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Marinha do Brasil — Concurso Público Professor do Magistério Superior (CP-PMS/2013) — Física — Prova Amarela

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior — Física

Diretoria de Ensino da Marinha2013Superior

30 questões nesta prova · página 2 de 2 · 30 com gabarito

Física Efeito Fotoelétrico

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior — Física · Caderno Amarela

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Analise a figura a seguir.

Gráfico do potencial de corte V0 (V) em função da frequência f (10^15 Hz): reta crescente que corta o eixo vertical em -5 V; linhas tracejadas marcam V0 = 3 V em f = 2 e V0 = 7 V em f = 3.

A figura acima apresenta o gráfico do potencial de corte V₀, em função da frequência da luz incidente, para o material do cátodo de uma certa experiência sobre o efeito fotoelétrico. Pela análise do gráfico, o valor da função trabalho do material do cátodo, em eV, é igual a
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Física Reações Nucleares

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise as afirmativas abaixo referentes a reações nucleares.

I - A quantidade de energia liberada ou absorvida em uma reação (no referencial do centro de massa) é conhecida como valor Q da reação. Em uma reação exotérmica, a massa total inicial das partículas é maior do que a massa total final das partículas e o valor de Q é positivo.
II - Em um reator nuclear, núcleos de ²³⁵U capturam nêutrons e então sofrem um processo de fragmentação em núcleos mais leves, absorvendo energia e emitindo nêutrons. Este processo é conhecido como fissão.
III- A energia liberada pelo Sol provém de reações nucleares que ocorrem em seu interior, onde a pressão e a temperatura são muito elevadas. As reações que ocorrem são de fusão de núcleos de átomos de hélio que se transformam em átomos de hidrogênio.

Assinale a opção correta.
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Resolução comentada

Só a afirmativa I é verdadeira.

I é correta: em reação exotérmica a massa inicial é maior que a final e Q > 0. II é falsa porque a fissão libera energia, não a absorve. III é falsa porque no Sol ocorre fusão de hidrogênio em hélio, não o contrário.

Análise das alternativas

B) Errada: II é falsa. C) Errada: III é falsa, pois a fusão é de hidrogênio em hélio. D) Errada: II é falsa. E) Errada: III é falsa.

Referência: Física nuclear: valor Q, fissão e fusão.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Física Lei de Gauss — Campo Elétrico de Esfera Carregada

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Considere que uma carga q está uniformemente distribuída no volume de uma esfera de raio R. Sabe-se o campo elétrico, em um ponto 1 situado a uma distância r₁ = R/2 do centro da esfera, tem módulo E1. O campo elétrico, em um ponto 2 situado a uma distância r₂ = 2R do centro da esfera, tem módulo E2. Sendo assim, é correto afirmar que a razão E1/E2 é igual a
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Resolução comentada

Pela Lei de Gauss, E1/E2 = 2,0.

Dentro da esfera uniformemente carregada, E = kqr/R³, então E1 = kq/(2R²). Fora dela, E = kq/r², então E2 = kq/(4R²). A razão E1/E2 é 2.

Análise das alternativas

B, C, D e E: resultam de erros no uso da fórmula do campo interno (usar kq/r² dentro da esfera, ou esquecer o fator r/R³), e não correspondem à razão correta.

Referência: Lei de Gauss; campo elétrico de esfera isolante uniformemente carregada.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Física Transformadores

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise a figura a seguir.

Circuito: fonte v(t) com resistor de 6 kΩ em série e resistor de 8 kΩ em paralelo com o primário de um transformador ideal 20:1; no secundário, resistor de 10 Ω em série e dois resistores de 20 Ω em paralelo, sendo R2 o da direita, percorrido pela corrente i.

v(t) = 32 sen 120.π.t

Sabendo que o transformador ideal do circuito acima tem relação de espiras de primário para secundário de 20:1, qual é a amplitude da corrente i, em mA, no resistor R₂?
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Física Circuito RC — Regime Transitório

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise a figura a seguir.

Circuito com fonte V e chave S ligados a quatro ramos de capacitores em paralelo (C1; dois C2 em série; três C3 em série; quatro C4 em série), seguidos por associação de resistores R, dois 2R em paralelo, três 3R em paralelo e quatro 8R em paralelo; corrente i(t). Valores: C1 = 10 µF, C2 = 20 µF, C3 = 30 µF, C4 = 40 µF.

O circuito acima é ligado no instante t = 0, quando a chave S é fechada. A corrente i(t) tem expressão i(t) = I₀ e^(-t/2), com o tempo expresso em segundos. O valor da resistência R, em ohms, é igual a
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Física Ondas Eletromagnéticas

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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James Clark Maxwell identificou a luz como "uma perturbação eletromagnética na forma de ondas se propagando por meio do campo eletromagnético, de acordo com as leis do eletromagnetismo". Analise as afirmativas abaixo referentes à propagação de uma onda eletromagnética plana e monocromática, no vácuo, com campos elétrico E e magnético B.

I - Os campos elétrico e magnético variam senoidalmente com mesma frequência.
II - Os campos elétrico e magnético variam senoidalmente com defasagem de 90 graus.
III- O campo elétrico é perpendicular à direção de propagação da onda.
IV - O campo magnético é perpendicular à direção de propagação da onda.
V - O campo elétrico é perpendicular ao campo magnético.
VI - O produto vetorial B x E aponta no sentido de propagação da onda.

Assinale a opção correta.
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Resolução comentada

As afirmativas II e VI são falsas: E e B estão em fase, e E×B (não B×E) aponta no sentido da propagação.

Numa onda plana no vácuo, E e B oscilam senoidalmente com a mesma frequência e em fase, sem defasagem de 90°. Ambos são perpendiculares entre si e à direção de propagação, que é dada por E×B. Logo II é falsa, e VI também é falsa, pois B×E tem sentido oposto. A resposta é D.

Análise das alternativas

A) Errada: I é verdadeira. B) Errada: I e III são verdadeiras. C) Errada: V é verdadeira. E) Errada: III e V são verdadeiras.

Referência: Eletromagnetismo: ondas eletromagnéticas planas (Maxwell).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Física Campo Elétrico — Cargas Pontuais

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise a figura a seguir.

Quadrado de lado x√2 com cargas q1, q4 no topo e q2, q3 na base; ponto P no centro, a distância d de cada vértice; carga q6 no prolongamento da diagonal além de q4 e carga q5 no prolongamento além de q2, ambas a distância d desses vértices.

Seis partículas eletricamente carregadas são mantidas fixas nas posições indicadas na figura. Sabe-se que a região está situada no vácuo, com constante eletrostática k. Suas cargas são q₁ = q₃ = +3q, q₂ = +2q, q₄ = -6q, q₅ = -4q e q₆ = +8q, onde q é uma constante não nula. Sendo assim, é correto afirmar que o módulo do campo elétrico resultante no ponto P é igual a:
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Física Indução Eletromagnética — Autoindução

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise a figura a seguir.

Gráfico da corrente i (mA) em função do tempo t (ms), de 0 a 10 ms, formado por segmentos retos: 0 a 40 mA entre 0 e 3 ms, constante em 40 mA até 5 ms, sobe a 80 mA em 6 ms, a 90 mA em 8 ms e cai a 20 mA em 10 ms. Ao lado, indutor L de 20 mH percorrido por i.

Um indutor ideal de 20 mH é percorrido por uma corrente elétrica i, variável no tempo, conforme representado no gráfico acima. O maior valor do módulo da força eletromotriz auto-induzida ocorre entre os instantes (em milisegundos):
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Física Efeito Joule — Corrente Alternada

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Analise a figura a seguir.

Tanque cilíndrico com água contendo uma resistência R, ligada a uma fonte de tensão alternada v(t).

v(t) = 125√2 cos 120.π.t

A figura acima representa um tanque cilíndrico, termicamente isolado, que contém uma resistência elétrica R = 25/8 ohms, empregada para aquecimento de 10 kg de água. Sabe-se que todo o calor gerado nessa resistência é transferido à água, que não troca calor com o ambiente ao redor. Sabendo que quando a resistência foi ligada à fonte de tensão alternada, a água estava a 30 °C, sendo o calor específico da água considerado constante e igual a 4,0 kJ / (kg °C), pode-se afirmar que o tempo necessário para a temperatura da água atingir 50 °C é, aproximadamente, em segundos, igual a
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Física Relatividade Restrita — Dilatação do Tempo

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

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Analise as figuras a seguir.

Figura 1: referenciais S e S' com eixos x e x' coincidentes; S' se move com velocidade v para a direita. Figura 2: gráfico de Δt em função de β, de 0 a 0,8, com cinco curvas I a V partindo do mesmo ponto: I e II decrescentes, III crescente quase linear, IV crescente com curvatura acentuada, V sobe até um máximo e depois decresce.

A figura 1 mostra dois referenciais inerciais S e S'. Sabe-se que o referencial S' está se movendo com velocidade escalar v, em relação ao referencial S, ao longo da direção comum aos eixos x e x'. Considere dois eventos que ocorrem em um mesmo ponto do referencial S'. Um observador estacionário, nesse referencial, mede em seu relógio um certo intervalo de tempo entre esses dois eventos, e um segundo observador, estacionário no referencial S, mede o intervalo de tempo correspondente Δt. Qual das curvas da figura 2 pode representar o intervalo Δt em função do parâmetro de velocidade β (β = v/c), no intervalo 0 ≤ β ≤ 0,8?
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