Física e Vestibular

Exercícios da Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx) 2015

Para ingressar na AMAN o jovem deverá realizar um concurso público para a Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx) onde irá cursar um ano de Ensino Superior e, obtendo aproveitamento, seguirá para a AMAN.

A EsPCEX está localizada na cidade de Campinas – SP. Durante o curso, o jovem estará na condição de aluno (isto equivale a uma graduação entre as de 2º Sargento e 3º Sargento).

Para realizar o concurso, o candidato deve ser brasileiro nato, estar cursando ou ter cursado, no mínimo, a 3ª série do ensino médio, em estabelecimento de ensino reconhecido, ou ser concludente do Ensino Médio, de acordo com a legislação federal vigente.

Deve ter idade de 16 (dezesseis) a 21 (vinte) anos, completados no período de 1º de janeiro a 31 de dezembro do ano do concurso (ano anterior ao da matrícula).

O pedido de inscrição será feito por meio de requerimento do candidato, civil ou militar, dirigido ao Comandante da EsPCEx e remetido diretamente àquela Escola, por meio da rede mundial de computadores (Internet), dentro do prazo estabelecido no Calendário Anual do Processo Seletivo, o qual será publicado juntamente com o Edital de abertura do processo seletivo.

Para maiores esclarecimentos sobre o Concurso, entre em contato com a EsPCEx no seguinte endereço eletrônico: http://www.espcex.ensino.eb.br/

01-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Uma fibra óptica é um filamento flexível, transparente e cilíndrico, que possui uma estrutura

simples composta por um núcleo de vidro, por onde a luz se propaga, e uma casca de vidro, ambos

com índices de refração diferentes.

Um feixe de luz monocromático, que se propaga no interior do núcleo, sofre reflexão total na

superfície de separação entre o núcleo e a casca segundo um ângulo de incidência α, conforme

representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra).

Com relação à reflexão total mencionada acima, são feitas as afirmativas abaixo.

(I) O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente.

(II) Para que ela ocorra, o ângulo de incidência α deve ser inferior ao ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca.

(III) O ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca depende do índice de refração do núcleo e da casca.

(IV) O feixe luminoso não sofre refração na superfície de separação entre o núcleo e a casca.

Dentre as afirmações acima, as únicas corretas são:

(A) I e II (B) III e IV (C) II e III (D) I e IV (E) I e III

02-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Pode-se observar, no desenho abaixo, um sistema de três vasos comunicantes cilíndricos F,

G e H distintos, abertos e em repouso sobre um plano horizontal na superfície da Terra.

Coloca-se um líquido homogêneo no interior dos vasos de modo que não haja transbordamento por nenhum deles.

Sendo hF, hG e hH o nível das alturas do líquido em equilíbrio em relação à base dos respectivos vasos F, G e H, então, a relação entre as alturas em cada vaso que representa esse sistema em equilíbrio estático é:

(A) hF=hG=hH (B) hG>hH>hF (C) hF=hG>hH (D) hF<hG=hH (E) hF>hH>hG

03-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Uma das atrações mais frequentadas de um parque aquático é a “piscina de ondas”.

O desenho abaixo representa o perfil de uma onda que se propaga na superfície da água da

piscina em um dado instante.

Um rapaz observa, de fora da piscina, o movimento de seu amigo, que se encontra em uma

boia sobre a água e nota que, durante a passagem da onda, a boia oscila para cima e para baixo e

que, a cada 8 segundos, o amigo está sempre na posição mais elevada da onda.

O motor que impulsiona as águas da piscina gera ondas periódicas. Com base nessas

informações, e desconsiderando as forças dissipativas na piscina de ondas, é possível concluir

que a onda se propaga com uma velocidade de

[A] 0,15 m/s [B] 0,30 m/s [C] 0,40 m/s [D] 0,50 m/s [E] 0,60 m/s

04-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

No interior de um recipiente vazio, é colocado um cubo de material homogêneo de aresta igual a 0,40 m e massa M=40 kg.

O cubo está preso a uma mola ideal, de massa desprezível, fixada no teto de modo que ele fique suspenso no interior do recipiente conforme representado no desenho abaixo.

A mola está presa ao cubo no centro de uma de suas faces e o peso do cubo provoca

uma deformação de 5 cm na mola. Em seguida, coloca-se água no recipiente até que o cubo fique em equilíbrio com metade de seu volume submerso. Sabendo que a densidade da água é de 1000 kg/m3, a deformação da mola nesta nova situação é de:

Dado: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2.

A] 3,0 cm [B] 2,5 cm [C] 2,0 cm [D] 1,5 cm [E] 1,0 cm

06-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

O desenho abaixo representa um sistema composto por cordas e polias ideais de mesmo

diâmetro.

O sistema sustenta um bloco com peso de intensidade P e uma barra rígida AB de mate-
rial homogêneo de comprimento L. A barra AB tem peso desprezível e está fixada a uma parede

por meio de uma articulação em A. Em um ponto X da barra é aplicada uma força de intensidade F

e na sua extremidade B está presa uma corda do sistema polias-cordas. Desprezando as forças de

atrito, o valor da distância AX para que a força F mantenha a barra AB em equilíbrio na posição

horizontal é

[A] P.L/8.F [B] P.L/6.F [C] P.L/4.F [D] P.L/3.F [E] P.L/2.F

O conjunto menino-prancha possui massa de 60 kg, e parte do repouso do ponto A da rampa.

O coeficiente de atrito cinético entre a prancha e a rampa vale 0,25 e β é o ângulo entre a horizontal e o plano da rampa. Desprezando a resistência do ar, a variação da quantidade de movimento do conjunto menino-prancha entre os pontos A e B é de

Dados: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2

considere o conjunto menino-prancha uma partícula

cos β = = 0,8

sen β = = 0,6

[A] 40√3 N.s [B] 60√3 N.s [C] 70√3 N.s [D] 180√3 N.s [E] 240√3 N.s

08-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Em um circuito elétrico, representado no desenho abaixo, o valor da força eletromotriz (fem)

do gerador ideal é E=1,5 V, e os valores das resistências dos resistores ôhmicos são

R1=R4=0,3 Ω , R2=R3=0,6 Ω e R5=0,15 Ω . As leituras no voltímetro V e no amperímetro A, ambos

ideais, são, respectivamente,

[A] 0,375 V e 2,50 A [B] 0,750 V e 1,00 A [C] 0,375 V e 1,25 A [D] 0,750 V e 1,25 A

[E] 0,750 V e 2,50 A

09-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Um trabalhador da construção civil de massa 70 kg sobe uma escada de material homogêneo

de 5 m de comprimento e massa de 10 kg, para consertar o telhado de uma residência.

Uma das extremidades da escada está apoiada na parede vertical sem atrito no ponto B, e a outra extremidade está apoiada sobre um piso horizontal no ponto A, que dista 4 m da parede, conforme desenho abaixo.

Para que o trabalhador fique parado na extremidade da escada que está apoiada no ponto B da parede, de modo que a escada não deslize e permaneça em equilíbrio estático na iminência do

movimento, o coeficiente de atrito estático entre o piso e a escada deverá ser de

Dado: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2

[A] 0,30 [B] 0,60 [C] 0,80 [D] 1,00 [E] 1,25

10-(EsPCEx-AMAN-SP-RJ)

Uma criança de massa 25 kg brinca em um balanço cuja haste rígida não deformável e de

massa desprezível, presa ao teto, tem 1,60 m de comprimento. Ela executa um movimento harmônico simples que atinge uma altura máxima de 80 cm em relação ao solo, conforme representado no desenho abaixo, de forma que o sistema criança mais balanço passa a ser considerado como um

pêndulo simples com centro de massa na extremidade P da haste. Pode-se afirmar, com

relação à situação exposta, que

Dados: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2

considere o ângulo de abertura não superior a 10o

[A] a amplitude do movimento é 80 cm.

[B] a frequência de oscilação do movimento é 1,25 Hz.

[C] o intervalo de tempo para executar uma oscilação completa é de 0,8π s.

[D] a frequência de oscilação depende da altura atingida pela criança.

[E] o período do movimento depende da massa da criança

 

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