Questõesde USP sobre Física

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def31762-7b
USP 2021 - Física - Cinemática, Lançamento Oblíquo

Considere as seguintes afirmações:


I. Uma pessoa em um trampolim é lançada para o alto. No ponto mais alto de sua trajetória, sua aceleração será nula, 0 que dá a sensação de "gravidade zero".

II. A resultante das forças agindo sobre um carro andando em uma estrada em linha reta a uma velocidade constante tem módulo diferente de zero.

III. As forças peso e normal atuando sobre um livro em repouso em cima de uma mesa horizontal formam um par ação-reação.


De acordo com as Leis de Newton:

A
Somente as afirmações I e II são corretas.
B
Somente as afirmações I e III são corretas.
C
Somente as afirmações II e III são corretas.
D
Todas as afirmações são corretas.
E
Nenhuma das afirmações é correta.
defa0306-7b
USP 2021 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

Os smartphones modernos vêm equipados com um acelerômetro, dispositivo que mede acelerações a que o aparelho está submetido,

O gráfico foi gerado a partir de dados extraídos por um aplicativo do acelerômetro de um smartphone pendurado por um fio e colocado para oscilar sob a ação da gravidade, O gráfico mostra os dados de uma das componentes da aceleração (corrigidos por um valor de referência constante) em função do tempo.






Com base nos dados do gráfico e considerando que o movimento do smartphone seja o de um pêndulo simples a ângulos pequenos, 0 comprimento do fio é de aproximadamente: 


Note e adote:

Use π = 3.

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.

A
5 cm
B
10 cm
C
50 cm
D
100 cm
E
150 cm
defd01f3-7b
USP 2021 - Física - Dinâmica, Trabalho e Energia

Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de 2 MWh por mês, Para suprir parte dessa demanda, os moradores têm interesse em instalar uma miniusina hidrelétrica em uma queda d'água de 15 m de altura com vazão de 10 litros por segundo, O restante do consumo seria complementado com painéis de energia solar que produzem 40 kWh de energia por mês cada um.


Considerando que a miniusina hidrelétrica opere 24h por dia com 100% de eficiência, o número mínimo de painéis solares necessários para suprir a demanda da comunidade seria de:


Note e adote:

Densidade da água: 1 kg/litro.

1 mês = 30 dias.

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.

A
12
B
23
C
30
D
45
E
50
def69229-7b
USP 2021 - Física - Vetores, Conteúdos Básicos

Um vídeo bastante popular na Internet mostra um curioso experimento em que uma garrafa de água pendurada por uma corda é mantida suspensa por um palito de dente apoiado em uma mesa.




O "truque" só é possível pelo uso de outros palitos, formando um tipo de treliça. A figura à direita da foto mostra uma visão lateral do conjunto, destacando duas das forças que atuam sobre o palito 1.


Nesta figura,  é a força que o palito 2 exerce sobre o palito 1 (aplicada a uma distância L do ponto A na borda da mesa),  é a componente vertical da força que a corda exerce sobre o palito 1 (aplicada a uma distância d do ponto A) e θ é o ângulo entre a direção da força  e a vertical. Para que o conjunto se mantenha estático, porém na iminência de rotacionar, a relação entre os módulos de  e  deve ser:


Note e adote: Despreze o peso dos palitos em relação aos módulos das forças e3af1fb341a03c11a13b.png (12×15) e da2c5478f86df6e7210f.png (11×16).



A


B


C


D


E




0e41beb7-99
USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, Movimento Harmônico

Um pêndulo simples é composto por uma haste metálica leve, presa a um eixo bem lubrificado, e por uma esfera pequena de massa muito maior que a da haste, presa à sua extremidade oposta. O período ܲ para pequenas oscilações de um pêndulo é proporcional à raiz quadrada da razão entre o comprimento da haste metálica e a aceleração da gravidade local. Considere este pêndulo nas três situações:

1. Em um laboratório localizado ao nível do mar, na Antártida, a uma temperatura de 0 °C.
2. No mesmo laboratório, mas agora a uma temperatura de 250 K.
3. Em um laboratório no qual a temperatura é de 32 °F, em uma base lunar, cuja aceleração da gravidade é igual a um sexto daquela da Terra.

Indique a alternativa correta a respeito da comparação entre os períodos de oscilação ܲP1, ܲP2 e ܲP3 do pêndulo nas situações 1, 2 e 3, respectivamente.

A
Pܲ1 < ܲP2 < ܲP3
B
Pܲ1 = ܲP3 < ܲP2
C
Pܲ2 < ܲP1 < ܲP3
D
Pܲ3 < ܲP2 < ܲP1
E
Pܲ1 < ܲP2 = ܲP3
0e394094-99
USP 2019 - Física - Magnetismo Elementar, Magnetismo

Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1.


Figura 1

Em um determinado instante, uma partícula de carga ݍ positiva desloca‐se com velocidade instantânea perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.


Figura 2

O diagrama que representa corretamente as forças elétrica e magnética atuando sobre a partícula é:

A


B


C


D


E


0e3290a9-99
USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Ondas e Propriedades Ondulatórias

No dia 10 de abril de 2019, a equipe do Event Horizon Telescope (EHT, “Telescópio Horizonte de Eventos”) divulgou a primeira imagem de um buraco negro, localizado no centro da galáxia M87, obtida por um conjunto de telescópios com diâmetro efetivo equivalente ao da Terra, de 12.700 km. Devido ao fenômeno físico da difração, instrumentos óticos possuem um limite de resolução angular, que corresponde à mínima separação angular entre dois objetos que podem ser identificados separadamente quando observados à distância. O gráfico mostra o limite de resolução de um telescópio, medido em radianos, como função do seu diâmetro, para ondas luminosas de comprimento de onda de 1,3 mm, igual ao daquelas captadas pelo EHT. Note a escala logarítmica dos eixos do gráfico.


Sabe‐se que o tamanho equivalente a um pixel na foto do buraco negro corresponde ao valor da menor distância entre dois objetos naquela galáxia para que eles possam ser identificados separadamente pelo EHT. Com base nas informações anteriores e na análise do gráfico, e sabendo que a distância da Terra até a galáxia M87 é de 5 × 1020 km, indique o valor mais próximo do tamanho do pixel.

A
5 × 101 km
B
5 × 104 km
C
5 × 107 km
D
5 × 1010 km
E
5 × 1013 km
0e3d70ed-99
USP 2019 - Física - Fundamentos da Cinemática, Cinemática

Um drone voando na horizontal, em relação ao solo (como indicado pelo sentido da seta na figura), deixa cair um pacote de livros. A melhor descrição da trajetória realizada pelo pacote de livros, segundo um observador em repouso no solo, é dada pelo percurso descrito na


A
trajetória 1.
B
trajetória 2.
C
trajetória 3.
D
trajetória 4.
E
trajetória 5.
0e2e9866-99
USP 2019 - Física - Circuitos Elétricos e Leis de Kirchhoff, Eletricidade

Um fabricante projetou resistores para utilizar em uma lâmpada de resistência L.Cada um deles deveria ter resistência ܴR. Após a fabricação, ele notou que alguns deles foram projetados erroneamente, de forma que cada um deles possui uma resistência ܴRD = R/2. Tendo em vista que a lâmpada queimará se for percorrida por uma corrente elétrica superior a ܸV/(R + L), em qual(is) dos circuitos a lâmpada queimará?


A
1, apenas.
B
2, apenas.
C
1 e 3, apenas.
D
2 e 3, apenas.
E
1, 2 e 3.
0e29d486-99
USP 2019 - Física - Oscilação e Ondas, Dinâmica, Leis de Newton, Trabalho e Energia, Impulso e Quantidade de Movimento, Movimento Harmônico

Um equipamento de bungee jumping está sendo projetado para ser utilizado em um viaduto de 30 m de altura. O elástico utilizado tem comprimento relaxado de 10 m. Qual deve ser o mínimo valor da constante elástica desse elástico para que ele possa ser utilizado com segurança no salto por uma pessoa cuja massa, somada à do equipamento de proteção a ela conectado, seja de 120 kg?

Note e adote:

Despreze a massa do elástico, as forças dissipativas e as dimensões da pessoa; Aceleração da gravidade = 10 m/s2.

A
30 N/m
B
80 N/m
C
90 N/m
D
160 N/m
E
180 N/m
0e255b95-99
USP 2019 - Física - Fundamentos da Cinemática, Cinemática Vetorial, Gravitação Universal, Cinemática, Força Gravitacional e Satélites

A velocidade de escape de um corpo celeste é a mínima velocidade que um objeto deve ter nas proximidades da superfície desse corpo para escapar de sua atração gravitacional. Com base nessa informação e em seus conhecimentos sobre a interpretação cinética da temperatura, considere as seguintes afirmações a respeito da relação entre a velocidade de escape e a atmosfera de um corpo celeste.

I. Corpos celestes com mesma velocidade de escape retêm atmosferas igualmente densas, independentemente da temperatura de cada corpo.
II. Moléculas de gás nitrogênio escapam da atmosfera de um corpo celeste mais facilmente do que moléculas de gás hidrogênio.
III. Comparando corpos celestes com temperaturas médias iguais, aquele com a maior velocidade de escape tende a reter uma atmosfera mais densa.

Apenas é correto o que se afirma em

A
I.
B
II.
C
III.
D
I e II.
E
I e III.
0e215c73-99
USP 2019 - Física - Fundamentos da Cinemática, Cinemática

Um estímulo nervoso em um dos dedos do pé de um indivíduo demora cerca de 30 ms para chegar ao cérebro. Nos membros inferiores, o pulso elétrico, que conduz a informação do estímulo, é transmitido pelo nervo ciático, chegando à base do tronco em 20 ms. Da base do tronco ao cérebro, o pulso é conduzido na medula espinhal. Considerando que a altura média do brasileiro é de 1,70 m e supondo uma razão média de 0,6 entre o comprimento dos membros inferiores e a altura de uma pessoa, pode‐se concluir que as velocidades médias de propagação do pulso nervoso desde os dedos do pé até o cérebro e da base do tronco até o cérebro são, respectivamente:

A
51 m/s e 51 m/s
B
51 m/s e 57 m/s
C
57 m/s e 57 m/s
D
57 m/s e 68 m/s
E
68 m/s e 68 m/s
0e1d32af-99
USP 2019 - Física - Magnetismo Elementar, Magnetismo

A transmissão de dados de telefonia celular por meio de ondas eletromagnéticas está sujeita a perdas que aumentam com a distância ݀d entre a antena transmissora e a antena receptora. Uma aproximação frequentemente usada para expressar a perda L, em decibéis (dB), do sinal em função de d, no espaço livre de obstáculos, é dada pela expressão

L = 20 log10 (4πd/λ),

em que λ é o comprimento de onda do sinal. O gráfico a seguir mostra L (em dB) versus ݀d (em metros) para um determinado comprimento de onda λ.


Com base no gráfico, a frequência do sinal é aproximadamente

Note e adote:
Velocidade da luz no vácuo: c = 3×108 m/s;
π ≡ 3;
1 GHz = 109 Hz.

A
2,5 GHz.
B
5 GHz.
C
12 GHz.
D
40 GHz.
E
100 GHz.
0e19f5fd-99
USP 2019 - Física - Grandezas e Unidades, Conteúdos Básicos

Em 20 de maio de 2019, as unidades de base do Sistema Internacional de Unidades(SI) passaram a ser definidas a partir de valores exatos de algumas constantes físicas. Entre elas, está a constante de Planck ݄h, que relaciona a energia E de um fóton (quantum de radiação eletromagnética) coma sua frequência݂ f na forma E = hf.

A unidade da constante de Planck em termos das unidades de base do SI (quilograma, metro e segundo) é:

A
kg m2/s
B
kg s/m2
C
m2s/kg
D
kg s/m
E
kg m2/s3
0e157674-99
USP 2019 - Física - Fundamentos da Cinemática, Gravitação Universal, Dinâmica, Leis de Newton, Cinemática, Força Gravitacional e Satélites

Em julho de 1969, os astronautas Neil Armstrong e Buzz Aldrin fizeram o primeiro pouso tripulado na superfície da Lua, enquanto seu colega Michael Collins permaneceu a bordo do módulo de comando Columbia em órbita lunar. Considerando que o Columbia estivesse em uma órbita perfeitamente circular a uma altitude de 260 km acima da superfície da Lua, o tempo decorrido (em horas terrestres ‐ h) entre duas passagens do Columbia exatamente acima do mesmo ponto da superfície lunar seria de

Note e adote:

Constante gravitacional: G ≡ 9 x 10−13 km3/(kg h2);
Raio da Lua = 1.740 km;
Massa da Lua ≡ 8 × 1022 kg;
π ≡ 3.

A
0,5 h.
B
2 h.
C
4 h.
D
8 h.
E
72 h.
0cd50c8e-99
USP 2019 - Física - Calorimetria, Física Térmica - Termologia

Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de resistências elétricas a partir de água líquida. Um equipamento com potência nominal de 1.600 W foi utilizado para passar roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de água. Em relação ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia utilizado apenas para vaporizar a água, após ela já ter atingido a temperatura de ebulição, equivale a, aproximadamente,

Note e adote:
Entalpia de vaporização da água a 100 °C = 40 kJ/mol;
Massa molar da água = 18 g/mol;
Densidade da água = 1 g/mL.

A
0,04%.
B
0,062%.
C
4,6%.
D
40%.
E
62%.
d0b072c3-f2
USP 2018 - Física - Lentes

Três amigos vão acampar e descobrem que nenhum deles trouxe fósforos. Para acender o fogo e fazer o almoço, resolvem improvisar e prendem um pedaço de filme plástico transparente num aro de “cipó”. Colocam um pouco de água sobre o plástico, formando uma poça de aproximadamente 14 cm de diâmetro e 1 cm de profundidade máxima, cuja forma pode ser aproximada pela de uma calota esférica. Quando o sol está a pino, para aproveitamento máximo da energia solar, a distância, em cm, entre o centro do filme e a palha seca usada para iniciar o fogo, é, aproximadamente,


Note e adote:

Para uma lente plano‐convexa, , sendo n o índice de refração da lente e R o seu raio de curvatura.

Índice de refração da água = 1,33.

A
75
B
50
C
25
D
14
E
7
d0acec09-f2
USP 2018 - Física - Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

No diagrama P x V da figura, A, B e C representam transformações possíveis de um gás entre os estados I e II.



Com relação à variação ΔU da energia interna do gás e ao trabalho W por ele realizado, entre esses estados, é correto afirmar que

A
ΔUA = ΔUB = ΔUC e WC > WB > WA.
B
ΔUA >ΔUC >ΔUB e WC = WA < WB.
C
ΔUA < ΔUB < ΔUC e WC > WB > WA.
D
ΔUA = ΔUB = ΔUC e WC = WA > WB.
E
ΔUA > ΔUB > ΔUC e WC = WB = WA.
d0b479ba-f2
USP 2018 - Física - Circuitos Elétricos e Leis de Kirchhoff, Eletricidade

Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave que comuta entre as posições “verão” e “inverno”. Na posição “verão”, a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto na posição “inverno” é 11 Ω. Considerando que na posição “verão” o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é 5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura, na posição “inverno”, em °C, é

A
2,5
B
5,0
C
10,0
D
15,0
E
20,0
d09a7f7c-f2
USP 2018 - Física - Dinâmica, Trabalho e Energia, Colisão

Um rapaz de massa ݉m1 corre numa pista horizontal e pula sobre um skate de massa ݉m2, que se encontra inicialmente em repouso. Com o impacto, o skate adquire velocidade e o conjunto rapaz+skate segue em direção a uma rampa e atinge uma altura máxima ݄h. A velocidade do rapaz, imediatamente antes de tocar no skate, é dada por

 Note e adote:   

Considere que o sistema rapaz + skate não perde energia devido a forças dissipativas, após a colisão.

A


B


C


D


E