Prova de Física: Questões Conceituais para Engenharia no 3º Ano
Tema: fisica conceitual para engenharia
Etapa/Série: 3º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 10
Prova de Física: Física Conceitual para Engenharia
Aluno(a): _______________________________ Data: _____________
Instruções: Leia atentamente cada questão e escolha a alternativa correta. Marque sua resposta no cartão de respostas.
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Questão 1
Um engenheiro civil está projetando uma ponte e precisa calcular a força que atua em cada um dos pilares de sustentação. Se a ponte tem um peso de 100 kN e está em equilíbrio, qual é a força que atua em cada uma das duas extremidades da ponte, considerando que o peso se distribui igualmente?
a) 50 kN
b) 100 kN
c) 25 kN
d) 200 kN
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Questão 2
Em um sistema de forças, a primeira lei de Newton afirma que um corpo em repouso permanecerá em repouso, e um corpo em movimento continuará em movimento a menos que uma força externa atue sobre ele. Qual dos seguintes exemplos melhor ilustra essa lei?
a) Um carro que freia ao se aproximar de um semáforo vermelho.
b) Um foguete que decola.
c) Uma bola parada que começa a rolar quando uma pessoa a chuta.
d) Um livro que desliza pela mesa quando alguém o empurra.
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Questão 3
Uma turbina hidráulica converte energia potencial em energia cinética. Se a altura do reservatório de uma usina é de 50 metros e a massa da água é de 2000 kg, qual é a energia potencial gravitacional da água, desconsiderando perdas? (Use g = 10 m/s²)
a) 100 kJ
b) 200 kJ
c) 500 kJ
d) 1000 kJ
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Questão 4
Um engenheiro está estudando a resistência dos materiais. Ele precisa calcular a tensão em um cabo que suporta uma carga de 500 N e possui uma área de seção transversal de 0,005 m². Qual a tensão no cabo?
a) 100 MPa
b) 200 MPa
c) 500 MPa
d) 1000 MPa
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Questão 5
Se um corpo é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 m/s, qual será a altura máxima que ele atingirá? (Desconsidere a resistência do ar e use g = 10 m/s²).
a) 20 m
b) 30 m
c) 40 m
d) 50 m
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Questão 6
A eficiência de uma máquina é dada pela razão entre a energia útil obtida e a energia total consumida. Se uma máquina consome 500 J de energia e fornece 400 J como trabalho útil, qual é a eficiência da máquina?
a) 60%
b) 70%
c) 80%
d) 90%
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Questão 7
Um engenheiro mecânico projeta uma máquina que usa um motor elétrico para comprimir um gás. Qual dos princípios físicos é mais diretamente aplicado para entender o funcionamento da compressão de gases?
a) Lei de Boyle
b) Princípio de Pascal
c) Lei de Coulomb
d) Princípio de Bernoulli
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Questão 8
Ao analisar uma estrutura arquitetônica, um arquiteto deve considerar a força de compressão e tração. Qual das seguintes figuras representa uma força de tração em uma corda?
a)
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b)
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c)
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d)
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Questão 9
Ao projetar uma estrutura, é importante considerar a estabilidade. Qual das seguintes situações representa um estado de instabilidade em uma estrutura?
a) Uma mesa de pé firme sobre um chão plano.
b) Uma pirâmide de blocos que não pode se equilibrar.
c) Um prédio com a fundação bem nivelada.
d) Uma ponte projetada com suportes apropriados.
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Questão 10
Qual é a frequência de um movimento harmônico simples em que o período é de 0,5 s?
a) 0,5 Hz
b) 1 Hz
c) 2 Hz
d) 4 Hz
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Gabarito
1. Alternativa a (50 kN)
Justificativa: A força total é distribuída igualitariamente entre os dois pilares, então 100 kN / 2 = 50 kN.
2. Alternativa a (Um carro que freia ao se aproximar de um semáforo vermelho)
Justificativa: Este cenário ilustra a inércia, pois o carro necessita de uma força (as frenagens) para parar.
3. Alternativa c (1000 kJ)
Justificativa: A energia potencial é calculada pela fórmula E = m.g.h = 2000 kg × 10 m/s² × 50 m = 1000 kJ.
4. Alternativa b (100 MPa)
Justificativa: A tensão é calculada por Tensão = Força / Área = 500 N / 0,005 m² = 100 MPa.
5. Alternativa c (20 m)
Justificativa: Usando a fórmula v² = u² – 2gh, 0 = 20² – 2 * 10 * h, h = 20 m.
6. Alternativa a (80%)
Justificativa: Eficiência = Energia útil / Energia total = 400 J / 500 J = 0,8 ou 80%.
7. Alternativa a (Lei de Boyle)
Justificativa: A compressão de um gás em um volume constante está relacionada à Lei de Boyle, que descreve como a pressão de um gás muda com o volume.
8. Alternativa a
Justificativa: A representação da força de tração mostra a corda sendo esticada.
9. Alternativa b (Uma pirâmide de blocos que não pode se equilibrar)
Justificativa: A instabilidade ocorre quando a estrutura não consegue manter seu equilíbrio.
10. Alternativa c (2 Hz)
Justificativa: Frequência é o inverso do período, f = 1/T = 1/0,5 s = 2 Hz.
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Espero que esta prova atenda às suas necessidades!
