Prova comentada

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FÍSICA
DADOS E FORMULÁRIO
g ≅ 10
m
s2
k0 = 9,0 × 10 9
N.m 2
C2
c = 3,0 ×10 8
m
s
vsom = 340
m
s
T(K) = T (º C ) + 273
1
01) d = d0 + v0 t + a t 2
2
02) v = v0 + a t
15) E p = m g h
29) Q = m L
16) F = k x
30) τ = p ∆V
qV
2
44) Req = R1 + R2 + ...+ Rn
03) v 2 = v02 + 2a ∆t
1
17) E p = k x 2
2
31) ∆U = Q −τ
45)
r
r
18) p = m v
32) R = 1 −
04) ω =
2π
= 2π f
T
T2
T1
n
senθ r
33) i =
nr senθi
05) v = ω R
r
r
r
19) I = F∆t = ∆p
v2
= ω2 R
R
r
r
07) F = m a
20) ρ =
m
V
34)
21) p =
F
A
35) A = −
r
r
08) P = m g
22) p = p0 + ρ g h
09) f a = µ N
23) E = ρ V g
06) ac =
10) F = G
11)
m1 m2
d2
T2
d
= constante
3
P1 V1 P2 V2
=
T1
T2
1
13) Ec = m v 2
2
1 N 
26) p =   m v 2
3 V 
Q
27) C =
∆t
14) τ = ∆EC
28) Q = m c ∆t
12) τ = F d cosθ
p' I
=
p O
q1 q2
36) F = k0 2
r d
r F
37) E =
q
q
38) E = k0 2
d
τ
39) VAB = ΑΒ
q
24) pV = n R T
25)
1 1 1
= +
f p p'
40) V = k0
41) i =
∆q
∆t
42) C =
q
V
q
d
43) E =
1
1 1
1
= + + ...+
Req R1 R2
Rn
46) R =
V
i
47) R = ρ
L
A
48) P = V i
49) P = R i 2 =
50) i =
V2
R
∑ε
∑R
51) V AB = ∈ ± ri
52) F = B q v senθ
53) F = B i L senθ
54) ε =
- ∆Φ
∆t
55) Φ = B A cosθ
56) v = λ f
Instruções:
Algumas das questões de Física são adaptações de situações reais. Alguns dados e
condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. Ressaltamos a
necessidade de uma leitura atenta e completa do enunciado antes de responder à questão.
Questão 01
“Ao fazermos uma curva, sentimos o efeito da força centrífuga, a força que nos “joga” para
fora da curva e exige um certo esforço para não deixar o veículo sair da trajetória. Quanto
maior a velocidade, mais sentimos essa força. Ela pode chegar ao ponto de tirar o veículo de
controle, provocando um capotamento ou a travessia na pista, com colisão com outros
veículos ou atropelamento de pedestres e ciclistas.”
DENATRAN. Direção defensiva. [Apostila], p. 31, maio 2005.
Disponível em: http://<www.detran.sc.gov.br>
Acesso em: 9 out. 2008.
A citação acima apresenta um erro conceitual bastante freqüente. Suponha o movimento
descrito analisado em relação a um referencial inercial, conforme a figura abaixo:
N
v1
v2
Fc
Fc
P
vista em perspectiva
Fc
vista de cima
Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Um veículo de massa m percorre uma determinada curva de raio R sem derrapar,
com velocidade máxima de módulo constante v. Um segundo veículo com pneus
idênticos ao primeiro, com massa quatro vezes maior (4 m), deverá percorrer a mesma
curva sem derrapar, com uma velocidade máxima constante de módulo duas vezes
menor (v/2).
02. Um veículo descrevendo uma curva em uma estrada plana certamente estará sob ação
de uma força centrífuga, se opondo à força de atrito entre os pneus e o chão. Se o atrito
deixar de atuar, o veículo será lançado radialmente para fora da curva em virtude dessa
força centrífuga.
04. Como o veículo está em equilíbrio, atuam a força centrípeta (para “dentro” da trajetória) e
a força centrífuga (para “fora” da trajetória), com o mesmo módulo, a mesma direção e
sentidos contrários. Essas forças constituem um par ação e reação, segundo a 3a Lei de
Newton.
08. Se o veículo percorrer uma curva, executando uma trajetória circular, com o módulo
da velocidade constante, estará sujeito a uma aceleração. Pela 2a Lei de Newton, essa
aceleração é provocada pela resultante das forças que atuam sobre o veículo. Como a
força normal e o peso se anulam, a força resultante é a força centrípeta que se origina
do atrito entre os pneus e o chão.
16. Força é o resultado da interação entre dois ou mais corpos. Pela 3a Lei de Newton: “se
dois corpos A e B interagem, a força que A faz sobre B tem o mesmo módulo, a mesma
direção e sentido contrário à força que B faz sobre A”. Logo, não há força centrífuga
atuando sobre o veículo, pois se o veículo (corpo A) é jogado para fora da curva, ele
deveria ser atraído por outro corpo, que naturalmente não existe.
Questão 01
Gabarito: 24 (08 + 16)
Número de acertos: 236 (3,68%)
Grau de dificuldade previsto: difícil
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
39,4
incidência (%)
02
04
08
16
50,5
35,1
50,1
21,4
A questão abordou a aplicação das Leis de Newton no movimento circular uniforme,
além de exigir a compreensão da validade destas leis num referencial inercial.
O índice de acertos verificado na resposta correta, de apenas 3,68%, confirma o grau
de dificuldade previsto e mostra a enorme dificuldade dos candidatos de analisar os
movimentos em diferentes referenciais. As concepções alternativas dos candidatos,
associadas à relação força e movimento, amplamente utilizadas no cotidiano, certamente
tiveram forte influência nas respostas à questão. Tal afirmativa está explicita no alto índice
dos que assinalaram as proposições incorretas 02 (50,5%) e 04 (35,1%), em contraposição
aos que assinalaram a proposição correta 16 (21,4%).
Questão 02
Uma tábua homogênea encontra-se em repouso sobre um lago de águas calmas. Dois
sapos estão parados nas extremidades desta tábua, como é mostrado na figura. A massa do
sapo da esquerda (sapo 1) é maior do que a do sapo da direita (sapo 2). Em determinado
momento, os sapos pulam e trocam de posição. Suponha que o atrito da tábua com a água
seja desprezível.
sapo 1
sapo 2
m1 > m2
Considerando o sistema formado pelos dois sapos e a tábua, e as margens do lago como
referencial, é CORRETO afirmar que:
01. a quantidade de movimento do sistema constituído pelos dois sapos e a tábua se
conserva.
02. a quantidade de movimento do sapo 1 é igual, em módulo, à quantidade de movimento
do sapo 2, durante a troca de suas posições.
04. a tábua fica em repouso enquanto os sapos estão no ar.
08. a distância horizontal percorrida pelo sapo 1 é igual à percorrida pelo sapo 2.
16. após os sapos terem trocado de posição, a tábua ficará em repouso.
Questão 02
Gabarito: 17 (01 + 16)
Número de acertos: 396 (6,17%)
Grau de dificuldade previsto: difícil
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
46,3
incidência (%)
02
04
08
16
31,2
27,8
64,5
41,8
A questão envolveu a compreensão e a aplicação do princípio de conservação de
quantidade de movimento. Na situação apresentada, não há variação da quantidade de
movimento, pois a resultante das forças externas é nula (veja a equação 19 do formulário).
Como a quantidade de movimento inicial (antes dos sapos pularem) era igual a zero e, além
r
disso, ela não varia (a quantidade de movimento se conserva, pois o ∑ Fexternas = 0 ), isto
implica que a quantidade de movimento é nula em qualquer instante. Enquanto os sapos
estão em movimento, a tábua se desloca para a esquerda (a tábua tem o mesmo sentido de
movimento do sapo 2, o de menor massa). Isto não foi percebido por uma parcela grande de
candidatos, pois 64,5% deles assinalaram a proposição incorreta 08.
A frequência de respostas parciais assinaladas (46,3% a proposição 01 e 41,8% a
proposição 16) faz com que, inicialmente, a questão possa ser considerada de nível médio.
Como somente 6,2% perceberam que ambas as proposições eram corretas, o grau obtido
passou para difícil.
Questão 03
Em um parque de diversões, um pêndulo de brinquedo é constituído por uma esfera
metálica de massa m, amarrada a uma barra fina, de massa desprezível e comprimento l.
O pêndulo deve ser lançado da altura máxima no ponto A, girando em um plano vertical,
com o objetivo de tentar completar a volta e se aproximar, o máximo possível, novamente,
do ponto A. Suponha que o pêndulo seja lançado com velocidade de módulo 2gl , a partir
do ponto A, chegando só até o ponto D, na primeira oscilação. Após oscilar repetidas vezes,
pára no ponto C. Despreze o atrito da esfera com o ar.
v A
Considere: cos 37º ≅ 0,8
sen 37º ≅ 0,6
m
l
37º
B
C
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
D
01. Se o atrito entre a barra e o eixo de suspensão fosse desprezível, a tensão na barra, no
ponto C, seria três vezes o peso da esfera.
02. Se o atrito entre a barra e o eixo de suspensão fosse desprezível, o módulo da
velocidade que a esfera teria ao passar pelo ponto D seria 2 ,4 gl .
04. Durante todo o movimento do pêndulo, a tensão não realiza trabalho.
08. O trabalho realizado pelo atrito entre os pontos A e D é 0,4 mgl.
16. O trabalho realizado pelo atrito desde o ponto A até a parada definitiva do pêndulo
no ponto C é −3 mgl.
Questão 03
Gabarito: 20 (04 + 16)
Número de acertos: 137 (2,14%)
Grau de dificuldade previsto: médio
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de 32,6
incidência (%)
02
04
08
16
42,0
28,6
52,7
25,7
Para a solução da questão, é necessário aplicar o Princípio da Conservação da
Energia a um movimento circular. Nas proposições em que o atrito entre a barra e o eixo de
suspensão foi considerado desprezível (01 e 02), todas as forças que atuam são
conservativas e a energia mecânica se conserva. Se o atrito não é desprezível (proposições
08 e 16), não há conservação da energia mecânica, pois a força de atrito não é
conservativa; neste caso, a variação de energia mecânica é igual ao trabalho feito pela força
de atrito.
Esta questão apresentou o menor percentual de acertos (2,14%) da prova de Física.
Este resultado não era esperado, pois o Princípio da Conservação da Energia é um tópico
muito importante dentro do programa de Física. No entanto, observando-se a frequência de
respostas parciais, vê-se que o número de candidatos assinalando proposições corretas é
maior que o que acertou a questão integralmente: 28,6% a 04 e 25,7% a 16, obtendo pontos
parciais na questão. Isso parece indicar que muitos candidatos decidem não arriscar,
assinalando proposições das quais não tenham certeza, preferindo, neste caso, obter acerto
parcial (segundo o critério de correção da UFSC, cada proposição errada marcada elimina
uma certa). Portanto, a análise do grau de dificuldade por proposição é, frequentemente,
mais adequada do que a análise por questão.
Questão 04
r
Um brinquedo de peso P
e densidade ρ está amarrado a um fio. O fio enrosca e fica
preso na grade de proteção de um refletor no fundo de uma piscina cheia de água, como
mostra a figura. O fio é bastante fino e só pode suportar uma tensão de módulo, no máximo,
igual a três vezes o módulo do peso do brinquedo. Sabe-se que a relação entre a densidade
ρ
1
do brinquedo e a densidade da água (ρágua) é
= .
ρágua 3
Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O fio arrebenta e o brinquedo sobe.
02. O brinquedo permanece em equilíbrio na posição mostrada na figura.
04. O módulo da força de empuxo é duas vezes maior que o módulo do peso do brinquedo.
08. O módulo da tensão no fio é igual ao dobro do módulo do peso do brinquedo.
16. A massa do brinquedo submerso é igual à massa de água deslocada.
32. A força de empuxo independe da massa de água deslocada.
Questão 04
Gabarito: 10 (02 + 08)
Número de acertos: 466 (7,28%)
Grau de dificuldade previsto: fácil
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de 28,0
incidência (%)
02
04
08
16
32
54,3
26,5
24,9
42,4
21,5
A questão envolveu conhecimentos de Hidrostática, principalmente aplicações do
Princípio de Arquimedes. Era necessário efetuar o cálculo do empuxo (obtendo um valor
igual a três vezes o peso do brinquedo), para verificar que, dentre as quatro primeiras
proposições, somente a 02 e a 08 eram corretas.
O percentual de frequência verificado na proposição 16 (42,4%) parece indicar que
uma parcela grande de candidatos fez confusão entre o fato do volume do brinquedo ser
igual ao volume de água deslocada (correto) e “a massa do brinquedo submerso é igual à
massa de água deslocada” (incorreto).
Questão 05
O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bastante atual. Uma alternativa
para o aquecimento da água em casas ou condomínios é a utilização de aquecedores
solares.
Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de coletores
solares (placas) e reservatório térmico (boiler), como esquematizado na figura abaixo.
Caixa d’água
Reservatório térmico
(boiler)
Coletores solares
(placas)
Em relação ao sistema ilustrado da figura acima, assinale a(s) proposição(ões)
CORRETA(S).
01. A água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural,
por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a
água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação.
02. Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintados de preto para uma maior
absorção de calor por irradiação térmica.
04. As placas coletoras são envoltas em vidro transparente que funciona como estufa,
permitindo a passagem de praticamente toda a radiação solar. Esta radiação aquece as
placas que, por sua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntes de
convecção, sendo que este ar é impedido de se propagar para o ambiente externo.
08. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por
condução.
16. Como a placa coletora está situada abaixo do reservatório térmico, o sistema acima
descrito só funcionará se existir uma bomba hidráulica que faça a água circular entre os
dois.
32. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água.
Questão 05
Gabarito: 07 (01 + 02 + 04)
Número de acertos: 1018 (15,87%)
Grau de dificuldade previsto: fácil
Grau de dificuldade obtido: médio
Proposições
01
Percentual de
56,2
incidência (%)
02
04
08
16
32
62,6
61,7
8,3
19,6
17,9
A questão abordou a aplicação dos conceitos de transmissão de calor (condução,
convecção e irradiação) envolvidos nos aquecedores solares de água, efetuando uma
contextualização bastante atual do uso racional das fontes de energia. Como é um assunto
amplamente discutido no Ensino Médio, esperava-se que o seu grau de dificuldade fosse
fácil, porém somente 15,87% dos candidatos acertam integralmente a questão. No entanto,
considera-se que a análise do grau de dificuldade por proposição é, neste caso, mais
adequada do que a análise por questão, como podemos observar na frequência de
respostas parciais, onde o número de candidatos assinalando proposições corretas é muito
maior do que o que acertou a questão integralmente: 56,2% a 01, 62,6 a 02 e 61,7% a 04,
obtendo pontos parciais na questão. Dessa forma, aparentemente há um indicativo de que
muitos candidatos não assinalam proposições das quais não tenham certeza, no intuito de
obter, pelo menos, acertos parciais.
Questão 06
A mãe zelosa de um candidato, preocupada com o nervosismo do filho antes do
vestibular, prepara uma receita caseira de “água com açúcar” para acalmá-lo. Sem
querer, a mãe faz o filho relembrar alguns conceitos relacionados à luz, quando o mesmo
observa a colher no copo com água, como mostrado na figura abaixo.
Sobre o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que:
01. a luz tem um comportamento somente de partícula.
02. a velocidade da luz independe do meio em que se propaga.
04. a colher parece quebrada, pois a direção da propagação da luz muda ao se propagar do
ar para a água.
08. a velocidade da luz na água e no ar é a mesma.
16. a luz é refratada ao se propagar do ar para a água.
Questão 06
Gabarito: 20 (04 + 16)
Número de acertos: 3654 (56,99%)
Grau de dificuldade previsto: fácil
Grau de dificuldade obtido: fácil
Proposições
01
Percentual de
5,1
incidência (%)
02
04
08
16
32
15,8
83,7
13,7
81,5
0,2
O fenômeno ótico da refração é considerado de importância fundamental no estudo
de ótica e, o exemplo do objeto “quebrado”, representado na questão por uma colher, é
corriqueiro no Ensino Médio. Confirmando a facilidade esperada da questão, observou-se
que 83,7% dos candidatos assinalaram a proposição 04; 81,5% assinalaram a proposição 16
e, destes, 56,99% perceberam serem estas as duas proposições corretas.
A questão obteve o maior percentual de acertos da prova, indicando que os
candidatos possuem uma compreensão do fenômeno, o que também se comprova pelo
baixo percentual de proposições incorretas assinaladas.
Questão 07
Duas esferas condutoras isoladas têm raios R e 2R e estão afastadas por uma
distância a. Inicialmente, a esfera maior tem um excesso de carga positiva +q e a
menor está neutra. Encosta-se uma esfera na outra e, em seguida, as duas são
reconduzidas à posição inicial.
Nesta última situação, é CORRETO afirmar que:
01. a força eletrostática entre as esferas é k0
q2
4a 2
.
1
2
02. a esfera menor tem carga + q e a maior, + q .
3
3
04. o potencial elétrico na esfera maior é a metade do valor do potencial na esfera menor.
08. todo o excesso de carga da esfera menor está localizado na sua superfície.
16. o campo elétrico no interior da esfera menor é nulo.
32. a diferença de potencial entre quaisquer dois pontos da esfera maior é diferente de zero.
Questão 07
Gabarito: 26 (02 + 08 +16)
Número de acertos: 300 (4,69%)
Grau de dificuldade previsto: médio
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
17,4
incidência (%)
02
04
08
16
32
32,9
25,0
36,3
47,3
43,3
A questão buscou avaliar conhecimentos básicos de eletrostática, tais como Lei de
Coulomb, campo elétrico e potencial elétrico.
Ao serem colocadas em contato, havia uma redistribuição das cargas elétricas e as
esferas entravam em equilíbrio eletrostático (ficando ambas com o mesmo potencial). Isto
permitia calcular o excesso de carga em cada esfera após o contato entre elas. O campo
elétrico no interior de um condutor é nulo, qualquer excesso de carga está localizado na sua
superfície e o potencial elétrico no condutor é constante. Sendo assim, a diferença de
potencial entre quaisquer dois pontos deste condutor é nula e a proposição 32 é incorreta,
fato que não foi identificado por uma parcela significativa de candidatos (43,3%),
provavelmente confundindo a diferença de potencial (nula) com o valor do potencial (não
nulo e constante).
Um número razoável de candidatos assinalou proposições corretas: 32,9% a 02,
36,3% a 08 e 47,3% a 16, o que poderia, inicialmente, indicar um nível médio de dificuldade
para a questão, apesar de somente 4,69% deles assinalarem as três proposições corretas
simultaneamente.
Questão 08
Um técnico eletricista, para obter as características de um determinado resistor, submete
o mesmo a vários valores de diferença de potencial, obtendo as intensidades de corrente
elétrica correspondentes. Com os valores obtidos, o técnico constrói o gráfico V X i
mostrado abaixo, concluindo que o gráfico caracteriza a maioria dos resistores reais.
V(volts)
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0
200 400 600 800 i ( mA )
Analise o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A resistência desse resistor tende a aumentar com o seu aquecimento, devido ao
aumento da corrente.
02. No trecho de 0 a 600 mA, o resistor é considerado ôhmico, pois o valor da resistência é
constante.
04. No trecho de 600 mA até 800 mA, a relação R =
V
não pode ser aplicada, pois o resistor
i
não é mais ôhmico.
08. Quando passa pelo resistor uma corrente de 800 mA, a resistência elétrica do mesmo é
5Ω.
16. Se o técnico desejar construir um resistor de resistência igual a 5 Ω, utilizando um fio de
-6
2
níquel cromo (ρ = 1,5 x 10 Ω.m) com área da secção reta de 1,5 mm , o comprimento
deste fio deverá ter 5 m.
32. Quando a intensidade da corrente aumenta de 200 mA para 400 mA, a potência
dissipada por efeito Joule no referido resistor duplica.
Questão 08
Gabarito: 19 (01 + 02 + 16)
Número de acertos: 177 (2,76%)
Grau de dificuldade previsto: médio
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
34,9
incidência (%)
02
04
08
16
32
77,1
44,5
22,1
33,0
38,1
Através de uma análise gráfica, a questão buscou questionar a interpretação de
conceitos básicos da eletrodinâmica, como resistência elétrica, potência e Lei de Ohm. O
quadro de frequências de respostas mostra que somente 2,76% dos candidatos acertaram
integralmente a questão, o que elevou o grau de dificuldade previsto de médio para difícil. A
maioria dos candidatos (77,1%) identificou a reta no trecho de 0 a 600 mA do gráfico V X i
como sendo de um resistor ôhmico, aplicando corretamente a Lei de Ohm, mas somente
34,9% dos candidatos assinalaram a proposição correta 01, que aponta o aumento da
resistência desse resistor com o seu aquecimento, devido ao aumento da corrente. Além
disso, 44,5% dos candidatos assinalaram a proposição incorreta 04, parecendo mostrar que,
apesar de muitos identificarem o que é um resistor ôhmico, acharam não ser correto aplicar,
no trecho de 600 mA até 800 mA, a relação R = V/i, que é meramente a definição de
resistência. Outro fator que pode ter influído na escolha das respostas é a dificuldade de
interpretar gráficos. Pode-se ressaltar, também, que o percentual médio (33,0%) dos
candidatos que assinalaram a proposição correta 16 pode ser associado a pouca
familiaridade com o conceito de resistividade ou com a dificuldade de efetuar mudança de
unidades.
Questão 09
Em relação ao campo magnético, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Imagine que você esteja sentado numa sala com as costas voltadas para uma parede da
qual emerge um feixe de elétrons que se move horizontalmente para a parede em frente.
Se este feixe de elétrons for desviado para a sua direita, o campo magnético existente
na sala terá o sentido do teto para o chão.
02. Um campo magnético pode ser criado por cargas em movimento ou em repouso. Um
exemplo deste último é o campo magnético criado por um ímã.
04. Se uma partícula carregada for lançada em uma região onde existe um campo
r
r
magnético B , ela será sempre desviada perpendicularmente a B .
08. Como a força magnética agindo sobre uma partícula carregada é sempre perpendicular
r
ao vetor velocidade da partícula, um campo magnético B constante não pode alterar o
módulo da velocidade desta partícula.
r
16. Se uma partícula carregada for lançada com velocidade v em uma região onde existe
r
r
um campo magnético B , ela descreverá uma trajetória circular desde que v seja
r
perpendicular a B .
Questão 09
Gabarito: 25 (01 + 08 +16)
Número de acertos: 140 (2,19%)
Grau de dificuldade previsto: médio
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
31,0
incidência (%)
02
04
08
16
60,6
40,3
31,5
51,9
Nesta questão, foi necessária a aplicação de conhecimentos de Eletromagnetismo,
tais como campo magnético e força magnética. Ela apresentou o segundo menor percentual
de acertos (2,19%) da prova de Física. Este resultado não era esperado, pois os conceitos
requeridos para solucioná-la são conceitos básicos de Eletromagnetismo. No entanto, podese ressaltar novamente que a frequência de respostas parciais corretas é bem maior do que
a frequência das respostas integralmente corretas: 31,0% a 01, 31,5% a 08 e 51,9% a 16.
Merece ainda observar a alta percentagem de candidatos que assinalou as proposições
incorretas: a) 02 (60,6%), não identificando que um campo magnético só pode ser criado por
cargas em movimento e que isto ocorre até mesmo no exemplo citado de um ímã, sendo o
movimento dos elétrons no interior dos átomos de ferro que constituem o ímã o causador do
campo magnético neste caso; b) 04 (40,3%), não percebendo que uma partícula carregada,
r
lançada em uma região onde existe um campo magnético B , será desviada
r
perpendicularmente a este campo somente se a sua velocidade não for paralela a B .
Questão 10
Na transmissão de energia elétrica das usinas até os pontos de utilização, não bastam fios
e postes. Toda a rede de distribuição depende fundamentalmente dos transformadores,
que ora elevam a tensão, ora a rebaixam. Nesse sobe-e-desce, os transformadores não
só resolvem um problema econômico, como melhoram a eficiência do processo. O
esquema abaixo representa esquematicamente um transformador ideal, composto por
dois enrolamentos (primário e secundário) de fios envoltos nos braços de um quadro
metálico (núcleo), e a relação entre as voltagens no primário e no secundário é dada
Vp N p
=
.
por
Vs N s
Primário
Voltagem (Vp )
Nº de voltas(Np )
Secundário
Voltagem (Vs )
Nº de voltas(Ns )
Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O princípio básico de funcionamento de um transformador é o fenômeno conhecido
como indução eletromagnética: quando um circuito fechado é submetido a um campo
magnético variável, aparece no circuito uma corrente elétrica cuja intensidade é
proporcional às variações do fluxo magnético.
02. No transformador, pequenas intensidades de corrente no primário podem criar grandes
intensidades de fluxo magnético, o que ocasionará uma indução eletromagnética e o
aparecimento de uma voltagem no secundário.
04. O transformador acima pode ser um transformador de elevação de tensão. Se ligarmos
uma bateria de automóvel de 12 V em seu primário (com 48 voltas), iremos obter uma
tensão de 220 V em seu secundário (com 880 voltas).
08. Podemos usar o transformador invertido, ou seja, se o ligarmos a uma tomada em nossa
residência (de corrente alternada) e aplicarmos uma tensão de 220 V em seu secundário
(com 1000 voltas), obteremos uma tensão de 110 V no seu primário (com 500 voltas).
16. Ao acoplarmos um transformador a uma tomada e a um aparelho elétrico, como não há
contato elétrico entre os fios dos enrolamentos primário e secundário, o que impossibilita
a passagem da corrente elétrica entre eles, não haverá transformação dos valores da
corrente elétrica, somente da tensão.
32. O fluxo magnético criado pelo campo magnético que aparece quando o transformador é
ligado depende da área da secção reta do núcleo metálico.
Questão 10
Gabarito: 41 (01 + 08 + 32)
Número de acertos: 170 (2,65%)
Grau de dificuldade previsto: difícil
Grau de dificuldade obtido: difícil
Proposições
01
Percentual de
58,2
incidência (%)
02
04
08
16
32
39,4
51,5
57,8
24,9
35,0
A questão abordou uma aplicação de conceitos da indução eletromagnética, os
transformadores. Estes dispositivos são amplamente utilizados no cotidiano. Em um
transformador especificamente, a indução ocorre com a variação do fluxo magnético, devido
à variação da corrente elétrica em um dos enrolamentos do mesmo. Como a indução
eletromagnética é um assunto trabalhado nos últimos meses do terceiro ano do Ensino
Médio, as suas aplicações, como o transformador, são pouco exploradas. Tal afirmativa
repercute no baixo percentual de acertos (2,65%) da prova. A dispersão da frequência das
respostas parciais, tanto corretas como incorretas, parece indicar falta de conhecimento dos
candidatos a respeito deste assunto.
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