AFA 2022: Física

17. (AFA 2022) Na Figura 1, a seguir, tem-se uma vista de cima de um movimento circular uniforme descrito por duas partículas, A e B, que percorrem trajetórias semicirculares, de raios RA e RB, respectivamente, sobre uma mesa, mantendo-se sempre alinhadas com centro C.

Ao chegarem à borda da mesa, conforme ilustra a Figura 2, as partículas são lançadas horizontalmente e descrevem trajetórias parabólicas, livres de quaisquer forças de resistência, até chegarem ao piso, que é plano e horizontal. Ao longo dessa queda, as partículas A e B percorrem distâncias horizontais, XA e XB, respectivamente.

Considerando RB = 4RA, a razão X_B/X_A será igual a

1. 1/4
2. 1/2
3. 2
4. 4

18. (AFA 2022) Foram apresentados a um aluno de física, os seguintes gráficos representativos de movimentos retilíneos.

Ao analisar os gráficos o aluno percebeu que podem representar um mesmo movimento, os gráficos

1. I e II, apenas.
2. I e III, apenas.
3. II e III, apenas.
4. I, II e III.

19. (AFA 2022) Um candidato ao Curso de Formação de Oficiais Aviadores, após ser aprovado em todas as etapas anteriores, deverá realizar um Teste de Avaliação do Condicionamento Físico (TACF). Uma das provas do TACF consiste em correr 2.000 m dentro de um intervalo de tempo máximo. Para realizá-la, tal candidato dará 5 voltas completas, numa pista constituída de dois trechos retilíneos, de comprimento L, e de dois trechos semicirculares, de raio R, mantendo-se sempre sobre a linha pontilhada, conforme ilustra a figura a seguir.

Em sua primeira volta, o candidato percorre os trechos semicirculares com velocidade constante v e os trechos retilíneos com velocidade constante 3 2 v. Além disso, sua velocidade escalar média, nessa primeira volta, foi igual a 6 5 v . Nessas condições, o trecho retilíneo L dessa pista tem comprimento, em m, igual a

1. 50
2. 100
3. 250
4. 400

20. (AFA 2022) Dois blocos, A e B, de dimensões desprezíveis são abandonados, partindo do repouso, do topo de um plano inclinado de 30º em relação à horizontal; percorrendo, depois de um mesmo intervalo de tempo, as distâncias indicadas conforme ilustra a figura seguinte.

Sejam µA e µB, os coeficientes de atrito cinético entre a superfície do plano inclinado e os blocos A e B, respectivamente. Considerando μA = 2μB, então μB vale

1. √3/15
2. 1/5
3. √3/5
4. 3/4

NULADA

21. (AFA 2022) Uma viga homogênea com 3 m de comprimento se encontra em equilíbrio, presa à parede através dos pontos A e B, conforme ilustra a figura seguinte. No ponto A, existe uma articulação, sem atrito, que permite o giro livre da viga. No ponto B, uma mola ideal 1, cuja deformação é x, liga a viga à parede.

Uma carga P está pendurada, através de um fio ideal, na extremidade C da viga e se encontra a uma altura de 2 m em relação à extremidade livre de uma mola ideal 2, verticalmente fixada sobre o piso horizontal, como também pode ser observado na figura.

Em dado instante, corta-se o fio e P cai, sem sofrer resistência do ar, sobre o aparador, de massa desprezível, fazendo com que a mola 2 sofra uma deformação de 40 cm até parar.

Sabendo que sen θ = 0,6, cos θ = 0,8 e que as constantes elásticas da mola 1 e 2 são iguais, pode-se afirmar que a deformação x, da mola 1, em cm, antes do fio ser cortado, era igual a

1. 7,5
2. 25
3. 40
4. 50

22. (AFA 2022) Uma barra homogênea e impermeável de massa específica ρ é mantida presa, por um fio ideal, ao fundo de um tanque que contém dois líquidos não miscíveis, de densidades ρA e ρB, conforme a figura abaixo:

Para que seja nula a tração no fio, a razão entre o volume da barra que fica submersa apenas no líquido de densidades ρA e o seu volume total, pode ser expressa por:

1. ρ - ρA/ρB - ρA
2. 3ρ(ρA+ρB)/ ρA - ρB
3. ρA - ρ/ρB + ρA
4. ρ - ρB/ρA - ρB

23. (AFA 2022) A umidade relativa do ar fornece o grau de concentração de vapor de água em um ambiente. Quando essa concentração atinge 100% (que corresponde ao vapor saturado) ocorre uma condensação.

A umidade relativa (UR) é obtida fazendo-se uma comparação entre a densidade do vapor d’água presente no ar e a densidade do vapor se este estivesse saturado, ou seja, UR = densidade do vapor d'água presente no ar /densidade do vapor d'água saturado .

A tabela a seguir fornece a concentração máxima de vapor d’água (em g/cm3 ) medida nas temperaturas indicadas.

Em um certo dia de temperatura 32 ºC e umidade relativa de 40%, uma pessoa percebe que um copo com refrigerante gelado passa a condensar vapor d’água (fica “suado”).

Nessas condições, a temperatura, em ºC, do copo com o refrigerante era, no máximo,

1. 5
2. 10
3. 15
4. 20

24. (AFA 2022) Uma porta retangular de vidro, de 12mm de espessura, 2m de altura e 1m de largura, separa um ambiente, onde a temperatura é mantida a 20°C do meio externo, cuja temperatura é - 4°C.

Considerando que a perda de calor desse ambiente se dê apenas através da porta, a potência, em W, de um aquecedor capaz de manter constante essa temperatura é igual a

1. 1200
2. 2400
3. 3200
4. 4800

25. (AFA 2022) Para encher o pneu de sua bicicleta, um ciclista, conforme a figura a seguir, dispõe de uma bomba em formato cilíndrico, cuja área de seção transversal (A) é igual a 20cm². A mangueira de conexão (M) é indeformável e tem volume desprezível.

O pneu dianteiro da bicicleta tem volume de 2,4 L e possui, inicialmente, uma pressão interna de 0,3 atm. A pressão interna de bomba, quando o êmbolo (E) está todo puxado à altura (H) de 36 cm, é igual a 1 atm (pressão atmosférica normal).

Considere que, durante a calibragem, o volume do pneu permanece constante e que o processo é isotérmico, com temperatura ambiente de 27ºC.

Nessas condições, para elevar a pressão do pneu até 6,3 atm, o número de repetições que o ciclista deverá fazer, movendo o êmbolo até o final do seu curso, é

1. 20
2. 50
3. 80
4. 95

26. (AFA 2022) Um projétil de massa 2m é disparado horizontalmente, com velocidade de módulo v, conforme indica a figura 1, e se movimenta com essa velocidade até que colide com um pêndulo simples, de comprimento L e massa m, inicialmente em repouso, em uma colisão perfeitamente elástica.

Considere que o projétil tenha sido lançado de uma distância muito próxima do pêndulo e que, após a colisão, esse pêndulo passa a oscilar em movimento harmônico simples, como indica a figura 2, com amplitude A.

Desprezando a ação de forças dissipativas, o período de oscilação desse pêndulo, logo após a colisão, é dado por

1. 2πA²/3v
2. 3πv/4A
3. 3πA/2v
4. 2πA/v

27. (AFA 2022) Um arranjo óptico representado pela figura 1, é constituído de um objeto luminoso bidimensional alinhado com o centro óptico e geométrico de um suporte S que pode ser ocupado individualmente por uma lente esférica convergente (L1), uma lente esférica divergente (L2), um espelho esférico gaussiano convexo (E1), um espelho esférico gaussiano côncavo (E2), ou por um espelho plano (E3).

Considere que todos os elementos gráficos, que podem ser instalados no suporte, sejam ideais, e que o arranjo esteja imerso no ar.

Utilizando-se, aleatória e separadamente os elementos L1, L2, E1, E2, E3, no suporte S, pode-se observar as imagens I1, I2, I3, I4 e I5 conjugadas por esses elementos, conforme figura 2.

Nessas condições, a única sequência que associa corretamente cada elemento gráfico utilizado à sua possível imagem conjugada I1, I2, I3, I4 e I5, respectivamente, é

1. L1, L2, E1, E3 e E2
2. E2, L1, E1, E3 e L2
3. L2, L1, E2, E1 e E3
4. E3, E1, L1, L2 e E2

28. (AFA 2022) A equação de uma onda periódica harmônica se propagando em um meio unidimensional é dada, em unidades do SI, por y(x,t)=π²cos(80πt−2πx). Nessas condições são feitas as seguintes afirmativas sobre essa onda:

I) O comprimento de onda é 2m.

II) A velocidade de propagação é 40m/s.

III) A frequência é 50 HZ.

IV) O período de oscilação é 2,5∗10⁻² s

V) A amplitude da onda é de πm e a onda se propaga para a direita.

São corretas apenas as afirmativas

1. I e II
2. III e V
3. I e V
4. II e IV

29. (AFA 2022) Considere duas fontes pontuais, F1 e F2, coerentes, separadas por uma certa distância, que emitem ondas periódicas harmônicas de frequência f = 340Hz em um meio bidimensional, homogêneo e isotrópico. Um sensor de interferência é colocado em um ponto P, que se encontra em uma mesma mediatriz que o ponto O, pertencente ao segmento que une as fontes F1 e F2, como representa a figura seguinte.

No ponto P, o sensor indica uma interferência construtiva. Posteriormente, este sensor é movido ao ponto O ao longo do segmento OP e deslocado para o ponto C, distante 4,24m da fonte F1. Nesse ponto C, o sensor se posiciona na segunda linha nodal. Nessas condições, a distância X, em metro, entre o ponto Q e o segundo máximo secundário, localizado no ponto R, é igual a

1. 1,00
2. 1,25
3. 1,50
4. 1,75

30. (AFA 2022) Uma fonte emite dois tipos de partículas eletricamente carregadas P1 e P2, que são lançadas no interior de uma região onde atua somente um campo elétrico vertical e uniforme E^→. Essas partículas penetram perpendicularmente ao campo, a partir do ponto A, com velocidade V^→_A, indo colidir num anteparo vertical nos pontos S e R, conforme ilustrado na figura.

Observando as medidas indicadas na figura acima e sabendo que a partícula P₁ possui carga elétrica q₁ e massa m₁ e que a partícula P₂ possui carga q₂ e massa m₂, pode-se afirmar que a razão entre

1. $2\frac{m_1}{m_2}$
2. $\frac{1}{4}\frac{m_2}{m_1}$
3. $\frac{1}{2}\frac{m_1}{m_2}$
4. $4\frac{m_2}{m_1}$

31. (AFA 2022) Para determinar o calor específico de um objeto de material desconhecido, de massa igual a 600g, um professor sugeriu aos alunos um procedimento que foi realizado em duas etapas.

1ª etapa: no interior de um recipiente adiabático, de capacidade térmica desprezível, colocou-se certa quantidade de água que foi aquecida por uma resistência elétrica R. Utilizando-se de um amperímetro A e de um voltímetro V, ambos ideais, manteve-se a voltagem e a corrente fornecidas por uma bateria em 2A e 20V, conforme ilustrado na figura 1.

Com a temperatura θ lida no termômetro T, obteve-se, em função do aquecimento Δt, o gráfico representado na figura 2.

2ª etapa: repete-se a experiência, desde o início, desta vez, colocando o objeto de material desconhecido imerso na água. Sem alterar a quantidade de água, a corrente e a tensão no circuito elétrico, obteve-se o gráfico representado na figura 3.

Considerando que, em ambas as etapas, toda energia elétrica foi dissipada por efeito Joule no resistor R, pode-se concluir que o calor específico do material que é feito o objeto é, em cal/(g.°C) igual a

1. 0,15
2. 0,20
3. 0,35
4. 0,80

32. (AFA 2022) Em um dos métodos usados para gerar raios X, elétrons colidem com alvo metálico perdendo energia cinética e gerando fótons, cujos comprimentos de onda podem variar de 10^-8m a 10^-11m, aproximadamente. A figura a seguir representa um equipamento para reprodução de raios X, em que T é um tubo de vidro, G é um gerador que envia uma corrente elétrica a um filamento de tungstênio F, e A, é um alvo metálico.

O filamento aquecido libera elétrons (efeito termiônico) que são acelerados pela fonte de alta tensão e, em seguida, bombardeiam o alvo A, produzindo raios X. Se a ddp na fonte de alta tensão for de 25 kV, o comprimento de onda mínimo, em A, dos fótons de raios X será aproximadamente

1. 4
2. 2
3. 1
4. 0,5