SIMULADO (1)

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Simulado de tecnologia aplicada ao ensino de Física
Prof. Dr. João Paulo da S. Alves
!
27 de abril de 2021
Instituto Federal do Pará, IFPA - Belém, Marco
Discente:
Abaixo o valor do simulado é 10, 0 (dez) pontos. Todas as
questões são objetivas. É permitido qualquer tipo de consulta
entre pessoas ou livros/notas e sites.
Problemas propostos
1. Criado um transístor que aprende - Parece realmente estar
se formando uma massa crítica que nos permitirá passar
da computação eletrônica tradicional para a computa-
ção neuromórfica, na qual os processadores funcionam
de forma mais parecida com o cérebro humano. Depois
de avanços importantes no campo dos já tradicionais me-
moristores e do surgimento de um capacitor com memó-
ria analógica, agora foi fabricado o primeiro transístor
capaz de também funcionar como uma sinapse artificial.
Jennifer Gerasimov, da Universidade Linkoping, na Sué-
cia, construiu o transístor neuromórfico usando materi-
ais orgânicos - à base de carbono -, o que significa que os
circuitos poderão ser fabricados por impressão em subs-
tratos finos e flexíveis. Sendo assim, um transístor nor-
mal funciona como:
(Fonte: Inovação Tecnológica de 07 de fevereiro de 2019)
(a) “válvula” que amplifica ou amortece o sinal de saída, de-
pendendo das características do sinal de entrada ou de
um sinal de controle.
(b) um dispositivo condutor usado para amplificar ou alter-
nar sinais eletrônicos e energia elétrica.
(c) um dispositivo semicondutor usado para atenuar sinais
eletrônicos e energia elétrica.
(d) permitir que uma corrente elétrica passe em uma dire-
ção, enquanto a bloqueia na direção oposta.
(e) n.d.a.
2. O conceito de GPS é baseado no tempo e na posição co-
nhecida dos satélites especializados em GPS. Os satélites
carregam relógios atômicos muito estáveis, sincronizados
!joao.alves@ifpa.edu.br
entre si e com os relógios terrestres. Qualquer desvio do
tempo real mantido no solo é corrigido diariamente. Da
mesma maneira, as localizações dos satélites são conhe-
cidas com grande precisão. Os receptores GPS também
possuem relógios, mas são menos estáveis e menos pre-
cisos. Cada satélite GPS transmite continuamente um
sinal de rádio contendo a hora atual e os dados sobre sua
posição. Como a velocidade das ondas de rádio é cons-
tante e independente da velocidade do satélite, o tempo
decorrido entre o momento em que o satélite transmite
um sinal e o receptor o recebe é proporcional à distân-
cia do satélite ao receptor. Um receptor GPS monitora
vários satélites e resolve equações para determinar a po-
sição precisa do receptor e seu desvio do tempo real. No
mínimo, quatro satélites devem estar à vista do receptor
para que ele calcule quatro quantidades desconhecidas
(três coordenadas de posição e desvio do relógio em re-
lação à hora do satélite). Em relação a física envolvida
no GPS temos:
(a) efeito Doppler e relatividade especial.
(b) constância de c e efeito Doppler.
(c) relatividade especial
(d) efeito Doppler
(e) n.d.a.
3. Uma tela sensível ao toque, ou tela sensível ao toque, é
um dispositivo de entrada e saída e normalmente está
em camadas na parte superior de uma exibição visual
eletrônica de um sistema de processamento de informa-
ções. Um usuário pode fornecer ou controlar o sistema
de processamento de informações por meio de gestos
simples ou multi-touch tocando na tela com uma ca-
neta especial ou com um ou mais dedos. Atualmente, a
tecnologia touch screen está presente em vários aspectos
da vida moderna, seja nos smartphones, tablets, caixas
eletrônicos, computadores, televisões e etc. Existem di-
ferentes sistemas de touch screen, porém no mercado
atual os mais comuns são: tecnologia resistiva e tecno-
logia capacitiva. Sobre a tecnologia resistiva podemos
afirmar que:
(a) Este sistema é caracterizado pela acumulação de cargas
em uma das películas. Quando o usuário toca na tela, as
1
cargas são transferidas para o seu dedo. O mecanismo
identifica as variações de energia que são subtraídas da
tela, determinando as coordenadas do ponto em que foi
tocado.
(b) Este sistema é caracterizado pela acumulação de cargas
em uma das películas. Quando o usuário toca na tela,
as cargas são transferidas para o aparelho touch. O me-
canismo identifica as variações de energia que são sub-
traídas da tela, determinando as coordenadas do ponto
em que foi tocado.
(c) Este modelo é formado a partir de três camadas, sendo
duas isolantes e uma condutora. As duas películas con-
dutoras se unem no ponto em que o usuário toca na tela,
fazendo com que haja uma corrente de energia elétrica no
local. O sistema do dispositivo é informado sobre o local
onde ocorre essa junção, fazendo com que a tarefa orde-
nada seja descodificada e executada pelo mecanismo.
(d) Este modelo é formado a partir de três camadas, sendo
duas condutoras e uma isolante. As duas películas con-
dutoras se unem no ponto em que o usuário toca na tela,
fazendo com que haja uma corrente de energia elétrica no
local. O sistema do dispositivo é informado sobre o local
onde ocorre essa junção, fazendo com que a tarefa orde-
nada seja descodificada e executada pelo mecanismo.
(e) n.d.a.
4. Sensor magnético atômico mede atividade do cérebro hu-
mano - Um sensor magnético baseado em um super
átomo demonstrou sua eficácia na prática medindo a
atividade cerebral humana. Os testes demonstraram o
potencial do sensor atômico para aplicações práticas em
medicina e nas pesquisas de interfaces neurais, para o
controle de próteses ou outros equipamentos, como robôs
e computadores, diretamente pelo pensamento. Criado
por uma equipe da Alemanha e dos Estados Unidos, o
novo sensor promete levar as possibilidades de mensu-
ração dos campos magnéticos biológicos a um novo pa-
tamar. As medições foram comparadas com as obtidas
por um SQUID (Superconducting Quantum Interference
Device). Os SQUIDs são os sensores magnéticos mais
sensíveis que existem. Contudo, por precisarem de ma-
teriais supercondutores, eles exigem aparatos criogêni-
cos complicados, caros e grandes. O novo sensor atômico
apresentou uma sensibilidade ligeiramente menor do que
os SQUIDs. Contudo, além de ter potencial para melho-
rias, ele funciona a temperatura ambiente, é minúsculo,
abrindo caminho para equipamentos portáteis e de baixo
custo. Sobre o efeito Josephson pode-se destacar que:
(Fonte: Inovação Tecnológica de 25 de abril de 2012)
(a) o efeito Josephson é um efeito físico que se manifesta
pela aparição de uma corrente elétrica através da lei de
Faraday usual.
(b) o efeito Josephson é um efeito físico que se manifesta
pela aparição de uma corrente elétrica que flui através de
dois supercondutores fracamente interligados, separados
apenas por uma barreira isolante muito fina.
(c) o efeito Josephson é um efeito físico que se manifesta
pela aparição de uma função de onda que flui através de
dois supercondutores fracamente interligados, separados
apenas por uma barreira condutora muito fina.
(d) o efeito Josephson é um efeito físico que se manifesta
pela aparição de uma corrente elétrica e uma função de
onda que flui através de um supercondutores fracamente
interligados, separados apenas por uma barreira isolante
e condutora.
(e) n.d.a.
#. Camuflagem acústica torna submarinos invisíveis ao so-
nar - Conforme os mantos de invisibilidade ópticos se
aproximam de sua versão 2.0, a camuflagem acústica, ou
sônica mostrou que não será deixada para trás. Peter
Kerrian e seus colegas da Universidade do Estado da
Pensilvânia, nos EUA, criaram uma estrutura em forma
de pirâmide que redireciona as ondas sônicas ao redor de
um objeto sem espalhar ou refletir a energia das ondas,
camuflando o objeto das ondas sonoras incidentes. Em
termos mais simples, a estrutura torna objetos embaixo
d’água invisíveis ao sonar. Até agora, a maioria dos me-
tamateriais acústicos foi projetada para desviar as ondas
sonoras no ar, criando escudos antissom,que geram áreas
de silêncio absoluto. Kerrian aceitou o desafio de fazer o
mesmo debaixo d’água. A camuflagem acústica subma-
rina, ou subaquática, é mais complicada porque a água
é mais densa e menos compressível do que o ar, o que
restringe as opções de engenharia para fabricar o meta-
material. Sobre a camulflagem e metamaterial responda
os dois itens abaixo.
5. A camuflagem é:
(a) o conjunto de técnicas e métodos que permitem a um
dado organismo ou objeto permanecer indistinto do am-
biente que o cerca.
(b) a capacidade de gerar silêncio absoluto.
(c) a propriedade de desviar a luz.
(d) é a técnica que determina quanto o caminho da luz é
dobrado ou refratado ao entrar em um material. Isso é
descrito pela lei de refração de Snell.
2
(e) n.d.a.
6. Um metamaterial exibe:
(a) mudança no frequência da luz.
(b) mudança na velocidade da onda.
(c) mudança no índice de refração.
(d) modo normal de vibração negativo.
(e) índice de refração negativo.
7. As pinças óticas já são um instrumento importante nos
laboratórios mais avançados há alguns anos. Elas se
valem do fato de que os fótons, a unidade básica da
luz, possui energia suficiente para mover partículas na-
noscópicas. No reino da nanotecnologia, a luz funciona
como um vento, com a vantagem adicional de que sua in-
tensidade pode ser cuidadosamente controlada, levando
nanopartículas para o local exato onde os pesquisado-
res desejam. Essas pinças são verdadeiras “armadilhas”
eletromagnéticas que tem sido particularmente aplicadas
em experimentos de biologia celular nos últimos anos. A
pinça utiliza lasers de que frequência para estudar celú-
las vivas acopladas a um microscópio, e através de que
mecanismo é possível mover os objetos?
(a) infravermelho; pressão de radiação.
(b) infravermelho; gradiente de força.
(c) ultravioleta; pressão osmótica.
(d) ultravioleta; gradiente de força.
(e) visível; pressão de radiação.
8. Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gera-
rem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica.
Existe a piezoeletricidade direta onde transforma efeitos
elétricos em mecânicos, e a piezoeletricidade inversa
onde transforma efeitos mecânicos em elétricos. Em re-
lação aos aparelhos abaixo, quais funcionam por piezoe-
letricidade inversa e direta, respectivamente:
(a) Medidor de pressão e agulha do toca-discos.
(b) isqueiro e alarme antifurto.
(c) isqueiro e microfone.
(d) alto-falante e ultrassom.
(e) ultrassom e microfone.
9. O princípio de funcionamento de uma placa solar é:
(a) efeito termoacústico.
(b) efeito joule.
(c) efeito fotoelétrico.
(d) histerese elétrica.
(e) n.d.a.
10. O demônio de Maxwell é um experimento mental pro-
jetado por James Clerk Maxwell em 1871, para sugerir
que a(s) lei(s) da termodinâmica seria(m) verdadeira(s)
apenas estatisticamente. Sobre esse experimento, essa(s)
lei(s) é(são):
(a) entropia, energia e equilíbrio térmico.
(b) entropia e energia.
(c) energia.
(d) entropia.
(e) equilíbrio térmico.
11. Os pesquisadores do projeto LIGO (Laser Interferometer
Gravitacional - Wave Observatory) anunciaram, no iní-
cio de 2017, a primeira detecção das ondas gravitacio-
nais. Analise as proposições em relação à informação.
(I) Estas ondas se propagam com a mesma velocidade da
luz.
(II) Estas ondas se propagam com velocidade superior à ve-
locidade da luz.
(III) Estas ondas foram previstas por Albert Einstein em
sua Teoria da Relatividade Geral.
(IV) Estas ondas foram previstas por Albert Einstein em
sua Teoria da Relatividade Especial.
# Assinale a alternativa correta.
(a) somente a afirmativa III é verdadeira.
(b) somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.
(c) somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
(d) somente a afirmativa IV é verdadeira.
(e) somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
12. Engenheiros romenos criam disco voador perfeito - Sem
dúvida, o Objeto Voador ADIFO (All Directions Flying
Object), se parece exatamente com um disco voador es-
tereotipado. No entanto, os criadores do ADIFO dizem
que a inspiração para a sua aeronave de formato único
não vem da tradição dos UFOs. Em vez disso, eles dizem
que o disco é projetado para imitar a seção transversal de
trás do aerofólio de um golfinho. O projeto deve “reduzir
as ondas de choque” na superfície do disco “evitando
assim a ocorrência de estrondos sônicos durante o vôo
3
transônico. Ele acredita que o disco será capaz de “tran-
sições laterais repentinas e guinada súbita", além de
“transições suaves durante o vôo subsônico ao supersô-
nico”. O idealizador do projeto afirma que o ADIFO
pode alcançar a sustentação e o impulso usando o Efeito
Coanda do escapamento de gases produzido por um
único “turborotor”.
(Fonte: Portal UFO de 08 de agosto de 2019)
# Em relação a tal efeito, assinale a alternativa incorreta.
(a) é a tendência de um jato de fluido a ficar ligado ou colado
a uma superfície convexa.
(b) o inventor romeno Henri Coanda foi o primeiro a re-
conhecer a aplicação prática do fenômeno no design de
aeronaves.
(c) o efeito também surge em veículos como: aviões, heli-
cópteros e carros de fórmula 1.
(d) a velocidade de escape do fluido altera a pressão sobre a
superfície do corpo.
(e) n.d.a.
13. Uma partícula carregada quando emite onda eletromag-
nética sofre um recuo denominado de força de reação à
radiação (rr) dada por:
!Frr =
2
3
q2
c3
d!a
dt
, (1)
onde q é a carga da partícula, c é a velocidade da luz e !a é
o vetor aceleração da partícula. Com base na fórmula acima
em uma antena de telefone celular não há produção de uma
onda eletromagnética ao:
(a) acelerar uma carga elétrica.
(b) desacelerar uma carga elétrica.
(c) ficar em repouso em relação a uma carga elétrica.
(d) afastar-se de uma carga elétrica.
(e) aproximar-se de uma carga elétrica.
14. A diferença básica entre computadores quânticos e usu-
ais é que o processador (cérebro) da máquina é feita
de XXX. No entanto, no computador tradicional, todos
os dados de imagens, sons e programação são converti-
dos e interpretados na forma de gigantescas seqüências
de 0 e 1, os chamados XXX, a unidade básica de in-
formação digital. Quem faz essa leitura numérica são
os transistores, pequeninos dispositivos eletrônicos que
compõem os chips do processador e das memórias. O
problema é que cada transistor só interpreta um bit por
vez. Os cientistas já sabem, por exemplo, que um com-
putador quântico é uma Ferrari para quebrar códigos
criptográficos – aqueles conjuntos de intermináveis nú-
meros que protegem as transações bancárias e as com-
pras pela internet, logo, sua velocidade é XXX do que o
computador dos dias de hoje.
Complete o texto acima no local com XXX, e assinale a al-
ternativa que completa a frase corretamente.
(a) chips - quibts - maior.
(b) chips - bits - maior.
(c) chips - bits - menor.
(d) átomos - quibts - igual.
(e) átomos - bits - maior.
15. Mais e mais salas de projeção estão exibindo filmes no
formato 3D. Nesse formato, os equipamentos são dois
projetores que iluminam a tela do cinema. Um proje-
tor emite ondas de luz numa direção de oscilação e o
outro, numa direção perpendicular a do primeiro. As
cenas projetadas por cada um deles possuem ângulos
diferentes, fazendo com que a cena captada pelos olhos
humanos ofereça uma sensação de profundidade. As len-
tes dos óculos utilizados para assistir a esse tipo de filme
filtram as imagens dos dois projetores: cada lente deixa
passar apenas uma das ondas de luz, e assim cada olho
“vê” a imagem de um dos dois projetores. As lentes dos
óculos agem como:
(a) refletores, que desviam uma das ondas de luz deixando
passar a outra.
(b) difratores, que absorvem uma das ondas de luz deixando
passar a outra.
(c) refratores, que desviam uma das ondas de luz deixando
passar a outra.
(d) polarizadores, que absorvem uma das ondas de luz dei-
xando passar a outra.
(e) energizadores, que fazem com que uma das ondas fique
com intensidademaior do que a outra.
16. O efeito Yarkovsky é uma força que atua sobre um corpo
em rotação no espaço, causada pela emissão anisotró-
pica de fótons térmicos, que carregam impulso. É geral-
mente considerado em relação a meteoroides ou peque-
nos asteróides (cerca de 10 cm a 10 km de diâmetro),
4
pois sua influência é mais significativa para esses cor-
pos. A utilização do efeito Yarkovsky é um cenário sob
investigação para alterar o curso de asteróides próximos
da Terra com potencial de impacto na nela. Possíveis
estratégias de deflexão de asteróides incluem “pintar" a
superfície do asteróide ou focalizar a radiação solar no
asteróide para alterar a intensidade do efeito Yarkovsky
e, assim, alterar a órbita do asteróide para longe de uma
colisão com o nosso planeta. Sobre o efeito Yarkovsky,
pode-se concluir que é um fenômeno gerado por:
(a) conservação do momento linear.
(b) conservação do momento angular.
(c) conservação da energia.
(d) conservação da massa.
(e) diminuição da entropia.
17. Carregar a bateria do smartphone sem ficar escravo da
tomada mais próxima é uma medida cada vez mais viá-
vel aos usuários. Modelos como Nexus 4, Galaxy S4 e
os Lumia 920 e Lumia 820 têm suporte para esse recurso
de fábrica, basta adquirir a estação de carregamento, re-
pousar o aparelho sobre ela e o processo de recarga já se
inicia. Para fazer com que a energia seja transmitida por
aproximação é usado o princípio da indução eletromag-
nética, cuja característica é a criação de corrente elétrica
por meio de campos magnéticos. Nos smartphones que
suportam esse recurso, há uma bobina sensível a esse
campo, criado pela estação de carregamento (o indutor).
Dessa forma, ao aproximar o aparelho do carregador, o
campo cria uma corrente na bobina, que está ligada di-
retamente à bateria, carregando-a. Para que o sistema
funcione, portanto, o smartphone deve estar equipado
com a bobina e outros elementos de hardware que ga-
rantam a transferência de energia do campo magnético
para a bateria.
Em relação ao fenômeno de indução eletromagnética, assinale
a alternativa incorreta.
(a) quando aproximamos ou afastamos um imã de uma bo-
bina condutora, induzimos o surgimento de uma corrente
elétrica.
(b) a força eletromotriz induzida é o nome dado ao potencial
elétrico que é produzido pela indução eletromagnética.
(c) o fluxo de campo magnético através de uma espira induz
o surgimento de uma corrente elétrica.
(d) a variação do fluxo de campo magnético induz a forma-
ção de correntes elétricas.
(e) a corrente elétrica induzida é proporcional à variação do
fluxo magnético.
18. A figura abaixo apresenta a comparação dos gastos de
três tipos de lâmpadas residenciais de mesmo brilho, du-
rante cinco anos. Considera-se a utilização média de
vinte pontos de luz, utilizando em média dez lâmpadas
acesas durante 6 horas ao custo de R$ 0, 30; para cada
1 kWh consumido.
Com base nas informações, a lâmpada energeticamente mais
eficiente, a mais viável economicamente e a de maior vida
útil são, respectivamente:
(a) fluorescente compacta, LED, LED.
(b) LED, fluorescente compacta, LED.
(c) fluorescente compacta, incandescente, LED.
(d) LED, incandescente, fluorescente compacta.
(e) fluorescente compacta, fluorescente compacta, LED.
19. É uma das idéias mais bizarras já produzidas pela mente
humana. Trata-se de uma experiência imaginária, na
qual um gato, no papel de cobaia, está vivo e morto ao
mesmo tempo! E não estamos falando de espiritismo,
mas de mecânica quântica, o ramo da física que estuda o
estranhíssimo mundo das partículas subatômicas (meno-
res que os átomos). A hipótese foi concebida pelo físico
austríaco Erwin Schrödinger, um dos mais brilhantes
cientistas do século XX. Sua intenção era mostrar como
o comportamento das partículas subatômicas parece
ilógico se aplicado numa situação fácil de ser visualizada,
como um gato preso numa caixa fechada. Na situação
5
proposta por ele, a vida do animal ficaria à mercê de
partículas radioativas. Se elas circulassem pela caixa,
o gato morreria; caso contrário, ele permaneceria vivo.
Até aí, não há nada de mais. A história fica maluca
mesmo quando analisada de acordo com as leis do mundo
subatômico, segundo as quais ambas as possibilidades
podem acontecer ao mesmo tempo – deixando o animal
simultaneamente vivo e morto. Mas e se um cientista
olhasse para dentro da caixa? Ele não veria nada de
mais, apenas um gato – vivo ou morto. Isso porque,
segundo a física quântica, se houvesse o mínimo de “con-
tato”, como uma fonte de luz utilizada para observar
o fenômeno, as realidades paralelas do mundo subatô-
mico entrariam em colapso e só veríamos uma delas. Por
isso, nem adianta tentar realizar a experiência na prá-
tica. Achou difícil entender essa maluquice? Tudo bem,
os melhores físicos têm o mesmo problema. Por trás de
tal paradoxo existe a ideia chave das leis que regem o
mundo quântico que são:
(a) colapso da função de onda e o ato de medir influencia na
medida.
(b) o gato como ente físico que vive e morre dentro de um
recipiente radioativo.
(c) o aumento da entropia do sistema quântico.
(d) o colapso da função de onda e o surgimento da interfe-
rência quântica.
(e) n.d.a.
20. A epilação a laser, popularmente conhecida como depi-
lação a laser, consiste na aplicação de uma fonte de luz
para aquecer e causar uma lesão localizada e controlada
nos folículos capilares. Para evitar que outros tecidos
sejam danificados, selecionam-se comprimentos de onda
que são absorvidos pela melanina presentes nos pelos,
mas que não afetam a oxi-hemoglobina do sangue e a
água dos tecidos da região em que o tratamento será
aplicado. A figura a seguir, mostra como é a absorção
de diferentes comprimentos de onda pela melanina, oxi-
hemoglobina e água.
Qual é o comprimento de onda em nanômetros, ideal para a
epilação a laser?
(a) 400 (b) entre 400 e 500 (c) 1 100 (d) 900 (e)
n.d.a.
21. Marque V para verdadeiro e F para falso nas afirmações
a seguir, e em seguida assinale a alternativa correta.
( ) A capacidade de transporte de informações das fibras
ópticas é a mesma que a dos cabos metálicos. Todavia,
a fibra óptica é mais leve e flexível, o que a torna mais
eficiente.
( ) O índice de refração do núcleo da fibra deve ser maior
que o índice da casca que a envolve.
( ) As fibras ópticas funcionam por meio do princípio da
reflexão total da luz.
( ) A desvantagem das fibras ópticas é a interferência sofrida
na presença de campos magnéticos.
( ) As fibras ópticas ainda não são amplamente utilizadas
no cotidiano das pessoas por causa de seu alto preço de
fabricação.
(a) F - V - V - F - V
(b) F - V - V - V - F
(c) F - F - V - F - F
(d) V - V - V - F - F
(e) F - V - V - F - F
22. Efeito fotoelétrico: elétrons hesitam ao serem atingi-
dos pelos fótons - Quando os fótons atingem os átomos,
sendo absorvidos por eles, os elétrons atingem o chamado
estado excitado. Se os fótons tiverem energia suficiente,
os elétrons podem ser ejetados do átomo. Esse efeito,
conhecido como fotoemissão, foi explicado por Einstein
6
mais de cem anos atrás e lhe valeu o Prêmio Nobel, e
é a base do funcionamento das células solares e de uma
série de outras tecnologias. Até hoje, tem sido assumido
que, imediatamente após o impacto dos fótons, os elé-
trons começam a sair do átomo. Este ponto no tempo
pode ser detectado e, ao longo deste mais de um sé-
culo, ele tem sido considerado como coincidente com o
momento da chegada do pulso de luz, ou seja, como o
“tempo zero” na interação da luz com a matéria. Mas
não é bem assim. Ou, pelo menos, é ligeiramente dife-
rente disso. Mais propriamente, é cerca de 20 attosse-
gundos diferente. Um attossegundo é um bilionésimo de
um bilionésimo de segundo.
(Fonte: Inovação tecnológica de 25 de junho de 2010)
Sobre o efeito fotoelétrico, marque a alternativa correta:
(a) o efeito fotoelétrico depende da intensidade da radiação
incidente sobrea placa metálica.
(b) não há frequência mínima necessária para a ocorrência
desse fenômeno.
(c) a frequência de corte é fruto da razão entre a função
trabalho e a constante de Planck.
(d) a energia cinética dos fotoelétrons é diretamente propor-
cional ao comprimento de onda da radiação incidente.
(e) n.d.a.
23. O extrativismo do açaí é uma das maiores fontes de
renda para as populações das ilhas nos arredores de Be-
lém. Para colher o açaí os trabalhadores utilizam uma
tira de tecido presa em seus tornozelos, a chamada
“peconha” (uma tecnologia cabocla), conforme figura
abaixo 1. Para entender a ação da peconha considere
a figura 2 onde está indicada a distribuição de forças
exercidas no caule pela peconha no plano horizontal e
a tração T . Neste modelo, o módulo da força de atrito
Fatrito, a tração T exercida pelo trabalhador sobre a
peconha produz uma distribuição de forças normais no
caule, cuja resultante é
Fatrito = 2"
!
L
R
"
T, (2)
em que " (ksí) é uma grandeza física desconhecida, L é o com-
primento da peconha e R o raio do caule. Fazendo a análise
dimensional da equação (2), qual a dimensão da grandeza
física "?
(a) massa! aceleração (b) (velocidade)2 (c) velocidade!
tempo (d) posi̧cão! aceleração! (tempo)!1 (e) 1
24. Em 1959, Yakir Aharonov e o falecido David Bohm
descobriram um efeito quântico que revolucionou nossa
compreensão do papel dos potenciais na física. Pela
primeira vez, foi demonstrado que uma partícula que
se move em uma região livre de campo pode ser afetada
por um campo em uma região separada. Tal efeito é
estranho à física clássica; de fato, é uma propriedade
definidora do mundo quântico. Numerosas experiências
verificaram o efeito, e novas técnicas recentes permitem
medições precisas das mudanças nos padrões de inter-
ferência eletrônica que demonstram a fase (a fase AB)
captada por uma partícula carregada que se move em
torno de um solenóide. A fase quântica topológica ex-
plica a quantização da carga, o efeito Hall quântico, a
junção Josephson e muitos efeitos no novo campo da
física mesoscópica, onde pequenos circuitos eletrônicos
exibem comportamento quântico. A fase AB desempe-
nha um papel crucial na holografia do microscópio ele-
trônico. Com relação aos problemas na compreensão do
efeito Aharonov-Bohm, marque a alternativa errada:
(a) a compreensão de efeitos não-locais.
(b) violação da causalidade .
(c) ação fantasmagórica à distância.
(d) os potenciais elétrico e magnético não são físicos.
(e) n.d.a.
25. Um copo de Pitágoras parece um copo normal, exceto
que dentro da bacia dele há uma coluna central. Esta
é posicionada diretamente sobre a haste do copo e
sobre um buraco no fundo da haste. Uma pequena
tubulação aberta vai desse buraco até quase o topo
da coluna central, onde há uma câmara aberta. A
câmara é conectada por uma segunda tubulação para
o fundo da coluna central, onde um furo na coluna
expõe a tubulação para a bacia do copo. Abaixo temos
uma seção transversal de um copo pitagórico sendo
preenchido: em B, é possível beber todo o líquido no
7
copo; mas em C, o efeito gerado pelo líquido no copo
faz com que o fluido seja drenado. Quando o copo é
enchido, o líquido sobe através da segunda tubulação
até a câmara no topo da coluna central, Enquanto a al-
tura do líquido não ultrapassar a altura da câmara, nada
acontece. Mas se ultrapassar, o líquido derrama através
da câmara na primeira tubulação e para fora pelo fundo.
Logo, a melhor explicação para o efeito de esvaziamento
de fluido no copo de Pitágoras será:
(a) o escoamento do fluido pelo tubo se dá pelo efeito Ven-
turi.
(b) o copo de Pitágoras funciona obedecendo o paradoxo
hidrostático.
(c) a pressão hidrostática cria um sifão na coluna central.
(d) os princípios de Pascal dos vasos comunicantes e de Ar-
quimedes.
(e) a pressão do fluido obedece a lei de Stevin.
26. O MRUV usual tem a seguinte equação horária da posi-
ção x(t) em função do tempo t obtida por Galileu Galilei
em suas experiências com planos inclinados:
x(t) = x0 + v0t+
a
2
t2, (3)
onde v0 é a velocidade inicial e a é a aceleração constante do
corpo. As contribuições da Relatividade Restrita ou Especial
de Albert Einstein em 1916 foram de grande revolução
científica em várias áreas, em particular, na Cinemática e
Dinâmica dos movimentos, usando essas contribuições no
chamado MRUV relativístico obtemos a seguinte equação:
x(t) = x0 +
#2
a
#
$
%
&
1 +
($v0 + at)
2
#2
" $
'
(
)
, (4)
sendo $ (gama) o chamado fator de Lorentz dado por $ =
1/
*
1"
+
v0
!
,2
. A expressão é válida tanto para baixas quanto
altas velocidades comparáveis a da luz c = 3!108m/s. Qual
a dimensão da constante física # (alfa)?
(a) (aceleração)1/2 (b) (velocidade)2 (c) velocidade
(d) posi̧cão ! (aceleração)1/2 (e) velocidade !
(aceleração)1/2
27. Houve uma corrida entre a lesma e o caracol, a velo-
cidade do caracol era de 0, 08m/s e a da lesma foi de
240 cm/min. A distância a percorrer era de 1, 60m, e o
caracol corre durante 0, 00278 h antes de parar para uma
soneca. Qual a duração da soneca para que o caracol
não perca a corrida? Abaixo temos o gráfico posição
(cent́ımetros) versus o tempo (segundos) desta compe-
tição.
(a) 10 s (b) 0, 314! 10!4 dia (c) 1, 314! 10!4 dia (d)
2, 314! 10!4 dia (e) 3, 314! 10!4 dia
28. Durante um treinamento de paraquedismo, um paraque-
dista salta verticalmente de um avião com velocidade di-
ferente de zero em direção ao solo (linha tracejada), en-
quanto isso uma chuva cai verticalmente em queda livre
(linha sólida), ambos chegam juntos no solo. Abaixo te-
mos todos os dados relevantes destes movimentos onde
y(m) é a altura de queda, t(s) é o tempo durante a
dinâmica dos corpos. Com base no gráfico, qual foi
a velocidade em m/s de lançamento do paraquedista?
Despreze a resistência do ar.
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(a) 25 (b) "25 (c) 125 (d) "125 (e) "100
29. Uma panela de pressão funciona prendendo o vapor pro-
duzido pela fervura do líquido de cozimento dentro do
recipiente. Isso faz com que a pressão interna e a tem-
peratura subam rapidamente, e consequentemente, co-
zinhe os alimentos de forma rápida. A pressão interna
desse tipo de panela atinge valores da ordem de 2 atm,
fazendo com que eleve a válvula de pino com massa apro-
ximandamente de 250 g (veja figura abaixo) onde os ga-
ses serão escapados por 4 orifícios de diâmetro 3 cm. Du-
rante a subida da válvula de pino, ela pode girar a uma
frequência de 2 ! 103Hz. Supondo que a válvula de
pino execute um MCU, e que a força de saída dos gases
da panela seja da ordem de 10N em casa orifício, e eles
estão defasados 90o um em relação ao outro, qual o valor
da força resultante na válvula em newtons? (Dica: Use
soma vetorial).
(a) 40 (b) 0 (c) 20 (d) 10 (e) n.d.a.
30. Abaixo temos uma tirinha de Jim Davis (Garfield), após
sua análise assinale a alternativa que contém um exem-
plo de aplicação da primeira lei de Newton.
(a) Um livro apoiado sobre uma mesa horizontal é empur-
rado horizontalmente para a direita com uma força de
mesma intensidade da força de atrito que atua sobre ele,
mantendo-o em movimento retilíneo e uniforme.
(b) Quando um tenista acerta uma bola com sua raquete,
exerce nela uma força de mesma direção e intensidade
da que a bola exerce na raquete, mas de sentido oposto.
(c) Puxar uma toalha de mesa onde em cima há talheres,
pratos e copos sem que esses objetos se movam.
(d) Em um sistema de corpos onde forças não conservativas
não realizam trabalho, só pode ocorrer transformação de
energia potencial em cinética ou de energia cinética em
potencial.
(e) Subida de um foguete ao espaço.
31. Abaixo temos uma tira de Mauricio de Sousa (turma da
Mônica), supondo que o sistema encontra-se em equilí-
brio, é correto afirmar que, de acordo com a lei da causa-
lidade de Newton, a alternativa correta a respeito dessa
lei é:
(a) A força que a Mônica exerce sobre a corda e a força
que os meninos exercemsobre o chão formam um par
ação-reação.
(b) Ação e reação são pares de forças com sentidos iguais e
direções opostas.
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(c) A força que a Mônica exerce sobre a corda e a força
que os meninos exercem sobre a corda formam um par
ação-reação.
(d) A força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que
a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação.
(e) A força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que
a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação.
32. Na Amazônia, devido ao seu enorme potencial hídrico,
o transporte de grandes cargas é realizado por balsas
que são empurradas por rebocadores potentes. Suponha
que se quer transportar duas balsas carregadas, uma
maior de massa M e outra menor de massa m (m < M),
que devem ser empurradas juntas por um mesmo
rebocador, e considere a figura abaixo que mostra duas
configurações (A e B) possíveis para este transporte. Na
configuração A, o rebocador exerce sobre a balsa uma
força de intensidade Fa, e a intensidade das forças exer-
cidas mutuamente entre as balsas é fa. Analogamente,
na configuração B o rebocador exerce sobre a balsa uma
força de intensidade Fb, e a intensidade das forças exer-
cidas mutuamente entre as balsas é fb.
(a) Fa = Fb; fa = fb (b) Fa > Fb; fa = fb (c) Fa <
Fb; fa > fb (d) Fa = Fb; fa < fb (e) Fa = Fb; fa >
fb
33. Para fótons com alta energia da ordem de MeV e supe-
rior, a produção de pares é o modo dominante de inte-
ração de fótons com a matéria. Essas interações foram
observadas pela primeira vez na câmara de nuvens ou
bolhas por Patrick Blackett, sendo agraciado ao Prêmio
Nobel de Física em 1948. Se o fóton está perto de
um núcleo atômico, a energia de um fóton $ pode ser
convertida em um par elétron-pósitron, e!; e+ (veja fi-
gura a seguir) como podemos ver na equação seguinte:
$ # e! + e+. A energia do fóton é convertida em
massa de partículas de acordo com a equação de Eins-
tein, E = mc2; onde E é a energia, m é massa e c é a
velocidade da luz. O fóton deve ter energia mais alta que
a soma das energias de massa de repouso de um elétron
e um pósitron para que a produção ocorra. Durante a
formação do par, o núcleo atômico próximo sofre um re-
cuo para garantir a conservação do momento linear. Se
a trajetória do elétron e pósitron obedecem uma espiral
logarítmica, desenhe 3 vetores para cada partícula (elé-
tron e pósitron) seu módulo, direção e sentido na figura
(ou folha separada deste simulado). Os vetores serão a
velocidades radial !vR e tangencial !vT dessas partículas.
“Um excelente simulado para todos!”
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