FÍSICA (310)

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE PERNAMBUCO
CONCURSO PÚBLICO PARA SERVIDOR TÉCNICO-ADMINISTRATIVO
EDITAL Nº 18/2008-GD
PROVA ESCRITA
FÍSICA (310)
INFORMAÇÕES AO CANDIDATO
Você está recebendo:
• um Caderno de Provas;
• um Cartão-Resposta.
CADERNO DE PROVA
O Caderno de Provas contém 40 (quarenta) questões de Conhecimentos Específicos,
numeradas de 01 a 40 e apresentadas no formato de múltipla escolha. Cada questão possui cinco
alternativas, das quais apenas uma corresponde à resposta solicitada. Verifique se o seu caderno está
completo.
CARTÃO-RESPOSTA
Na parte superior do Cartão-Resposta, estão impressos: o nome do candidato, o seu número de
inscrição e do documento de identidade. Confira seus dados. Qualquer irregularidade, comunique ao
fiscal.
Leia, atentamente, as instruções de preenchimento contidas no Cartão-Resposta.
Em hipótese alguma, dobre, amasse ou rasure o Cartão-Resposta.
Não marque mais de uma resposta para a mesma questão, pois, se assim proceder, esta será
anulada.
O Cartão-Resposta não poderá ser substituído.
OBSERVAÇÕES:
1. Não caberá aos fiscais dirimir quaisquer dúvidas sobre o conteúdo da Prova Escrita.
2. A Prova Escrita tem duração de 03 (três) horas. Por razões de segurança do concurso, o
candidato só poderá deixar o recinto da prova após, no mínimo, uma hora do seu início.
3. Os 03 (três) últimos candidatos deverão permanecer na sala de prova até que todos tenham
terminado, podendo dela retirar-se concomitantemente.
4. O Caderno de Provas e o Cartão-Resposta deverão ser devolvidos ao fiscal da sala.
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FÍSICA (310)
01. Um projétil é lançado com uma velocidade inicial de 20 3 m/s e direcionada em um ângulo de 60º com a horizontal. O
módulo do vetor deslocamento do projétil, 4 s após seu lançamento, tem um valor mais próximo de: (Considere g = 10
m/s²)
a)
b)
c)
d)
e)
30 m.
60 m.
80 m.
100 m.
120 m.
02. Uma bicicleta tem roda traseira de raio 40 cm, catraca de raio 5 cm e coroa de raio 15 cm. Para 3(três) voltas completas
da coroa, o avanço da bicicleta será: (Considere π = 3).
a)
b)
c)
d)
e)
17,3 m.
19,5 m.
21,6 m.
25,4 m.
30,0 m.
03. Considere que um elevador com uma carga máxima de 2500 kg está descendo acelerado. Em determinado instante, uma
bola que se encontra na mão de um dos seus ocupantes cai com aceleração, em relação à cabine do elevador, de 8,8 m/s²
para baixo. A tensão no cabo de sustentação do elevador é: (Considere g = 9,8 m/s²)
a)
b)
c)
d)
e)
16 kN.
18 kN.
20 kN.
22 kN.
27 kN.
04. Um avião realiza um looping vertical de raio igual a 500 m, com velocidade de 360 km/h. O piloto do avião tem massa
70 kg. A força trocada entre o piloto e o assento quando o avião encontra-se na posição indicada na figura, será:
(Considere g = 10 m/s²)
a)
b)
c)
d)
e)
1750 N.
1561 N.
1450 N.
1170 N.
1050 N.
05. Um garoto de 30 kg deitado sobre um esqui desce, a partir do repouso, um declive de 4,0 m de altura e forma um ângulo
de 30º com a horizontal, conforme indica a figura. Ao chegar à base, possui uma velocidade de 2 m/s. Qual o coeficiente
de atrito entre a lâmina do esqui e a superfície gelada? (Considere g = 10 m/s²)
a)
b)
c)
d)
e)
0,58.
0,55.
0,44.
0,37.
0,26.
06. Dois blocos A e B movimentam-se sobre uma superfície horizontal sem atrito, conforme mostra a figura abaixo. Os dois
blocos estão se movendo para a direita. A tem massa 3 kg e velocidade de módulo 14 m/s e B tem massa de 9 kg e
velocidade de módulo 4 m/s. Considerando que a mola presa a B tem massa desprezível e constante elástica 10000 N/m,
que os blocos colidem e suas velocidades têm o mesmo valor quando a compressão da mola for máxima, assinale a
alternativa que indica corretamente a deformação sofrida pela mola.
a)
b)
c)
d)
e)
27 cm
23 cm
20 cm
17 cm
15 cm
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07. Uma haste rígida homogênea de 1,5 m de comprimento e massa 0,25 kg está pendurada através de uma de suas
extremidades a um pivô e, na outra extremidade, é fixa uma esfera de massa 1,75 kg. Em determinado instante, o
pêndulo formado pela configuração acusa um ângulo de 30° com a vertical. O módulo do momento resultante sobre o
pêndulo, nesse instante, será de, aproximadamente, (Considere a esfera como um ponto material e g = 10 m/s²)
a)
b)
c)
d)
e)
14 Nm.
15 Nm.
17 Nm.
20 Nm.
22 Nm.
08. Um projétil é lançado, radialmente, a partir da superfície da Terra com velocidade inicial igual à metade da
velocidade de escape. Sabendo que o raio da Terra é R e desprezando-se sua rotação, determine a altura
radial, em relação à superfície da Terra, atingida pelo projétil.
a)
b)
c)
d)
e)
4
R
3
7
R
8
1
R
3
5
R
8
2
R
3
09. Uma bola de massa 400 g e volume 500 cm³ é abandonada a partir do repouso em uma profundidade 1,0 m abaixo da
superfície de um lago. Considerando a densidade da água 1,0 g/cm³ e a gravidade local 10 m/s2, a altura que a bola
atinge acima da superfície da água tem o valor mais próximo de: (Despreze a força de arrasto da água sobre a bola,
qualquer transferência de energia para as ondas e respingos de água provocados pela bola ao emergir.)
a)
b)
c)
d)
e)
0,50 m.
0,35 m.
0,25 m.
0,20 m.
0,17 m.
10. O diagrama de fases de uma substância simples é representado na figura abaixo. Se a substância for expandida
isotermicamente a partir do ponto P, ela poderá sofrer
a)
b)
c)
d)
e)
vaporização.
solidificação.
liquefação.
fusão.
sublimação.
11. Assinale a alternativa que NÃO está correta.
a)
b)
c)
d)
e)
Para ocorrer reflexão total da luz, esta deve dirigir-se do meio mais refringente para o meio menos refringente.
A refração da luz é o desvio da luz ao atravessar a fronteira entre dois meios transparentes.
A cor da luz (freqüência) não se altera na refração.
Uma imagem virtual não pode ser mostrada em uma tela.
Uma lente divergente não pode formar uma imagem real a partir de um objeto real.
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12. Um freezer tem seu compartimento interno a 253 K, e o ambiente externo está a 313 K. Seu motor compressor possui
uma potência de 250 W, e sua eficiência é de um refrigerador de Carnot. Pode-se dizer que a quantidade máxima de
energia que pode ser extraída, sob forma de calor, do interior do freezer, em 5 min, é aproximadamente
a)
b)
c)
d)
e)
316 kJ.
363 kJ.
395 kJ.
415 kJ.
478 kJ.
13. Espelhos convexos são usados em terminais do metrô para aumentar o ângulo de visão do condutor. Um desses espelhos
com raio de curvatura 1,0 m está afastado 10 m dos olhos do condutor. Um passageiro, ao aproximar-se de uma das
portas do trem, está a 20 m de distância do espelho. Assim sendo, sua imagem estará a uma distância da superfície do
espelho igual a
a)
b)
c)
d)
e)
47 cm.
49 cm.
51 cm.
53 cm.
55 cm.
14. Um laser vermelho, desses usados em apresentações, incide sobre a superfície da água de um aquário. Alteram-se
quando a luz do laser passa do ar para a água
a)
b)
c)
d)
e)
a freqüência e a amplitude.
a freqüência e o comprimento de onda.
a velocidade de propagação e a freqüência.
o comprimento de onda e o período.
o comprimento de onda e a velocidade de propagação.
15. Um oscilador, fracamente amortecido, tem sua amplitude reduzida de 5 % a cada oscilação completa. A porcentagem da
energia mecânica perdida pelo oscilador a cada oscilação completa tem o valor mais próximo de
a)
b)
c)
d)
e)
2%.
4%.
6%.
8%.
10%.
16. Duas fendas estreitas são atingidas, perpendicularmente, por uma luz de comprimento de onda 600 nm. O primeiro
máximo de interferência está a 70 cm do máximo central sobre uma tela a 6 m de distância das fendas. A distância entre
as fendas tem um valor mais próximo de
a)
b)
c)
d)
e)
5 µm.
7 µm.
9 µm.
11 µm.
13 µm.
17. Uma carga elétrica puntiforme é abandonada em repouso num campo eletrostático. Durante o movimento espontâneo da
carga elétrica,
a)
b)
c)
d)
e)
sua energia total diminui.
sua energia total aumenta.
sua energia potencial aumenta.
sua energia cinética diminui.
sua energia cinética aumenta.
18. Um cilindro, com 10 cm de comprimento e 2 cm de raio, tem seu centro na origem e seu eixo longitudinal sobre o eixo
y, de modo que suas extremidades estão assim posicionadas: y = - 5 cm e y = + 5 cm. Um campo elétrico é definido
v
v
como E = (2 kN / C ) ĵ para y > 0 e E = (− 2 kN / C ) ĵ para y < 0. A carga elétrica total no interior do cilindro é:
(Considere ε0 = 8,85 pC²/N.m²)
a)
b)
c)
d)
e)
44,3 pC.
54,6 pC.
66,4 pC.
76,5 pC.
86,7 pC.
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19. A diferença de potencial, entre os pontos A e B do circuito mostrado na figura ao lado, é:
a)
b)
c)
d)
e)
3,6 V.
4,8 V.
5,4 V.
7,2 V.
8,0 V.
20. A meia-vida do carbono-14 é de, aproximadamente, 5600 anos. Um fóssil de uma preguiça gigante encontrado no Piauí
apresenta uma taxa de 6,25% da normal do animal vivo. A preguiça deve ter morrido há, aproximadamente, (Caso
necessário use ln 2 ≅ 0,693)
a)
b)
c)
d)
e)
39200 anos.
33600 anos.
28000 anos.
22400 anos.
16800 anos.
21. Uma esfera homogênea parte do repouso do ponto mais alto do trilho, mostrado na figura abaixo, e rola, sem deslizar,
até abandonar a superfície no ponto mais baixo à direita. Se H = 12,45 m, h = 3 m e o trilho está horizontal na
extremidade direita, determine a distância horizontal atingida pela bola, à direita do ponto A.
Dado: O momento de inércia da esfera, em relação ao centro de massa, é I =
a)
b)
c)
d)
e)
2
MR 2 .
5
3m
6m
4m
9m
7m
r
22. Uma partícula de carga q se move segundo ângulos retos em relação a um campo magnético uniforme B , com
velocidade de módulo V = 0,8C . Sendo m 0 sua massa de repouso, podemos dizer que o raio de sua trajetória vale
a)
b)
c)
d)
e)
8m 0 c
.
5qB
7m 0 c
.
4qB
4m 0 c
.
3qB
m 0c
.
2qB
11m 0 c
.
7qB
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23. A mínima freqüência que uma radiação eletromagnética precisa ter para extrair elétrons de uma placa de tungstênio é
igual a 1,1.10 Hz . Sendo a constante de Planck h = 6,63.10
15
−34
Js e a velocidade das ondas eletromagnéticas no
vácuo c = 3.10 m / s , podemos afirmar que o potencial frenador, quando incide na placa uma radiação eletromagnética
8
de comprimento de onda igual a 6.10 −8 m é, aproximadamente, (Dada a carga elementar e = 1,6.10
a)
b)
c)
d)
e)
−19
C ).
5,45V
16,2V
1,78V
4,21V
5,89V
24. Uma barra fina uniforme de comprimento 0,4 3m e massa 6,0 kg pode girar num plano horizontal em torno de um
eixo vertical passando pelo seu centro. A barra encontra-se em repouso, quando um projétil de 12,0 g deslocando-se no
plano de rotação vai de encontro a uma de suas extremidades. Conforme vista de cima, na figura abaixo, a trajetória do
projétil forma um ângulo θ = 60° com a barra. Se o projétil se aloja na barra e a velocidade angular da barra
imediatamente após a colisão é igual a 15rad/s, qual a velocidade do projétil imediatamente antes do impacto? (Dado:
Momento de inércia da barra em relação ao eixo vertical que passa pelo seu centro I = Ml 2 / 12 e sen 60º =
a)
b)
c)
d)
e)
3
).
2
508m/s
705m/s
1002m/s
1204m/s
1505m/s
25. Os elétrons de um microscópio eletrônico são acelerados por uma ddp V0 que faz com que seu comprimento de onda
seja λ . Seja m a massa do elétron, q a carga do elétron e h a constante de Planck. Considere que esses elétrons atingem
baixas velocidades em relação à velocidade da luz no vácuo ( v << c) . Então, afirma-se que V0 vale
a)
b)
c)
d)
e)
2mh 2
.
qλ2
qλ2
.
2mh 2
2mqh 2
λ2
h2
2qmλ2
mλ2
2qh 2
.
.
.
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26. Um garoto deixa cair do alto de uma torre de altura H, num local onde a aceleração da gravidade tem módulo g, uma
pequena esfera leve de massa m, visando atingir um alvo no solo. Considerando o princípio da incerteza, podemos
afirmar corretamente que a incerteza no afastamento em relação ao alvo ∆x é dado por:
1
a)
b)
c)
∆x ≥ (
∆x
1
h 2
) (2gH) 4
2πm
1
1
2g 4
2
≥ (2πmh ) ( )
∆x ≥ (
H
h
2πm
1
1
2H
)2 ( )4
g
1
−1
2
) (2gH) 4
d)
∆x ≥ (
h
2m
e)
∆x ≥ (
h
)
2πm
−1
−1
2 ( 2g ) 4
H
27. Dois sons emitidos por uma fonte sonora diferem em intensidade auditiva por 5,0 dB. Daí, podemos afirmar que a razão
entre a intensidade física maior e a intensidade física menor vale:
7
a)
b)
3
6
c)
5
2
d)
3
8
e)
10
28. Uma corda de 12 m de comprimento e massa de 0,15 kg, presa nas extremidades, oscila sob uma força de tração de 125
N. Sendo assim, afirma-se que a freqüência de oscilação do 6º harmônico vale
a)
b)
c)
d)
e)
5 Hz.
10 H.z
25 Hz.
30 Hz.
40 Hz.
29. Uma corda vibra de acordo com a função y = 10sen ( π x ) cos (0,4πt ) , onde x e y são dados em centímetros e t, em
4
segundos. Qual a velocidade de vibração transversal de uma partícula da corda situada na posição x = 2m e no instante
5
t= s?
6
a)
− 3π 3 cm / s
b)
− 2π 3 cm / s
c)
− 5π 3 cm / s
d)
− 0,5π 3 cm / s
e)
− 0,6π 3 cm / s
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30. Duas superfícies cilíndricas condutoras coaxiais, muito longas de comprimento l cada uma, têm cargas de mesmo
valor absoluto e sinais opostos e estão no vácuo onde a permissividade elétrica é ε 0 . A superfície cilíndrica interna tem
raio a e carga + q; a superfície cilíndrica externa tem raio b e carga –q. Assim, é correto afirmar que diferença de
potencial entre as duas superfícies vale:
a)
b)
b
q ln 
a
2πε0l
q ln (ab )
2πε 0 l
d)
2πε 0 q
l ln (ab )
2πε 0 l
a
q ln 
b
e)
b
2πε 0 q ln 
a
c)
31. Considerando as afirmativas abaixo, assinale a que está correta.
r
a)
O fluxo da indução magnética uniforme B , através de uma superfície plana de área A, é diretamente proporcional
b)
a B, A e ao sen θ , sendo θ o ângulo entre B e o vetor unitário normal à superfície.
Sempre que o fluxo da indução magnética através da área limitada por um circuito variar no decurso tempo, será
induzida uma fem , no circuito.
a)
d)
e)
r
v
A força magnética de Lorentz é tanto mais intensa, quanto maior for a carga da partícula, a intensidade de B , e
menor for o valor da velocidade da partícula.
A força magnética que atua numa partícula carregada que se desloca num campo magnético realiza trabalho sobre
essa mesma partícula.
As linhas de indução de um campo magnético representam o lugar geométrico dos pontos onde a intensidade do
campo magnético é constante.
32. Entre as afirmações abaixo, há uma que NÃO é correta. Assinale-a.
a)
b)
c)
d)
e)
Um campo elétrico variável com o tempo é capaz de produzir um campo magnético.
Um campo magnético variável com o tempo é capaz de produzir um campo elétrico.
A velocidade de propagação de qualquer onda eletromagnética no vácuo vale aproximadamente 3.10 8 m / s .
As ondas eletromagnéticas são de caráter essencialmente transversal.
Para as ondas eletromagnéticas, não se verifica o fenômeno da difração.
33. A luz emitida por uma fonte incide sobre certa superfície, a uma distância d da fonte, com intensidade de 6 10 3 W / m 2 .
π
Determine a amplitude do campo elétrico da luz no instante em que esta atinge a superfície. Suponha que se trata de uma
onda plana. Dados: µ 0 = 4π10 − 7 Tm e c = 3.10 8 m / s
A
a)
b)
c)
d)
e)
500 V/m
1200 V/m
800 V/m
1000 V/m
600 V/m
34. Um cano de diâmetro interno de 3,0 cm transporta água para o andar térreo de um edifício com uma velocidade de 1m/s,
a uma pressão de 180 kPa. Se o cano se estreita num andar superior a 8m acima do cano do térreo e passa a ter um
diâmetro de 1,5 cm, qual a pressão da água nesse andar superior? Dados: g = 10m / s 2 e ρ H o = 10 3 kg / m 3
2
a)
b)
c)
d)
e)
92,5 kPa
97,5 kPa
104,5 kPa
110,5 kPa
119,5 kPa
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35. Um mol de um gás ideal monoatômico, inicialmente a 37º C, é aquecido reversivelmente até que sua temperatura
quadruplique, sob pressão constante de 1 atm. Afirma-se, então, que a variação de entropia do gás é de:
Dado: Capacidade térmica molar a volume constante = 3 R
2
a)
b)
c)
2
1
R ln 
5
4
5
R ln(4)
2
3
4
R ln 
2
3
d)
1
4
R ln 
2
5
e)
2
3
R ln 
7
4
36. Dentre as afirmações abaixo, assinale a alternativa correta.
a)
b)
c)
d)
e)
tempo.
Um ambiente fechado como um cinema, por exemplo, deve ser resfriado pela parte inferior.
O vidro é transparente à luz visível e opaco à radiação infravermelha, por isso a temperatura no interior de um carro
que fica exposto ao sol, durante certo tempo, é maior do que a temperatura fora dele.
O poder emissivo de um corpo é proporcional ao quadrado de sua emissividade.
As paredes internas das garrafas térmicas são revestidas com material refletor para evitar a condução do calor.
Na condução térmica numa barra de metal em regime estacionário, o fluxo de calor é variável com o decurso do
37. Dentre as afirmações abaixo, assinale a alternativa que NÃO corresponde à realidade.
a)
O período para qualquer movimento harmônico simples pode ser dado pela expressão T = 2π − x , onde x é a
a
b)
c)
d)
e)
elongação e a é a aceleração do movimento.
O movimento harmônico simples é um movimento periódico, oscilatório e regido por uma força resultante do tipo
F = −kx .
Num local onde a aceleração de gravidade pode ser considerada constante, a freqüência de um pêndulo simples que
oscila em MHS é duplicada, quando o seu comprimento for reduzido a um quarto do valor inicial.
A aceleração no movimento harmônico simples é proporcional ao deslocamento a partir da posição de equilíbrio.
Na posição de equilíbrio de um movimento harmônico simples, a energia potencial é máxima.
38. Com relação ao modelo de um gás ideal monoatômico, é correto afirmar que:
a) a velocidade média das moléculas é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta.
b) a pressão exercida pelo gás, a volume constante, é diretamente proporcional ao cubo da velocidade média das
moléculas.
c) a energia interna do gás é proporcional ao quadrado da temperatura absoluta.
d) na mesma temperatura, a energia cinética média, por molécula, tem o mesmo valor para gases de natureza
diferentes, embora as moléculas possam ter velocidades médias diferentes.
e) a energia cinética média por molécula é diretamente proporcional à quarta potência da temperatura absoluta.
39. Considere um anel de raio R carregado uniformemente, com metade de seu comprimento com carga q e a outra metade
com carga –q. Sendo ε a permissividade elétrica do meio onde se encontra o anel, é correto afirmar que o vetor campo
elétrico resultante no centro do anel tem módulo:
a)
b)
c)
d)
e)
E=
E=
E=
E=
E=
q
2πεR 2
q
π 2 εR 2
q
5πεR 2
q
8π2εR 2
π2q
3εR 2
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40. Uma bobina chata formada por 80 espiras retangulares de lados 30 cm e 20 cm,está fixa no plano xz, enquanto um
campo magnético de módulo constante B = 0,5 T gira em torno do eixo x com velocidade angular ω, tendo as linhas de
indução paralelas ao plano yz. Cada espira tem uma resistência de 0,05 Ω. Quando os terminais da espira estão ligados
por um resistor de resistência 10 Ω, ela é percorrida por uma corrente eficaz igual a 2,0 A. Assim, a velocidade angular
ω e a potência máxima dissipada no resistor valem, respectivamente,
a)
35 2 rad/s e 80 W.
b)
20 2 rad/s e 40 W.
25 2 rad/s e 80 W.
5
36 2 rad/s e 70 W.
3
c)
d)
4
e)
30 2 rad/s e 80 W.
2
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