3ª série

COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO
3ª SÉRIE
EN SI N O F UN D AM EN T AL , M É D IO E P R O F IS S ION A L
PROF: PAULO ROBERTO ANGÉLICO
DISCIPLINA: FÍSICA
N0
ALUNO(A):
CA R G A E L ÉTR IC A
Segundo a Física Quântica, a matéria é interpretada
como sendo constituída por ÁTOMOS que, agrupados,
formam todas as coisas que conhecemos. Os átomos
são formados por duas regiões: um NÚCLEO onde
estão confinados os prótons, nêutrons e outras
partículas menores por meio de forças nucleares e a
ELETROSFERA onde movimentam-se os elétrons:
Para termos uma idéia das dimensões relativas dessas
duas regiões, se pudéssemos aumentar o átomo de
hidrogênio – o menor de todos, com apenas 1 próton e
1 elétron – de tal forma que seu núcleo alcançasse o
tamanho de uma azeitona, o raio da eletrosfera seria
do tamanho de um estádio de futebol.
BLOCO 2
Convencionou-se
chamar
ENSINO MÉDIO
TURMA :
a
carga
elétrica
N o r m a l m e n t e c a d a á t o m o é e l e t r i c a m e n t e n e u t r o, o u
seja, tem quantidades iguais de carga negativa e
positiva.
Os prótons do núcleo e os elétrons das órbitas se
atraem entre si. A esta força de atração recíproca
chamamos
de
F OR Ç A
E L ÉT R I CA .
Os
elétrons,
entretanto, repelem outros elétrons e os prótons
repelem outros prótons. Dizemos, por isto, que as
partículas com carga de mesmo sinal se repelem:
A massa do próton (ou do nêutron) é também muito
diferente da massa do elétron. Se fosse possível
compará-los numa balança obteríamos a seguinte
relação:
E partículas com carga de sinais opostos se atraem:
Elétrons e prótons não se
parecem com
bolinhas.
Nós
os
representamos
assim apenas por ser mais
simples. Os elétrons, por
exemplo, se parecem mais
com
nuvens,
estão
espalhados
em
regiões
c h a m a d a s OR B I T AI S .
dos
PR ÓT ON S d e PO S IT IV A e a d o s E L ÉT R O N S d e
N E GA T IV A . O s n ê u t r o n s n ã o p o s s u e m c a r g a l í q u i d a .
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
Prótons e nêutrons estão fortemente ligados ao
núcleo dos átomos. Já os elétrons podem ser
facilmente transferidos de um corpo para outro por
u m p r o c e s s o c h a m a d o E L ETR IZ AÇ Ã O . P a r a i s s o , é
necessário fazer com que o número de elétrons se
torne diferente do número de prótons.
CON S ER V AÇ Ã O D A CA R GA EL É TR IC A
Em um sistema isolado a quantidade de carga elétrica
permanece
constante.
Mesmo
ocorrendo
um
fenômeno qualquer, por exemplo uma reação química
ou nuclear, a quantidade de carga elétrica é a mesma
antes e após o fenômeno:
O símbolo
Se o número de elétrons for maior que o número de
prótons, o corpo estará eletrizado negativamente; se
o número de elétrons for menor que o de prótons, ele
estará eletrizado positivamente.
-2-
Σ
(Sigma) é o S grego e significa SOMA.
SU B M Ú L TI PL O S D A UN ID A D E D E C AR GA
C o m o a u n i d a d e C O UL O M B r e v e l o u - s e m u i t o g r a n d e ,
é comum a utilização de seus submúltiplos:
QU AN TI Z A Ç ÃO DA C AR GA E L É TR I C A
A
menor
chamada
carga
de
encontrada
CARGA
livre
na
E L EM EN TA R .
Natureza
No
é
Sistema
Internacional de Unidades (SI) seu valor é dado por:
M A T ÉR I A E A N T IM AT É R I A
Note como a carga elementar é pequena:
A Teoria Relativística do Elétron, proposta por Paul
Dirac previu (e foi comprovado em 1932) que toda
partícula tem sua antipartícula, de mesma massa, mas
com carga elétrica e outras propiriedades opostas.
Em função da carga elementar, as cargas de elétrons e
prótons são expressa por:
Par t ícu l a
An t ip ar tí cu la
elétron (-)
pósitron (+)
próton (+)
antipróton (-)
nêutron (neutro)
antineutron (neutro)
Matéria e Antimatéria se aniquilam produzindo luz.
T ES T E S
QU AN TI D A D E D E C AR G A E L ÉT R I CA
01) Sobre os núcleos atômicos e seus constituintes,
são feitas quatro afirmativas.
I.
A carga elétrica total de um corpo é sempre um
número inteiro de vezes o valor da carga elementar:
II.
Os núcleos atômicos são constituídos
prótons, nêutrons e elétrons.
O próton é uma partícula idêntica ao elétron,
porém de carga positiva.
III.
Nos núcleos atômicos está concentrada
quase totalidade da massa do átomo.
IV.
As forças nucleares são as responsáveis por
manter unidas as partículas que compõem os
núcleos atômicos.
Quais afirmativas estão corretas?
O número inteiro n corresponde à diferença entre o
número de prótons e elétrons do corpo considerado:
por
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
apenas II
apenas I e III
apenas III e IV
apenas I, II e IV
I, II, III e IV
a
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02) Campos eletrizados ocorrem naturalmente no
nosso cotidiano. Um exemplo disso é o fato de
algumas vezes levarmos pequenos choques
elétricos ao encostarmos em automóveis. Tais
choques são devidos ao fato de estarem os
automóveis eletricamente carregados. Sobre a
natureza dos corpos (eletrizados ou neutros),
considere as afirmativas a seguir:
Se um corpo está eletrizado, então o número de
cargas elétricas negativas e positivas não é o
mesmo.
II. Se um corpo tem cargas elétricas, então está
eletrizado.
III. Um corpo neutro é aquele que não tem cargas
elétricas.
Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa
correta.
I.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Apenas
Apenas
Apenas
Apenas
Apenas
a afirmativa I é verdadeira.
a afirmativa II é verdadeira.
a afirmativa III é verdadeira.
as afirmativas I e II são verdadeiras.
as afirmativas I e III são verdadeiras.
05) Considere as afirmações abaixo relacionadas aos
conceitos da eletrostática:
I.
Cargas de mesmo sinal se repelem; cargas de
sinais opostos se atraem.
II.
A carga de um elétron tem o mesmo módulo,
mas sinal oposto ao de um próton.
III.
A unidade de carga elétrica, no Sistema
Internacional de Unidades, é o Coulomb.
IV.
Prótons e elétrons possuem a mesma massa de
repouso.
V.
Um corpo carregado
excesso de elétrons.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
06) Retiram-se 2.10
20
07) Adicionam-se 4.10
(A)
(B)
(C)
(D)
o fóton possui carga elétrica positiva.
o fóton possui carga elétrica negativa.
o fóton é uma partícula neutra.
o princípio da conservação da carga elétrica não é
satisfeito.
(E) o fenômeno não pode ocorrer pois não existem
elétrons positivos.
elétrons de um corpo inicial-
mente neutro. Qual a carga adquirida pelo corpo?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Analisando o fenômeno descrito, pode-se concluir
que:
tem
I, II e III
I, III e IV
I, IV e V
I e II
II, III e V
03) A matéria, em seu estado normal, não manifesta
propriedades elétricas. No atual estágio de
conhecimentos da estrutura atômica, isso nos
permite concluir que a matéria:
04) Uma caixa de paredes finas no vácuo, exposta a
raios gama pode tornar-se o palco de uma
“criação de par”, evento no qual um fóton de alta
energia termina sua existência com a criação de
um elétron negativo e um elétron positivo
(pósitron) com cargas iguais em módulo.
positivamente
Estão corretas apenas as alternativas:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
é constituída somente de nêutrons.
possui maior número de nêutrons que de prótons.
possui quantidades iguais de prótons e elétrons.
é constituída somente de prótons.
é constituída somente de elétrons.
-3-
+
+
+
+
–
0,32 C
3,2 C
32 C
320 C
320 C
21
elétrons a um corpo inicial-
mente neutro. A carga total no corpo passa a ser
igual a:
(A) + 64 C
(B) − 64 C
(C) + 640 C
(D) − 640 C
(E) + 6,4 C
08) Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos
12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua
eletrosfera?
(A) -12 C
(B) -1,6.10
-19
C
(C) -19,2 C
(D) -1,92.10
(E) -1,92.10
-18
20
C
C
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M A T ER I A I S C ON D UT OR E S
LI GA Ç ÃO À T ER R A
Em
alguns
tipos
de
átomos,
especialmente
os que compõem os
metais tais como ferro,
ouro, cobre e prata, a
última órbita eletrônica
perde um elétron com
grande facilidade.
Estes elétrons livres se desgarram das últimas órbitas
eletrônicas e ficam vagando de átomo para átomo,
sem direção definida. Os átomos que perdem elétrons
também os readquirem com facilidade dos átomos
vizinhos, para voltar
a
perdê-los
momentos depois.
No
interior
dos
metais os elétrons
livres
vagueiam
por entre a rede
de
átomos,
em
todos sentidos.
Devido à facilidade de fornecer elétrons livres, os
M E T AI S s ã o u s a d o s p a r a f a b r i c a r o s f i o s d e a p a r e l h o s
e l é t r i c o s : e l e s s ã o B ON S CON D UT OR E S d o f l u x o d e
elétrons livres.
A água pura (H2O) e o sal de
cozinha (NaCl) não são condutores quando separados,
mas quando misturados ocorre
a dissociação das moléculas de
água e sal, produzindo os íons
+
+
Na , Cl , H e OH
a
montagem
M A T ER I A I S I S OL AN T E S
Os materiais que possuem pequena quantidade de
portadores de carga elétrica livres são maus
condutores de eletricidade. São exemplos de maus
condutores a borracha, água pura, madeira seca,
plástico entre outros. Eles não permitem a passagem
do fluxo de elétrons ou deixam passar apenas um
pequeno número deles.
M A T ER I A I S S EM I CO N D UT OR E S
Os íons positivos são atraídos em direção ao eletrodo
negativo, enquanto que os íons negativos, para o
eletrodo positivo. Este movimento de íons livres torna
a solução condutora de eletricidade.
Faça
Ao estabelecermos um caminho de condutores entre
um
objeto
carregado
e
a
superfície da Terra, estamos
fazendo a sua ligação à terra
Esta ligação causa a neutralização do objeto. O fio verde de
um chuveiro e o terceiro pino da
tomada de um computador são
exemplos de ligação à terra. Um
fato importante a ser lembrado é
que a pele humana também é
condutora
de
eletricidade.
Quanto mais úmida a pele, mais
condutora ela é. É muito perigoso mudar a chave de
um chuveiro ligado.
Seus átomos têm grande dificuldade em ceder ou
receber os elétrons livres das últimas camadas
eletrônicas. São os chamados materiais ISOLANTES. O
vidro é um material isolante, mas geralmente uma
camada de vapor d’água se forma na sua superfície
tornando-o condutor.
CON D UÇ Ã O EM SO L UÇ Ã O EL E TR O LÍ TI C A
EX P ER IM EN TO :
-4-
da
figura
e
acrescente vagarosamente um pouco de sal no
recipiente com água, misturando bem. Observe o que
acontece com o brilho da lâmpada. Se utilizar uma
lâmpada de 110 Volts retire a pilha e ligue os fios
diretamente na tomada (CUIDADO!!). Troque o sal por
açúcar e descreva suas observações.
Materiais que podem se comportar algumas vezes
como isolantes e algumas vezes como condutores são
chamados de SEMICONDUTORES.
O germânio e o silício, quando puros, não são bons
condutores nem bons isolantes, mas tornam-se
excelentes condutores quando apenas um átomo em
10 milhões é substituído por uma impureza que
adiciona ou retira elétrons da rede.
M A T ER I A I S SU P ER CO N D UT OR E S
Os materiais comuns, mesmo os condutores, resistem
ao fluxo de corrente através deles. Entretanto, num
SUPERCONDUTOR a resistência é nula. Estabelecendose uma corrente em um anel supercondutor, ela se
manterá inalterada por um longo tempo, sem
necessidade de bateria ou de qualquer outra fonte de
energia. O mercúrio sólido perde completamente sua
resistência elétrica em temperaturas inferiores a 4,2
Kelvin (-268,8°C).
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T ES T E S
09) Duas chapas metálicas, com
cargas elétricas de sinais
contrários, são interligadas
por um fio metálico condutor, conforme a figura.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
P AL A VR AS CR UZ A D AS
1
2
3
4
5
Através do fio deslocam-se:
6
elétrons de B para A
prótons de A para B
prótons de A para B e elétrons de B para A
prótons de B para A e elétrons de A para B
elétrons de A para B
7
8
1.
2.
10)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Os corpos que acumulam eletricidade são:
bons condutores.
maus condutores.
supercondutores.
neutros.
orgânicos.
11) Maria
estava
aprendendo
na
escola
as
propriedades de condução de eletricidade dos
materiais. Seu professor de Física disse que
materiais usados em nosso cotidiano, como
madeira, borracha e plástico são, normalmente,
isolantes elétricos, e outros, como papel
alumínio, pregos e metais em geral, são
condutores elétricos. O professor solicitou a
Maria que montasse um instrumento para
verificar experimen-talmente se um material é
condutor ou isolante elétrico. Para montar tal
instrumento,
além
dos
fios
elétricos,
os
componentes que Maria deve utilizar são:
(A) água e sal.
(B) pilha e lâmpada.
(C) capacitor e resistor.
(D) voltímetro e diodo.
(E) bobina e amperímetro.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ao se ligar um condutor eletrizado à Terra, ele
perde sua eletrização.
II.
A pele seca é mais condutora de eletricidade do
que a pele úmida.
III.
Os elétrons livres são os responsáveis pela
condução elétrica em todo e qualquer corpo.
E
L
E
T
R
I
C
O
Propriedade que é nula nos materiais supercondutores.
Material que não permite a passagem do fluxo de
elétrons ou deixa passar apenas um pequeno
número deles.
São bons condutores de eletricidade.
Partícula responsável pela condução elétrica nos
metais.
Ligação que causa a neutralização de um corpo
eletrizado.
Exemplo de material semicondutor muito usado
em circuitos eletrônicos.
Material que se comporta como supercondutor a
baixas temperaturas.
Materiais que podem se comportar algumas vezes
como isolantes e algumas vezes como condutores.
QU E S TÕ E S
1)
Sobre o experimento da condução em solução
eletrolítica realizado em sala, explique por que a
lâmpada não acende quando se troca sal de
cozinha por açucar.
2)
Em climas secos as pessoas estão mais sujeitas a
levar choques quando tocam objetos metálicos.
Explique por que isto ocorre.
3)
Materiais isolantes podem
Explique e dê um exemplo.
12) Analise as afirmações abaixo:
I.
-5-
Está(ão) correta(s):
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Apenas
Apenas
Apenas
Apenas
Apenas
I
II.
III.
I e II.
I e III.
ser
eletrizados?
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-6-
E L ETR IZ AÇ Ã O P OR A TR IT O
E L ETR IZ AÇ Ã O P OR IN D UÇ Ã O
Ao atritar-se dois corpos isolantes inicialmente
neutros, provoca-se um contato intenso entre partes
dos corpos. Tal contato permite a troca de elétrons,
eletrizando-se positivamente o corpo que cede
elétrons e negativamente o que recebe elétrons.
No processo de INDUÇÃO, a eletrização de um condutor neutro ocorre por simples aproximação de um
corpo eletrizado, SEM QUE HAJA CONTATO ENTRE
ELES. As cargas do objeto neutro (induzido) são
separadas (polarizadas) pela aproximação do corpo
eletrizado (indutor), ficando as cargas de mesmo sinal
do indutor o mais distante possível dele.
Cederá elétrons o átomo cujos elétrons da última
camada estão menos fortemente ligados ao seu núcleo
em relação aos átomos que compõe o outro material.
A eletrização por atrito ocorre, por exemplo, quando
esfregamos uma folha de papel em uma régua de
plástico:
Para manter o objeto induzido eletrizado, mesmo após
o afastamento do indutor, devemos ligar o lado mais
distante à Terra. Ao se ligar um condutor eletrizado à
Terra, ele se descarrega do lado da ligação.
Ao se desfazer a ligação com a Terra o corpo induzido
f i c a e l e t r i z a d o c o m C AR G A C ON TR ÁR I A à d o i n d u t o r :
Inicialmente tanto o papel como o plástico estão
neutros, ou seja, possuem a mesma quantidade de
carga positiva e negativa. Com o atrito ocorre
transferência de elétrons de um corpo para outro. O
papel perde elétrons e fica eletrizado com carga
positiva. O plástico ganha elétrons e fica eletrizado
com carga negativa:
Na Eletrização por Atrito, os corpos ficam carregados
com:
•
CA R G A S D E M E SM O V A L OR ( M Ó D UL O) e
•
CA R G A S D E S IN A IS C ON TR ÁR I O S .
Este fato é uma consequência
Conservação da Carga Elétrica.
do
Princípio
da
EX P ER IM EN TO : A p ó s f a z e r a m o n t a g e m d a f i g u r a ,
aproxime o canudinho atritado e observe o que
acontece com a fita de papel alumínio. (Não encoste o
canudinho na fita). Toque o disco de cartolina com a
mão e afaste o canudinho. Descreva e explique suas
observações:
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-7-
E L ETR IZ AÇ Ã O P OR CO N TA T O
T ES T E S
A eletrização por CONTATO consiste em encostar um
objeto já eletrizado 1 em um outro, eletricamente
neutro 2.
13) Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã
inicialmente neutros. Pode-se afirmar que:
Durante o contato as cargas irão se redistribuir entre
os dois objetos, eletrizando o corpo neutro com
cargas de MESMO SINAL do eletrizado.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
só a lã fica eletrizada.
só o bastão fica eletrizado.
ambos se eletrizam com cargas de mesmo sinal.
ambos se eletrizam com cargas de sinais opostos.
nenhum dos corpos se eletriza.
14) Passando-se um pente nos cabelos, verifica-se
que ele pode atrair pequenos pedaços de papel. A
explicação mais coerente com este fato é que, ao
passar o pente nos cabelos, ocorreu:
(A) eletrização do pente e não dos cabelos, que faz
cargas passarem aos pedaços de papel e os atrai.
(B) aquecimento
do
pente,
com
conseqüente
eletrização do ar próximo, que provoca o
fenômeno descrito.
Se os corpos forem iguais, após a separação eles
f i c a r ã o e l e t r i z a d o s c o m a M ESM A C AR G A ( m e s m o
valor e mesmo sinal).
(C) eletrização do pente, que induz cargas no papel,
provocando a sua atração.
(D) deseletrização do pente, que agora passa a ser
atraído pelos pedaços de papel que sempre estão
eletrizados.
(E) eletrização do papel, que induz cargas no pente
neutro, provocando a sua atração.
15) O eletroscópio de folhas representado na figura está carregado
positivamente. Se uma pessoa tocar
na
EX P ER IM EN TO : V o c ê p o d e o b s e r v a r a e l e t r i z a ç ã o p o r
esfera
A
ele
se
descarrega
porque:
contato através do pêndulo elétrico:
(A) os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa.
(B) os
nêutrons
eletroscópio.
da
pessoa
passam
para
o
(C) os prótons do eletroscópio passam para a pessoa.
(D) os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio.
(E) os prótons da pessoa passam para o eletroscópio.
16) Se um condutor eletrizado positivamente for
aproximado de um condutor neutro, sem tocá-lo,
pode-se afirmar que o condutor neutro:
Primeiro deve-se atritar o canudinho com um pedaço
de papel e em seguida encostá-lo no círculo de papel
alumínio. Descreva e explique o que acontece:
AN T ES d o C ON T AT O
D E PO I S d o CON T AT O
(A) conserva sua carga total nula, mas
eletrizado.
(B) eletriza-se negativamente e é
eletrizado.
(C) eletriza-se positivamente e é
eletrizado.
(D) conserva a sua carga total nula e
pelo eletrizado.
(E) fica com a metade da carga
eletrizado.
é atraído pelo
atraído
pelo
repelido
pelo
não é atraído
do
condutor
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17) Os corpos eletrizados por atrito, contato e
indução ficam carregados respectivamente com
cargas de sinais:
(A) iguais, iguais e iguais.
(B) iguais, iguais e contrários.
(C) contrários, contrários e iguais.
(D) contrários, iguais e iguais.
(E) contrários, iguais e contrários.
-8-
CAM P O E L ÉT R I CO
A principal característica de uma carga elétrica é a
sua capacidade de interagir com outras cargas. Na
Teoria do Eletromagnetismo o CAMPO ELÉTRICO tem o
papel de mediador dessa interação. É através dele que
uma carga “sente” a presença de outras cargas.
18) Duas pequenas esferas metálicas, de massas
desprezíveis, estão suspensas, em repouso, por
fios leves e isolantes. O sinal da carga de cada
esfera está indicado na figura e a ausência de
sinal indica que a esfera está eletricamente
neutra.
Uma propriedade importante do campo elétrico é que
e l e é u m a GR AN D EZ A V E TO R I AL e , p o r t a n t o , d e v e
Das situações indicadas nas figuras são possíveis
somente:
(A) I, II e III.
ser
caracterizado
por
I N T EN SI D A D E , DIR E Ç ÃO e
S EN TI D O .
(B) I, II, III e IV.
(C) II, III e IV.
(D) II, III, IV e V.
(E) III, IV e V.
19) Em uma aula, o Prof. Paulo apresenta uma
montagem com dois anéis pendurados, como
representado na figura. Um dos anéis é de
plástico – material isolante – e o outro é de cobre
– material condutor.
A direção do campo de uma carga puntiforme é
RADIAL e seu sentido é DIVERGENTE se a carga for
positiva e CONVERGENTE se a carga for negativa.
Inicialmente, o Prof. Paulo aproxima um bastão
eletricamente carregado, primeiro, do anel de
plástico e, depois, do anel de cobre. Com base
nessas informações, é CORRETO afirmar que:
(A) os dois anéis se aproximam do bastão.
(B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre
se afasta do bastão.
(C) os dois anéis se afastam do bastão.
(D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre
se aproxima do bastão.
(E) os dois anéis ficam imóveis.
A INTENSIDADE DO CAMPO DIMINUI COM A DISTÂNCIA,
ou seja, o campo elétrico é bastante intenso próximo
à carga e diminui progressivamente quando nos
afastamos dela. O campo de uma carga elétrica só é
nulo no infinito.
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SU P ER P O SI ÇÃ O D E C A M P OS EL É TR IC OS
O campo elétrico de uma carga não pode ser alterado
pela presença do campo elétrico de outra carga, no
entanto, é comum representarmos a superposição
desses campos através de uma soma vetorial. A figura
a seguir representa a superposição dos campos de
duas cargas puntiformes. Qual o sinal de cada carga?
-9-
EX P ER IM EN TO : A s o n d a s d e r á d i o s ã o c o n s t i t u í d a s d e
campos elétricos e magnéticos
oscilantes. O que pode acontecer
se você colocar um radinho de
pilha ligado dentro de uma caixa
de leite longa vida vazia (ou
enrolá-lo com papel alumínio)? E
numa caixa de sapatos? Faça o
experimento
e
explique
suas
observações.
T ES T E S
20) Qual a intensidade da força que age sobre uma
CAM P O E F OR ÇA EL É T R IC A
Quando colocamos uma carga elétrica próxima de
outra carga elas interagem através dos seus campos
elétricos. Esta interação dá origem às FORÇAS
ELÉTRICAS que fazem com que as cargas se aproximem
ou se afastem. A força elétrica F que uma carga q
sente, quando colocada num campo elétrico E de
outras cargas, é dada por:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
carga elétrica de 8µC quando colocada
5
campo elétrico de intensidade 5.10 N/C ?
0,4 N
4 N
40 N
400 N
n.d.a.
num
21) Meteorologistas mediram a distribuição de cargas
elétricas no interior das nuvens de tempestade,
chamadas de “cúmulos nimbos”, e encontraram
um perfil para essa distribuição de cargas
semelhante ao mostrado na figura. Nessa figura, é
mostrado ainda o solo sob a nuvem, que fica
carregado positivamente por indução, além dos
pontos X, Y, Z e W em destaque.
IM P OR T AN T E : S e a c a r g a f o r n e g a t i v a , o s e n t i d o d a
força é contrário ao sentido do campo.
B LIN D A G EM E L ETR O ST ÁT IC A
O interior de um corpo CONDUTOR fica blindado
contra influências elétricas provenientes de cargas
situadas no exterior desse condutor. Este fenômeno é
conhecido como BLINDAGEM ELETROSTÁTICA. NO
INTERIOR DE CORPOS CONDUTORES O CAMPO
ELÉTRICO É SEMPRE NULO. Uma pessoa no interior de
uma gaiola eletrizada
não
leva
choque
mesmo
que
toque
nela. Já uma pessoa
fora da gaiola vira
churrasquinho se tocar
a grade.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Desse modo, entre a parte superior e a parte
inferior da nuvem, bem como entre a parte
inferior da nuvem e o solo, são produzidos campos
elétricos da ordem de 100N/C. Pode-se afirmar
que o sentido do vetor campo elétrico entre os
pontos X e Y e entre os pontos Z e W é,
respectivamente,
para baixo e para cima.
para cima e para baixo.
para cima e para cima.
para baixo e para baixo.
para a direita e para a esquerda.
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FO R Ç A E L ÉTR IC A – L E I D E CO U LOM B
O cientista francês Charles Coulomb (1738-1806)
conseguiu
estabelecer
experimentalmente
uma
expressão matemática que nos permite calcular o
valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados.
Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de
atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores
forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor
quanto maior for a distância entre eles.
- 10 -
23) Duas cargas positivas, separadas por uma certa
distância, sofrem uma força de repulsão. Se o
valor de uma das cargas for dobrado e a distância
duplicada, então, em relação ao valor antigo de
repulsão, a nova força será:
(A) o dobro
(B) o quádruplo
(C) a quarta parte
(D) a metade
(E) igual
–7
–2
24) Duas cargas Q = 4.10 C e q = 5.10 C estão no
vácuo separadas por uma distância de 6 m. A
intensidade da força de repulsão eletrostática
entre elas vale:
(A) 5 N
(B) 30 N
(C) 50 N
(D) 500 N
(E) n.d.a.
• A intensidade da Força Elétrica é proporcional ao
produto das cargas e inversamente proporcional ao
quadrado da distância entre elas.
• A direção da força é a da reta que une as cargas.
• O valor da Constante Eletrostática K depende do
meio na qual as cargas estão imersas:
T ES T E S
22) Quando a distância entre duas partículas
eletrizadas se reduz à metade, a intensidade da
força eletrostática entre elas:
(A) permanece a mesma
(B) quadruplica
(C) dobra
(D) se reduz à metade
(E) se reduz a um quarto do valor inicial
25) Determine a intensidade da força elétrica entre as
cargas da figura.
(A) 14 N
(B) 10 N
(C) 9 N
(D) 5 N
(E) n.d.a.
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- 11 -
T EN SÃ O E L É TR I C A
T ES T E S
A figura abaixo mostra uma pilha ligada a duas placas
metálicas paralelas.
26) Determine a intensidade do campo elétrico
uniforme que surge entre as placas da figura:
(A) 24 V/m
(B) 12 V/m
(C) 6 V/m
Ao conectar a pilha, as
placas adquirem cargas
elétricas de sinais opostos. Cada uma dessas
cargas carrega consigo seu
campo.
A
superposição
desses campos resulta em
um campo elétrico aproximadamente uniforme na
região entre as placas:
A intensidade do campo elétrico depende da distância
d entre as placas e também de uma grandeza chamada
T EN SÃ O E L ÉT R I CA , q u e é u m a c a r a c t e r í s t i c a d a p i l h a .
Quanto maior a tensão elétrica, mais cargas se
acumularão nas placas fazendo com que o campo
elétrico aumente de intensidade. Por outro lado, se
aumentarmos a distância entre as placas, o campo
elétrico terá sua intensidade reduzida. Essa relação
entre o campo, a tensão e a distância entre as placas
é matematicamente expressa por:
Se existirem elétrons livres entre as placas, eles
sentirão a presença do campo e se movimentarão em
direção à placa positiva devido à atuação de uma
força elétrica.
(D) 0,16 V/m
(E) 3 V/m
27) Considere duas grandes placas planas, paralelas,
carregadas com cargas iguais e contrárias.
Quando dizemos que entre elas existe um campo
elétrico uniforme, isto significa que:
(A) não aparece força elétrica sobre uma carga
colocada entre as placas.
(B) a tensão entre as placas é alternada.
(C) o valor do campo é inversamente proporcional ao
quadrado da distância entre as placas.
(D) o campo elétrico entre as placas é sempre nulo.
(E) o campo elétrico tem o mesmo valor em todos os
pontos situados entre as placas.
28) Durante a formação de uma tempestade, verificase que ocorre uma separação de cargas elétricas,
ficando
as
nuvens
mais
altas
eletrizadas
positivamente, enquanto as mais baixas adquirem
cargas negativas que induzem cargas positivas na
superfície da Terra. À medida que vão se
avolumando as cargas elétricas nas nuvens, as
intensidades
dos
campos
elétricos
vão
aumentando. Se o campo elétrico for inferior a
6
3.10 N/C, o ar permanecerá isolante e impedirá a
passagem de carga de uma nuvem para a Terra ou
entre nuvens. Baseando-se nestas informações,
determine qual a altura máxima da nuvem para o
surgimento de relâmpagos (Considere que o
campo elétrico é uniforme).
(A) 25 m
(B) 50 m
(C) 100 m
(D) 150 m
(E) n.d.a.
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CA P AC IT OR E S
- 12 -
A SS OC I AÇ Ã O D E C A P AC I TO R ES E M S É R I E
Capacitores são elementos elétricos capazes de
armazenar carga elétrica e, conseqüentemente,
energia potencial elétrica. Eles são utilizados de
várias maneiras em circuitos eletrônicos:
• os capacitores podem ser utilizados para armazenar
carga para utilização rápida. É isso que o flash faz. A
diferença entre um capacitor e uma pilha é que o
capacitor pode descarregar toda sua carga em uma
pequena fração de segundo, já uma pilha demora
mais tempo para descarregar-se. É por isso que o
flash eletrônico em uma câmera utiliza um
capacitor, a pilha carrega o capacitor do flash
durante vários segundos, e então o capacitor
descarrega toda a carga no bulbo do flash quase que
instantaneamente. Isto pode tornar um capacitor
grande e carregado extremamente perigoso, os
flashes e as TVs possuem advertências sobre abrí-los
por este motivo. Eles possuem grandes capacitores
que poderiam matá-lo com a carga que contêm.
• os capacitores também podem eliminar ondulações.
Se uma linha que conduz corrente contínua (CC)
possui ondulações e picos, um grande capacitor
pode uniformizar a tensão;
• Os capacitores adquirem a mesma carga elétrica Q.
• A tensão U entre os terminais da associação é igual
à soma das tensões em cada capacitor.
• A tensão em cada capacitor é inversamente proporcional à respectiva capacitância.
A SS OC I AÇ Ã O D E C A P AC I TO R ES E M P A R A L E LO
• Os capacitores ficam sujeitos à mesma tensão U.
• A carga total Q acumulada pela associação é igual à
soma das cargas de cada capacitor.
• A
carga
de
cada
capacitor
proporcional à sua capacitância.
é
diretamente
EN ER GI A A R M AZ EN A DA N O S C A P AC IT OR E S
• um capacitor pode bloquear a corrente contínua
(CC). Se você conectar um pequeno capacitor a uma
pilha, então não fluirá corrente entre os pólos da
pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que
é instantâneo se o capacitor for pequeno).
Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui
através do capacitor sem qualquer impedimento.
Isto ocorre porque o capacitor irá carregar e
descarregar à medida que a corrente alternada
flutua, fazendo parecer que a corrente alternada
está fluindo;
O gráfico abaixo representa a carga elétrica Q de um
capacitor em função da ddp U nos seus terminais.
Como, nesse caso, Q e U são grandezas diretamente
proporcionais, o gráfico corresponde a uma função
linear, pois a capacidade eletrostática C é constante.
Considerando que o capacitor tenha adquirido a carga
Q quando submetido à tensão U do gráfico, a energia
elétrica
W e lé t r i c a
armazenada
no
capacitor
corresponde à área do triângulo sombreado.
Os capacitores podem ser esféricos, cilíndricos ou
planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, num
processo de indução total, armazenam cargas elétricas
de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários.
T ES T E S
29) A
unidade
de
capacitância
Internacional de Unidades é o:
(A) Coulomb.
(B) Volt.
(C) Watt.
(D) Farad.
(E) Joule.
no
Sistema
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30) No cotidiano empregam-se capacitores nos
circuitos
eletrônicos
de
rádios,
TVs,
computadores, etc. Uma de suas finalidades é:
(A) armazenar carga e energia elétrica.
(B) evitar passagem de corrente alternada no circuito.
(C) produzir a energia elétrica do circuito.
(D) diminuir a resistência elétrica.
(E) produzir ondulações em corrente contínuas.
31) Um capacitor é ligado aos terminais de uma
bateria de 12V. Verifica-se que a carga adquirida,
em valor absoluto, é de 24 nC. A capacitância
desse capacitor é igual a:
(A) 0,5 nF
(B) 1,0 nF
(C) 2,0 nF
(D) 288 nF
(E) 36 nF
32) Determine a carga elétrica armazenada
capacitor representado na figura abaixo:
- 13 -
COR R EN T E EL É TR IC A
A corrente elétrica é um movimento ordenado de
cargas elementares. Pode ser um simples jato de
partículas no vácuo, como acontece num tubo de TV,
em que um feixe de elétrons é lançado contra a tela.
No entanto, na maioria dos casos, a corrente elétrica
não ocorre no vácuo, mas sim no interior de um
condutor. Por exemplo, aplicando uma voltagem num
fio metálico, surge nele uma corrente elétrica
formada pelo movimento ordenado de elétrons.
Não se pode dizer que todo movimento de cargas
elétricas seja uma corrente elétrica. No fio metálico,
por exemplo, mesmo antes de aplicarmos a voltagem,
já existe movimento de cargas elétricas. Todos os
elétrons livres estão em movimento, devido à agitação
térmica. No entanto, o movimento é caótico e não há
corrente elétrica.
no
(A) 3,0µC
(B) 0,33µC
(C) 16µC
(D) 48µC
( E ) 8 µC
33) Um capacitor plano de capacitância 2,0nF é ligado
aos terminais de uma bateria e adquire carga de
-8
6,0x10 C. Determine a tensão da bateria.
(A) 0,03 V
(B) 0,3 V
(C) 3,0 V
(D) 30 V
(E) 300 V
34) Determine
a
capacitância
equivalente
associações de capacitores a seguir:
a)
Quando aplicamos a voltagem, o movimento caótico
continua a existir, mas a ele se sobrepõe um
movimento ordenado, de tal forma que, em média, os
elétrons livres passam a se deslocar ao longo do fio.
das
Quando aplicamos uma voltagem nos terminais de um
fio condutor ele fica polarizado, surgindo no interior
deste um campo elétrico. Os elétrons livres sentem
esse campo e são forçados a se movimentar numa
dada direção devido à ação de uma força elétrica.
b)
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- 14 -
CA R G A S L I VR E S
S EN TI D O C ON V EN CI ON AL D A C OR R EN T E
• No condutor metálico, as cargas livres são os
elétrons, que se movimentam em sentido contrário
ao do campo elétrico.
O sentido convencional da corrente elétrica é o do
deslocamento de cargas livres positivas no condutor
(mesmo que elas inexistam), ou seja, é o mesmo
sentido do campo elétrico.
• N o c o n d u t o r l í q u i d o ( e l e t r ó l i t o ), a s c a r g a s l i v r e s
são íons positivos e negativos.
• No condutor gasoso (plasma) as cargas livres são
tanto íons quanto elétrons.
E F EI TO S D A C OR R EN T E E L ÉT R I C A
E F EI TO
T ÉR M IC O
Todo fio que conduz eletricidade se
aquece (Efeito Joule). Esse efeito é
a base de funcionamento dos
aquecedores elétricos, chuveiros
elétricos, secadores de cabelo,
lâmpadas incandescentes, etc.
E F EI TO
LUM IN O SO
Em determinadas condições, a
passagem da corrente elétrica
através de um gás rarefeito faz com
que ele emita luz. As lâmpadas
fluorescentes e os anúncios
luminosos são aplicações desse
efeito. Neles há a transformação
direta de energia elétrica em
energia luminosa.
E F EI TO
QU ÍM IC O
Algumas reações químicas tais como
a eletrólise da água só ocorrem na
presença de correntes elétricas.
Esse efeito é utilizado, por
exemplo, no revestimento de
metais por cromagem.
E F EI TO
M AG N ÉT IC O
Cargas em movimento produzem
campos magnéticos. Um condutor
percorrido por uma corrente
elétrica cria, na região próxima a
ele, um campo magnético. Este é
um dos efeitos mais importantes,
constituindo a base do funcionamento dos motores,
transformadores, etc.
E F EI TO
E L ETR O M AG N ÉT IC O
Antenas transmissoras (rádio e
telefone celular) são percorridas
por correntes que oscilam em
altíssimas freqüências. Esta oscilação produz uma onda eletromagnética que se propaga no ar.
E F EI TO
M E CÂ N I CO
O campo magnético produzido por
uma corrente alternada pode ser
utilizado para mover ímãs. Colocar
automóveis em movimento ou tocar
música nos fones de ouvido são
alguns exemplos deste efeito.
TI P OS D E C OR R E N T E E L ÉTR IC A
Dependendo da voltagem aplicada, a corrente elétrica
que surge num circuito elétrico pode ser contínua ou
alternada. Vimos que pilhas e baterias fornecem
voltagens contínuas, ou seja, não ocorre mudança do
sentido do campo elétrico no interior dos condutores.
Como o campo elétrico é fixo os elétrons livres se
movimentarão, em média, todos no mesmo sentido, ou
seja, eles avançam.
No caso das tomadas residenciais, a voltagem é
alternada. Este tipo de voltagem faz com que o campo
elétrico no interior dos condutores ora aponte para
um lado ora aponte para outro. Desta forma os
elétrons livres no interior do condutor executarão um
movimento de vai-e-vem. Eles não avançam pelo
condutor, apenas oscilam pra lá e pra cá 60 vezes por
segundo, ou seja, numa freqüência de 60 Hertz.
IN T E N S I D AD E DA C OR R EN T E E L ÉT R I CA
A intensidade da corrente elétrica é a quantidade de
carga que atravessa uma superfície transversal de um
condutor, dividida pelo intervalo de tempo que leva
para isso acontecer.
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- 15 -
35) Assinale a alternativa INCORRETA:
(A) Ao movimento ordenado de cargas elétricas dá-se
o nome de corrente elétrica.
(B) Cargas
em
movimento
produzem
campos
magnéticos.
(C) Todo fio que conduz eletricidade se aquece.
(D) Antenas transmissoras de rádio e televisão são
percorridas por altíssimas correntes contínuas.
(E) O sentido convencional da corrente elétrica é
oposto ao real.
39) (UCPR) Uma corrente elétrica de 10 A é mantida
em um condutor metálico durante 2 minutos.
Pede-se a carga elétrica que atravessa o
condutor.
(A) 120 C
(B) 1200 C
(C) 200 C
(D) 20 C
(E) 600 C
36) (UEL/2000) Quando uma corrente elétrica passa
por um condutor ela provoca alguns efeitos muito
importantes. Considere os seguintes efeitos da
corrente elétrica:
40) (UEL/1995) Pela secção transversal de um
condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada
minuto. Nesse condutor a intensidade da corrente
elétrica é:
(A) 0,08 A
(B) 0,20 A
(C) 5,0 A
(D) 7,2 A
(E) 12 A
I.
Efeito Joule ou térmico: um condutor percorrido
por corrente elétrica sofre um aquecimento.
II.
Efeito químico: uma solução eletrolítica sofre
decomposição quando é percorrida por corrente
elétrica.
III.
Efeito luminoso: a passagem da corrente elétrica
através de um gás rarefeito, sob baixa pressão.
IV.
Efeito fisiológico: a corrente elétrica ao
atravessar organismos vivos produz contrações
musculares (choques elétricos).
V.
Efeito magnético: um condutor percorrido por
corrente elétrica cria, na região próxima a ele,
um campo magnético.
Na nossa residência, os efeitos que
acompanham a corrente elétrica são:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
sempre
41) (UFSM/1999) Uma lâmpada permanece acesa
durante 5 minutos por efeito de uma corrente de
2A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de
tempo, a carga total liberada pela bateria é:
(A) 0,4 C
(B) 2,5 C
(C) 10 C
(D) 150 C
(E) 600 C
I e II
II e III
III e IV
IV e V
I e V
37) (UFSE) Se uma superfície transversal de um
condutor é atravessada em 10 s por uma
quantidade de carga igual a 5 C, a corrente
elétrica nesse condutor vale:
(A) 50 A
(B) 2 A
(C) 5 A
(D) 15 A
(E) 0,5 A
38) Em uma superfície transversal de um fio condutor
passa uma carga de 10 C a cada 2 s. Qual a
intensidade de corrente neste fio?
(A) 5 A
(B) 20 A
(C) 200 A
(D) 2000 A
(E) 0,2 A
42) (PUC) Uma lâmpada permanece acesa durante
1 hora, sendo percorrida por uma corrente
elétrica contínua de intensidade igual a 0,5 A.
Qual a quantidade de carga elétrica que passou
pela lâmpada?
(A) 30 C
(B) 300 C
(C) 900 C
(D) 1800 C
(E) 3600 C
43) Pela secção reta de um fio condutor mantém-se
uma corrente contínua de intensidade 0,5A.
Durante quanto tempo deve ser mantida essa
corrente para que a carga total transportada seja
igual a 30C?
(A) 15 s
(B) 30 s
(C) 45 s
(D) 1 min
(E) 2 min
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R E S IS T OR ES
Observando o interior de um chuveiro elétrico
percebemos que existe um fio metálico enrolado
d e n t r o d e l e . E s t e f i o é c h a m a d o d e R E SI S TO R e é
feito de uma liga de níquel e cromo (em geral 60% de
níquel e 40% de cromo).
- 16 -
Ele usou fio grosso, fio fino, fio comprido, fio curto,
fio de cobre, fio de prata, ou seja, variou bem todas
as possibilidades. Depois ele reuniu suas observaçõ es
em tabelas. Ohm percebeu que na maioria dos
experimentos, a divisão do valor da voltagem pela
intensidade da corrente dava sempre um mesmo
resultado. Calcule e comprove:
Pi lh as
Vo lta ge m Co r r en te Vo lta ge m ÷ Co r r en te
1
1,5 V
0,3 A
2
3,0 V
0,6 A
3
4,5 V
0,9 A
4
6,0 V
1,2 A
5
7,5 V
1,5 A
Ohm também fez o gráfico da Voltagem versus a
Corrente e notou que se unisse os pontos do gráfico
obteria uma reta:
Quando abrimos a torneira, a pressão da água liga os
contatos elétricos fazendo com que um grande
número de elétrons livres passe a se deslocar,
estabelecendo uma corrente elétrica dentro do fio.
Nas ligações residenciais a corrente é alternada, ou
seja, os elétrons executam um movimento de vai-evem com uma freqüência igual a 60 Hz. Nesse
movimento os elétrons colidem entre si e também
contra os átomos que constituem o fio. Portanto, os
elétrons encontram uma certa DIFICULDADE para se
deslocar, isto é, a força devido aos choques origina
uma certa RESISTÊNCIA à passagem da corrente.
Quando um elétron se choca com um átomo, tanto ele
como o átomo começam a VIBRAR MAIS.
Este
aumento da energia de vibração acarreta um
AUMENTO DE TEMPERATURA do fio. É por isso que a
gente treme no frio. Tremendo a gente vibra mais e se
esquenta.
Quando George Ohm transformou seus dados
experimentais em uma reta, ele estava propondo a
chamada PRIMEIRA LEI DE OHM:
PR I M EIR A L E I D E O HM
George Simon Ohm (1787-1854) foi um físico alemão
que realizou experimentos em circuitos elétricos. Ohm
notou que se ele dobrasse a voltagem aplicada a um
mesmo circuito, a corrente elétrica também dobrava:
Desconfiado de que existia uma REGULARIDADE neste
fato, Ohm repetiu várias vezes o experimento com
diversas voltagens e materiais diferentes.
O resultado da divisão entre a voltagem e a corrente é
chamado de RESISTÊNCIA ELÉTRICA. A resistência está
intimamente relacionada às forças devido aos choques
que atuam nos elétrons em movimento dentro do fio
condutor. Um condutor é dito ÔHMICO se sua
resistência permanece constante independentemente
do valor da tensão aplicada a ele. Neste caso a
corrente estabelecida é diretamente proporcional à
voltagem aplicada. Se a voltagem dobra, a corrente
também dobra e assim por diante.
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CON D U TO R ES N ÃO Ô H M IC O S
O que é notável na Primeira Lei de Ohm é a variedade
de substâncias e o extenso campo de valores de
intensidade de campo elétrico em que ela é obedecida
com bastante precisão. No entanto, ela falha em
algumas circunstâncias. Campos elétricos muito
intensos podem levar a alterações drásticas no
número de elétrons livres no interior dos condutores.
Por exemplo: duplicando uma voltagem muito elevada,
a corrente elétrica pode quadruplicar e não apenas
duplicar como era esperado. Nestes casos o valor da
resistência não é mais constante e depende da tensão
aplicada.
- 17 -
46) Na instalação elétrica de um chuveiro de 220 V e
20 Ω, o fusível deve suportar uma corrente
elétrica de pelo menos:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
200 A
4400 A
11 A
220 A
20 A
47) Ligando-se uma lâmpada à tomada de uma
residência, uma voltagem de 120V será aplicada
às extremidades do filamento da lâmpada.
Verifica-se, então, que uma corrente de 2,0 A
passa pelo filamento. Qual é o valor da
resistência desse filamento?
(A) 240 Ω
(B) 120 Ω
(C) 60 Ω
(D) 30 Ω
(E) n.d.a.
Dispositivos que não obedecem a Primeira Lei de Ohm
são chamados NÃO-ÔHMICOS ou NÃO-LINEARES. Estes
dispositivos são indispensáveis na eletrônica (diodos,
transistores, etc.). Se todas as coisas começassem a
obedecer a Primeira Lei de Ohm a tecnologia
eletrônica (e a vida) entraria em colapso.
48) Considere os gráficos a seguir, que representam a
tensão U nos terminais de componentes elétricos
em função da intensidade da corrente i que os
percorre.
T ES T E S
44) A tensão nos terminais de um resistor de 100 Ω,
percorrido por uma corrente de 0,2 A é igual a:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
1000V
500V
100V
20V
2V
45) Um fio condutor, submetido a uma tensão de
1,5 V, é percorrido por uma corrente de 3,0 A. A
resistência elétrica desse condutor é igual a:
(A) 0,5 Ω
(B) 2 Ω
(C) 4,5 Ω
(D) 9 Ω
(E) 10,5 Ω
Dentre esses gráficos, pode-se utilizar para
representar componentes ôhmicos SOMENTE:
(A) I
(B) I e IV
(C) I, II e III
( D ) I, II e IV
( E ) I, IV e V
49) Um resistor ôhmico de resistência elétrica 4Ω é
submetido a uma tensão de 12V durante um
intervalo de 20 segundos. A quantidade de carga
elétrica ΔQ que atravessou o resistor foi, em
coulombs, igual a:
(A) 3
(B) 6
(C) 30
(D) 60
(E) 120
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S EG UN D A L EI DE OH M
Todo chuveiro que se preze tem pelo menos duas
possibilidades de aquecimento: INVERNO e VERÃO. Na
posição inverno a água sai quente e na posição verão
ela sai morna. Quando mudamos a chave de posição
estamos modificando o que dentro do chuveiro?
Se abrirmos o chuveiro, veremos que o resistor (fio
enrolado) apresenta um comprimento maior na
posição verão do que na posição inverno. Assim,
quando mudamos a chave de posição, estamos
mudando o comprimento do resistor. O fio é enrolado
para caber bastante fio em um pequeno espaço.
- 18 -
Para que o filamento possa emitir luz ele tem que
esquentar muito. A temperatura chega a ser superior
O
a 2200 C. Para esquentar muito ele deve ter
resistência muito pequena, ou seja, ele deve ser muito
curto. Mas se ele for muito curto e fino ele pode
derreter facilmente. A solução encontrada foi
aumentar a grossura do fio. Fios grossos tem menor
resistência que fios finos e esquentam mais.
GR O S S UR A DO F IO
FI O G R O S S O
FI O FIN O
R E S IS T ÊN CI A
PEQUENA
GRANDE
COR R EN T E
ALTA
BAIXA
E SQ U EN T A
MUITO
POUCO
Além de depender do comprimento e da espessura, a
resistência também depende do material de que é
feito o fio. Cada material possui uma resistência
específica chamada RESISTIVIDADE ELÉTRICA. Quanto
melhor condutor é um material, menor é o valor de
sua resistividade.
O fio mais curto, correspondente à posição inverno,
apresenta uma resistência menor. Isto faz com que os
elétrons avancem em maior número (corrente maior),
transferindo mais vibração aos átomos dentro fio.
Quanto maior a vibração, maior é a temperatura.
COM PR IM EN TO DO F IO
FI O C UR T O
FI O C OM PR I DO
R E S IS T ÊN CI A
PEQUENA
GRANDE
COR R EN T E
ALTA
BAIXA
E SQ U EN T A
MUITO
POUCO
As lâmpadas incandescentes também apresentam um
resistor. Ele é um filamento enrolado, na maioria das
vezes de tungstênio (o mesmo material das pontas das
canetas esferográficas).
Uso
Materiais
a 20 O C
Resistividade
(ohm.metr o)
Instalação
residencial
Cobre
1,7x10 - 8
Antena
Alumínio
2,8x10 - 8
Lâmpada
Tungstênio
5,6x10 - 8
Chuveiros
Níquel-cromo
1,1x10 - 6
Capas de fios
Borracha
10 1 3 a 10 1 6
Suporte de fios
em postes
Madeira
10 8 a 10 1 4
Apoio de fios
em postes
Cerâmica
10 1 0 a 10 1 4
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
O físico George Ohm (de novo ele) estabeleceu uma
outra lei física que leva em conta o comprimento, a
espessura e o material de que é feito o condutor. Esta
lei é conhecida como a SEGUNDA LEI DE OHM:
- 19 -
A SS OC I AÇ Ã O D E R E S IS T OR E S EM S ÉR I E
Suponha que duas lâmpadas estejam ligadas à tomada,
de tal modo que haja apenas um caminho para a
corrente elétrica fluir, dizemos que as duas lâmpadas
estão associadas em SÉRIE.
A resistência também depende da temperatura. Os
aparelhos elétricos ligados apresentam resistência
maior do que quando desligados. Quanto mais quente,
maior a resistência.
Evidentemente, podemos associar mais de duas
lâmpadas dessa maneira, como em uma arvore de
Natal, onde geralmente se usa um conjunto de várias
lâmpadas associadas em série.
T ES T E S
Em uma associação em série de resistências observamse as seguintes características:
a
50) De acordo com a 2 Lei de Ohm, o fio condutor
que apresenta MAIOR resistência elétrica é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
curto e grosso
curto e fino
longo e grosso
longo e fino
muito duro
51) Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas a não
ser pelo fato de que o filamento de B é mais
grosso que o filamento de A. Se cada uma estiver
sujeita a uma tensão de 110 volts:
•
Como há apenas um caminho possível para a
corrente, ela tem o mesmo valor em todas as
resistências da associação (mesmo que essas
resistências sejam diferentes).
•
É fácil perceber que, se o circuito for interrompido
em qualquer ponto, a corrente deixará de circular
em todo o circuito.
•
Quanto maior for o número de resistências ligadas
em série, maior será a resistência total do circuito.
Portanto, se mantivermos a mesma voltagem
aplicada ao circuito, menor será a corrente nele
estabelecida.
•
A resistência única R, capaz de substituir a
associação de várias resistências R1, R2, R3, etc., em
s é r i e , é d e n o m i n a d a R E S IS T ÊN CI A EQ UI V AL E N T E
do conjunto.
(A) A será a mais brilhante
resistência.
(B) B será a mais brilhante
resistência.
(C) A será a mais brilhante
resistência.
(D) B será a mais brilhante
resistência.
(E) ambas terão o mesmo brilho.
pois
tem
a
maior
pois
tem
a
maior
pois
tem
a
menor
pois
tem
a
menor
2
52) Um fio de alumínio de espessura 1,4 mm possui
50 m de comprimento. Sua resistência elétrica, a
O
20 C, é igual a:
(A) 0,1 Ω
(B) 0,5 Ω
(C) 1,0 Ω
(D) 1,5 Ω
(E) 2,0 Ω
EX EM P LO : C a l c u l e a r e s i s t ê n c i a e q u i v a l e n t e e n t r e o s
terminais A e B da associação em série de resistores
abaixo:
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A SS OC I AÇ Ã O D E R E S IS T OR E S EM P AR AL E L O
Se duas lâmpadas forem associadas de tal maneira que
existam dois ou mais caminhos para a passagem da
corrente, dizemos que as lâmpadas estão associadas
em PARALELO.
EX ER CÍ CI O S
53) Calcule
abaixo:
(b)
A associação em paralelo é utilizada nas instalações
elétricas residenciais.
paralelo,
•
A corrente total i, fornecida pela bateria ou
tomada, se divide pelas resistências da associação.
A maior parte da corrente i passará na resistência
de menor valor (caminho que oferece menor
oposição). É possível interromper a corrente em
uma das resistências da associação, sem alterar a
passagem de corrente nas demais resistências.
•
Quanto maior for o número de resistências ligadas
em paralelo, menor será a resistência total do
circuito (tudo se passa como se estivéssemos
aumentando a espessura da resistência do circuito).
Portanto, se mantivermos inalterada a voltagem
aplicada ao circuito, maior será a corrente
fornecida pela pilha ou bateria.
a
resistência
equivalente
entre
os
terminais A e B das associações de resistores
(a)
Em uma associação de resistências em
observamos as seguintes características:
- 20 -
(c)
(d)
(e)
(f)
EX EM P LO : C a l c u l e a r e s i s t ê n c i a e q u i v a l e n t e e n t r e o s
terminais A e B da associação em paralelo de
resistores abaixo:
(g)
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PO T ÊN CI A E L ÉT R I CA
Correntes elétricas são produzidas em condutores
pela ação de um campo elétrico aplicado, por
exemplo, por uma bateria. Neste caso, a energia
química da bateria está sendo transformada em
energia cinética dos elétrons. A resistência do
condutor, por sua vez, transforma a energia cinética
em energia térmica. A dissipação de energia térmica
n o r e s i s t o r é d e n o m i n a d a E F EI TO J OU L E . U m a m e d i d a
d a d i s s i p a ç ã o d a e n e r g i a é d a d a p e l a P OT Ê N C IA
E L ÉTR IC A .
Vamos idealizar uma situação simples, onde há
somente uma diferença de potencial entre as
extremidades do condutor (uma bateria, por exemplo)
e um resistor dissipando a energia. Neste caso valem
as seguintes relações:
T ES T E S
54)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
O efeito Joule consiste na transformação:
da energia nuclear em energia eólica.
da energia eólica em energia elétrica.
da energia elétrica em energia térmica.
da energia solar em energia elétrica.
da energia elétrica em energia eólica.
55) A intensidade da corrente elétrica que passa
através de uma lâmpada é de 0,5 A quando sob
tensão de 220 V. Qual a potência elétrica que a
lâmpada dissipa?
(A) 55 W
(B) 110 W
(C) 220 W
(D) 440 W
(E) 44 W
56) Um aparelho eletrodoméstico funciona com
tensão de 110 V e potência de 3300 W. A corrente
elétrica pelo aparelho, quando em pleno
funcionamento, é:
(A) 30 A
(B) 3 A
(C) 1 A
(D) 33 A
(E) 110 A
- 21 -
57) Uma lâmpada dissipa uma potência de 110 W
quando ligada a uma tomada de 220 V. Qual a
resistência do filamento da lâmpada ligada?
(A) 220 Ω
(B) 100 Ω
(C) 440 Ω
(D) 484 Ω
(E) 200 Ω
58) Um aparelho eletrodoméstico tem as seguintes
inscrições na plaqueta: 6 V / 5 W. Pode-se
concluir que a resistência do aparelho, em ohms,
é igual a:
(A) 7,2
(B) 1,2
(C) 0,83
(D) 4,16
(E) 30
59) Um resistor de 180 Ω dissipa uma potência de
7,2 W. Pode-se concluir que a intensidade da
corrente elétrica que percorre o resistor é:
(A) 0,4 A
(B) 0,2 A
(C) 4 A
(D) 2 A
(E) 20 A
60) Uma lâmpada é submetida a uma tensão de 110 V,
consumindo a potência elétrica de 60 W. A
corrente elétrica que atravessa a lâmpada tem
intensidade mais próxima de:
(A) 0,55 A
(B) 3,5 A
(C) 8,9 A
(D) 1,8 A
(E) 50 A
61) Determine a potência dissipada por um aparelho
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
de resistência elétrica 50 Ω quando ligado a uma
tensão de 110 V.
2,2 W
5,5 W
242 W
0,45 W
50 W
62) Determine a intensidade da corrente elétrica em
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
um resistor de 70 Ω que dissipa 7000 W de
potência.
1000 A
100 A
10 A
1 A
0,1 A
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63) Uma lâmpada dissipa a potência de 60 W quando
percorrida por uma corrente de 2 A. Determine a
tensão à qual a lâmpada está ligada.
(A) 15 V
(B) 30 V
(C) 60 V
(D) 120 V
(E) 240 V
64) Nas instalações residenciais de chuveiros elétricos, costuma-se usar fusíveis ou disjuntores que
desligam automaticamente quando a corrente
excede um certo valor pré-escolhido. Qual o valor
do disjuntor que deve ser usado para instalar um
chuveiro de 3600 W e 220 V?
(A) 10 A
(B) 15 A
(C) 30 A
(D) 70 A
(E) 220 A
65) Um aquecedor elétrico dissipa 240 W quando
ligado a uma bateria de 12 V. A corrente elétrica
no aquecedor é igual a:
(A) 0,05 A
(B) 0,6 A
(C) 1,67 A
(D) 20 A
(E) 2880 A
66) Um chuveiro elétrico tem uma potência de
4400 W quando ligado a uma voltagem de 220 V.
Qual a corrente que percorre esse chuveiro?
(A) 5 A
(B) 10 A
(C) 15 A
(D) 20 A
(E) 25 A
67) Na lâmpada do farol de um automóvel está
escrito: 12V / 4A. Isso significa que a lâmpada
deve ser ligada a uma voltagem de 12 V e
percorrida por uma corrente elétrica de 4 A. Qual
a potência dessa lâmpada?
(A) 24 W
(B) 36 W
(C) 48 W
(D) 60 W
(E) 100 W
- 22 -
68) A casa de um certo professor de Física tem dois
chuveiros elétricos que consomem 4500 W cada
um. Ele quer trocar o disjuntor geral da caixa de
força por um que permita o funcionamento dos
dois
chuveiros
simultaneamente
com
um
aquecedor elétrico (1200 W), um ferro elétrico
(1100 W) e 7 lâmpadas incandescentes de 100 W.
Disjuntores são classificados pela corrente
máxima que permitem passar. Considerando que a
tensão na cidade seja de 220 V, o disjuntor de
menor corrente máxima que permitirá o consumo
desejado é, então, de:
(A) 30 A
(B) 40 A
(C) 50 A
(D) 60 A
(E) 80 A
69) Um chuveiro elétrico é construído para a tensão
de 220 V, dissipando, então, potência igual a
2000 W. Por engano, submete-se o chuveiro a
tensão de 110 V. Admitindo que a resistência
elétrica do chuveiro permaneça constante, a
potência que ele dissipa passa a ser:
(A) 500 W
(B) 1000 W
(C) 2000 W
(D) 2500 W
(E) Zero
70) Uma lâmpada incandescente de 60 W, construída
para trabalhar sob 220 V, é ligada a uma fonte de
110 V. Suponha que a resistência elétrica da
lâmpada permaneça constante, qual a potência
dissipada pela lâmpada nessas condições?
(A) 15 W
(B) 30 W
(C) 60 W
(D) 120 W
(E) 240 W
71) Uma lâmpada ligada a 120 V é percorrida por uma
corrente de 0,5 A. Qual a potência dissipada pela
lâmpada?
(A) 100 W
(B) 60 W
(C) 40 W
(D) 25 W
(E) 10 W
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EN ER GI A E L É TR I C A
A potência de um aparelho indica a quantidade de
energia elétrica que está sendo transformada em
outras formas de energia num certo intervalo de
tempo.
Você pode calcular o consumo de um aparelho, isto é,
da quantidade de energia elétrica que ele transforma
em outras formas de energia – se souber sua potência
elétrica e o tempo que ele fica ligado.
- 23 -
73) A tabela abaixo mostra a relação de eletrodomésticos de uma residência e o tempo de
utilização mensal médio de cada aparelho. Calcule
o consumo elétrico mensal da residência em kWh.
Item
Po tên ci a
(W att s)
Tem p o
M en s al
(Ho r as )
5 Lâmpadas
60 W
70 h
2 Lâmpadas
100 W
50 h
1 TV
200 W
180 h
1 Geladeira
150 W
450 h
1 Chuveiro
4200 W
15 h
1 Ferro
1200 W
5 h
1 Ap. De Som
85 W
30 h
1 Máq. Lavar
530 W
8 h
1 Rádio Relógio
5 W
720 h
En er g ia
(kW h )
TOTAL Os fabricantes geralmente informam a potência no
próprio aparelho.
74) Em uma residência, durante 30 min, ficaram
ligadas 5 lâmpadas de 100 watts, um ferro elétrico
de 1500 watts e um chuveiro elétrico de
3000 watts. A energia elétrica dissipada, durante
os 30 min, é, em kWh:
(A) 0,50
(B) 1,0
(C) 2,0
(D) 2,5
(E) 5,0
75) Sabendo que 1 kWh custa R$ 0,45 pode-se afirmar
que o custo da energia elétrica consumida por
uma lâmpada de potência igual a 60 W acesa 8
horas por dia, num mês de 30 dias, é:
(A) R$ 0,72
(B) R$ 1,44
(C) R$ 2,88
(D) R$ 7,20
(E) R$ 6,48
Uma unidade muito comum de energia é o
quilowatt-hora (kWh): 1 KWh = 1000 Wh
72) Uma casa possui 10 lâmpadas que permanecem
acesas 6 horas por dia. Sendo de 100 watts a
potência elétrica de cada lâmpada, a energia gasta
num mês, em quilowatt-hora, é de:
(A) 10
(B) 30
(C) 60
(D) 120
(E) 180
76) (FURG-2002) O custo da
consumidor residencial
Quanto custa por mês
durante cinco horas,
lâmpadas de 100 W?
(A) R$ 72,00
(B) R$ 30,00
(C) R$ 18,00
(D) R$ 15,00
(E) R$ 3,75
energia elétrica para um
vale R$ 0,25 por kWh.
(30 dias) manter acesas
todos os dias, quatro
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- 24 -
PI L H AS E B AT E R I A S
CON S TR UIN D O UM A P I LH A
Em 1800 Alessandro Volta descobriu que empilhando
alternadamente discos de metais diferentes (como
prata e zinco, prata e cobre ou cobre e alumínio) e
entremeando estes discos metálicos com discos de
flanela embebidos em água e sal ou em vinagre, a
pilha de discos produzia eletricidade.
Com a montagem sugerida na figura abaixo você pode
pôr em funcionamento um relógio despertador ou uma
calculadora portátil. A tensão obtida com a associação
é equivalente a uma pilha comercial de 1,5 Volts. o
que é suficiente para fazer o relógio tocar.
Sempre que metais diferentes forem colocados em
contato através de um líquido salgado ou ácido
(o
vinagre, por exemplo), correrá um fluxo de elétrons
de um metal para outro. O ácido do vinagre produz
reações químicas nos metais. Devido a essas reações,
o zinco armazena um excesso de elétrons em relação
ao cobre, ocorrendo uma polarização de cargas. Surge
então uma tensão elétrica.
As pilhas líquidas de Volta, difíceis de transportar,
foram hoje substituídas pelas pilhas secas. Nesta, um
bastão de carvão é imerso em camadas pastosas de
dióxido de manganês e cloreto de amônia. O conjunto
é lacrado numa carcaça de zinco. Há uma lenta reação
química, que produz uma tensão elétrica. Quando
colocamos em contato o carvão e o zinco, através de
um fio, a corrente flui, como na pilha úmida de volta.
Nas pilhas, a reação química que produz a separação
de cargas não é reversível. Sendo assim, uma vez
esgotados os reagentes dessa reação, as pilhas
"acabam" e não podem ser recarregadas. Já na bateria
de automóvel esse processo é reversível e, por isso,
ela pode ser recarregada.
Você também pode utilizar frutas e legumes para
construir uma pilha:
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R E S IS T ÊN CI A IN T ER N A
T ES T E S
Sempre que uma corrente elétrica passa por um
condutor,
ele oferece uma certa oposição à
- 25 -
77) Um gerador possui força eletromotriz
sua
p a s s a g e m q u e é d e n o m i n a d a r es i stên c i a in ter n a .
Quando uma bateria possui pouco tempo de uso, sua
resistência interna é muito pequena. Entretanto, à
medida que ela vai sendo usada, esta resistência
interna aumenta, podendo alcançar valores bastante
elevados fazendo com que ela perca sua utilidade
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
ε
= 6V e
resistência interna r = 2Ω. A tensão nos terminais
do gerador, quando percorrido por uma corrente
de 1 A, é igual a:
6 V
4 V
2 V
1 V
Zero
como gerador de corrente.
78) Um gerador possui fem
EQ U A ÇÃ O D O G ER A DO R
Nas baterias e pilhas, o valor da Força Eletromotriz
(fem) é uma característica do aparelho, dependendo
apenas dos elementos químicos que entram em sua
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
ε
= 90V e resistência
interna r = 15 Ω. Calcule a intensidade de corrente
de curto-circuito.
0,16 A
6 A
15 A
90 A
n.d.a.
composição. Uma pilha comum, por exemplo, possui
uma fem cujo valor é
ε
= 1,5 V, quer ela esteja nova,
quer já tenha sido usada durante um tempo qualquer.
Com o uso prolongado, o que se observa é um
aumento na resistência interna r da pilha.
A equação do gerador apresentada abaixo nos mostra
que a voltagem U diminui com o aumento de r e,
portanto, a potência que a pilha é capaz de fornecer
ao circuito externo também diminui, apesar de sua
fem não ter se modificado.
79) Um gerador de resistência interna r = 2 Ω, quando
percorrido
por
uma
corrente
elétrica
de
intensidade i = 5 A, mantém entre seus terminais
uma tensão U = 40 V. Qual é a sua força
eletromotriz?
(A) 20 V
(B) 30 V
(C) 40 V
(D) 50 V
(E) 60 V
80) Um gerador possui uma curva característica dada
pelo gráfico abaixo. A resistência interna deste
gerador é:
Podemos “encarar” a equação acima como a assinatura de um gerador cuja fotografia é dada pelo gráfico
abaixo:
(A) 1/3 Ω
(B) 30 Ω
(C) 3 Ω
(D) 40 Ω
(E) 300 Ω
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A SS OC I AÇ Ã O D E G ER A D OR E S
Da mesma forma que os resistores, os geradores
também podem ser associados em série ou em
paralelo:
- 26 -
T ES T E S
81) Pilhas de lanterna estão associadas
metálicos, segundo os arranjos.
por
fios
SÉRIE
• Note que o pólo positivo de uma pilha deve ser
ligado ao pólo negativo da segunda pilha, o
positivo desta no negativo da terceira e assim por
diante.
• É evidente que a associação em série terá uma
resistência interna também igual à soma das
resistências internas de cada pilha.
EXEMPLO
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Ligando-se resistores entre os pontos terminais
livres, pode-se afirmar que as pilhas estão
eletricamente em:
paralelo em I, II, e III
paralelo em III e IV
série em I, II, e III
série em IV e V
série em III e V
82) Um rádio utiliza 4 pilhas de 1,5 V e resistência
interna de 0,5 Ω cada uma. Considerando que as
pilhas estão associadas em série, a força
eletromotriz e a resistência interna equivalente
são, respectivamente:
(A) 1,5 V e 2 Ω
(B) 6 V e 0,75 Ω
ε
(C) 6 V e 0,25 Ω
= 4 V + 3 V + 2 V = 9 V
r = 10 Ω + 7 Ω + 15 Ω = 32 Ω
PARALELO
• Na associação em paralelo há uma redução na
resistência interna equivalente.
• A associação em paralelo só deve ser realizada
com geradores de mesma f.e.m.
• A f.e.m. equivalente terá o mesmo valor
da f.e.m. de cada gerador.
EXEMPLO
(D) 1,5 V e 0,5 Ω
(E) 6 V e 2 Ω
83) A força eletromotriz entre os pontos A e B da
associação de baterias abaixo é igual a:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
zero
3 V
9 V
15 V
27 V
84) A força eletromotriz equivalente entre os pontos A
e B da associação de pilhas abaixo é igual a:
(A) 1,5V
(B) 3,0V
(C) 4,5V
(D) 6,0V
(E) 7,5V
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PR OP R I E D A D ES D O S ÍM Ã S
T o d o í m ã p o s s u i d o i s p ó l o s : N OR T E e SU L . P ó l o s
- 27 -
Uma barra de ferro não apresenta propriedades
magnéticas pois os ímãs elementares estão todos
desalinhados:
magnéticos de mesmo nome se repelem e pólos
magnéticos de nomes diferentes se atraem.
Os pólos de um imã são inseparáveis: quebrando um
ímã em duas ou mais partes, cada uma delas será um
ímã completo.
Os ímãs também atraem substâncias como o ferro, o
níquel e o cobalto.
Para tornar a barra magnetizada devemos alinhar seus
ímãs elementares com o auxílio de um ímã
permanente:
LIN H A S D E IN DU Ç ÃO – C AM PO M AGN É TI C O
Todo ímã possui uma região ao seu redor chamada de
Campo Magnético.
OR IG EM D O M AG N ET I S M O
Todos os fenômenos magnéticos originam-se do
movimento de cargas elétricas. No interior de um
átomo existem elétrons que efetuam dois tipos de
movimento: translação ao redor do núcleo (momento
orbital) e rotação em torno do próprio eixo (momento
de spin).
Podemos representar um campo magnético B por meio
de linhas de indução cujas características são:
• as linhas de indução são fechadas: saem do pólo
norte, penetram no pólo sul e se fecham passando
pelo interior do ímã.
O movimento que mais contribui para a magnetização
da matéria é o SPIN do elétron.
• a direção da tangente a uma linha de indução em
qualquer ponto nos dá a direção do campo
magnético B naquele ponto.
• o espaçamento entre as linhas é uma medida do
módulo de B. O campo magnético é forte onde as
linhas estão mais próximas.
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CAM P O M AG N ÉT IC O D O PL A N E T A T ER R A
O movimento de cargas elétricas no interior da Terra
faz com que ela se comporte como um grande ímã. O
campo geomagnético orienta as bússolas e alguns
animais.
88) Fazendo uma experiência com dois ímãs em forma
de barra, Mariana colocou-os sob uma folha de
papel e espalhou limalhas de ferro sobre essa
folha. Ela colocou os ímãs em duas diferentes
orientações:
T ES T E S
85) Quando um ímã permanente em forma de barra é
partido ao meio, observa-se que:
(A) as extremidades de uma das metades são pólos
norte e as extremidades da outra metade são
pólos sul.
(B) as propriedades magnéticas desaparecem.
(C) em cada uma das metades temos pólo norte e
pólo sul.
(D) numa metade, temos uma extremidade com pólo
norte e a outra extremidade sem pólo e, na outra
metade, temos uma extremidade com pólo sul e a
outra extremidade sem pólo.
(E) o número e o tipo dos pólos, em cada metade,
dependerá do material de que é feito o ímã.
86) (UEL-1995) Considere o campo magnético nos
pontos P1 , P2 , P3 , P4 e P5 nas proximidades de
um ímã em forma de barra, conforme representado na figura a seguir. A intensidade do
campo magnético é MENOR no ponto:
(A) P1
(B) P2
(C) P3
(D) P4
(E) P5
87) Assinale a alternativa INCORRETA:
(A)
(B)
Os ímãs originam campos magnéticos.
Cargas elétricas em movimento originam campos
magnéticos.
(C) Os pólos de um ímã são inseparáveis.
(D) As linhas de indução saem do pólo norte e chegam
ao pólo sul magnético.
(E) Pólos magnéticos de mesmo nome se atraem.
- 28 -
Nessas figuras, os ímãs estão representados pelos
retângulos. Com base nessas informações, é
CORRETO afirmar que as extremidades dos ímãs
voltadas para a região entre eles correspondem
aos pólos:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
norte e norte na figura I e sul e norte na figura II.
norte e norte na figura I e sul e sul na figura II.
norte e sul na figura I e sul e norte na figura II.
norte e sul na figura I e sul e sul na figura II.
nenhuma das anteriores.
89) Os antigos navegantes usavam a
bússola
para
orientação
em
alto mar, devido
a sua propriedade
de
se
alinhar de acordo com as linhas
do campo geomagnético.
Analisando a figura onde estão representadas
estas linhas, podemos afirmar que:
(A) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o
pólo Norte geográfico, porque o Norte geográfico
corresponde ao Sul magnético.
(B) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o
pólo Norte geográfico, porque as linhas do campo
geomagnético não são fechadas.
(C) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o
pólo Sul geográfico, porque o Sul geográfico
corresponde ao Sul magnético.
(D) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o
pólo Sul geográfico, porque o Norte geográfico
corresponde ao Norte magnético.
(E) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o
pólo Sul geográfico, porque o Norte geográfico
corresponde ao Sul magnético.
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
- 29 -
EX P ER IM EN TO D E O E R S T ED
T ES T E S
Em 1820 o físico dinamarquês Hans Christian Oersted
mos-trou que um condutor percorrido por uma
corrente elétrica gera um campo magnético ao seu
redor.
90) (UFMG-1995) Um fio condutor está colocado
sobre uma bússola. O fio passa, então, a conduzir
uma intensa corrente elétrica contínua, no sentido
da esquerda para a direita. A alternativa que
melhor representa a posição da agulha da bússola,
após um certo tempo, é
Ao estabelecer uma corrente elétrica no circuito a
agulha da bússola se desviava, tendendo a se orientar
em uma direção perpendicular ao fio. Interrompendose a corrente, a agulha retornava à sua posição inicial.
L EI D E AM P ÈR E -M AX W E LL
Em 1820, uma semana após a descoberta de Oersted,
Andre-Marie Ampère quantificou a relação entre
correntes elétricas e campos magnéticos. Por volta de
1850, James Clerk Maxwell verificou que campos
elétricos variáveis no tempo também geravam campos
magnéticos.
91) (VUNESP-1990) A figura a seguir representa um
condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i.
O sentido do campo magnético no ponto P,
localizado no plano da figura, é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
contrário ao da corrente.
saindo perpendicularmente da página.
entrando perpendicularmente na página.
para sua esquerda, no plano do papel.
para sua direita no plano do papel.
92) (PUCSP-2003) Na experiência de Oersted, o fio de
um circuito passa sobre a agulha de uma bússola.
Com a chave C aberta, a agulha alinha-se como
mostra a figura 1. Fechando-se a chave C, a agulha
da bússola assume nova posição (figura 2).
SENTIDO DO CAMPO MAGNÉTICO: Coloca-se a mão
direita quase fechada com o polegar aberto junto ao
fio condutor, no sentido da corrente. A curvatura dos
dedos indica o sentido das linhas circulares do campo
magnético.
(A)
(B)
(C)
(D)
Quanto mais afastado do fio, menor é a intensidade
do Campo Magnético, ou seja, o valor de B diminui
com a distância.
(E)
A partir desse experimento, Oersted concluiu que
a corrente elétrica estabelecida no circuito
gerou
um
campo
elétrico
numa
direção
perpendicular à da corrente.
gerou um campo magnético numa direção
perpendicular à da corrente.
gerou um campo elétrico numa direção paralela à
da corrente.
gerou um campo magnético numa direção paralela
à da corrente.
não interfere na nova posição assumida pela
agulha da bússola que foi causada pela energia
térmica produzida pela lâmpada.
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- 30 -
93) Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma
corrente contínua de intensidade 6 A. Calcule a
intensidade do campo magnético no ponto P
situado a 2 metros do fio.
UN ID A D E S D O V E T OR C AM PO M AGN É TI C O
P ER M E AB IL I DA D E M A G N É TI C A
A permeabilidade magnética µ é uma grandeza que
determina a resposta de um material a um campo
magnético externo.
M A T ER I A I S DI AM A GN É TI CO S : p o s s u e m µ l i g e i r a mente menor que 1. Enfraquecem o campo magnético
externo. [Ouro e Prata]
M A T ER I A I S P AR AM A GN É TI CO S : p o s s u e m µ l i g e i ramente maior que 1. Intensificam o campo magnético
externo. [Alumínio]
M A T ER I A I S F ER R OM A G N É TI C OS : O v a l o r d e µ
é
94) Uma espira circular de 2 metros de raio é
percorrida por uma corrente contínua de
intensidade 4 A. Calcule a intensidade do campo
magnético no centro da espira.
bem alto e de-pende do campo magnético externo.
Intensificam bastante o campo magnético externo.
[Níquel, Cobalto e Ferro]
VÁ C UO : O v a l o r d e µ é
CON D U TO R R E TI LÍN E O M UI T O LON G O
CE N T R O D E UM A E S PI R A CIR C UL AR D E R AI O R
IN T E R I OR D E UM A B OB I N A O U SO L EN ÓI D E
95) Um solenóide que possui 10 cm de comprimento e
5 voltas de fio é percorrido por uma corrente
elétrica de intensidade 8 A. Calcule a intensidade
do campo magnético no interior do solenóide.
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CAM P O M AG N ÉT IC O - E L ETR O ÍM Ã
Para aumentar a intensidade do campo magnético
produzido por uma bobina basta adicionar um núcleo
de ferro ou outro material ferromagnético no interior
da mesma.
- 31 -
3. Cargas elétricas lançadas com uma velocidade V
numa direção que forma um ângulo θ não nulo com
a direção das linhas de indução do campo magnético
B sofrem a ação uma força magnética.
T ES T E S
Um eletroímã com muitas espiras e um ímã em forma
de barra possuem as linhas de campo magnético muito
parecidas:
96) Uma partícula de carga 4,0 C é lançada com uma
velocidade de 10 m/s paralelamente às linhas de
um campo magnético de intensidade B = 5 T.
A força que age na partícula vale:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
FO R Ç A M AG N ÉT IC A N A S CA R G A S EL É TR IC A S
1. Cargas elétricas em REPOUSO continuam em REPOUSO pois não sofrem ação de força magnética.
2. Cargas elétricas que se movem com VELOCIDADES
PARALELAS à direção do campo magnético não
sofrem ação de força magnética. As cargas
descrevem um MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME.
200 N
20 N
2 N
0,2 N
zero
97) Uma carga de 5µC, viaja a 200 m/s no interior de
um campo magnético de intensidade B = 400 T. A
trajetória da carga é perpendicular às linhas de
o
campo magnético, ou seja, sen 90 = 1. Qual a
intensidade da força magnética que atua na
carga?
(A) 0,04 N
(B) 0,4 N
(C) 4,0 N
(D) 40 N
(E) n.d.a.
98) Em uma região do espaço, existe um campo
magnético de 400 T. Uma partícula com carga
20 µC e velocidade 1000 m/s é lançada, fazendo
O
30 com a direção do campo. Então, atuará sobre
O
a partícula uma força de: (sen 30 = 0,5)
(A) 2 N
(B) 4 N
(C) 6 N
(D) 8 N
(E) n.d.a.
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FO R Ç A M AG N ÉT IC A N O S FI O S C ON D UT OR E S
Todo fio condutor percorrido por uma corrente
elétrica sofre a ação de uma força quando situado
numa região em que um campo magnético esteja
presente. Para achar o sentido da força utilizamos a
regra da MÃO DIREITA (regra do tapa).
- 32 -
100) Lança-se um elétron nas proximidades de um fio
comprido percorrido por uma corrente elétrica i
e ligado a uma bateria. O vetor velocidade v do
elétron tem direção paralela ao fio e sentido
indicado na figura a seguir. Sobre o elétron,
atuará uma força magnética F, cuja direção e
sentido serão melhor representados pelo
diagrama
FO R Ç A M AG N ÉT IC A EN T R E F IO S P AR AL E L OS
Dois fios condutores paralelos percorridos por
correntes elétricas também sofrem a ação de forças
magnéticas. A força será de atração se as correntes
tiverem o mesmo sentido e de repulsão caso os
sentidos das correntes sejam opostos.
101) Um fio condutor entre os pólos de um ímã em
forma de U é percorrido por uma corrente i,
conforme está indicado na figura. Então, existe
uma força sobre o fio que tende a movê-lo:
(A) na direção da corrente.
(B) para fora do ímã.
O campo magnético que circula cada um dos fios é o
responsável pelo surgimento das forças magnéticas.
(C) para dentro do ímã.
(D) para perto do pólo S.
(E) para perto do pólo N.
T ES T E S
99) A figura representa uma carga elétrica positiva
penetrando numa região com
velocidade V dirigida perpendicularmente
ao
campo
magnético
B,
que
está
orientado perpendicularmente para dentro do
plano da figura. O vetor que melhor representa a
força F que o campo magnético exerce sobre a
carga é:
102) Dois fios paralelos, percorridos por correntes
elétricas de intensidades diferentes, estão se
repelindo. Com relação às correntes nos fios e
às forças magnéticas com que um fio repele o
outro, é CORRETO afirmar que:
(A) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm
módulos iguais.
(B) as correntes têm sentidos contrários e as forças
têm módulos iguais.
(C) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm
módulos diferentes.
(D) as correntes têm sentidos contrários e as forças
têm módulos diferentes.
(E) nenhuma das anteriores.
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- 33 -
IN DU Ç ÃO EL E TR OM AGN É TI CA
T ES T E S
Para gerar uma corrente elétrica, não precisamos de
pilhas, baterias ou tomadas. Podemos fazê-lo
utilizando um imã e uma bobina. Para demonstrar
isso, vamos inicialmente ligar os extremos da bobina a
um amperímetro de grande sensibilidade. Uma vez que
não existe qualquer fonte de energia nesse circuito,
não haverá qualquer passagem de corrente, e o
ponteiro do instrumento indicará intensidade zero.
103) Um ímã, preso a um carrinho, desloca-se com
velocidade constante ao longo de um trilho
horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira
metálica, como mostra a figura. Pode-se afirmar
que, na espira, a corrente elétrica:
Aproximando e afastando um ímã da bobina, o
ponteiro do amperímetro sofre um desvio, revelando
que uma corrente percorre o circuito. Quando o ímã
pára, o ponteiro retorna a zero, assim permanecendo
enquanto o ímã não voltar a se mover.
As correntes geradas recebem o nome de correntes
induzidas, e o fenômeno é chamado INDUÇÃO
ELETROMAGNÉTICA, descoberto por Michael Faraday
em 1831 na Inglaterra.
(A) é sempre nula.
(B) existe somente quando o ímã se aproxima da
espira.
(C) existe somente quando o ímã está dentro da
espira.
(D) existe somente quando o ímã se afasta da espira.
(E) existe quando o ímã se aproxima ou se afasta da
espira.
104) (UEL-1998) Um ímã, em forma de barra,
atravessa uma espira condutora retangular
ABCD, disposta verticalmente, conforme a figura
a seguir,
L EI D E F AR A D AY
S e m p r e q u e h o u v e r u m c am p o m a gn ét ico v ar iá v el
através de uma superfície limitada por um circuito
fechado, haverá em conseqüência uma corrente
elétrica induzida no circuito. Se abrirmos a espira
ap ar ec er á u m a d if er en ça d e p o ten c ia l ( v o l t a g e m )
denominada força eletromotriz induzida.
L EI D E L EN Z
O sentido da corrente induzida é tal que, por seus
efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem, ou seja,
a corrente induzida na espira aparece com sentido tal
que o campo magnético que ela cria tende a contrariar
a variação de fluxo através da espira.
Nessas condições,
espira:
é
correto
afirmar
que,
na
(A) não aparecerá corrente elétrica induzida nem
quando o ímã se aproxima e nem quando se afasta
da espira.
(B) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido
de A para B, apenas quando o ímã se aproxima da
espira.
(C) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido
de A para B, tanto quando o ímã se aproxima como
quando se afasta da espira.
(D) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido
de B para A, tanto quando o ímã se aproxima como
quando se afasta da espira.
(E) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido
de A para B, apenas quando o ímã se afasta de
espira.
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TR AN SF OR M A D OR E S
A modificação de voltagem da corrente alternada é
feita por transformadores, um dispositivo constituído
de uma peça de ferro doce (cuja função é intensificar
o campo magnético) em torno do qual são enroladas
duas bobinas, uma denominada primário e outra
denominada secundário que fornecem a MESMA
POTÊNCIA.
- 34 -
106) Próximo de sua casa, existe um transformador
elétrico que diminui a tensão de fornecimento
de 13800 V para a tensão de consumo de 220 V.
Observando-se o transformador, percebe-se que
ele apresenta 25 espiras externas (secundário).
O número de espiras internas (primário) é um
valor mais próximo de:
(A) 250
(B) 500
(C) 1000
(D) 1500
(E) 2000
O transformador só é capaz de elevar ou abaixar
TENSÕES
ALTERNADAS
uma
vez
que
o
seu
funcionamento é baseado no fenômeno da indução
eletromagnética.
Correntes alternadas geram campos magnéticos
variáveis no primário que por sua vez induzem
correntes elétricas alternadas no secundário. O
número de espiras de cada enrolamento possui papel
fundamental no funcionamento dos transformadores:
Para encontrar a intensidade da corrente elétrica que
percorre os enrolamentos primários e secundários
basta lembrar que a potência dissipada por eles é a
mesma, então:
Qu an to M AI OR fo r U M EN OR ser á i.
T ES T E S
105) Para se construir um transformador que eleve a
tensão de 110 V para 220 V, enrola-se, em torno
de um núcleo de ferro, 300 voltas para
constituir o enrolamento primário. Quantas
voltas deve ter o secundário?
(A) 50
(B) 100
(C) 150
(D) 300
(E) 600
107) (UFPR-2006) O fenômeno da indução eletromagnética permite explicar o funcionamento de
diversos aparelhos, entre eles o transformador,
o qual é um equipamento elétrico que surgiu no
início do século 19, como resultado da união
entre o trabalho de cientistas e engenheiros,
sendo hoje um componente essencial na
tecnologia elétrica e eletrônica. Utilizado
quando se tem a necessidade de aumentar ou
diminuir a tensão elétrica, o transformador é
constituído por um núcleo de ferro e duas
bobinas. Uma das bobinas (chamada de
primário) tem N1 espiras e sobre ela é aplicada a
tensão U1, enquanto que a outra (chamada de
secundário) tem N2 espiras e fornece a tensão
U2. Sobre o transformador, é correto afirmar:
(A) É utilizado para modificar a tensão tanto em
sistemas de corrente contínua quanto nos de
corrente alternada.
(B) Só aparece a tensão U2 quando o fluxo do campo
magnético produzido pelo primário for constante.
(C) Num transformador ideal, a potência fornecida ao
primário é diferente da potência fornecida pelo
secundário.
(D) Quando o número de espiras N1 é menor que N2, a
corrente no secundário é maior que a corrente no
primário.
(E) Quando o número de espiras N1 é menor que N2, a
tensão U2 será maior que a tensão aplicada U1.
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TI P OS D E ON D A S
- 35 -
1 1 1 ) O s o m s e p rop a ga n o ar co m v el oc id ad e
On d a s sã o mo vi m en t o s os ci lató ri o s q u e p r op a g am
en er gia s e m tran sp ort e d e ma té ria .
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
igu a l a 3 40 m / s. D et er m in e o v alo r d o
co mp r i me n to d e o n d a d e u ma on d a son ora
q u e s e p rop a ga n o a r co m u ma f r eq ü ên c ia d e
42 5 H z .
0, 7 5 m
0, 8 0 m
0, 8 5 m
0, 9 0 m
1, 0 m
1 1 2 ) A on d a mo s trad a n a f i gu ra a s e gu i r p o s su i
E L EM EN TO S D E UM A ON D A
T ES T E S
1 0 8 ) A d i stâ n c ia en tr e d u as cri s ta s co n s e cu t i va s
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
d e u ma on d a é d e n o min ad a d e:
Pe ríod o
Fr eq ü ên cia
Co mp r i m en to d e on d a
Am p l itu d e
Ve lo cid ad e
1 0 9 ) U ma
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
on d a d e co mp r i m en to 1 , 2 c m t em
v el oc id ad e d e 6 c m/ s . Qu al a f req ü ên c ia
d e s sa o n d a ?
0, 5 H z
5, 0 H z
1, 0 H z
10 H z
72 H z
(A )
(B )
(C )
(D )
(E )
A a mp lit u d e ,
p er íod o d es s a
2 c m, 2 c m e
4 c m, 5 c m e
8 c m, 5 c m e
4 c m, 4 c m e
4 c m, 4 c m e
o c o mp r im en to d e on d a e o
on d a são, re sp e cti v a me n t e:
0,1s
10s
5s
0,1s
0,05s
1 1 3 ) U ma on d a t e m v elo c i d ad e d e 15 0 m / s e
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
co mp r i me n to igu al a 12 5 c m. Su a f re q ü ê n c ia
é i gu a l a :
12, 5 H z
75 H z
80 H z
10 0 H z
12 0 H z
1 1 4 ) A Rád io FOL H A FM o p e ra n a f r eq ü ên c ia d e
1 1 0 ) U ma
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
on d a t e m fr eq ü ên cia d e 4 H z e
p rop a ga - s e c o m v elo ci d ad e d e 1 00 m / s. Qu a l
é o s eu co mp ri m en t o d e on d a ?
10 m
15 m
20 m
25 m
30 m
fr eq ü ên cia i gu al a 20 H e rtz.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
10 2, 1 MH z ( 1MH z = 1 00 0 KH z ). Con s id eran d o s e q u e a v el oc id ad e d e p rop a ga ção d a s
on d a s el et ro ma gn éti ca s n a a tm o sf e ra é igu al
a 30 0. 00 0 K m / s, o c o mp r i m en to d e on d a
e mit id a p ela Rád i o FO LH A é ap ro xi ma d am en t e ig u al a:
2, 0 m
3, 0 m
4, 0 m
5, 0 m
6, 0 m
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- 36 -
ON D AS EL E TR OM AGN É TI CA S
ON D AS D E R Á DI O E T V
As on d a s E LE TR OM A G N É TI C AS s ão on d a s tr an s v er sa i s fo r mad a s p o r c a mp o s e lé tri co s e
ma gn éti co s v ar iá v ei s. O ca mp o el étr ic o é
p erp en d i cu la r ao ca mp o ma gn ét ico .
As
on d a s
de
rád i o
e
TV
são
o n d as
el et ro ma gn éti ca s p rod u zid a s p e la v ib r açã o d e
car ga s e l étr ica s e m an te n a s e u ti li zad a s e m
te le co mu n ic açõ e s .
TO D AS as on d a s e le tro m agn éti ca s p rop a ga m - s e n o
vá cu o co m a v elo cid ad e d a lu z ( s ím b ol o: c ) .
As on d a s AM e FM d if er e m p o r u m p r oc e s so
ch a mad o M OD U LA Ç ÃO q u e con s i st e e m p r od u zir
mod i fi caç õe s ou n a a mp litu d e ou n a fr eq ü ên cia d a
on d a.
E SP E CT R O EL E TR OM AG N É TC O
A p ala v ra E SPE C T RO ( d o lati m S PE C T R UM, q u e
si gn if ic a f an ta s ma ou ap ar içã o) fo i u sad a p or
Is aac N e wto n , n o s é cu lo X VII, p a ra d e sc re v e r a
fai xa d e c or e s q u e su rg e q u an d o a lu z b ran ca d o
Sol atr a ve s s a u m p r i s ma d e v id ro .
Atu a l men t e ch a m a- s e e sp ec tro el e tro ma gn ét ic o à
fai xa d e fr eq ü ên ci a s q u e c ara ct er iza m o s d i v er so s
tip o s d e on d a s el e tro ma gn é ti ca s.
As on d a s n a fa ixa d e fr eq ü ên cia AM d e r ád i o s ão
re fl et id a s p el a ion o s f er a e t êm u m gran d e a lca n ce
sob r e a su p er fí c ie t er r e st re . N ota - s e q u e à n o i te,
mu i ta s v ez e s, co n se g u im o s ca p tar m e lh or as
e sta çõ e s mu i to d i stan t e s ( à s ve z es , d e ou t r os
p aí s es ). E st e fato p od e se r e xp l ic ad o at ra v é s d a
mu d a n ça n a al tu ra d a ca mad a d a ion o sf e ra.
Du ran t e o d ia, e s ta ca mad a e stá m ai s b aix a e o
alc an c e é me n or e à n o it e a c am ad a é mai s a lt a,
p ro vo can d o al can c e mai or.
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As o n d a s d e T V e F M n ão s ão r e fl et id a s n a
ion o s f era . Pa ra q u e e st as o n d a s at in ja m gr an d e s
d i stân cia s sã o u ti liz ad a s e s taç õ es re tran s m i s so ra s
e sat é lit e s d e t el ec o m u n ic açã o. O s sat é lit e s são
col oca d o s e m órb ita at r av é s d e fo gu e t es , fi can d o
ap rox i mad a m en te a 40. 00 0 k m d a Te rr a.
As on d a s d e T V p o s su e m f r eq ü ên c ia a p a rti r d e
7
5. 10 H z ( 5 0 MH z ) e é co stu m e cl a s si fi cá -l a s e m
b an d a s d e fr eq ü ên cia :
B an d a
Fr eq ü ên c i a
V HF
54 a 2 16 MH z
Ve ry H igh F re q u e n cy
U HF
47 0 a 89 0 MH z
Ul tra H i gh
Fr eq u en cy
Can a i s
2 a 13
14 a 8 3
M ICR O ON D AS
O forn o d e m icr oon d as é a tu al m en te m u it o u sa d o
p ara c ozin h ar e aq u ec er a li m en to s . I s so oc o rr e
p orq u e su a s mi cro on d as são ab sor v id a s p el as
mo lé cu la s d e á gu a e xi s ten t e s n a s su b stân ci a s. A
ab s or ção d a s mi cro on d as p ro vo ca au m en to d a
agi taç ão m ol ec u la r, cau san d o, en tão, el e va ção d a
te mp er atu r a d o a li m en to. Re ci p i en t e s d e vid r o,
ce râ mi ca e ou tr o s mat e ria i s, n o s q u ai s os
ali m en t os e stã o con ti d os, n ão s ão aq u e cid os
p el a s mi cro on d a s p orq u e n ã o a s a b s or v e m.
- 37 -
IN F R A V ER M E L H O
A rad ia ção in fra v e rm e l h a, ta mb é m ch a mad a d e
rad ia çã o t ér mi ca, n o s a q u e ce q u an d o e st a mo s e m
torn o d e u m a fogu e ira .
E sta s rad i aç õe s su r g e m
d e vid o à vib ra ção d o s
áto mo s q u e con st itu e m
os m at er iai s . E mb or a
in vi sí v e l a o o lh o h u ma n o, a rad ia ção i n f ra v er m elh a p od e s er p e rc eb i d a
p or s u a s p rop ri ed ad e s d e aq u ec i m en to . S e o o lh o
h u ma n o fo s se s en s í ve l à rad i açã o in fr a ve r m e lh a
n ão h a ve ri a n e c es s id ad e d e i lu mi n aç ão art i fi ci al,
p oi s tu d o s er ia b ril h an t e d u ran t e o d i a ou à n o i te.
Os s er e s v i vo s s e d es taca ria m c o m n iti d e z p or
s er e m mai s q u en te s e, p ortan to, mai s b ri lh a n te
q u e o a mb ien te . Ap en a s o s ob j et o s fr io s fi car i am
n eg ro s.
LUZ V I SÍ V EL
A Lu z vi sí v e l é u ma e st re ita fa ixa d e fr eq ü ên c i as
en t re 3, 3× 10 H z e 7, 7 × 10 H z. É o ú n i co tip o d e
on d a el e tro ma gn ét ica cap az d e s en si b i liza r os
órgã o s h u man o s d a vi s ão. O q u e d i sti n gu e d u as
cor e s, co mo a lu z v e r d e e a lu z a ma r ela é a
FRE QÜÊ N C IA D A L UZ .
14
14
As lu z e s co m a s co re s P RI MÁ RI A S p od e m s er
co mb in ad a s d e aco rd o c om o d i ag ra ma a b ai xo :
As m i croo n d a s ta m b é m sã o mu it o u t ili zad a s e m
te le co mu n ic açõ e s . A s liga çõ e s d e t e le fon e e
p rog ra ma s d e TV r ec eb i d o s " via sat él it e " d e
ou tro s p a í s e s s ão f e i tas co m o e mp r e go d e
mi cr oon d a s . O s t e le f on e s c el u la re s ta mb é m
op e ra m co m mi cro on d a s .
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
- 38 -
UL TR A VI OL E T A
R A IO S G AM A
Os ra io s u l tra v io le ta s são e m iti d o s p o r áto m os
ex ci tad o s. U m a e xp o s iç ão f r eq ü en t e ou d e lon ga
d u raç ão d a p el e h u man a a r ad i açõ e s u lt ra vi ol e ta
p od e d a r or ig e m ao c â n ce r d e p e le . A lu z s ol ar
con t é m u ma q u an t i d ad e ap r e ciá v el d es sa s
rad ia çõ e s q u e sã o, e m gran d e p art e, ab so r vi d as
p el a ca mad a d e O zô n io (O 3 ) d a at mo s f e ra
ter r e str e. A d e s tru içã o d e st a ca mad a p od e fa zer
co m q u e o c ân c e r d e p el e s e to rn e u m p rob l e ma
s ér io p a ra t od o s n ó s.
A r ad ia çã o ga ma é p r od u zid a p el a e mi s sã o d e
p artí cu la s su b atô m ica s d e e l em en to s rad ioat i v os .
Os ra io s ga m a p od e m c a u sa r d an o s ir rep ará v e i s às
cé lu l a s an i ma i s. N a exp l osã o d e u ma a r ma n u cl e ar
h á u m a en or m e e mi s s ão d e s ta s r ad ia çõ e s. E m
q u an tid ad e s con t ro lad a s a rad iaç ão ga m a s er v e
p ara d e st ru i r c é lu la s ca n ce ro sa s .
E m c on tr ap ar tid a , o fato d e a r ad i aç ão
u ltra v io le ta s e r cap az d e ma tar c é lu la s vi v as to rn a
e s sa r ad i açã o ú t il n o co mb at e às b a ct éri a s. As
lâ mp ad a s
de
u ltr a v iol et a
são
l ar ga m e n te
e mp r e gad a s
p ar a
e st er il izar
d ep en d ên c ia s
h osp ita la re s, coz in h a s d e h o té i s, r e sta u ran te s e
até m e s mo s i st e ma s d e ar- con d i cion ad o .
(A ) Mi cro on d a s
R A IO S X
Os ra io s X fo ra m d e sc o b er to s em 1 89 5 p elo f ís ico
al em ão W ilh e l m Rön tg en . Os rai o s X t ê m
fr eq ü ên cia al ta e p o s su e m mu i ta en er gia . São
cap az e s d e at ra v e s sar mu i ta s su b s tân cia s em b ora
s eja m d et id o s p or ou t ra s, p r in c ip a l me n t e p e lo
ch u mb o.
Os r aio s X sã o p rod u z id os s em p r e q u e u m f e ix e d e
el ét ron s d ota d o s d e e n er gi a in c id em sob re u m
al vo ma t eri al. A en er gia c in éti ca d o f e ix e
in c id en t e é p ar cia l me n te tran s fo r mad a em en er gia e l etro m agn ét ic a, d a n d o or ig e m ao s r aio s X.
T ES T E S
1 1 5 ) As s oc i e a s col u n a s:
(
)
Bac t eri ci d a
(B ) In f ra v er m elh o (
)
Tr ata m en to d o Cân c er
(C ) Lu z Vi sí v e l
(
)
Rad i aç ão T ér mi ca
(D ) Ul tra v iol et a
(
)
Cor e s
(E ) Rai o s Ga ma
(
)
T el e fon e C elu lar
1 1 6 ) Qu al d o s c on ju n to s d e cor e s e s tá e m or d e m
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
cr e sc en t e d e f re q ü ên c ia ?
v erd e, azu l , v er m elh o
ama r elo, la ran j a, v er m e lh o
azu l, v io le ta, v er m e lh o
v erd e, azu l , vio l eta
vi ol eta , azu l, v erd e
1 1 7 ) Pod erí a mo s n ota r a p r e s en ç a d e s er e s vi vo s
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
n a to tal es cu rid ã o s e n os s os o lh o s fo s s e m
s en sí v ei s :
aos ra io s u ltr a vio l eta s.
à rad iaç ão ga ma .
às m ic roon d a s.
à rad iaç ão in fra v er m e lh a.
aos ra io s X.
1 1 8 ) Ci en t i sta s d e s cob ri ra m q u e a exp o s iç ão d a s
Os ra io s X sã o c ap az e s d e i mp re s s ion a r u ma ch a p a
fot og rá fi ca
e
sã o
mu i to
u ti li zad o s
em
rad i ogr af ia s, já q u e co n s eg u e m atr a ve s s ar a p el e
e o s mú s cu l o s d a p e s s oa, ma s são r et id o s p e lo s
os so s .
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
cé lu l a s h u man as e n d ot el iai s à r ad ia çã o d o s
te le fon e s c e lu la r es p o d e af et ar a r ed e d e
p rot eç ão
do
c ér eb r o.
As
m ic roon d a s
e mit id a s
p e lo s
ce lu la re s
d e f lag ra m
mu d a n ça s n a e st ru tu ra d a p rot e ín a d e s sa s
cé lu l a s, p er mi tin d o a e n trad a d e tox in a s n o
cé r eb ro . (Fo lh a d e S ã o Pa u lo , 2 5 d e Ju lh o d e
20 02 ).
As
mi cr oon d as
g e rad a s
p elo s
te le fon e s c e lu la r es sã o on d as d e m e s ma
n atu r eza q u e:
o s o m, ma s d e m en o r fr eq ü ên cia .
a lu z, m a s d e m en or f r e q ü ên cia .
o s o m, e d e m e sm a fr eq ü ên cia .
a lu z, m a s d e ma ior f req ü ên cia .
o s o m, ma s d e ma io r f r e q ü ên cia .
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
1 1 9 ) Con s id e r e a s s eg u in t e s afi r ma çõ e s:
1 2 3 ) E m 18 95, o fí s ico al e mão Wi lh el m Co n rad
I.
A lu z am ar el a e a lu z v erd e t ê m a m e s ma
fr eq ü ên cia .
II . A lu z v e r me lh a e a lu z azu l t ê m, n o vá cu o,
a m e s ma v e loc id ad e .
II I. A l u z v iol et a t e m f req ü ên c ia in f er ior à d a
lu z v er m elh a.
É cor r eto con clu ir q u e:
( A ) So m en t e I e s tá cor r eta.
( B ) So m en t e II e stá c orr et a.
( C ) So m en t e II I e stá cor r eta .
( D ) So m en t e II e II I e stã o c orr eta s .
( E ) N en h u ma e s tá cor re ta.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
1 2 0 ) Is aac
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
N e wto n d e mon st rou , me s m o s e m
con sid e rar o mod e lo o n d u lat óri o, q u e a lu z
d o Sol , q u e v e mo s b ra n ca, é o re su ltad o d a
co mp o s içã o ad e q u ad a d as d if er en te s cor e s.
Con s id e ran d o h oj e o ca rát er on d u lat ór io d a
lu z, p od e mo s a s s egu ra r q u e on d a s d e lu z
cor re sp on d en t e s à s d if er en t e s cor e s t er ão
s e mp r e, n o vá cu o :
o m e s mo co mp ri m en t o d e on d a.
a m e s ma f req ü ê n c ia.
o m e s mo p e rí od o.
a m e s ma a mp l itu d e.
a m e s ma v e loc id ad e .
1 2 1 ) De n tr e
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
a s on d a s ab a i xo,
re fl et id a n a I on o s f era ?
Rai o s X
On d a s AM
On d a s FM
On d a s VH F
On d a s UH F
q u al
p od e
se r
(B)
(C)
a n atu re za e co mp o rta m en to s
on d a s são f e ita s q u atr o afi r mat i va s :
On d a s
el et ro ma gn é ti ca s
tam b é m n o vá cu o .
de
A fr eq ü ên cia d a lu z v i sí v el é d a ord e m d e
20
10 H z .
II I.
On d a s d e m e s ma f r eq ü ên c ia t ê m s em p r e a
m e s ma a mp lit u d e .
IV .
O ra io X é u ma on d a e le tro ma gn éti ca.
Con s id e ran d o a s af ir ma ti va s a ci m a, é cor re to
con clu ir q u e :
so m en t e
so m en t e
so m en t e
so m en t e
so m en t e
I é cor re ta
II é co rr eta
I, II e II I sã o c o rr eta s
I, II e I V são co rr eta s
I e IV sã o cor re tas .
(D)
(E)
con su mo d e en e rg ia e l é tri ca, se m p re ju d i ca r
o con fo rto d o con s u m id or, é a tro ca d e
lâ mp ad a s in c an d e sc en te s p o r l âm p ad a s
flu or e sc en t e s . I sto s e d e v e ao f ato d e q u e a s
lâ mp ad a s
fl u or e s ce n t e s
são
ch a mad a s
tam b é m d e lâ mp a d a s f ri as, e mit in d o l u z co m
co mp r i me n to s d e on d a e sp ec íf ic o s n a r eg ião
e sp ect ra l d a lu z vi s í ve l, en q u an to q u e a s
lâ mp ad a s
in can d e s ce n te s
e m it e m
um
e sp ect ro la rgo e c o n tín u o, q u e a tin g e
co mp r i me n to s d e on d a b e m a ci ma d o s d a lu z
vi s í v el. Con si d e ran d o o e xp o sto , é cor r eto
afi r mar q u e a s lâ mp ad a s in can d e sc en te s
con so m e m ma i s en er gia p rod u zin d o a m e s ma
q u an tid ad e
de
lu z
v i sí v el
que
u ma
flu or e sc en t e p orq u e e m it em :
Mu it a ra d ia ção in fr a ve r m elh a.
Mu it a ra d ia ção b eta.
Mu it a ra d ia ção azu l.
Mu it a ra d ia ção u lt ra v iol eta .
Mu it a ra d ia ção ga m a.
p ro p ag a m- s e
II .
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Ro en t ge n d e s cob r iu o s ra io s X, q u e são
u sad o s p rin cip al m en t e n a á r ea m éd i ca e
in d u str ia l. E s s e s r aio s s ão:
rad ia çõ e s fo r mad a s p o r p a rtí cu l a s a lf a co m
gran d e p od er d e p en et r ação .
rad ia çõ e s f or mad a s p o r el étr on s d otad os d e
gran d e s v e loc id ad e s.
on d a s
e le tro ma gn ét ic as
de
fr eq ü ên ci a s
ma ior e s q u e a s d a s m ic r oon d a s.
on d a s
e le tro ma gn ét ic as
de
fr eq ü ên ci a s
m en o re s d o q u e a s d a s on d a s lu m in o sa s .
on d a s el etr o mag n é ti ca s d e fr eq ü ên cia s igu ai s
às d a s on d a s in fr a ve r m e lh a s.
1 2 4 ) (U E L- 2 00 5) U ma alt e rn ati va p ara r ed u z ir o
(A)
1 2 2 ) Sob r e
I.
- 39 -
1 2 5 ) U ma
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
on d a d e rád io é e mit id a p o r u ma
e sta ção t ran s mi s s ora e r ec eb id a p o r u m
ap ar elh o
r e ce p to r
si tu ad o
a
a lg u n s
q u ilô m et ro s d e d i stân ci a. Par a q u e o cor ra a
p rop a ga ção d a on d a d e r ád io , en tr e a
e sta ção tra n s m i s sor a e o ap ar e lh o r ec ep t or,
d e v e ex is ti r u m m eio m ate ria l q u alq u er .
d e v e ex i sti r u m m ei o mat e ria l q u e con te n h a
el ét ron s li vr e s .
d e v e ex i sti r u m m ei o mat e ria l q u e con te n h a
fót on s.
d e v e ex is ti r ar .
n ão é n ec e s sár ia a p re s en ça d e u m me io
mat e ria l.
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FÍ SI C A Q U ÂN TI C A
N a F í si ca Qu ân ti ca a ma tér ia é in te rp r et ad a co mo
s en d o con st itu íd a p o r Á TO MO S q u e, ag ru p ad os,
for m a m tod a s a s coi s as q u e co n h e c e mo s. Os
áto mo s s ão f or mad o s p or d u a s re gi õe s : u m
N Ú CLE O on d e e stão con f in ad o s o s p ró t on s,
n êu t ron s e ou tra s p artí cu la s m en o r es e a
E LE T RO S FE R A on d e m o vi m en ta m - s e o s e lé tron s :
Se gu n d o a T eo ri a Qu â n tic a, p ró ton s e el é tr on s
N ÃO S ÃO B OLIN H A S. N ó s o s r ep r e s en t am o s a s si m
ap en as p or s e r mai s s i mp l e s . N a re ali d ad e el e s s e
p ar ec e m mai s co m n u v en s, e stão e sp a lh ad o s e m
re giõ e s ch a m ad a s OR BI T AI S.
- 40 -
A c ad a ca mad a el etr ô n ica e s tá a s so ci ad a u ma
q u an tid ad e d e e n e rg ia b e m d e fin id a, con st itu i n d o
os N Í VE I S DE E N E R G IA . Para q u e u m el ét ron m u d e
d e n í v el e le t e m q u e e f etu a r u m S AL T O Q U ÂN TI CO
re c eb e n d o ou e mit in d o en er gi a, o u s eja, e l e t e m
q u e mu d ar a su a Q U AN T IDA DE d e en e rg ia.
E st e s sa lto s q u ân ti co s n ã o p od e m a s su mi r
q u alq u er v alo r ma s ap en as v alo r e s f i xo s
ch a mad os PA C OT E S ou QU AN T UM d e E N E R GIA . N a
lin gu a ge m d a Fí s ic a e st e s p aco t es d e en er g ia,
e mit id o s ou ab s or vi d o s p el o át o mo sã o c h a mad os
FÓ T ON S . O s fóto n s s e c omp orta m c om o p a rt ícu la s
q u an d o i n t era g e m co m a ma té ri a e co mo on d as
q u an d o s e p ro p ag a m, e st e fa to é co n h ec id o co mo
DU AL ID ADE P AR TÍ C UL A - ON D A.
A f r eq ü ên c ia d e s s e s fót on s ab so r vid o s
e mit id o s é d et e r min ad a p ela E Q UA Ç ÃO
PLAN C K:
ou
de
N o ca so d o s e l étr o n s, e sta s n u v en s e s tão
d i sp o sta s
em
re gi õ e s
ch a mad as
C AM A D AS
E LE T RÔ N I CA S. N e sta s r e giõ e s se t e m mai s c h an ce
d e en con t rar e l étro n s .
Qu alq u e r on d a e l etr om agn éti ca (l u z vi s í ve l, o n d as
d e r ád io , TV, m ic roon d as, et c. ) é con st itu íd a d e
fó to n s.
QU E S TÕ E S
126)
De te r min e a en e rg ia a s so ci ad a a fó ton s q u e
p os su e m as se gu i n t e s fr eq ü ên cia s :
F = 5.10
E sta s
c am ad a s
possuem
u ma
p r op r ie d a d e
in t er e s san t e. Se vo cê en c on t rar o e lé tro n s erá
imp o s sí v el sab er a v el oc id ad e d e l e. S e v oc ê
sou b e r a ve lo cid ad e d el e vo c ê ja ma i s o
en c on t rará .
E s te
fat o
é
con h e cid o
co mo
PR I N C ÍP I O D A IN C E R T EZ A e fo i e n u n c iad o p or u m
fí s ico f a mo so ch a mad o Wer n er H e ise n b er g.
14
Hz (luz visível)
F = 3.10
17
Hz (raios X)
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1 2 7 ) Se gu n d o a T eo ria Q u ân t ica, d o q u e a mat ér ia
é for m ad a ?
T ES T E S
1 3 3 ) N a q u e stã o a s e gu i r a s sin al e a a fi r mat i va
(A)
(B)
(C)
128)
- 41 -
Os el ét ron s são p ar e c id o s co m b o lin h as ?
Qu al a man ei ra c or re t a d e r ep r e s en tá -l o s
s egu n d o a F í si ca Q u ân t i ca ?
(D)
(E)
IN C OR RE TA .
Cad a á to mo p o s su i n í v ei s d e en er gi a q u e
p od e m s e r o cu p ad o s p o r s eu s e l étro n s.
Qu alq u e r on d a el etr o m agn éti ca é con s titu íd a
d e fót on s.
Para tod os o s áto mo s d e t od o s os el e m en to s,
os n í v ei s d e en e rg ia são igu ai s.
Os n í v e is d e en er gia s ã o q u an t iza d o s, o u s eja,
o
átom o
d e v er á
ab s or v er
ou
e m iti r
q u an tid ad e s es p e cí f ica s d e en er gi a.
Para o s el ét ron s mu d are m d e u m n í v el d e
en er gia p ara o u tro , o á tom o d e ve rá ab so r v er
ou e m iti r en er gia .
1 3 4 ) N o Bra s il, a p r e ocu p a ção c o m a d e man d a
129)
O q u e sã o a s ca mad a s el etr ôn i ca s d e u m
áto mo ?
130)
O q u e é o Pr in c íp i o d a In c ert eza . Qu em o
en u n cio u ?
131)
O
que
s ig n i fi ca
Qu ân t ico ” ?
a
exp r es s ão
“ Sal to
cr e sc en t e d e en erg ia e lé tri ca v e m g er an d o
e stu d os sob r e f or ma s d e oti m iza r su a
u til iza ção . U m d o s m e c an i s mo s d e red u çã o
d e c on su mo d e en er gi a é a m u d an ça d o s
tip o s d e lâ mp ad a s u sa d os n a s re s id ên c ia s.
De n tr e e s se s vá rio s tip os, d e st aca m - s e d o i s:
a lâ mp ad a in c an d e sc en te e a f lu o re s c en t e,
as q u ai s p o s su em ca ra ct er í sti ca s d i sti n ta s n o
q u e s e r e f er e ao p ro c e s so d e e mi s sã o d e
rad ia çã o.
A lâ mp ad a i n ca n d e s c e n te ( lâ mp ad a co mu m )
p os su i u m f il a men to, e m g er al fe ito d e
tu n g st ên io, q u e em i te rad iaç ão q u an d o
p er co rri d o p o r u ma co rr en t e el ét ri ca .
A l â mp ad a flu o r e sc en t e e m g era l u ti liz a u m
tu b o,
com
e l etr od os
em
a mb a s
as
ext r e mid a d e s, r e ve st id o in t ern a men t e co m
u ma ca m ad a d e fó s fo ro, con t en d o u m gá s
co mp o st o p o r arg ôn i o e va p or d e m er cú r io.
Qu an d o a lâ mp ad a é l i gad a se e stab e le c e u m
flu xo d e el étr on s en t r e o s el et rod o s . E s s e s
el ét ron s c ol id em co m o s át om o s d e m er cú r io
tran s f erin d o en e rg ia p ara e le s (áto m os d e
m er cú r io f ica m ex cita d os ). O s áto m os d e
m er cú r io l ib era m e s sa e n er gi a e m iti n d o fóto n s
u ltra v io le ta. T ai s fót o n s in t era g e m c om a
ca mad a d e fó s fo ro, or i gin a n d o a e mi s sã o d e
rad ia çã o.
Con s id e ran d o o s p ro ce s s os q u e o co rr e m n a
lâ mp ad a fl u or e s cen t e, p od e mo s a f ir ma r q u e a
exp li ca ção p a ra a e m is s ão d e lu z en vo l v e o
con ce ito d e
132)
O q u e é o Fót on ?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
col i são en tr e el ét ron s e áto mo s d e m er cú r io.
e fe ito f oto el ét ri co .
mod e lo on d u la tór io p ar a rad iaç ão.
n í ve i s d e en er gia d o s á t omo s .
e mi s sã o d e ra io s X.
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
E F EI TO F O TO E L ÉT R I CO
O e f ei to fot oe l étr ic o é a e mi s s ão d e el ét ron s p or
u m ma te ri al, g era l m en t e m etá li co, q u an d o
exp o sto a u m a rad i açã o el etro m agn ét ic a (c o mo a
lu z) d e fr eq u ên ci a s u fi ci en te m en t e al ta, q u e
d ep en d e d o ma t eri al. E le p od e s er ob s er v ad o
q u an d o a lu z i n c id e n u m a p lac a d e m e tal,
lit er al m en t e a rra n can d o d a p l aca e l étr on s.
A gran d e d ú vi d a q u e s e tin h a a r e sp ei to d o e f e ito
fot oe l étr ic o era q u e q u an d o s e au m en ta va a
in t en sid ad e d a lu z, ao con t rár io d o e sp erad o , a
lu z n ão ar ran c a va o s el é tron s d o m et al co m mai or
en er gia c in ét ica . O q u e acon t ec ia er a q u e u ma
ma ior q u an t id ad e d e e lé tron s er a ej etad o.
Por e x e mp lo , a lu z v er m elh a d e b ai xa in t en s id ad e
e sti mu la o s el é tron s p ara fo ra d e u ma p e ça d e
m eta l. N a vi s ão c lá s s ica, a lu z é u ma on d a
con t ín u a cu ja en e rg ia e stá e sp a lh ad a sob r e a
on d a. Tod a v ia, q u a n d o a lu z fi ca ma i s in t en sa,
ma i s e l étro n s s ão ej eta d os, con trad iz en d o , a s s im
a v i são d a f ís ic a clá s si ca q u e su g e re q u e os
m e s mo s d e v er ia m s e m ov er ma is r áp id o (en e r gia
cin ét ica ) d o q u e a s on d a s.
Qu an d o a lu z in c id en te é d e co r a zu l, e s sa
mu d a n ça r e su l ta e m el é tron s mu ito m ai s ráp id os .
A ra zão é q u e a l u z p o d e s e c o mp or tar n ão ap e n as
co mo on d a s con tín u as , ma s ta mb é m co mo f e i xe s
d i scr e to s d e en e rg ia ch a mad os d e fót on s. U m
fót on azu l, p or ex e mp l o, con t é m ma is en er gi a d o
q u e u m fót on v er m e lh o . A s s i m, o fót on a zu l a ge
e s se n c ial m en t e c o mo u ma "b ol a d e b i lh a r" c om
ma i s en e rg ia, d e sta f or ma tr an s mit in d o ma ior
mo v i men to a u m el é tron . E st a in t erp re ta ç ão
corp u s cu lar d a lu z ta mb é m e xp l ic a p or q u e a
ma ior in t en s id ad e au m e n ta o n ú m e ro d e el ét ro n s
ej etad o s - co m ma i s f óton s c ol id in d o n o m e tal,
ma i s el ét ron s tê m p rob ab il id ad e d e se r e m
atin gid os .
A exp li ca ção s ati s fat ór i a p ar a e s se e f ei to fo i d ad a
e m 1 90 5, p or Alb er t E i n st e in , q u e e m 1 92 1, d eu
ao c i en ti s ta a le m ão o p r ê mio N ob el d e F í si ca.
T ES T E S
1 3 5 ) O ef e ito f oto el ét ri co r e f er e - se à cap a ci d ad e
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
d a lu z d e r eti rar e lé tr on s d a su p er fí ci e d e
u m m et al. Qu an to a e st e e f eit o, p o d e - s e
afi r mar q u e
a en er gia d o s e lé tro n s ej etad o s d ep en d e d a
in t en sid ad e d a lu z in c id en t e.
a en er gi a d o s el é tron s ej eta d o s é d i s cr et a,
cor re sp on d en d o ao s q u an ta d e en er gi a.
a fu n ç ão tra b alh o d e p en d e d o n ú m ero d e
el ét ron s ej et ad o s.
a v el oc id ad e d o s e lé tr on s ej et ad o s d ep en d e
d a co r d a lu z in cid en t e .
o n ú m ero d e el ét ron s ej et ad o s d ep en d e d a
cor d a l u z i n c id en t e.
- 42 -
1 3 6 ) Para ex p l ica r o e fe ito f oto el ét ri co, E i n s t ein ,
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
e m 1 9 05, ap o iou - s e n a h ip ót e s e d e q u e :
a en er gi a d a s on d a s el et ro ma gn é ti ca s é
q u an ti zad a .
o te mp o n ão é ab sol u to, m a s d e p en d e d o
re f er en cia l e m r e laç ão a o q u al é m ed id o .
os cor p o s c on tr ae m - s e n a d ir eç ão d e s eu
mo v i men to.
os e l étr on s e m u m át omo so m en t e p od e m
ocu p a r d e t er min ad o s n ív e i s d i sc r eto s d e
en er gia .
a v e loc id ad e d a lu z n o vá cu o co rr e sp on d e à
má xi ma v el oc id ad e co m q u e s e p od e
tran s mi tir in fo r maç õe s .
1 3 7 ) Con s id e r e o te xto e a s a fi r maç õe s a s egu ir .
O an o 2 00 5 foi d e cl ar ad o p ela ON U o " An o
Mu n d i al d a Fí s ica " . U m d o s ob je ti vo s d es s a
d e si gn a ção é co m em o rar o c en t en ár io d a
p u b li ca ção d o s t rab a lh os d e A lb e rt E in st ein ,
q u e o p roj e tara m c o mo fí si co n o c en á ri o
in t ern a ci on a l d a ép o c a e, p o st er ior m en t e,
trou x e ra m -lh e f am a e r eco n h ec im en to. Um
d os a rti go s d e E in st ei n p u b li cad o e m 1 90 5 e ra
sob r e o e fe ito fot o el étr ico, q u e foi o p r in cip a l
mot i vo d a s u a con q u i st a d o Pr ê m io N ob el e m
19 21 . A d e sc ri ção d e E in st ein p a ra o e fe ito
fot oe l étr ic o te m or ig e m n a q u an t iza ção d a
en er gia p rop o sta p or P lan c k em 1 90 0, o q u a l
con sid e rou
a
e n e r gia
e le tro m agn ét ic a
irra d iad a p or u m co rp o n eg ro d e f or ma
d e sc on t ín u a, e m p or çõ e s q u e fo ra m ch a mad a s
q u an ta d e en er gia ou f óton s. E in st e in d eu o
p as s o se gu in t e ad m it in d o q u e a en er gia
el et ro ma gn éti ca t a mb é m s e p rop aga d e fo r ma
d e sc on t ín u a e u sou es ta h ip ó te s e p a ra
d e sc r e ve r o e f eit o fot oe lé tri co .
E m r el aç ão ao e fe ito fot oe lé tri co n u m a lâ mi n a
m etá li ca, p od e- s e af ir m ar q u e:
I. A en e rg ia d o s el étr on s re mo v id o s d a l âm in a
m etá li ca p elo s fóto n s n ão d ep en d e d o
te mp o d e e xp o s içã o à lu z in cid en t e .
II . A en er g ia d o s el étr on s re mo v id o s au m en t a
co m o au m en to d o co m p ri m en to d e on d a d a
lu z i n c id en t e.
II I. Os fóton s in cid en te s n a lâ m in a m et ál ica ,
p ara q u e r e mo va m e lé tron s d a m e s ma,
d e v e m t er u m a en er gia mín i ma.
IV . A en er gia d e cad a e lé tron r e mo v id o d a
lâ min a m etál i ca é igu al à en er gia d o f óton
q u e o r e mo v eu .
An al i san d o as a fi r ma ti va s, co n c lu i - s e q u e
so m en t e
( A ) e stá co rr eta a a fi r mat i v a I.
( B ) e stá co rr eta a a fi r mat i v a I V.
( C ) e stã o c orr et a s a s a f ir ma ti va s I e I II .
( D ) e stã o c orr et a s a s a f ir ma ti va s II e IV .
( E ) e stã o c orr et a s a s a f ir ma ti va s II I e I V.
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- 43 -
T EO R I A D A R E L AT IV I D A D E
EX ER CÍ CI O S
A ve lo c id ad e d a lu z n o vác u o é a v elo c id ad e m ai s
el e vad a q u e é p o s s í ve l c on s egu ir n o u n i v er s o.
E s sa ve lo cid a d e é con st an te e m q u a lq u er p on t o e
é i n d e p e n d e n t e d a v e lo cid a d e d o ob s e r vad o r.
1 3 8 ) U ma n a v e e sp a cia l p a s s a 18 m e s e s via jan d o
à v el oc id ad e V = 0, 8 c. De te r min e a d u ra ção
d e sta v iag e m d o p on to d e v is ta d e u m
ob s e rv ad o r f ix o n a T e rr a. ( Re sp : 3 0 m e se s )
OS P O ST U LA D O S D E EI N ST E IN
E m 1 90 5 A lb ert E i n s t ein fo rm u lou a
T eor ia d a R el ati v id ad e R e str ita q u e s e
b as e ia e m d o i s p o st u lad os :
1. Po s tu l ad o d a R e lat i v id a d e: A s le i s d a
fí s ica são a s m e s ma s p a ra o s ob s er vad or e s e m
tod o s o s r ef e ren c iai s in er cia i s.
2. Po s tu l ad o d a V el o c id ad e d a Lu z : A v el oc id ad e
d a lu z n o vá cu o t e m o m e s mo va lor e m t od a s
as d ir e çõ e s e e m t od o s o s r e f er en cia i s
in e rc ia is .
1 3 9 ) U m co s m on au t a d e ix a a T er ra n o an o 2 40 0
p ara u ma mi s s ão q u e d u rará 12 an o s. A
v el oc id ad e d e cru z e iro d a n av e é V = 0, 94 c.
E m q u e an o o co s m on au ta r eto rn ar á à
T er ra ? (Re sp : 24 36 )
FA T OR D E LO R EN TZ
DI L AT A Ç ÃO D O T EM PO
Se gu n d o a T eo ria d a R el ati vi d ad e R e str ita, q u an to
ma i s d ep re s s a s e mo v e u m ob j et o, m ai s d e vag a r o
te mp o p a s sa e m c om p a raçã o a u m o b se r vad o r e m
rep ou so. E s s e f en ô m en o só p od e s er p er c eb i d o
q u an d o a v el oc id ad e d a n a v e fo r p róx i ma d a
v el oc id ad e d a lu z e c o mp r o va a p o ss ib i li d ad e d e
s e vi aja r p ar a o fu t u ro .
1 4 0 ) U ma n a v e d e 20 m et r os d e c om p ri m en t o
p róp r io t ra fe ga n o e sp a ço c o m u ma
v el oc id ad e
V= 0, 6c .
D et er min e
o
co mp r i me n to d a n a v e m ed id o p or u m
ob s e rv ad o r f ix o n a T e rr a. ( Re sp : 1 6 m )
CONTRAÇÃO DO ESPAÇO
O co mp ri m en t o d e u ma b a rr a m ed id o p o r u m
ob s e rv ad o r em r el açã o ao q u al a b ar ra e st á e m
rep ou so é d en om in ad o d e co mp ri m en to p róp r io.
Se a b ar ra e s tá s e m o v en d o c o m v el oc id ad e v e m
re laç ão ao ob s e r vad o r, o co mp r im en to q u e el e
m ed e (n a d ir e ção p a ral el a ao mo v im en to ), é d ad o
p or:
O co mp ri m en t o d e u m a b arr a e m mo v i m en to é
s e mp r e m en or q u e o c omp ri m en t o d a b ar ra e m
rep ou so.
1 4 1 ) U ma n a v e e s p ac ia l co m v elo cid ad e V = 0, 8c
p os su i u m co mp ri m e n to p róp ri o d e 15
m etr o s. D et e r min e o c omp ri m en t o d a n a v e
m ed id o p or u m ob s er v ad or f ix o n a T er ra.
(Re sp : 9 m )
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- 44 -
A DI Ç ÃO D E V E LO CI D A D E S
EN ER GI A R EL A TI V ÍS TI C A
Se v oc ê c a min h a a 1 k m/ h ao l on g o d o c orr e d or
d e u m tr e m q u e s e mo v e a 6 0 k m /h , su a
v el oc id ad e e m r e la ção ao s olo é d e 61 k m /h s e
vo c ê e sti v er ca m in h an d o n o m e s mo s en t id o d o
mo v i men to d o tr e m, e d e 5 9 k m/h s e vo cê
ca min h ar e m s en t id o co n trár io :
E in st ein li gou n ão ap e n as o e s p aç o e o t e m p o,
ma s ta mb é m ma s s a co m en e rg ia. U m p ed a ço d e
mat é ria, m e s mo e st a n d o e m re p ou so e n ão
in t era gin d o co m q u al q u er c oi sa, p o s su i u ma
“en er gi a d e e xi st ên cia ”. E la é ch a ma d a d e en er g ia
o u m as sa d e r ep o u so. E in st ein con clu iu q u e é
n ec e s sá ri o en er gi a p a ra h a ve r m as s a, e q u e
oco rr e l ib era ção d e en er gia se d e s ap ar ec e r
ma s sa . A q u an t id ad e d e en erg ia e stá r ela ci on ad a
à q u an t id ad e d e ma s sa p el a ma i s fa mo sa eq u aç ão
d o sé cu l o vin t e:
Para ob j eto s d o c o tid i an o e m mo vi m en to
u n if or m e n ó s n or ma l me n te c om b in a m o s v el oc id ad e s d e a co rd o co m a Fó r m u la d e Ga l il eu :
Ma s e sta re gr a n ã o se a p li ca à lu z, q u e se mp r e s e
p rop a ga co m a m e sm a ve lo c id ad e. N o s c a so s e m
q u e a s v el oc id ad e s e n vo l vid a s s ão i gu a i s ou
p róx i ma s à d a lu z d e ve mo s u ti liz ar a Fó r m u la d e
Lo r en t z:
De v id o ao gr an d e va l or d a v elo cid ad e d a lu z
(c = 30 0. 00 0. 00 0 m/ s ), u ma p eq u en a ma s sa co rr e s p on d e a u ma en or m e q u an tid a d e d e e n e rg ia.
Qu an d o u m c orp o e stá e m m o vi m en to su a en er g ia
au m en t a d e a cor d o co m a F ór mu l a d e E i n s t ein :
O E L ÉTR ON - V OL T
O e létr o n - vo lt é u ma u n id ad e d e en er g ia igu al ao
trab a lh o r ea liz ad o s ob r e u m el ét ron q u an d o e st e
s e d e sl oca at ra v és d e u ma d i f er en ç a d e p o t en c ial
d e 1 v olt . É mu ito u sad a c om o m ed id a d e en er gia
d e p art ícu la s. Po r ex e m p lo, as ma s sa s d e r ep ou so
2
( mc ) d e u m el ét ron e d e u m p rót on são :
EX ER CÍ CI O S
1 4 2 ) U m ob s er vad or s e d e s loc a n o e sp aç o co m
v el oc id ad e 0, 6 c e v ai d e en con t ro a u ma
n av e e sp a ci al q u e s e d e sl oca e m s en t id o
con t rár io co m ve lo cid ad e 0, 8 c. Ca lcu l e a
v el oc id ad e d e ap rox i ma ção d a n a v e e m
re laç ão a o ob s er v ad or .
EX ER CÍ CI O S
1 4 4 ) Cal cu le , e m Me V, o va l or d a e n e rg ia d e u m
el ét ron a c el er ad o a u m a v el oc id ad e i gu a l a
80 % d a v elo cid ad e d a lu z ( v =0 , 8 c) .
1 4 3 ) U ma n a v e e sp a ci al se afa stan d o d a T er ra
co m
ve lo cid ad e
0, 3 c
tran s p ort a
um
lab o rató rio d e Fí s ic a on d e s e p ro d u z e m
p artí cu la s su b - atô m ica s q u e s e d e s lo ca m
co m u ma v e lo cid a d e 0, 9 c e m r el açã o à n a v e.
Qu al a v elo cid ad e d e sta s p a rtí cu l a s e m
re laç ão à Te rra ?
1 4 5 ) Cal cu le , e m Me V, o va l or d a e n e rg ia d e u m
p róton a c el er ad o a u m a v el oc id ad e i gu al a
60 % d a v elo cid ad e d a lu z ( v =0 , 6 c) .
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149) (Fuvest-SP) Um automóvel faz uma viagem em 6
R E VI S Ã O - M OV IM EN T O UN IF OR M E
horas e sua velocidade escalar varia em função
do tempo aproximadamente como mostra o
gráfico.
146) (Fuvest-SP)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Após chover na cidade de São
Paulo, as águas da chuva descerão o Rio Tietê
até o Rio Paraná, percorrendo cerca de 1000
km. Sendo de 4 km/h a velocidade média das
águas, o percurso mencionado será cumprido
pelas águas da chuva em aproximadamente:
30 dias
10 dias
25 dias
2 dias
4 dias
147) (Unaerp-SP) A distância entre Ribeirão Preto e
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
- 45 -
Campinas é de 200 km e entre Campinas e São
Paulo, de 120 km. Um ônibus de linha faz o
percurso de Ribeirão Preto a São Paulo em 4
horas. No entanto, em uma das viagens foi
necessário fazer o percurso de Campinas a São
Paulo com velocidade média de 96 km/h. Sua
velocidade média na primeira parte do percurso
foi, em km/h, igual a:
72,7
92,7
80,0
66,7
60,0
148) (PUC-RS) O gráfico relaciona a posição x de um
móvel em função do tempo t.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
A velocidade escalar média do automóvel na
viagem é, em km/h, igual a
35
40
45
48
50
MOVIMENTO VARIADO
150) Segundo a função horária V = 2 – 0,5 t (SI), no
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
instante t = 3 s, o movimento é
progressivo e acelerado
progressivo e retardado
progressivo e uniforme
retrógrado e retardado
retrógrado e acelerado
151) (Mack-SP) O gráfico a seguir indica a velocidade
em função do tempo de um corpo que se
movimenta sobre uma trajetória retilínea.
Assinale a alternativa correta. (Obs.: O ponto A
é a origem dos eixos)
A
partir
do
gráfico,
corretamente que:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
pode-se
concluir
o móvel inverte o sentido do movimento no
instante 5 s.
a velocidade é nula no instante 5 s.
o deslocamento é nulo no intervalo de 0 s a
10 s.
a velocidade é constante e vale 2,0 m/s.
a velocidade vale –2,0 m/s no intervalo de 0 s
a 5 s e 2,0 m/s no intervalo de 5 s a 10 s.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
o
o
o
o
o
movimento é acelerado nos trechos AB e GH.
movimento é acelerado nos trechos AB e CD.
movimento é acelerado o tempo todo.
movimento é retardado nos trechos CD e GH.
móvel está parado nos trechos BC, DE e FG.
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
152) (Mack-SP)
Em certo instante passam pela
origem de uma trajetória retilínea os móveis A,
com MRU, e B, com MRUV. A partir desse
instante, constrói-se o diagrama a seguir.
155) (Fuvest-SP) Dois objetos, A e B, de massas 1 kg
(A)
(B)
(C)
(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
O tempo gasto pelo móvel B para ficar 32 m à
frente do A, é, em segundos, igual a
8
7
6
4
2
(E)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
154) (FUC-MT) Um corpo é dotado de aceleração
2
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
constante igual a 3 m/s . No instante inicial a
velocidade é igual a 10 m/s. Qual é, em m/s, a
velocidade, atingida após percorrer 16 m?
96
20
16
12
14
e 2 kg respectivamente, são simultaneamente
lançados verticalmente para cima, com a
mesma velocidade inicial a partir do solo.
Desprezando a resistência do ar, podemos
afirmar que
A atinge uma altura menor do que B e volta ao
solo ao mesmo tempo que B
A atinge uma altura menor do que B e volta ao
solo antes de B
A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo
antes de B
A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo
ao mesmo tempo que B
A atinge uma altura maior do que B e volta ao
solo depois de B
156) (FEMSC-SP) Uma pedra é lançada verticalmente
153) (PUC-SP) No instante em que a luz verde do
semáforo acende, um carro ali parado parte
2
com aceleração constante de 2,0 m/s . Um
caminhão, que circula na mesma direção e no
mesmo sentido, com velocidade constante de
10 m/s passa por ele no exato momento da
partida. Podemos, considerando os dados
fornecidos, afirmar que:
o carro ultrapassa o caminhão a 200 m do
semáforo.
o carro não alcança o caminhão.
os dois veículos seguem juntos.
o carro ultrapassa o caminhão a 40 m do
semáforo.
o carro ultrapassa o caminhão a 100 m do
semáforo
- 46 -
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
para cima de um edifício suficientemente alto,
com velocidade de 29,4 m/s. Decorridos 4s,
deixa-se cair outra pedra. Contado a partir do
instante do lançamento da segunda, a primeira
passará pela segunda no instante:
2
1/3 s
Dado: g= 9,8 m/s
2s
3s
4s
6s
157) (Cesgranrio)
Qual dos gráficos abaixo pode
representar a variação da velocidade escalar,
em função do tempo, de uma pedra lançada
verticalmente para cima? (A resistência do ar é
desprezível)
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CINEMÁTICA VETORIAL
162) (FUC-MT) Um corpo descreve uma trajetória
circular de diâmetro de 20 cm, com velocidade
escalar de 5 m/s, constante. Nestas condições,
a aceleração à qual fica submetido vale:
158) Os
indivíduos da figura, que caminham na
mesma calçada retilínea, estão:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
na mesma direção e no mesmo sentido
na mesma direção e em sentidos opostos
em direções opostas e no mesmo sentido
em direções opostas e em sentidos opostos
em direções e sentidos indefinidos
- 47 -
2
250 m/s
2
250 cm/s
2
50 m/s
2
50 cm/s
2
2,5 m/s
163) (PUC-RS) Os ponteiros de um relógio realizam
movimento circular que pode ser considerado
uniforme. A velocidade angular, em rad/s, do
ponteiro dos segundos vale:
(A) π/30
159) (Fatec-SP)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Dados os vetores A, B e C,
representados na figura, em que cada
quadrícula apresenta lado correspondente a
uma unidade de medida, é correto afirmar que
a resultante dos vetores tem módulo:
1
2
3
4
6
160) Qual é a velocidade da correnteza de um rio, se
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
um barco se move a 50 km/h rio abaixo e a
14 km/h rio acima, mantendo a mesma
velocidade própria?
18 m/s
15 m/s
5,0 m/s
5,0 km/h
36 km/h
(B) π/20
(C) π/2
(D) π
(E) 2π
164) (UFUb-MG) Uma fita cassete em funcionamento
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
apresenta num dado instante, uma das polias,
com diâmetro de 2,0 cm, girando com uma
frequência de 0,5 Hz. Sabendo que a outra
polia, naquele mesmo instante, está com 5,0 cm
de diâmetro, a sua frequência, em Hz, é:
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
165) (PUC-RS) As rodas de um carro tem 60,0 cm de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
diâmetro e realizam 5 voltas por segundo.
Pode-se concluir que a velocidade deste carro
é, aproximadamente,
9,42 m/s
12,4 m/s
18,8 m/s
20,8 m/s
25,6 m/s
MOVIMENTO CIRCULAR
LEIS DE NEWTON
161) (FUC-MT)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
No movimento circular uniforme,
podemos afirmar que
a direção do vetor velocidade tem sentido
voltado para o centro da circunferência em
questão.
não existe aceleração e a velocidade tangencial
é constante
não existe aceleração e a velocidade tangencial
não é constante
existe aceleração e esta tem módulo constante
existe aceleração e esta tem módulo variável
166) (FCC-SP) Uma força de módulo 10 N e outra de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
módulo 12 N são aplicadas simultaneamente a
um corpo. Qual das opções abaixo representa
uma possível intensidade da resultante dessas
forças?
0
1,0 N
15 N
24 N
120 N
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- 48 -
167) (Fuvest-SP) Um veículo de 5,0 kg descreve uma
170) (Unifor-CE) No sistema representado abaixo, o
trajetória retilínea que obedece à seguinte
função horária:
atrito e a resistência do ar são desprezíveis e a
polia e o fio podem ser considerados ideais.
Sabe-se que a intensidade da força F vale 60 N,
que a massa do corpo M é de 4,0 kg, que a
2
aceleração da gravidade é de 10 m/s e que o
corpo N está subindo com velocidade escalar
constante. Nestas condições, a massa de N, em
kg, vale:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
O módulo da força resultante, em N, sobre o
veículo vale
30
5
10
15
20
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
168) (FGV-SP)
O gráfico a seguir refere-se ao
movimento de um carrinho de massa 10 kg,
lançado com velocidade de 2 m/s ao longo de
uma superfície horizontal. A força resultante
que atua sobre o carrinho, em módulo, é de
171) (ITA-SP) Um físico acha-se encerrado dentro de
uma caixa hermeticamente fechada, que é
transportada para algum ponto do espaço
cósmico, sem que ele saiba. Então, abandonado
um objeto dentro da caixa, ele percebe que o
mesmo cai com movimento acelerado. Baseado
em sua observação, ele pode afirmar com
segurança:
(A) Estou parado num planeta que exerce força
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
0,5 N
2,0 N
4,0 N
20 N
40 N
169) (PUC-SP) De acordo com a figura, o bloco A de
massa 100 kg desloca-se com velocidade
constante de 40 m/s. A partir do ponto 1,
situado a 10 m do ponto 2, começa a agir uma
força constante de mesma direção. A
intensidade mínima da força, para que o bloco
não ultrapasse o ponto 2, é de:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
80 N
18000 N
8000 N
2000 N
12000 N
gravitacional sobre os objetos em minha caixa.
(B) Estou caindo sobre um planeta e é por isso que
vejo o objeto caindo dentro da caixa.
(C) Minha caixa está acelerado no sentido contrário
ao do movimento do objeto.
(D) Não tenho elementos para julgar se o objeto cai
porque a caixa sobe com movimento acelerado
ou se o objeto cai porque existe um campo
gravitacional externo.
(E) Qualquer das afirmações acima que o físico
tenha feito está errada
172) (Puccamp-SP) No piso de um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
elevador
é
colocada uma
balança graduada em newtons.
Um menino de massa 40 kg
sobe na balança quando o
elevador
está
descendo
acelerado, com aceleração de
2
módulo 3,0 m/s , como representa a figura.
2
Se a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s , a
balança estará indicando um valor mais próximo
de:
120 N
200 N
270 N
400 N
520 N
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FORÇA DE ATRITO
176) (Fuvest-SP) As duas forças que agem sobre uma
173) (PUC-PR) Dois corpos A e B de massas 3 kg e
6 kg , respectivamente, estão ligados por um fio
ideal que passa por uma polia sem atrito,
conforme a figura. Entre o corpo A e o apoio, há
atrito cujo coeficiente é 0,5. Considerando-se
2
2
g = 10 m/s , a aceleração dos corpos, em m/s ,
e a força de tração no fio, em newtons, valem,
respectivamente:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
5
3
8
2
6
e 30
e 30
e 80
e 100
e 60
- 49 -
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
gota de chuva, a força peso e a força devida à
resistência do ar têm mesma direção e sentidos
opostos. A partir da altura de 125 m acima do
solo, estando a gota com uma velocidade de
8 m/s, essas duas forças passam a ter o mesmo
módulo. A gota atinge o solo com a velocidade,
em m/s, de
8,0
35
42
50
58
MOVIMENTOS CURVILÍNEOS
177) (PUC-MG)
Durante a exibição aérea da
esquadrilha da fumaça, no dia 7 de setembro,
um dos aviões realizou um looping de raio
30 m. No ponto mais alto da trajetória, o avião
alcançou a velocidade de 20 m/s. Nesse ponto,
o piloto, de massa 60 kg, exerceu sobre o
assento uma força de intensidade igual a:
2
Dado: g = 10 m/s
174) (UFU-MG) O bloco da figura abaixo está em
repouso e tem massa igual a 2 kg. Suponha que
a força F = 4 N, representada na figura, seja
horizontal e que o coeficiente de atrito estático
das superfícies em contato vale 0,3. Ter-se-á,
então, neste caso, que o valor da força de atrito
2
é: (g = 10 m/s )
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
4N
6N
2N
10N
20N
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
600
400
300
200
100
N
N
N
N
N
178) (Esal-MG) Um piloto de Fórmula 1 com massa
175) (Mack-SP) A ilustração abaixo refere-se a uma
certa tarefa na qual o bloco B, 10 vezes mais
pesado que o bloco A, deverá descer pelo plano
inclinado com velocidade constante. Considerando que o fio e a polia são ideais, o
coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e
o plano deverá ser:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
de 800 kg entra numa curva de raio 50 m, com
velocidade constante de 144 km/h. Supondo
não haver escorregamento lateral do bólido, a
força de atrito estática entre pneus e piso é a
da ordem de:
Faltam dados
25 600 N
40 000 N
33 177 N
4 000 N
179) (Mack-SP) Uma massa de 2 kg gira num plano
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
0,500
0,750
0,875
1,33
1,50
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
horizontal com frequência
trajetória permanecer
frequência for aumentada
força centrípeta, a razão
final e inicial é:
1
√2
2
√3
√5
de 5 Hz. Se o raio da
constante, mas a
até que dobre a sua
entre as velocidades
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TRABALHO E POTÊNCIA
184) Quando são fornecidos 800 J em 10 s para um
180) (PUC-RS) Um corpo de massa igual a 5,0 kg é
levantado verticalmente, com velocidade cons2
tante, a uma altura de 5,0m. Sendo g = 10 m/s ,
o trabalho realizado pela força-peso do corpo,
durante esse levantamento, vale:
250 J
–250 J
25 J
–25 J
5J
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
181) (Osec-SP) Um bloco com 4,0 kg, inicialmente em
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
repouso, é puxado por uma força constante e
horizontal, ao longo de uma distância de
15,0 m, sobre uma superfície plana, lisa e
horizontal, durante 2,0 s. O trabalho realizado,
em joules, é de:
50
150
250
350
450
182) (Osec-SP) Uma força de 10 newtons aplicada
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
num corpo de 5,0 kg produz um movimento
circular uniforme, de velocidade 2,0 m/s, sendo
o raio da circunferência de 2,0 m. O trabalho,
em joules, realizado pela resultante centrípeta,
após uma volta é de:
zero
10
20
125,6
251,2
183) (UFPE) O gráfico mostra a variação da força F,
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
que atua sobre um corpo, em função de sua
posição x. Qual o trabalho, em joules, realizado
pela força quando o corpo vai de x = 2 m para
x=6m?
4
6
10
32
64
- 50 -
motor, ele dissipa internamente
rendimento desse motor é:
75%
50%
25%
15%
10%
200
J.
O
185) (ITA-SP) Um automóvel de massa m = 500 kg é
acelerado uniformemente a partir do repouso
até uma velocidade de 40 m/s em 10 segundos.
A potência desenvolvida por esse automóvel, ao
completar esses 10 primeiros segundos, será:
160 kW
80 kW
40 kW
20 kW
3 kW
186) (Cesep-PE) A potência média mínima necessária
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
para se bombear 1000 litros de água a uma
altura de 5,0 m em 0,5 h é, em watts, igual a:
28
42
64
80
96
187) (UFRGS) Um guindaste ergue verticalmente um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
caixote a uma altura de 5 m em 10 s. Um
segundo guindaste ergue o mesmo caixote à
mesma altura em 40 s. Em ambos os casos o
içamento foi feito com velocidade constante. O
trabalho realizado pelo primeiro guindaste,
comparado com o trabalho realizado pelo
segundo, é
igual à metade.
o mesmo.
igual ao dobro.
quatro vezes maior
quatro vezes menor.
ENERGIA MECÂNICA
188) (UFRGS) Comparada com a energia necessária
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
para acelerar um automóvel de 0 a 60 km/h,
quanta energia é necessária para acelerá-lo de
60 km/h a 120 km/h, desprezando a ação do
atrito?
A mesma
O dobro
O triplo
Quatro vezes mais
Oito vezes mais
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- 51 -
189) (UFRGS) Uma pedra é lançada verticalmente
194) (UFRGS) Um carrinho de 5 kg de massa move-se
para cima no campo gravitacional terrestre.
Após o lançamento, qual a grandeza, associada
à pedra, cujo módulo aumenta na subida e
diminui na descida?
Aceleração da gravidade
Força gravitacional
Energia cinética
Energia potencial gravitacional
Quantidade de movimento linear
horizontalmente em linha reta com velocidade
de 6 m/s. O trabalho necessário para alterar a
velocidade para 10 m/s deve ser, em joules:
40
90
160
400
550
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
190) (UFRGS) Uma força resultante constante de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
módulo igual a 40 N atua sobre um corpo que se
movimenta em linha reta. Qual a distância
percorrida por esse corpo durante o tempo em
que sua energia cinética variou de 80 J?
0,5 m
2,0 m
40 m
80 m
3200 m
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
195) (Fatec-SP) Um atleta de 60 kg, no salto com
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
vara, consegue atingir uma altura de 5 m. Podese dizer que ele adquiriu uma energia potencial
gravitacional,
em
relação
ao
solo,
de
aproximadamente:
12 J
300 J
3000 J
6000 J
n.d.a.
191) (UFRS) Um corpo é lançado verticalmente para
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
cima com velocidade de 20 m/s. Considere
2
g = 10 m/s . A energia cinética do corpo estará
reduzida à metade do seu valor inicial, no
momento em que ele atingir a altura de
5m
10 m
15 m
20 m
25 m
196) (Cesgranrio) Uma esfera de aço de massa 0,10
kg rola sobre o perfil de montanha-russa
mostrado na figura abaixo. No instante
representado, ela se move para baixo (veja
seta) com energia cinética igual a 0,20 J.
192) (FM-Itajubá) Um corpo de 2,0 kg de massa,
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
inicialmente em repouso, é puxado sobre uma
superfície horizontal sem atrito por uma força
constante também horizontal de 4,0 N. Qual
será sua energia cinética após percorrer 5,0m?
zero
20 J
10 J
5J
n.d.a.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Embora o atrito seja desprezível, a bola acabará
2
parando na posição: (considere g=10 m/s )
1
2
3
4
5
193) (PUC-RS) Um corpo de 2,0 kg de massa é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
abandonado da janela de um edifício a uma
altura de 45 m. Supondo que ocorra um
movimento de queda livre, com aceleração
2
gravitacional g = 10 m/s , ao atingir o solo, esse
corpo terá uma energia cinética igual a:
900 J
600 J
400 J
300 J
200 J
197) (Fuvest-SP) Uma pedra com massa m = 0,10 kg é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
lançada verticalmente para cima com energia
cinética Ec = 20 J. Qual a altura máxima atingida
2
pela pedra? (g = 10 m/s )
10 m
15 m
20 m
1m
0,2 m
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IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO
202) (PUC-SP) Um projétil de massa 15 g incide
198) (Med-Jundiaí) Um corpo de massa igual a 3,0 kg
e velocidade escalar 12 m/s tem quantidade de
movimento cujo módulo, em kg.m/s, é igual a:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
432
216
108
36
4
- 52 -
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
horizontalmente
sobre
uma
tábua
com
velocidade 600 m/s e a abandona com
velocidade ainda horizontal de 400 m/s. O
impulso comunicado ao projétil pela tábua tem
valor, em módulo:
1,5 N.s
3,0 N.s
6,0 N.s
9,0 N.s
15,0 N.s
199) (FEEQ-CE)
Dois patinadores, um homem de
massa 60 kg e um menino de massa 40 kg,
estão, inicialmente, em repouso sobre uma
superfície gelada, plana e horizontal. Suponha
que eles se empurrem mutuamente conforme a
figura:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Se o homem vai para a direita com velocidade
de 2 m/s, o menino vai para a esquerda com
velocidade de:
2 m/s
3 m/s
4 m/s
5 m/s
6 m/s
203) Uma bola de beisebol, de massa 145 g, é atirada
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
por um lançador com velocidade de 30 m/s. O
bastão toma contato com a bola durante 0,01 s,
dando a ela velocidade de módulo 40 m/s na
direção e no sentido do lançador. A força média
aplicada pelo bastão à bola é de intensidade:
0,101 N
1,450 N
14,50 N
145 N
1015 N
204) (Unesp-SP) A intensidade da resultante das
forças que atuam num corpo, inicialmente em
repouso, varia como mostra o gráfico.
200) (UFV-MG) Um trenó, com massa total de 250
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
kg, desliza no gelo à velocidade de 10 m/s. Se o
seu condutor atirar para trás 50 kg de carga à
velocidade de 10 m/s, a nova velocidade do
trenó será de:
20 m/s
10 m/s
5 m/s
2 m/s
15 m/s
201) (UFRN) Um carrinho de massa 2,0 kg move-se
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
com velocidade de 3,0 m/s quando passa a
sofrer uma força, no mesmo sentido da sua
velocidade, até que sua velocidade duplique de
valor. O impulso da força aplicada tem, em N.s,
módulo:
1
3
6
9
12
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Durante todo o intervalo de tempo considerado,
o sentido e a direção desta resultante
permanecem inalterados. Nestas condições, a
quantidade de movimento, em kg.m/s (ou N.s),
adquirida pelo corpo é:
8
15
16
20
24
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205) (Mack-SP)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
No choque mecânico entre dois
corpos, acontece sempre:
conservação da energia mecânica
conservação da quantidade de movimento
separação dos corpos após o choque
inversão de velocidades após o choque
repouso de um dos corpos após o choque
206) (PUC-MG) Um caminhão de 8,0.10
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
3
kg de
massa passa em baixo de uma ponte com
3
velocidade de 72 km/h. Uma pedra de 2,0.10
kg de massa cai do alto da ponte, dentro do
caminhão. A velocidade com que o caminhão
passa a se deslocar é:
58 m/s
16 m/s
80 m/s
29 m/s
20 m/s
GRAVITAÇÃO
207) (FMABC-SP) Marte tem dois satélites: Fobos,
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
que se move em órbita circular de raio 9700
4
km e período 2,75.10 s, e Deimos, que tem
órbita circular de raio 24300 km. O período de
Deimos, expresso em segundos, é um valor
mais próximo de:
4
2,2.10
4
8,2.10
5
1,1.10
6
2,2.10
7
1,1.10
- 53 -
209) (OSEC-SP)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Um observador, colocado na
superfície da Terra, tem a impressão de que
um satélite artificial se encontra parado a
certa altura da superfície. Considerando a
Terra uma esfera e ignorando seu movimento
de translação, para um observador colocado
no Sol:
a velocidade do satélite é nula
a aceleração do satélite é nula
o satélite se encontra livre da ação
gravitacional terrestre
a órbita do satélite está contida num plano que
passa pelos pólos
a órbita do satélite está contida no plano do
equador
210) (Cesgranrio)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Qual é, aproximadamente, o
valor do módulo da aceleração de um satélite
em órbita circular em torno da Terra, a uma
altitude igual a 5 vezes o raio terrestre?
2
25 m/s
2
9,8 m/s
2
5 m/s
2
2 m/s
2
0,3 m/s
ESTÁTICA
211) (ITA-SP) Um bloco de peso P é sustentado por
fios, como indica a figura. O módulo da força
horizontal F é
(A) P sen θ
(B) P cosθ
θ
(C) P sen θ cosθ
θ
(D) P cotgθ
θ
208) (Fuvest-SP) Dentro de um satélite em órbita
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
em torno da Terra, a tão falada “ausência de
peso”, responsável pela flutuação de um
objeto dentro do satélite, é devida ao fato de
que:
a órbita do satélite se encontra no vácuo e a
gravidade não se propaga no vácuo
a órbita do satélite se encontra fora da
atmosfera, não sofrendo assim os efeitos da
pressão atmosférica
a atração lunar equilibra a atração terrestre e,
consequentemente, o peso de qualquer objeto
é nulo
a força de atração terrestre, centrípeta, é muito
menor que a força centrífuga dentro do satélite
o satélite e o objeto que flutua têm a mesma
aceleração, produzida unicamente por forças
gravitacionais.
(E) P tgθ
θ
212) (UFRS) A figura mostra uma régua homogênea
em equilíbrio estático, sob a ação de várias
forças. Quanto vale F, em N?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
1
2
2,5
3
5
COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA – 3ª SÉRIE – ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO
- 54 -
213) (PUC-RS) Uma caixa C, em repouso, é suspensa
216) (FESP-SP) Dois vasos comunicantes contêm,
por uma corda na qual duas pessoas aplicam
as forças F A de 40 N e F B de 30 N, conforme
mostra a figura. Desprezando qualquer forma
de atrito nas roldanas e a massa da corda,
pode-se concluir que o peso da caixa é
em
equilíbrio,
mercúrio
de
densidade
3
13,6 g/cm e óleo. A superfície livre do
mercúrio está 2 cm acima da superfície de
separação entre os líquidos, e a do óleo,
34 cm acima da referida superfície. A
3
densidade do óleo .e, em g/cm :
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
10
30
40
50
70
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
N
N
N
N
N
0,8
0,9
0,7
0,3
0,5
217) (FGV) A figura representa
uma talha contendo água. A
pressão da água exercida
sobre a torneira, fechada,
depende:
214) (Fatec-SP) Duas pessoas carregam uma carga
utilizando uma corda que passa por uma
roldana, conforme ilustra a figura.
(A) do volume de água contida no recipiente
(B) da massa de água contida no recipiente
(C) do diâmetro do orifício em que está ligada a
torneira
(D) da altura da superfície em relação ao fundo do
recipiente
(E) da altura da superfície da água em relação à
torneira
218) No elevador hidráulico da figura, o carro de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Podemos afirmar que cada uma delas exercerá
uma força de intensidade
300 N
menor que 300 N
superior a 300 N, mas menor que 600 N
600 N
n.d.a.
massa 800 kg está apoiado num êmbolo de
2
área 40 cm
PRESSÃO E HIDROSTÁTICA
A mínima força F que deve ser aplicada no
2
êmbolo de área 8 cm para erguer o carro, é:
2
(Dado: g=10m/s )
215) (PUC-MG) Uma
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
faca está cega. Quando a
afiamos, ela passa a cortar com maior
facilidade, devido a um aumento de:
área de contato
esforço
força
pressão
sensibilidade
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
3200 N
1600 N
800 N
160 N
80 N
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221) Em
TEMPERATURA
1965, Arno Penzias e Robert Wilson
conduziram uma calibração cuidadosa de seu
radiotelescópio nos laboratórios Bell, em New
Jersey. Eles perceberam que o seu receptor
reproduzia um padrão de "ruído" como se eles
estivessem no interior de um recipiente cuja
temperatura fosse de 3K. Este "ruído" parecia
estar vindo de todas as direções do espaço.
219) A sonda espacial soviética Venera 7 foi a
primeira a pousar no solo abrasador do
planeta Vênus – em 15 de dezembro de 1970 –
e a medir in loco a temperatura daquele
o
ambiente: 878 F. Ela enviou informações à
Terra por 26 minutos antes de ser decomposta
pelo calor e pela pressão do planeta. Na
o
escala Celsius a temperatura de 878 F é
expressa pelo valor:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
170
270
370
470
570
- 55 -
o
C
C
o
C
o
C
o
C
o
Arno Penzias e Robert Wilson
A descoberta de Penzias e Wilson foi uma
confirmação
experimental
da
radiação
isotrópica do Cosmos, que se acredita ser uma
relíquia do BIG BANG. A enorme energia térmica
liberada durante a criação do Universo começou
a esfriar à medida que o universo expandiu.
Alguns 12 bilhões de anos mais tarde, estamos
em um universo que irradia como um corpo
negro, agora esfriado a uma temperatura de 3 K.
220) Ninguém sabe ao certo, mas dizem que os
o
pneus de um F1 precisam passar dos 90 C para
entregarem seu máximo. Como não existe
lugar no planeta em que a temperatura atinja
isso tudo, todo esse calor é conseguido com o
atrito da bor-racha com o solo, por isso os
pilotos ficam fazendo aquele zigue-zague
antes da largada. Nelson Piquet, em um de
seus muitos lances geniais na F1, inventou na
década de 80 o cobertor elétrico para os
pneus e conseguiu, assim, que seus pneus
atingissem a temperatura ideal antes dos
adversários.
Na escala Celsius, a temperatura atual da
radiação isotrópica do Universo vale:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
-276,15
-273,15
-270,15
-273,12
-273,18
o
C
C
o
C
o
C
o
C
o
222) Uma vela tem várias utilidades, uma delas é a
de pagar promessas, outra, é estar a nossa
disposição, junto com uma caixa de fósforos,
quando acaba a luz. A chama da vela, como
você já deve ter observado, não é homogênea,
apresentando regiões com cores diferentes.
Nestas regiões as temperaturas não são as
mesmas.
A temperatura da região AZUL da chama, na
escala Kelvin, é:
Piquet fazendo “chifrinho” em Mansell.
A temperatura ideal dos pneus da F1, expressa
na escala Fahrenheit, é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
194
130
164
134
149
o
F
F
o
F
o
F
o
F
o
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
826,85 K
1373,15 K
1273,15 K
1173,15 K
1127,15 K
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226) A imprensa tem noticiado as temperaturas
DILATAÇÃO TÉRMICA
lâminas metálicas são coladas como
indica a figura. O material da lâmina A tem
coeficiente de dilatação maior do que o da
lâmina B. À temperatura ambiente as lâminas
estão verticais. A temperatura é, então,
elevada e em seguida diminuída até abaixo da
temperatura ambiente. Durante o processo
descrito, podemos afirmar que ambas as
lâminas se encurvam, inicialmente, para:
anormalmente altas que vêm ocorrendo no
atual verão, no hemisfério norte. Assinale a
opção que indica a dilatação que um trilho de
100 metros de comprimento sofreria devido a
uma variação de temperatura de 20 °C,
sabendo que o coeficiente linear de dilatação
-6
térmica do trilho vale α = 12 x 10 por grau
Celsius.
223) Duas
a direita e ali permanecem.
a esquerda e ali permanecem.
a esquerda e depois para a direita.
a esquerda e depois retornam
vertical.
(E) a direita e depois para a esquerda.
(A)
(B)
(C)
(D)
à
224) O atrito com o ar, durante o vôo, faz a
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
encaixar um eixo de aço em um anel de latão,
como mostrado nesta figura:
À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é
maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o
coeficiente de dilatação térmica do latão é
maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos
a João alguns procedimentos, descritos nas
alternativas abaixo, para encaixar o eixo no
anel. Assinale a alternativa que apresenta um
procedimento que NÃO PERMITE esse encaixe.
Avião Concorde – Air France
A fuselagem é feita de uma liga metálica cujo
coeficiente de dilatação térmica linear é
-6 o –1
α = 33·10 C . A dilatação linear da fuselagem
o
do avião, quando a mesma atingir 120 C, vale,
aproximadamente:
10
15
20
25
30
cm
cm
cm
cm
cm
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
2
-6
-1
(α = 17.10
°C ) de 4 m a 20°C para a
instalação de água quente. O aumento do
comprimento do cano, quando a água que
passa por ele estiver a uma temperatura de
60°C, corresponderá, em mm,
1,02
1,52
2,72
4,00
4,52
Resfriar apenas o eixo.
Aquecer apenas o anel.
Resfriar o eixo e o anel.
Aquecer o eixo e o anel.
Nenhuma das anteriores.
228) Uma chapa de alumínio de superfície inicial
225) Em uma casa emprega-se um cano de cobre
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
3,6 cm
2,4 cm
1,2 cm
0,12 cm
0,24 cm
227) João, chefe de uma oficina mecânica, precisa
temperatura externa do avião Concorde
aumentar. Esse aumento de temperatura
causa uma dilatação na fuselagem do avião. À
o
temperatura de 20 C, a fuselagem mede 60
metros de comprimento.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
- 56 -
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
250 cm e coeficiente de dilatação linear
-6
-1
α = 24.10
°C , inicialmente a 10°C, é
aquecida até atingir a temperatura de 210°C.
A dilatação superficial da chapa vale:
2
3,6 cm
2
3,0 cm
2
2,4 cm
2
1,8 cm
2
1,2 cm
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- 57 -
231) Quando
CALOR
229) Diariamente, Dona Leopoldina coloca uma lata
o
de refrigerante, cuja temperatura é de 30 C,
numa caixa térmica contendo gelo e, após
esperar algumas horas, bebe o refrigerante a
o
uma temperatura de aproximadamente 5 C.
Nesse caso, é correto afirmar que a
diminuição da temperatura do refrigerante se
explica porque, no interior da caixa térmica, a
lata de refrigerante:
(A)
(B)
(C)
(D)
dois ou mais corpos atingem o
equilíbrio térmico:
suas temperaturas se igualam e eles não trocam
mais calor.
suas temperaturas se igualam e a quantidade de
calor cedida por cada corpo é maior que a
recebida.
suas temperaturas se igualam e a quantidade de
calor cedida por cada corpo é menor que a
recebida.
suas temperaturas se igualam e a quantidade de
calor cedida por cada corpo é igual à recebida.
(A) cede calor para o gelo, e este cede calor para
ela, porém numa quantidade menor que a
recebida.
232) Muito embora as idéias acerca de quente e
frio sejam tão antigas quanto a humanidade e
só no século XVI os primeiros termômetros
tenham sido construídos, foi na segunda
metade do século XIX que um modelo
microscópico da matéria deu consistência aos
conceitos de calor e temperatura: a teoria
cinética dos gases. Assinale a alternativa que
aponta resultados essenciais desse modelo.
(B) recebe frio do gelo, para o qual cede calor,
porém numa quantidade menor que o frio
recebido.
(C) cede calor para o gelo, e este cede calor para
ela, porém numa quantidade maior que a
recebida.
(D) recebe frio do gelo, para o qual cede calor,
porém numa quantidade maior que o frio
recebido.
230) Certos povos nômades que vivem no deserto,
onde as temperaturas durante o dia podem
chegar a 50°C, usam roupas de lã branca, para
se protegerem do intenso calor da atmosfera.
Essa atitude pode parecer-nos estranha, pois,
no Brasil, usamos a lã para nos protegermos
do frio. O procedimento dos povos do deserto
pode, contudo, ser explicado pelo fato de que:
(A) a lã é naturalmente quente (acima de 50°C) e,
no deserto, ajuda a esfriar os corpos das
pessoas, enquanto o branco é uma "cor fria",
ajudando a esfriá-los ainda mais.
(B) a lã é bom isolante térmico, impedindo que o
calor de fora chegue aos corpos das pessoas, e
o branco absorve bem a luz em todas as cores,
evitando que a luz do sol os aqueça ainda mais.
(C) a lã é bom isolante térmico, impedindo que o
calor de fora chegue aos corpos das pessoas, e
o branco reflete bem a luz em todas as cores,
evitando que a luz do sol os aqueça ainda mais.
(D) a lã é naturalmente quente (embora esteja
abaixo de 50°C) e, no deserto, ajuda a esfriar os
corpos das pessoas, e o branco também é uma
"cor quente", ajudando a refletir o calor que
vem de fora.
(A) O
calor é constituído por uma substância
indelével chamada calórico.
(B) A temperatura de um gás é uma medida da
quantidade total de energia nele contida.
(C) O calor é constituído por uma substância gasosa
chamada caloria.
(D) A temperatura de um gás é uma medida da
quantidade de energia cinética contida no
movimento aleatório de translação de suas
partículas.
233) Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio,
cada uma contendo 330ml de refrigerante, são
mantidas em um refrigerador pelo mesmo
longo período de tempo. Ao retirá-las do
refrigerador com as mãos desprotegidas, temse a sensação de que a lata está mais fria que
a garrafa. É correto afirmar que:
(A) a lata está realmente mais fria, pois a cidade
calorífica da garrafa é maior que a da lata.
(B) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura,
possuem a mesma condutividade térmica, e a
sensação deve-se à diferença nos calores
específicos.
(C) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e
a sensação é devida ao fato de a condutividade
térmica do alumínio ser maior que a do vidro.
(D) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e
a sensação é devida ao fato de a condutividade
térmica do vidro ser maior que a do alumínio.
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- 58 -
234) Um grupo de amigos compra barras de gelo
237) É hábito comum entre os brasileiros assar
para um churrasco, num dia de calor. Como as
barras chegam com algumas horas de
antecedência, alguém sugere que sejam
envolvidas num grosso cobertor para evitar
que derretam demais. Essa sugestão
é absurda, porque o cobertor vai aquecer o
gelo, derretendo-o ainda mais depressa.
é absurda, porque o cobertor facilita a troca de
calor entre o ambiente e o gelo, fazendo com
que ele derreta ainda mais depressa.
é inócua, pois o cobertor não fornece nem
absorve calor ao gelo, não alterando a rapidez
com que o gelo derrete.
faz sentido, porque o cobertor facilita a troca
de calor entre o ambiente e o gelo, retardando
o seu derretimento.
faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca
de calor entre o ambiente e o gelo, retardando
o seu derretimento.
carnes envolvendo-as em papel-alumínio, para
se obter um bom cozimento. O papel-alumínio
possui um dos lados mais brilhante que o
outro. Ao envolver a carne com o papelalumínio, a maneira mais correta de fazê-lo é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
235) Indique
•
•
•
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
a
alternativa
que
associa
corretamente o tipo predominante de
transferência de calor que ocorre nos
fenômenos, na seguinte seqüência:
Aquecimento de uma barra de ferro quando sua
extremidade é colocada numa chama acesa.
Aquecimento do corpo humano quando exposto
ao sol.
Vento que sopra da terra para o mar durante a
noite.
convecção - condução - radiação.
convecção - radiação - condução.
condução - convecção - radiação.
condução - radiação - convecção.
radiação - condução - convecção.
(A) Deixar
a face menos brilhante em contato
direto com a carne, para que as ondas
eletromagnéticas na região do infravermelho
sejam refletidas para o interior do forno ou
churrasqueira e, com isso, seja preservado o
calor próximo à carne.
(B) Deixar
a face menos brilhante em contato
direto com a carne, para que as ondas
eletromagnéticas na região do visível ao
ultravioleta sejam refletidas para o interior do
forno ou churrasqueira e, com isso, seja
preservado o calor próximo à carne.
(C) Deixar a face mais brilhante em contato direto
com a carne, para que ele reflita as ondas
eletromagnéticas na região do ultravioleta de
volta para a carne, pois esta é a radiação que
mais responde pelo aquecimento da carne.
(D) Deixar
a face menos brilhante em contato
direto com a carne, para que as ondas
eletromagnéticas na região do ultravioleta
sejam refletidas para o interior do forno ou
churrasqueira, e com isso seja preservado o
calor próximo à carne.
(E) Deixar
a face mais brilhante do papel em
contato direto com a carne, para que ele reflita
as ondas eletromagnéticas na região do
infravermelho de volta para a carne, elevando
nela a energia interna e a temperatura.
236) Quando se coloca ao sol um copo com água
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
fria, as temperaturas da água e do copo
aumentam. Isso ocorre principalmente por
causa do calor proveniente do Sol, que é
transmitido à água e ao copo, por
condução, e as temperaturas de ambos sobem
até que a água entre em ebulição.
condução, e as temperaturas de ambos sobem
continuamente enquanto a água e o copo
continuarem ao sol.
convecção, e as temperaturas de ambos sobem
até que o copo e a água entrem em equilíbrio
térmico com o ambiente.
irradiação, e as temperaturas de ambos sobem
até que o calor absorvido seja igual ao calor por
eles emitido.
irradiação, e as temperaturas de ambos sobem
continuamente enquanto a água e o copo
continuarem a absorver calor proveniente do
sol.
238) O congelador é colocado na parte superior dos
refrigeradores, pois o ar se resfria nas
proximidades
dele,
_____________
a
densidade e desce. O ar quente que está na
parte de baixo, por ser _____________, sobe e
resfria-se nas proximidades do congelador.
Nesse caso, o processo de transferência de
energia na forma de calor recebe o nome de
_____________ .
Assinale
a
alternativa
que
preenche
corretamente as lacunas.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
aumenta - mais denso – convecção
diminui - mais denso – condução
aumenta - menos denso – condução
diminui - menos denso – irradiação
aumenta - menos denso – convecção
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- 59 -
239) Uma batata recém cozida, ao ser retirada da
243) Quando passamos álcool sobre a nossa pele,
água quente, demora para se esfriar. Uma
justificativa possível para esse fato pode ser
dada afirmando-se que a batata tem
alta condutividade térmica.
alto calor específico.
baixa capacidade térmica.
baixa quantidade de energia interna.
baixo calor específico.
sentimos que a região em contato com o
álcool se esfria. Sobre esta sensação de frio, é
correto afirmar:
Sentimos frio porque o álcool evapora e retira
calor da pele na região em que o álcool foi
passado.
Por ter baixo calor específico, o álcool abaixa a
temperatura do ar em contato com a pele.
O álcool aumenta a condutividade térmica do
ar, abaixando sua temperatura.
O calor latente de ebulição provoca uma
diminuição da temperatura do álcool, esfriando
a pele.
O álcool em contato com o ar dilata-se e
aumenta seu calor específico, evaporando a
uma temperatura menor.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
240) Qual a quantidade de calor necessária para
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
aquecer 100g de uma substância de calor
o
o
o
específico 0,2 cal/g C de 10 C a 50 C, sem
mudança de estado?
600 cal
700 cal
800 cal
900 cal
1000 cal
(B)
(C)
(D)
(E)
244) Quando você sai do banho sente frio, mas, tão
241) Um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
bloco de 200g de um determinado
material sofre uma variação de temperatura
o
de 50 C, sem mudança de estado, quando
absorve 4000 cal. Calcule o calor específico
o
desse material, em cal/g C.
1,0
0,8
0,6
0,5
0,4
(A)
(A)
(B)
(C)
(D)
242) Quando uma pessoa cozinha um ovo numa
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
vasilha com água, pode diminuir a intensidade
da chama do fogo que aquece a vasilha tão
logo a água começa a ferver. Baseando-se na
Física, assinale a alternativa que explica
porque a pessoa pode diminuir a intensidade
da chama e ainda assim a água continua a
ferver.
Durante a mudança de estado, a quantidade de
calor cedido para a água diminui e sua
temperatura aumenta.
Durante a mudança de estado, a quantidade de
calor cedido para a água e sua temperatura
diminuem.
Apesar do calor estar sendo cedido mais
lentamente, na mudança de estado, enquanto
houver água em estado líquido na vasilha, sua
temperatura não varia.
O calor é cedido mais lentamente para a água,
aumentando a temperatura de mudança de
estado da água.
O calor é cedido mais lentamente para a água,
diminuindo a temperatura de mudança de
estado da água.
(E)
logo esteja seco, sente-se mais quente,
mesmo que a temperatura ambiente seja a
mesma. Sobre esse fenômeno, é correto
afirmar:
A sensação de frio é devida à condensação do
vapor d’água, presente na atmosfera, sobre a
pele.
Ao evaporar, a água que está sobre o corpo
retira calor da pele.
Após secar o corpo, a água que é transferida
para a toalha de banho evapora-se e fornece
calor ao ambiente.
Ao sair do banho, a água que está sobre a pele
passa por um processo de liquefação e abaixa
sua temperatura.
Quando a pele está molhada, a água demora
mais tempo para se fundir do que quando o
corpo está seco.
245) Uma pessoa molhada sente, em relação a uma
pessoa seca:
(A) frio porque a temperatura externa é mais baixa
que a do corpo.
(B) calor porque a temperatura externa é mais alta
que a da água.
(C) calor porque a evaporação da água é um
processo que fornece calor ao corpo.
(D) frio porque a evaporação da água é um
processo que retira calor ao corpo.
246) A primeira lei da termodinâmica trata da:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
dilatação térmica
conservação da massa
conservação da quantidade de movimento
conservação da energia
irreversibilidade do tempo
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247) Considere uma garrafa térmica fechada com
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
uma certa quantidade de água em seu
interior. A garrafa é agitada fortemente por
um longo período de tempo. Ao final desse
período pode-se dizer que a temperatura da
água
aumenta, pois o choque entre as moléculas gera
calor.
aumenta, pois o ato de chacoalhar aumenta a
energia interna da água.
aumenta, pois o trabalho vai ser transformado
em calor.
diminui, pois a parede interna da garrafa
térmica vai absorver o calor da água.
permanece constante, pois a garrafa térmica
não permite troca de calor.
- 60 -
250) As
atividades musculares de um tri-atleta
exigem, diariamente, muita energia. Veja na
tabela a representação desses valores.
Corrida (15km)
80 kcal
Natação (5km)
240 kcal
Bike (20km)
160 kcal
Um alimento concentrado energético produz,
quando metabolizado, 4kcal para cada 10g
ingeridos. Para as atividades físicas, o atleta,
em um dia, precisará ingerir
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
1,2
2,4
3,2
2,8
3,6
kg
kg
kg
kg
kg
251) No Brasil, o sistema de transporte depende do
248) Num dia quente de verão, sem vento, com a
(A)
(B)
(C)
(D)
temperatura ambiente na marca dos 38°C, Seu
Onório teria de permanecer bastante tempo
na cozinha de sua casa. Para não sentir tanto
calor, resolveu deixar a porta do refrigerador
aberta, no intuito de esfriar a cozinha. A
temperatura no interior da geladeira é de
aproximadamente 0°C. A análise dessa
situação permite dizer que o objetivo de Seu
Onório
será alcançado, pois o refrigerador vai fazer o
mesmo papel de um condicionador de ar,
diminuindo a temperatura da cozinha.
não será atingido, pois o refrigerador vai
transferir calor da cozinha para a própria
cozinha, e isso não constitui um processo de
refrigeração.
será alcançado, pois, atingido o equilíbrio
térmico, a cozinha terá sua temperatura
reduzida para 19°C.
não será atingido, pois, com a porta do
refrigerador aberta, tanto a cozinha como o
próprio refrigerador terão suas temperaturas
elevadas, ao receberem calor de Seu Onório.
(B)
(C)
(D)
252) A energia é um dos conceitos da física com
249) Um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
gás ideal sofre uma transformação:
absorve 50cal de energia na forma de calor e
expande-se realizando um trabalho de 300J.
Considerando 1cal=4,2J, a variação da energia
interna do gás é, em Joules, de
250
-250
510
-90
90
(A)
uso de combustíveis fósseis e de biomassa,
cuja energia é convertida em movimento de
veículos.
Para
esses
combustíveis,
a
transformação de energia química em energia
mecânica acontece
na combustão, que gera gases quentes para
mover os pistões no motor.
nos eixos, que transferem torque às rodas e
impulsionam o veículo.
na ignição, quando a energia elétrica é
convertida em trabalho.
na exaustão, quando gases quentes são
expelidos para trás.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
aplicação mais visível no dia-a-dia. Para mover
um carro, por exemplo, é necessário obter
energia através da queima do combustível.
Para
os
eletrodomésticos
funcionarem,
depende-se da energia elétrica. Mas nem toda
energia gerada está disponível para ser
transformada em trabalho útil. Para saber
quanto dessa energia pode ser considerada
"livre", ou seja, disponível para consumo, é
necessário conhecer um outro conceito. O
conceito a que o autor do texto se refere é o
de:
temperatura, que está relacionado à Lei Zero da
Termodinâmica.
energia interna, que está relacionado à
Primeira Lei da Termodinâmica.
energia interna, que está relacionado à Segunda
lei da Termodinâmica.
entropia, que está relacionado à Primeira lei da
Termodinâmica.
entropia, que está relacionado à Segunda lei da
Termodinâmica.
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253) A turbina de um avião tem rendimento de 80%
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
do rendimento de uma máquina ideal de
Carnot operando às mesmas temperaturas. Em
vôo de cruzeiro, a turbina retira calor do
reservatório quente a 127°C e ejeta gases para
a atmosfera que está a 33°C negativos. O
rendimento dessa turbina é de
80 %
64 %
50 %
40 %
32 %
SOM
256) A
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
determinada máquina térmica deve
operar em ciclo entre as temperaturas de 27°C
e 227°C. Em cada ciclo ela recebe 1000 cal da
fonte quente. O máximo de trabalho que a
máquina pode fornecer por ciclo ao exterior,
em calorias, vale
1000
600
500
400
200
qualidade fisiológica do som que nos
permite distinguir um som agudo de um som
grave é denominada:
intensidade
timbre
altura
amplitude
refração
257) Dois sons correspondentes a ondas sonoras do
(A)
254) Uma
- 61 -
(B)
(C)
(D)
(E)
mesmo tipo têm alturas diferentes. O mais
agudo tem:
maior amplitude
maior energia
maior freqüência
maior número de harmônicos
maior período
258) Em geral, com relação à propagação de uma
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
onda sonora, afirmamos corretamente que sua
velocidade:
é menor nos líquidos que nos gases e sólidos
é maior nos gases que nos sólidos e líquidos
é maior nos líquidos que nos gases e sólidos
é menor nos sólidos que nos líquidos e gases
é maior nos sólidos que nos líquidos e gases
255) A refrigeração e o congelamento de alimentos
são responsáveis por uma parte significativa
do consumo de energia elétrica numa
residência típica. Para diminuir as perdas
térmicas de uma geladeira, podem ser
tomados alguns cuidados operacionais:
I. Distribuir
os
alimentos
nas
prateleiras
deixando espaços vazios entre eles, para que
ocorra a circulação do ar frio para baixo e do
quente para cima.
II. Manter as paredes do congelador com camada
bem espessa de gelo, para que o aumento da
massa de gelo aumente a troca de calor no
congelador
III. Limpar o radiador ("grade" na parte de trás)
periodicamente, para que a gordura e a poeira
que nele se depositam não reduzam a
transferência de calor para o ambiente.
Para uma geladeira tradicional é correto indicar,
apenas,
(A) a operação I
(B) a operação II
(C) as operações I e II
(D) as operações I e III
(E) as operações II e III
259) O som é uma onda mecânica longitudinal e
ondas mecânicas são ondas:
que se propagam no vácuo.
que não transmitem energia.
que transmitem matéria.
que precisam de um meio material para se
propagar.
(E) de amplitude alta.
(A)
(B)
(C)
(D)
260) Numa experiência clássica, coloca-se em um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
tubo de vidro, onde se faz o vácuo, uma
lanterna acesa e um despertador que está
despertando. A luz da lanterna é vista, mas o
som do despertador não é ouvido. Isso
acontece porque:
o comprimento de onda da luz é menor que o
do som
nossos olhos são mais sensíveis que nossos
ouvidos
o som não se propaga no vácuo e a luz sim
a velocidade da luz é maior que a do som
o vidro da campânula serve de blindagem para
o som, mas não para a luz.
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261) Um som de baixa freqüência é um som:
(A) forte
(D) fraco
(B) agudo
(E) intenso
(C) grave
266) Morcegos podem produzir e detectar sons de
262) Marque a opção incorreta:
(A) O som é constituído de
(B)
(C)
(D)
(E)
ondas mecânicas
longitudinais.
As ondas mecânicas propagam-se nos meios
sólidos, líquidos e gasosos.
Uma onda sonora não se propaga no vácuo.
Tanto a luz quanto o som são ondas
eletromagnéticas.
A velocidade de uma onda depende do meio de
propagação.
- 62 -
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
freqüência muito maiores do que aquelas a
que o ouvido humano é sensível. Para caçar
insetos que fazem parte da sua dieta, uma
freqüência típica usada é 80 KHz. Se a
velocidade do som no ar, à temperatura
ambiente, é de 344 m/s, o comprimento de
onda associado àquela freqüência vale: (1 KHz
= 1000 Hz)
2,5 mm
3,0 mm
3,8 mm
4,3 mm
5,2 mm
263) O Efeito Doppler consiste em:
(A) mudança na direção de propagação da onda, ao
267) O ouvido humano é capaz de ouvir sons entre
passar por obstáculos.
mudança na freqüência da onda, durante o
processo de interferência.
mudança na freqüência de uma onda, devido ao
movimento relativo entre fonte e observador.
mudança na velocidade de propagação da onda,
quando esta muda de meio.
mudança no comprimento de onda, quando a
onda sofre difração.
20Hz e 20.000Hz aproximadamente. A
velocidade do som no ar é de aproximadamente 340m/s. O som mais grave que o
ouvido humano é capaz de ouvir tem
comprimento de onda:
1,7cm
58,8cm
17m
6800m
6800km
(B)
(C)
(D)
(E)
automóvel passa buzinando por um
pedestre parado. A freqüência do som emitido
pela buzina é de 500 hertz. O som percebido
pelo
pedestre
terá
uma
freqüência
____________ 500 hertz quando o automóvel
se ____________ do pedestre. Assinale a
opção que completa corretamente as lacunas:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
264) Um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
ÓPTICA
268) Uma árvore de 6,0 m de altura é observada
por uma pessoa, situada a 10 m de distância.
Determine a altura da imagem formada na
retina do observador considerando que a
distância da pupila à retina é de 2,0 cm.
igual a – aproximar
igual a – afastar
maior do que – aproximar
menor do que – aproximar
maior do que – afastar
265) As seis cordas de um violão têm espessuras
(A) a
(B) o
(C) a
(D) a
(E) o
diferentes e emitem sons que são percebidos
pelo ouvido de forma diferente. No entanto,
com boa aproximação, pode-se afirmar que
todas elas emitem ondas sonoras que, no ar,
têm:
mesma altura
mesmo timbre
mesma intensidade
mesma velocidade
mesmo comprimento de onda
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
10
11
12
15
18
mm
mm
mm
mm
mm
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- 63 -
269) Certa noite um professor de Física sonhou que
272) Os eclipses solar e lunar – fenômenos astro-
estava conversando com uma árvore. No
sonho fazia sol, e as sombras da árvore e do
professor mediam, respectivamente, S = 2 m e
s = 40 cm. Calcule a altura da árvore sabendo
que a altura do professor é h = 1,80 m.
nômicos que podem ser observados sem a
utilização de instrumentos ópticos – ocorrem
sob determinadas condições naturais. A época
de ocorrência, a duração e as circunstancias
desses eclipses dependem da geometria
variável do sistema Terra-Lua-Sol. Nos eclipses
solar e lunar as fases da Lua são,
respectivamente:
Minguante e Nova
Minguante e Crescente
Cheia e Minguante
Nova e Cheia
Cheia e Nova
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
7m
8m
9m
10 m
12 m
270) Um observador nota que um edifício projeta
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
no solo uma sombra de 15 m de comprimento
no instante em que um muro de 2 metros de
altura projeta no solo uma sombra de 40 cm.
Qual é a altura do edifício?
75 m
70 m
65 m
60 m
55 m
271) Numa noite de Lua cheia, dois alunos se
propuseram a realizar uma experiência de
Física. Um aluno ajudante posicionou um disco
de cartolina de 2,0 centímetros de diâmetro a
2,2 metros de distância do olho de outro
aluno observador de tal modo a encobrir
totalmente a visão do disco lunar.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Sabendo que o diâmetro da Lua é igual a
3476 km, os alunos foram capazes, usando
semelhança de triângulos, de calcular a
distância média Terra-Lua. O valor encontrado
foi:
380346 km
382360 km
384572 km
387215 km
389462 km
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
273) Em um espelho plano, o ângulo entre o raio
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
refletido e o raio incidente é 72°. O ângulo de
incidência é:
18°
24°
36°
72°
144°
274) Um indivíduo se encontra a 3 metros de um
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
espelho plano. A sua imagem, portanto, é:
real e se encontra a 3 metros do espelho
real e se encontra a 6 metros do espelho
virtual e se encontra a 6 metros do espelho
virtual e se encontra a 6 metros do indivíduo
virtual e se encontra a 3 metros do indivíduo
275) Assinale a alternativa incorreta:
(A) Espelho plano é uma superfície refletora em que
ocorre reflexão ordenada da luz
(B) A imagem produzida por um espelho plano é
virtual, direita e enantiomorfa.
(C) O ângulo de incidência é igual ao ângulo de
reflexão
(D) O campo visual do espelho depende da posição
do observador e do tamanho do espelho
(E) Durante a reflexão, o raio incidente, a reta
normal e o raio refletido são paralelos.
276) A distância entre um objeto e sua imagem
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
conjugada por um espelho plano é 50 cm. A
distância entre o espelho e o objeto é:
15 cm
20 cm
25 cm
50 cm
100 cm
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- 64 -
277) Sentado na cadeira da barbearia, um rapaz
282) Um observador, de 1,70 m de altura, cujos
olha no espelho a imagem do barbeiro em pé
atrás dele. As dimensões relevantes são dadas
na figura. A que distância (horizontal) dos
olhos do rapaz fica a imagem do barbeiro?
0,5 m
1,3 m
0,8 m
1,8 m
2,1 m
olhos se encontram a 1,60 m de altura do
solo, está diante de um espelho plano, vertical
e de forma retangular. Para que o observador
veja toda sua imagem, por reflexão, no
espelho, a altura mínima do espelho e a
distância da borda inferior do espelho ao solo
são, respectivamente:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
278) Através de um espelho plano, os ponteiros de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
um relógio de parede são vistos como a figura
abaixo. Determine a hora correta que o
relógio está marcando.
8H 55min
7H 55min
8H 05min
7H 05min
4H 05min
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
0,85m
0,80m
1,70m
1,60m
1,60m
e
e
e
e
e
0,80m
0,85m
no solo
no solo
0,85m
283) Qual é o ângulo entre os espelhos da figura
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
abaixo?
O
45
O
60
O
75
O
90
O
120
279) Um automóvel, de placa ZRN 2534, viaja atrás
de outro automóvel. O motorista da frente
olha pelo espelho retrovisor e vê a placa do
carro de trás. Assinale a opção que indica
corretamente como esse motorista vê a placa:
280) Na figura a seguir, E é um espelho plano e A e
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
B são dois pontos que distam do espelho 15m
e 5m, respectivamente. Pode-se afirmar que a
distância de A à imagem de B é de:
5m
10m
15m
20m
30m
284) O desenho representa a incidência de um raio
luminoso sobre um espelho côncavo. Afirmase que o raio refletido:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
não intercepta o eixo.
não tem direção definida.
passa pelo foco do espelho.
passa pelo centro do espelho.
reflete sobre si mesmo..
285) A figura a seguir apresenta um objeto O,
colocado defronte de um espelho côncavo. C é
o centro de curvatura e F o foco do espelho.
281) Um raio luminoso incide perpendicularmente
sobre um espelho plano, conforme a figura.
Portanto, esse raio:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
é
é
é
é
é
absorvido pelo espelho
refratado rasante ao espelho
refratado perpendicularmente ao espelho
refletido perpendicularmente ao espelho
refletido rasante ao espelho
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Onde se forma a imagem do objeto?
À esquerda de O.
Entre O e C.
Entre C e F.
Entre F e o espelho.
À direita do espelho.
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286) A imagem do objeto luminoso AB através do
289) Um estudante de Física deseja acender o seu
espelho convexo:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
é direita e está entre o vértice e o foco.
é real e direita.
é menor que o objeto e real.
é invertida e virtual.
está situada entre o foco e o centro de
curvatura.
- 65 -
cigarro usando um espelho esférico e a
energia solar. A respeito do tipo de espelho
esférico e do posicionamento da ponta do
cigarro, assinale a opção correta.
Espelho
Posição da ponta do cigarro
(A)
Côncavo
Centro de curvatura do espelho
(B)
Côncavo
Vértice do espelho
(C)
Côncavo
Foco do espelho
(D)
Convexo
Centro de curvatura do espelho
(E)
Convexo
Foco do espelho
290) Isaac
Newton foi o criador do telescópio
refletor. O mais caro desses instrumentos até
hoje fabricado pelo homem, o Telescópio
Espacial Hubble (1,6 bilhão de dólares),
colocado em órbita terrestre em 1990,
apresentou em seu espelho côncavo, dentre
outros, um defeito de fabricação que impede
a obtenção de imagens bem definidas das
estrelas distantes (O Estado de São Paulo,
01/08/91).
287) Com
relação à formação de imagens em
espelhos côncavos, considere as seguintes
afirmações:
I. Raios luminosos que incidem paralelamente
ao eixo do espelho, quando refletidos,
passam pelo foco.
Qual das figuras a seguir representaria o
funcionamento
perfeito
do
espelho
do
telescópio?
II. Raios luminosos, incidindo no centro de
curvatura do espelho são refletidos na
mesma direção.
III. Raios luminosos, partindo do foco, são
refletidos paralelamente ao eixo do espelho.
IV. Uma imagem virtual produzida pelo espelho
pode ser projetada num anteparo.
(A) Apenas as afirmativas I, II e IV são corretas
(B) Apenas as afirmativas II, III, e IV são corretas
(C) Apenas as afirmativas I, II e III são corretas
(D) Todas as afirmativas são corretas.
(E) Nenhuma das afirmativas é correta.
288) Para examinar o dente de uma pessoa, o
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
dentista utiliza um pequeno espelho. A
respeito do espelho utilizado e da distância do
dente ao espelho podemos afirmar:
É côncavo e a distância é maior que a distância
focal.
É plano.
É convexo e a distância é qualquer.
É côncavo e a distância é menor que a distância
focal.
É côncavo e a distância é igual à distância focal.
291) Uma
substância possui índice de refração
absoluto igual a 1,25. Sendo a velocidade de
8
propagação da luz no vácuo igual a 3,0×10
m/s, conclui-se que a velocidade de
propagação da luz na referida substância é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
8
2,0×10
8
2,4×10
8
2,8×10
8
3,2×10
8
3,6×10
m/s
m/s
m/s
m/s
m/s
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292) Sejam as afirmações acerca da refração da luz:
I. Ela somente ocorre com desvio dos raios
luminosos.
II. O raio refratado se aproxima da normal no
meio mais refringente.
III. A refração somente ocorre do meio menos
refringente para o mais refringente.
IV. No meio mais refringente a velocidade da
luz é menor.
Estão corretas SOMENTE as afirmações:
(A) I e II
(B) I e III
(C) II e III
(D) II e IV
(E) III e IV
- 66 -
ONDAS
2 9 6 ) Qu an d o
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
vo c ê an d a e m u m ve lh o ô n ib u s
u rb an o, é f ác il p er ce b e r q u e, d e p en d e n d o d a
fr eq ü ên cia d e g iro d o m oto r, d i f er en t e s
co mp on en t e s d o ô n ib u s en tr a m e m vib ra ção .
O f en ô m en o fí s ic o q u e es tá se p rod u z in d o
n e st e ca so é con h e cid o co mo :
E co
Di sp er sã o
Re f raç ão
Re s s on ân cia
Pola riz aç ão
2 9 7 ) E m u ma sal a d e p a r e d e s e sp e s sa s e u ma
293) Uma menina observa um objeto através de
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
uma lente divergente. A imagem que ela vê é:
virtual, direita e menor que o objeto
virtual, invertida e maior que o objeto
virtual, direita e maior que o objeto
real, invertida e menor que o objeto
real, direita e maior que o objeto
294) A
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
imagem de um objeto luminoso, real,
fornecida por uma lente de vidro no ar, cujos
bordos são mais finos do que o centro (por
exemplo, biconvexa) nunca pode ser:
real, invertida e menor
real, invertida e do mesmo tamanho
real, invertida e maior
virtual, direita e maior
virtual, direita e menor
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
298) A
(A)
(B)
(C)
(D)
295) A
lente da historinha do Bidu pode ser
representada por qual das lentes cujos perfis
são mostrados a seguir?
p orta l ig e ira m en t e en t rea b e rta é p o s sí v el
ou v ir - s e n it id a m en t e o b aru lh o d o trân s ito
d o lad o d e for a. E s se fa to p od e s er m ai s b em
exp li cad o p elo (a ):
E co
Di fra çã o
Re f le xão
Re f raç ão
E f eit o D op p l e r
(E)
p ri n c ip al
d i fe r e n ça
en tr e
on d a s
tran s v er sa i s e lon git u d i n ai s con s is te n o f ato
d e q u e as lo n g itu d in ai s :
N ão p r od u z e m e fe ito s d e i n t er f er ên c ia .
N ão s e r e fl et e m.
N ão s e r e fra ta m.
N ão s e d i fr ata m .
N ão p od e m s er p ol ar iza d as .
299) No
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
f en ô m en o d a r e fra ção d e on d a s,
n ec e s sa ri am en te p e r ma n ec e con s tan t e :
A a mp l itu d e d a on d a
O c om p ri m en to d e on d a
A v elo cid ad e d e p r op a g ação d a on d a
A f r eq ü ên c ia d a on d a
A in te r fe r ên c ia d a on d a
3 0 0 ) Qu an d o
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
d oi s fe n ô m en os on d u la tór io s s e
su p erp õ em
p rod u z in d o
u ma
mu tu a
an iq u ila ção, d iz e mo s q u e o co rr eu :
Re f raç ão
Re f le xão
E f eit o D op p l e r
In t er fe r ên c ia con st ru t i v a
In t er fe r ên c ia d e st ru t i va
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