1 gabarito - Portal Tijuca CP2

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
3ª CERTIFICAÇÃO/2015 - FÍSICA – 3a SÉRIE – 1o TURNO
PROFESSORES: JULIEN / J. FERNANDO / ROBSON / THIAGO / BRUNO / RONALDO
GABARITO
ATENÇÃO
Verifique se a prova que esta recebendo consta de quatro páginas numeradas de 1 a 4 e impressas com:
 1ª parte – seis questões objetivas.
 2ª parte – quatro questões discursivas.
1a PARTE – OBJETIVA – 3,0 pontos
de carga de valor −4,0C, para que fique em equilíbrio no campo gravitacional terrestre, terá valor
igual a:
1a QUESTÃO (0,5 ponto)
As cargas elétricas +Q, −Q e
+2Q estão dispostas num círculo de raio R, conforme representado na figura. Com base
nos dados da figura, é correto
afirmar que, o campo elétrico
resultante no ponto situado no
centro do círculo está representado pelo vetor:
(A) ⃗⃗E1
(B) ⃗⃗E2
(C) ⃗⃗E3
(A) 0,060
(D) 0,020
(B) 0,50
(E) 0,40
(C) 0,030
4a QUESTÃO (0,5 ponto)
(D) ⃗⃗E4
(E) ⃗⃗E5
2a QUESTÃO (0,5 ponto)
Uma esfera metálica de raio R apresenta uma
carga Q.A intensidade do campo elétrico E varia
com a distância segundo o diagrama:
Uma espira circular de diâmetro
igual a 4cm é percorrida por uma
corrente de intensidade 8,0A. O vetor
campo magnético no centro da espira
é perpendicular ao plano da figura e
orientado para:
−5
(A) fora e de intensidade 8,0  10 T
−5
(B) dentro e de intensidade 8,0  10 T
−5
(C) fora e de intensidade 4,0  10 T
−5
(D) dentro e de intensidade 4,0  10 T
−5
5a QUESTÃO (0,5 ponto)
3a QUESTÃO (0,5 ponto)
Junto ao solo, a céu
aberto, o campo elétrico
da Terra tem intensidade
igual a 150N/C e está
dirigido para baixo como
mostra a figura. Adotando
a intensidade do campo gravitacional da Terra co2
mo sendo igual a 10m/s e desprezando a resistência do ar, a massa m, em gramas, de uma esfera
Um feixe composto
por nêutrons, prótons e
elétrons penetra em
uma região onde há um
campo magnético perpendicular à direção
inicial do feixe, como indicado na figura. As três
componentes, I, II e III, em que o feixe se subdivide
correspondem respectivamente:
(A) elétrons, prótons e nêutrons.
(B) nêutrons, elétrons e prótons.
(C) prótons, elétrons e nêutrons.
(D) elétrons, nêutrons e prótons.
(E) prótons, nêutrons e elétrons.
Coordenador - Rubrica
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
(E) fora e de intensidade 2,0  10 T
O
3ª SÉRIE – 1 TURNO
PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
Ensino Médio
GABARITO
6a QUESTÃO (0,5 ponto)
A figura a seguir representa um
fio retilíneo e muito longo percorrido por uma corrente elétrica convencional i, de A para B. Com
relação ao sentido do campo
magnético criado pela corrente
elétrica no ponto P e a sua intensidade, é correto afirmar que:
(A) o sentido é para fora da página e sua intensida2
de depende da distância "r ".
(B) o sentido é para o ponto "1" e sua intensidade
depende da distância "r".
(C) o sentido é para o ponto "2" e sua intensidade
independe da distância "r".
(D) o sentido é para dentro da página e sua intensidade depende da distância "r".
(E) o sentido é para o ponto "3"e sua intensidade
depende de "i" e independe de "r".
RESPOSTA DA 1a PARTE
2a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
3a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
4a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
5a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
6a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(E)
(E)
(E)
(E)
(E)
ATENÇÃO
I. Não é permitido rasurar o quadro de respostas.
II. Marque apenas uma opção em cada questão.
III. Não é permitido o uso do corretor.
2 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
Coordenador - Rubrica
PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
3ª SÉRIE – 1 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
2a PARTE – DISCURSIVA – 4,0 pontos
Todas as questões devem ser desenvolvidas (a tinta) – Somente a resposta, na questão, não será considerada.
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
Três cargas elétricas, q1 = −16C, q2 = +1,0C e q3 = −4,0C, são mantidas fixas no vácuo e alinhadas,
como mostrado na figura.
Sendo a distância d igual 1,0cm. Calcule o módulo do vetor campo elétrico produzido na posição da carga
q2, em V/m.
Considere: g = 10m/s , dmercúrio = 13,6g/cm , Patmosférica = 1,0  10 N/m e ko = (1/4)o = 9,0  10 Nm /C .
2
3
5
2
9
2
2
Campo elétrico produzido pela carga q1 na posição da carga q2:
ko × |q1 |
ko × 16
ko
 Eq1 =
 Eq1 = 4 2
2
2
(2d)
4d
d
Campo elétrico produzido pela carga q1 na posição da carga q3:
000
ko × |q3 |
ko × 4
ko
Eq3 =
 Eq1 =
 Eq1 = 4 2
2
2
d
d
d
Campo elétrico resultante:
Eq1 =
⃗⃗ER = ⃗⃗Eq1 + ⃗⃗Eq3  ER = 4
ko
ko
d
d2
− 4
2
ER = 0
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
Na figura, representamos as linhas de força de um campo elétrico uniforme de intensidade E. Sejam 80V e 40V os potenciais elétricos nos pontos A e B, respectivamente.
As distâncias AC e AB valem, respectivamente, 0,60m e 1,0m. Determine:
Considerando a perpendicular AC ao campo elétrico, podemos afirmar que o potencial
elétrico é mesmo (superfície equipotencial). Assim podemos escrever:
UA = UC = 80V
(B) A intensidade E do campo elétrico.
Considerando o campo elétrico uniforme e UC > UB, podemos escrever:
UA – UB = UC – UB = E  d  UC – UB = E  CB
Logo:
80 – 40 = E  0,8
E = 50V/m
Coordenador - Rubrica
3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
(A) O potencial elétrico no ponto C;
PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
3ª SÉRIE – 1 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
−19
Uma partícula carregada negativamente com carga de módulo igual a 1,6  10 C,
7
movendo-se com velocidade de módulo 1,0  10 m/s, penetra em uma região na qual
−3
atua um campo magnético uniforme, de intensidade igual a 1,5  10 T, conforme a figura. Sabendo-se que a partícula descreve uma trajetória circular de raio igual a 4,0cm,
calcule a sua massa, desprezando a ação gravitacional e desenhe a trajetória descrita
pela partícula dentro do campo magnético.
Uma partícula eletrizada com carga q movendo-se, com velocidade ⃗v no interior de um
campo magnético ⃗⃗B está sujeita a uma força magnética ⃗F, que atua na direção perpendicular
ao plano que contém ⃗v e ⃗⃗B, com sentido perpendicular ao giro de ⃗v para ⃗⃗B, se a carga é positiva e, oposto, se a carga é negativa. O módulo dessa força é dado por:
⃗⃗ .
F = q  v  B  sen , sendo  é o ângulo entre ⃗v e B
No caso em questão, ⃗v  ⃗⃗B  sen  = 1. Logo, F age sobre a partícula como resultante
centrípeta não realizando trabalho sobre ela, alterando apenas a direção da sua velocidade,
obrigando-a a descrever a trajetória circular, conforme mostra a figura. Desse modo tem-se:
v2
R
-19
1,6 × 10 × 0,0015 × 0,04
q×v×B=m ×
m=
q×v×B
m=
v
107
Logo:
m = 9,6  10−31kg
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
Duas espiras circulares concêntricas e coplanares de raios 2cm e 4cm são
percorridas por correntes de intensidades 1,0A e 4,0A, respectivamente, conforme mostra
−7
a figura. Sendo a permeabilidade magnética do meio igual a 4  10 Tm/A. Determine a
intensidade do vetor indução magnética no entro O.
 × i1
4 × 10−7 × 1
B1 =
 B1 =
 B1 = 1,0 × 10−5 perpendicular saindo do papel
−2
2 × R1
2 × 2 × 10 × 
 × i2
4 × 10−7 × 4
B2 =
 B2 =
 B2 = 2,0 × 10−5 perpendicular entrando no papel
−2
2 × R2
2 × 4 × 10 × 
Campo magnético resultante:
BR = B2 – B1  BR = (2 – 1)  10−5
Logo:
BR = 1,0  10−5T
Perpendicular ao plano entrando no papel
Coordenador - Rubrica
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Calculo do campo magnético: