo apropriado é capaz de trocar sinais eletromagnéticos com outro dispositivo na cancela. Ao receber os sinais, a cancela abre-se automaticamente e o veículo é identificado para posterior cobrança. Um veículo aproxima-se da praça de pedágio a 40 km/h. A cancela recebe os sinais quando o veículo se encontra a 50 m de distância. Qual é o tempo disponível para a completa abertura da cancela?
a) 40 km/h
b) 44 km/h
c) 30 km/h
d) 13 km/h
e) 10 km/h
Resp: a
A figura mostra o esquema simplificado de um dispositivo colocado em uma rua para controle de velocidade escalar de automóveis ( dispositivo chamado popularmente chamado de radar ).
Os sensores S1 e S2 e a câmera estão ligados a um computador. Os sensores enviam um sinal ao computador sempre que são pressionados pela roda de um veículo. Se a velocidade escalar do veículo está acima da permitida, oi computador envia um sinal para que a câmera fotografe a sua placa traseira no momento  em que estiver sobre a linha tracejada. Para um certo veículo, os sinais dos sensores foram os indicados nas figuras. 
a) 20 km/h
b) 22 km/h
c) 72 km/h
d) 90 km/h
e) 80 km/h
Resp: C
O trânsito é um dos maiores problemas da cidade de São Paulo. Para começar, mata (em 2009, foram 1.382 mortos em acidentes de trânsito na capital contra 1.301 vítimas de assassinato). Emporcalha o ambiente. Segundo a Cetesb, os veículos despejam todo ano 1,7 milhão de toneladas de substâncias nocivas na atmosfera e são a principal fonte de poluição do nosso ar. Torna mais vulnerável a segurança da população (não faltam ocorrências de arrastões e assaltos nos congestionamentos). Rouba dos cidadãos um tempo que jamais será recuperado (os paulistanos perdem, em média, 2h42 por dia nas imensas filas, segundo pesquisa do Ibope encomendada pelo movimento Nossa São Paulo em 2010). E, para ficar só em alguns exemplos, afeta a economia. Estudo da Fundação Getulio Vargas (FGV) estima que só em 2008 as perdas tenham atingido 33,5 bilhões de reais, o equivalente a 9,4% do produto interno bruto (PIB) da cidade. É a soma dos 27 bilhões de reais que deixamos de produzir enquanto ficamos parados com outros 6,5 bilhões que resultam do aumento de gastos com combustível, saúde pública e transporte de cargas.Um automóvel trafega com velocidade constante de 12 m/s por uma avenida e se aproxima de um cruzamento onde há um semáforo com fiscalização eletrônica. Quando o automóvel se encontra a uma distância de 30 m do cruzamento, o sinal muda de verde para amarelo. O motorista deve decidir entre parar o carro antes de chegar ao cruzamento ou acelerar o carro e passar pelo cruzamento antes do sinal mudar para vermelho. Este sinal permanece amarelo por 2,2 s. O tempo de reação do motorista (tempo decorrido entre o momento em que o motorista vê a mudança de sinal e o momento em que realiza alguma ação) é 0,5 s.Determine a mínima aceleração constante que o carro deve ter para parar antes de atingir o cruzamento e não ser multado.
a) – 3m/s2
b) – 4m/s2
c) – 2m/s2
d) – 6m/s2
e) – 1m/s2
R: a
5) Movimento Browniano ou pedesis (em grego: πήδησις /pɛ̌ːdɛːsis/ "pulando") é o movimento aleatório das partículas suspensas num fluido (líquido ou gás), resultante da sua colisão com átomos rápidos ou moléculas no gás ou líquido. O termo "movimento Browniano" também pode se referir ao modelo matemático usado para descrever tais movimentos aleatórios, que muitas vezes é chamado de teoria da partícula.[1] Este fenômeno de transporte é nomeado em homenagem ao botânico Robert Brown. Em 1827, ao olhar através de um microscópio partículas encontradas em grãos de pólen na água, observou que as partículas se moviam através da água, mas não foi capaz de determinar os mecanismos que causaram este movimento. Átomos e moléculas tinham sido teorizados como os constituintes da matéria e, muitas décadas depois, Albert Einstein publicou um artigo em 1905 que explicava em detalhes precisos como o movimento que Brown tinha observado era o resultado do pólen sendo movido por moléculas de água individuais. Esta explicação do movimento Browniano serviu como a confirmação definitiva de que átomos e moléculas realmente existem, e foi ainda verificada experimentalmente por Jean Baptiste Perrin, em 1908. Perrin foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1926 "por seu trabalho sobre a estrutura descontínua da matéria" (Einstein tinha recebido o prêmio cinco anos antes "por seus serviços à física teórica", com citação específica de uma pesquisa diferente). A direção da força de bombardeamento atômico está constantemente mudando, e em diferentes momentos da partícula é atingido mais de um lado do que o outro, levando à natureza aparentemente aleatória do movimento. Movimento browniano é o deslocamento aleatório de partículas microscópicas suspensas em um fluido, devido às colisões com moléculas do fluido em agitação térmica. A figura abaixo mostra a trajetória de uma partícula em movimento browniano em um líquido após várias colisões. Sabendo-se que os pontos negros correspondem a posições da partícula a cada 30 s, qual é o módulo da velocidade média desta partícula entre as posições A e B, em m/s ? 
a) 0,15 
b) 0,17 
c) 0,13
d) 0,14
e) 0,16
Resp: b
Em uma passagem de nível, a cancela é fechada automaticamente quando o trem está a 100 m do início do cruzamento. O trem, de comprimento 200 m, move-se com velocidade constante de 36 km/h. Assim que o último vagão passa pelo final do cruzamento, a cancela se abre liberando o tráfego de veículos. Considerando que a rua tem largura de 20 m, o tempo que o trânsito fica contido desde o início do fechamento da cancela até o início de sua abertura é, em segundos:
32.
 b) 36. 
c) 44. 
d) 54. 
e) 60.
Resp: a
Ponte Presidente Costa e Silva, popularmente conhecida como Ponte Rio–Niterói, é uma ponte que atravessa a Baía de Guanabara, no estado do Rio de Janeiro, no Brasil. Ela conecta os municípios do Rio de Janeiro e Niterói. Atualmenteé a maior ponte de concreto protendido no Hemisfério Sul e a sexta maior do mundo. Desde a sua conclusão, em 1974, até 1985, ela foi a segunda maior ponte do mundo, perdendo apenas para o Ponte do Lago Pontchartrain, nos Estados Unidos. Seu nome é uma homenagem ao político brasileiro Artur da Costa e Silva. O conceito de seu projeto remonta a 1875, visando a ligação entre os dois centros urbanos vizinhos, separados pela baía de Guanabara ou por uma viagem terrestre de mais de 100 km, que passava pelo município de Magé. À época havia sido concebida a construção de uma ponte e, posteriormente, de um túnel.
Inaugurada em 1974, a Ponte Presidente Costa e Silva, mais conhecida como Ponte Rio–Niterói, foi projetada para receber pouco mais de 50 mil veículos por dia. Hoje, recebe cerca de 120 mil, de modo que na hora de maior movimento sempre ocorre grande congestionamento. Considere que um estudante do Rio, vindo para a Universidade Federal Fluminense, percorra os primeiros 7 km da ponte com uma velocidade constante de 70 km/h e gaste 20 minutos para atravessar os 6 km restantes. Supondo que na volta ele gaste 10 minutos para atravessar toda a ponte, é correto afirmar que a velocidade média na vinda e a velocidade média na volta são, em km/h, respectivamente, iguais a:
30 e 78. 
44 e 78. 
30 e 130.
 44 e 130.
 88 e 78.
Resp: a
8) João está parado em um posto de gasolina quando vê o carro de seu amigo passando por um ponto P, na estrada, a 60 km/h. Pretendendo alcançá-lo, João parte com seu carro e passa pelo mesmo ponto P, depois de 4 minutos, já a 80 km/h. Considere que ambos dirigem com velocidades constantes. Medindo o tempo, a partir de sua passagem pelo ponto P, em quanto tempo João deverá alcançar seu amigo?
a) 4 minutos. 
b) 10 minutos.
c) 12 minutos.
d) 15 minutos.
 e) 20 minutos.
Resp c
9) Na última volta de um grande prêmio automobilístico, os dois primeiros pilotos que finalizaram a prova descreveram o trecho da reta de chegada com a mesma velocidade constante de 288 km/h. Sabendo que o primeiro colocado recebeu a bandeirada final cerca de 2,0 s antes do segundo colocado, qual foi a distância que os separou nesse trecho derradeiro?
a) 80 m.
b)144 m.
c) 160 m.
d) 288 m.
e) 576 m.
Resp c
10) O Sonar (sigla para Sound Navigation and Ranging) é uma técnica que usa a propagação sonora (geralmente sob a água, como na navegação submarina) com o intuito de navegação, comunicação ou detecção de objetos na ou sob a superfície da água, como outras embarcações ou grandes animais. Dois tipos de tecnologias dividem o nome "sonar": o sonar passivo trata de "ouvir" os sons feitos por embarcações, já o sonar ativo emite pulsos de sons, sendo capaz de receber o eco desses sons.
O sonar pode ser utilizado para a localização de cardumes. Ilustração: Designua / Shutterstock.com
O sonar pode ser usado como um meio de localização acústica, e também como uma forma de medição das características dos alvos, analisando-se os seus ecos, assim como os morcegos o fazem. Antes da invenção do radar, o sonar foi usado para a localização acústica no ar. O sonar pode também ser usado nos sistema de navegação de robôs. O termo "sonar" também pode ser utilizado para equipamentos usados para gerar e receber os sons. A frequência usada nos sistemas de sonar variam de muito baixa (infrassônica) até extremamente alta (ultrassônica).
Apesar de muitos animais (como golfinhos e morcegos) usarem o som como comunicação e detecção de objetos por milhões de anos, o uso dos humanos na água foi registrado inicialmente por Leonardo da Vinci em 1490: teoricamente, um tubo colocado na água poderia ser usado para detectar embarcações colocando-se o ouvido no tubo. No século XIX, sinos subaquáticos foram usados como um auxiliar dos faróis para enviar avisos de perigo.
Acredita-se que o seu uso localização submarina, da mesma forma que os teve início com o desastre do Titanic em 1912. A primeira patente no mundo para um dispositivo desse tipo foi solicitada pelo Escritório Britânico de Patentes, pelo meteorologista inglês Lewis Richardson, um mês depois do naufrágio do Titanic, e um físico alemão, Alexander Behm, registrou uma patente para uma ecossonda já em 1913. Um engenheiro canadense chamado Reginald Fessenden construiu, em 1912, um sistema experimental, testado mais tarde, em 1914, nos Grandes Bancos em Terra Nova, Canadá. Nesse teste, Fessenden demonstrou a profundidade de som, comunicação submarina (Código Morse) e Echo Ranging, usado para detecção de icebergs a duas milhas de distância. Apesar dos testes terem sido um sucesso, o chamado Oscilador Fessenden não foi capaz de determinar o tamanho do iceberg, devido ao comprimento de onda de 3 metros e a pequena dimensão da face de irradiação do transdutor (menos de 1 metro de diâmetro). Mesmo assim, alguns submarinos britânicos foram equipados com essa ferramenta em 1915.
Com a chegada da Primeira Guerra Mundial, a necessidade de detecção de submarinos se tornou uma prioridade, e logo as pesquisas acústicas ganharam mais interesse. Os britânicos deram início com o uso de hidrofones subaquáticos, enquanto o físico francês Paul Langevin, trabalhando com um engenheiro elétrico russo, Constantin Chilowski, trabalhou no desenvolvimento de dispositivos de som ativos para detecção de submarinos em utilizando quartzo. Apesar de muito ter sido mudado nessa técnica, esse trabalho influenciou profundamente os projetos futuros.
A operação do sonar é influenciada pelas variações na velocidade do som, principalmente no plano vertical. O som viaja mais rápido no mar do que em águas mais limpas, apesar da diferença ser pequena. A velocidade é determinada pelo volume modular e densidade da água. O volume modular é afetado pela temperatura, impurezas dissolvidas (salinas) e pressão. Como a temperatura do mar varia com a profundidade, há muitas vezes uma brusca mudança de velocidade. Isto pode confundir o sonar, porque o som proveniente de um dos lados tende a ser dobrado ou refratado. A propagação do som também pode ser afetada pela própria absorção da água. Esta absorção depende da frequência, e o sonar de longo alcance utiliza frequências baixas para minimizar os efeitos de absorção.
O mar contém muitas fontes de ruído que interferem com o eco do alvo. As principais fontes de ruído são as ondas e os navios. O movimento do receptor através da água também pode causar interferência, dependente da velocidade da frequência do ruído. Quando o sonar ativo é utilizado, uma dispersão ocorre a partir de pequenos objetos no mar, bem como a partir do fundo e da superfície. Esse efeito é uma das principais fontes de interferência para um sonar. Esta dispersão acústica é análoga ao espalhamento da luz de faróis de um carro na névoa: um feixe de alta intensidade irá penetrar o nevoeiro até certo ponto, mas os faróis vão acabar emitindo muita luz para direções indesejadas, muita da qual é espalhada de volta para o emissor. Por razões semelhantes, o sonar ativo precisa transmitir em um feixe estreito para minimizar a dispersão.
Algumas contramedidas podem ser usadas por um submarino para aumentar o nível sonoro, enviando uma falsa imagem de um objeto muito maior, ocultando as verdadeiras propriedades do submarino. Além disso, embarcações mais modernas contam com blindagens capazes de absorver o som, ocultando-as totalmente dos sonares.
 O sonar de um barco de pesca localiza um cardume diretamente abaixo da embarcação. O
tempo decorrido desde a emissão do sinal até a chegada do eco ao sonar é de 0,5 s. Se a velocidade de propagação do som na água do mar é de 1.600 m/s, a profundidade do cardume é:
200 m. 
300 m.
400 m.
600 m.
800 m.
Resp c
Profª: Priscila – Questões Integrativas do 1º Bimestre
Física Elétrica
Códigos:
1 - 17562
2 - 17564
3 - 17565
1)Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 estádescarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada:
I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A
seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial.
II . A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A
seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial.
Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de:
a) M1 = Q/2; M2 = Q/4; M3 = Q/4
b) M1 = Q/2; M2 = 3Q/4; M3 = 3Q/4
c) M1 = 2Q/3; M2 = 2Q/3; M3 = 2Q/3
d) M1 = 3Q/4; M2 = Q/2; M3 = 3Q/4
e) M1 = Q; M2 = zero; M3 = Q
resp b
2) Em seu laboratório, o professor Ladeira prepara duas montagens − I e II −, distantes uma da outra, como mostrado na figura 1. Em cada montagem, duas pequenas esferas metálicas, idênticas, são conectadas por um fio e penduradas em um suporte isolante. Esse fio pode ser de material isolante ou condutor elétrico. Em seguida, o professor transfere certa quantidade de carga para apenas uma das esferas de cada uma das montagens. Ele, então, observa que, após a transferência de carga, as esferas ficam em equilíbrio, como mostrado na figura 2. Considerando essas informações, é correto afirmar que, após a transferência de carga:
a) em cada montagem, ambas as esferas estão carregadas.
b) em cada montagem, apenas uma das esferas está carregada.
c) na montagem I, ambas as esferas estão carregadas e, na II, apenas uma delas
está carregada.
d) na montagem I, apenas uma das esferas está carregada e, na II, ambas estão
carregadas.
e)Não há eletrização.
resp c
3) Durante uma aula de Física, a professora Priscila faz a demonstração de eletrostática que se descreve a seguir. Inicialmente, ele aproxima duas esferas metálicas − R e S −, eletricamente neutras, de outra esfera isolante, eletricamente carregada com carga negativa, como representado na Figura I. Cada uma dessas esferas está apoiada em um suporte isolante. Em seguida, a professora toca o dedo, rapidamente, na esfera S, como representado na Figura II. Isso feito, ele afasta a esfera isolante das outras duas esferas, como representado na Figura III.
 Considerando essas informações, é correto afirmar que, na situação representada na Figura III:
a) a esfera R fica com carga negativa e a S permanece neutra. 
b) a esfera R fica com carga positiva e a S permanece neutra.
c) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga negativa.
d) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga positiva.
e) Não há eletrização.
resp d