Questões Física EsPCEx 2018 com Gabarito (Escola Preparatória de Cadetes do Exército) QUESTÃO 21 EsPCEx 2018: Considere uma máquina...
Questões Física EsPCEx 2018 com Gabarito
(Escola Preparatória de Cadetes do Exército)
QUESTÃO 21
EsPCEx 2018: Considere uma máquina térmica X que executa um ciclo termodinâmico com a realização de trabalho.
O rendimento dessa máquina é de 40% do rendimento de uma máquina Y que funciona segundo o ciclo de Carnot, operando entre duas fontes de calor com temperaturas de 27 °C e 327 °C.
Durante um ciclo, o calor rejeitado pela máquina X para a fonte fria é de 500 J, então o trabalho realizado neste ciclo é de
[A] 100 J.
[B] 125 J.
[C] 200 J.
[D] 500 J.
[E] 625 J.
RESPOSTA.
QUESTÃO 22
EsPCEx 2018: Dois fios longos e retilíneos 1 e 2, fixos e paralelos entre si, estão dispostos no vácuo, em uma direção perpendicular a um plano α. O plano α contém o ponto C conforme representado no desenho abaixo. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes, de mesmo sentido, saindo do plano α para o observador. O fio 1 é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i1=6 A e o fio 2 por uma corrente de intensidade i2= 8 A. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto C devido às correntes i1 e i2 é
Dado: considere a permeabilidade magnética do vácuo igual a 4·π·10ˉ⁷ T·m/A.
[A] 8·10ˉ⁷ T.
[B] 6·√2·10ˉ⁷ T.
[C] 4·√2·10ˉ⁷ T.
[D] 4·10ˉ⁷ T.
[E] 2·√2·10ˉ⁷ T.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Considere uma máquina térmica X que executa um ciclo termodinâmico com a realização de trabalho.
O rendimento dessa máquina é de 40% do rendimento de uma máquina Y que funciona segundo o ciclo de Carnot, operando entre duas fontes de calor com temperaturas de 27 °C e 327 °C.
Durante um ciclo, o calor rejeitado pela máquina X para a fonte fria é de 500 J, então o trabalho realizado neste ciclo é de
[A] 100 J.
[B] 125 J.
[C] 200 J.
[D] 500 J.
[E] 625 J.
RESPOSTA.
QUESTÃO 22
EsPCEx 2018: Dois fios longos e retilíneos 1 e 2, fixos e paralelos entre si, estão dispostos no vácuo, em uma direção perpendicular a um plano α. O plano α contém o ponto C conforme representado no desenho abaixo. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes, de mesmo sentido, saindo do plano α para o observador. O fio 1 é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i1=6 A e o fio 2 por uma corrente de intensidade i2= 8 A. O módulo do vetor indução magnética resultante no ponto C devido às correntes i1 e i2 é
Dado: considere a permeabilidade magnética do vácuo igual a 4·π·10ˉ⁷ T·m/A.
[A] 8·10ˉ⁷ T.
[B] 6·√2·10ˉ⁷ T.
[C] 4·√2·10ˉ⁷ T.
[D] 4·10ˉ⁷ T.
[E] 2·√2·10ˉ⁷ T.
RESPOSTA.
QUESTÃO 23
EsPCEx 2018: No circuito desenhado abaixo, temos três pilhas ideais ligadas em paralelo que fornecem uma ddp igual a 25 V cada uma. Elas alimentam três resistores ôhmicos: R1=10 Ω, R2=R3=20 Ω. O amperímetro, o voltímetro e os fios condutores inseridos no circuito são todos ideais.
As leituras indicadas no amperímetro (A) e no voltímetro (V) são, respectivamente,
[A] 5,00 A e 25,00 V.
[B] 0,50 A e 20,00 V.
[C] 2,50 A e 16,66 V.
[D] 1,25 A e 12,50 V.
[E] 3,75 A e 37,50 V.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: No circuito desenhado abaixo, temos três pilhas ideais ligadas em paralelo que fornecem uma ddp igual a 25 V cada uma. Elas alimentam três resistores ôhmicos: R1=10 Ω, R2=R3=20 Ω. O amperímetro, o voltímetro e os fios condutores inseridos no circuito são todos ideais.
As leituras indicadas no amperímetro (A) e no voltímetro (V) são, respectivamente,
[A] 5,00 A e 25,00 V.
[B] 0,50 A e 20,00 V.
[C] 2,50 A e 16,66 V.
[D] 1,25 A e 12,50 V.
[E] 3,75 A e 37,50 V.
RESPOSTA.
QUESTÃO 24
EsPCEx 2018: O ponto C de uma haste homogênea AB, de seção reta uniforme com massa desprezível, está preso, através de uma mola ideal, ao ponto D de uma parede vertical. A extremidade A da haste está articulada em O.
A haste sustenta pesos de 20 N, 40 N e 60 N e está em equilíbrio estático, na horizontal, conforme representado no desenho abaixo. Sabendo que a deformação na mola é de 10 cm, então o valor da constante elástica da mola é
[A] 1900 N/m.
[B] 2400 N/m.
[C] 3800 N/m.
[D] 4300 N/m.
[E] 7600 N/m.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: O ponto C de uma haste homogênea AB, de seção reta uniforme com massa desprezível, está preso, através de uma mola ideal, ao ponto D de uma parede vertical. A extremidade A da haste está articulada em O.
A haste sustenta pesos de 20 N, 40 N e 60 N e está em equilíbrio estático, na horizontal, conforme representado no desenho abaixo. Sabendo que a deformação na mola é de 10 cm, então o valor da constante elástica da mola é
[A] 1900 N/m.
[B] 2400 N/m.
[C] 3800 N/m.
[D] 4300 N/m.
[E] 7600 N/m.
RESPOSTA.
QUESTÃO 25
EsPCEx 2018: Dois fios inextensíveis, paralelos, idênticos e de massas desprezíveis suspendem um bloco regular de massa 10 kg formando um pêndulo vertical balístico, inicialmente em repouso.
Um projetil de massa igual a 100 g, com velocidade horizontal, penetra e se aloja no bloco e, devido ao choque, o conjunto se eleva a uma altura de 80 cm, conforme figura abaixo. Considere que os fios permaneçam sempre paralelos. A velocidade do projetil imediatamente antes de entrar no bloco é
Dados: despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 224 m/s.
[B] 320 m/s.
[C] 370 m/s.
[D] 380 m/s.
[E] 404 m/s.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Dois fios inextensíveis, paralelos, idênticos e de massas desprezíveis suspendem um bloco regular de massa 10 kg formando um pêndulo vertical balístico, inicialmente em repouso.
Um projetil de massa igual a 100 g, com velocidade horizontal, penetra e se aloja no bloco e, devido ao choque, o conjunto se eleva a uma altura de 80 cm, conforme figura abaixo. Considere que os fios permaneçam sempre paralelos. A velocidade do projetil imediatamente antes de entrar no bloco é
Dados: despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 224 m/s.
[B] 320 m/s.
[C] 370 m/s.
[D] 380 m/s.
[E] 404 m/s.
RESPOSTA.
QUESTÃO 26
EsPCEx 2018: Considere uma esfera metálica de massa igual a 10ˉ⁶ kg e carga positiva de 10ˉ³ C. Ela é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial vo=50 m/s, em uma região onde há um campo elétrico uniforme apontado verticalmente para baixo, de módulo E=10ˉ² N/C.
A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 32,5 m.
[B] 40,5 m.
[C] 62,5 m.
[D] 70,0 m.
[E] 82,7 m.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Considere uma esfera metálica de massa igual a 10ˉ⁶ kg e carga positiva de 10ˉ³ C. Ela é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial vo=50 m/s, em uma região onde há um campo elétrico uniforme apontado verticalmente para baixo, de módulo E=10ˉ² N/C.
A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 32,5 m.
[B] 40,5 m.
[C] 62,5 m.
[D] 70,0 m.
[E] 82,7 m.
RESPOSTA.
QUESTÃO 27
EsPCEx 2018: Uma jovem, para fazer sua maquiagem, comprou um espelho esférico de Gauss. Ela observou que, quando o seu rosto está a 30 cm do espelho, a sua imagem é direita e três vezes maior do que o tamanho do rosto.
O tipo de espelho comprado pela jovem e o seu raio de curvatura são, respectivamente,
[A] côncavo e maior do que 60 cm.
[B] convexo e maior do que 60 cm.
[C] côncavo e igual a 30 cm.
[D] côncavo e menor do que 30 cm.
[E] convexo e menor do que 30 cm.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Uma jovem, para fazer sua maquiagem, comprou um espelho esférico de Gauss. Ela observou que, quando o seu rosto está a 30 cm do espelho, a sua imagem é direita e três vezes maior do que o tamanho do rosto.
O tipo de espelho comprado pela jovem e o seu raio de curvatura são, respectivamente,
[A] côncavo e maior do que 60 cm.
[B] convexo e maior do que 60 cm.
[C] côncavo e igual a 30 cm.
[D] côncavo e menor do que 30 cm.
[E] convexo e menor do que 30 cm.
RESPOSTA.
QUESTÃO 28
EsPCEx 2018: Duas esferas homogêneas A e B, unidas por um fio ideal na posição vertical, encontram-se em equilíbrio estático completamente imersas em um líquido homogêneo em repouso de densidade 1 kg/dm³, contido em um recipiente apoiado na superfície da Terra, conforme desenho abaixo. As esferas A e B possuem, respectivamente, as massas mA=1 kg e mB=5 kg.
Sabendo que a densidade da esfera B é de 2,5 kg/dm³, o volume da esfera A é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 2 dm³.
[B] 3 dm³.
[C] 4 dm³.
[D] 5 dm³.
[E] 6 dm³.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Duas esferas homogêneas A e B, unidas por um fio ideal na posição vertical, encontram-se em equilíbrio estático completamente imersas em um líquido homogêneo em repouso de densidade 1 kg/dm³, contido em um recipiente apoiado na superfície da Terra, conforme desenho abaixo. As esferas A e B possuem, respectivamente, as massas mA=1 kg e mB=5 kg.
Sabendo que a densidade da esfera B é de 2,5 kg/dm³, o volume da esfera A é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
[A] 2 dm³.
[B] 3 dm³.
[C] 4 dm³.
[D] 5 dm³.
[E] 6 dm³.
RESPOSTA.
QUESTÃO 29
EsPCEx 2018: Um motor tem uma potência total igual a 1500 W e eleva de 15 m um volume de 9·10⁴ L de água de um poço artesiano durante 5 horas de funcionamento. O rendimento do motor, nessa operação, é de
Dados: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e a densidade da água igual a 1 Kg/L.
[A] 30%.
[B] 50%.
[C] 60%.
[D] 70%.
[E] 80%.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Um motor tem uma potência total igual a 1500 W e eleva de 15 m um volume de 9·10⁴ L de água de um poço artesiano durante 5 horas de funcionamento. O rendimento do motor, nessa operação, é de
Dados: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e a densidade da água igual a 1 Kg/L.
[A] 30%.
[B] 50%.
[C] 60%.
[D] 70%.
[E] 80%.
RESPOSTA.
QUESTÃO 30
EsPCEx 2018: Com relação às ondas, são feitas as seguintes afirmações:
I. As ondas mecânicas propagam-se somente em meios materiais.
II. As ondas eletromagnéticas propagam-se somente no vácuo.
III. As micro-ondas são ondas que se propagam somente em meios materiais.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] I.
[B] II.
[C] I e III.
[D] I e II.
[E] II e III.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: Com relação às ondas, são feitas as seguintes afirmações:
I. As ondas mecânicas propagam-se somente em meios materiais.
II. As ondas eletromagnéticas propagam-se somente no vácuo.
III. As micro-ondas são ondas que se propagam somente em meios materiais.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] I.
[B] II.
[C] I e III.
[D] I e II.
[E] II e III.
RESPOSTA.
QUESTÃO 31
EsPCEx 2018: O gráfico abaixo está associado ao movimento de uma motocicleta e de um carro que se deslocam ao longo de uma estrada retilínea. Em t=0 h ambos se encontram no quilômetro 0 (zero) dessa estrada.
Com relação a esse gráfico, são feitas as seguintes afirmações:
I. A motocicleta percorre a estrada em movimento uniformemente retardado.
II. Entre os instantes 0 h e 2 h, o carro e a motocicleta percorreram, respectivamente, uma distância de 60 km e 120 km.
III. A velocidade do carro aumenta 30 km/h a cada hora.
IV. O carro e a motocicleta voltam a estar na mesma posição no instante t=2 h.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] IV.
[B] II, III e IV.
[C] I, III e IV.
[D] II e III.
[E] I e III.
RESPOSTA.
QUESTÃO 32
EsPCEx 2018: Com relação a um ponto material que efetua um movimento harmônico simples linear, podemos afirmar que
[A] ele oscila periodicamente em torno de duas posições de equilíbrio.
[B] a sua energia mecânica varia ao longo do movimento.
[C] o seu período é diretamente proporcional à sua frequência.
[D] a sua energia mecânica é inversamente proporcional à amplitude.
[E] o período independe da amplitude de seu movimento.
RESPOSTA.
EsPCEx 2018: O gráfico abaixo está associado ao movimento de uma motocicleta e de um carro que se deslocam ao longo de uma estrada retilínea. Em t=0 h ambos se encontram no quilômetro 0 (zero) dessa estrada.
Com relação a esse gráfico, são feitas as seguintes afirmações:
I. A motocicleta percorre a estrada em movimento uniformemente retardado.
II. Entre os instantes 0 h e 2 h, o carro e a motocicleta percorreram, respectivamente, uma distância de 60 km e 120 km.
III. A velocidade do carro aumenta 30 km/h a cada hora.
IV. O carro e a motocicleta voltam a estar na mesma posição no instante t=2 h.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] IV.
[B] II, III e IV.
[C] I, III e IV.
[D] II e III.
[E] I e III.
RESPOSTA.
QUESTÃO 32
EsPCEx 2018: Com relação a um ponto material que efetua um movimento harmônico simples linear, podemos afirmar que
[A] ele oscila periodicamente em torno de duas posições de equilíbrio.
[B] a sua energia mecânica varia ao longo do movimento.
[C] o seu período é diretamente proporcional à sua frequência.
[D] a sua energia mecânica é inversamente proporcional à amplitude.
[E] o período independe da amplitude de seu movimento.
RESPOSTA.
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