1 gabarito - Portal Tijuca CP2

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
3ª CERTIFICAÇÃO/2016 - FÍSICA – 3a SÉRIE – 2o TURNO
PROFESSORES: JULIEN / J. FERNANDO / ROBSON / ALCIBÉRIO / RAMON / RONALDO
LABORATÓRIO DE FÍSICA - TECNICO CAIO JORDÃO
GABARITO
ATENÇÃO
Verifique se a prova que esta recebendo consta de quatro páginas numeradas de 1 a 4 e impressas com:
 1ª parte – quatro questões objetivas.
 2ª parte – seis questões discursivas.
1a QUESTÃO (0,25 ponto)
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 a seguir. Nessa figura, é mostrado
ainda o solo sob a nuvem, que fica carregado negativamente por indução, além dos pontos X, Y, Z e W
em destaque. 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,
(A) para baixo e para cima.
(B) para cima e para baixo.
(C) para cima e para cima.
(D) para baixo e para baixo.
(E) para direita e para esquerda.
2a
QUESTÃO (0,25 ponto)
nas placas de um
capacitor. A figura
3 representa um
fragmento ampliado dessa membrana, de espessura d, que está
sob ação de um
campo elétrico uniforme, representado na figura por
suas linhas de
força paralelas entre si e orientadas
para cima. A diferença de potencial
entre o meio intracelular e o extracelular é U. Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de
potássio K+, indicado na figura 3, sob ação desse
campo elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica
cujo módulo pode ser escrito por:
e×d
U×d
e
(A) e × U × d (B)
(C)
(D)
U
e
U×d
e×U
(E)
d
3a QUESTÃO (0,25 ponto)
Assinale a opção em que as linhas de indução do
campo magnético de um ímã estão mais bem representadas.
Modelos elétricos são frequentemente utilizados
para explicar a transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (figura
1), células delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular do meio extracelular. A parte interna da membrana é negativamente carregada e a parte externa possui carga positiva (figura 2), de maneira análoga ao que ocorre
Coordenador - Rubrica
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a PARTE – OBJETIVA – 1,0 ponto
3ª SÉRIE – 2O TURNO
PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
Ensino Médio
GABARITO
4a QUESTÃO (0,25 ponto)
Duas cargas de massas
iguais e sinais opostos,
com a mesma velocidade
inicial, entram pelo ponto A
em uma região com um
campo magnético uniforme, perpendicular ao plano xy e apontando para
“cima”. Sabe-se que a trajetória 2 possui um raio
igual ao dobro do raio da trajetória 1. Analisando a
figura e desprezando a interação entre as duas cargas, pode-se concluir que a carga da partícula 2 tem
sinal:
(A) negativo e o módulo da carga 1 é o dobro da 2.
(B) negativo e o módulo da carga 2 é o dobro da 1.
(C) positivo e o módulo da carga 1 é o dobro da 2.
(D) positivo e o módulo da carga 2 é o dobro da 1.
(E) positivo e o módulo da carga 2 é o triplo da 1.
RESPOSTA DA 1a PARTE
1a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
2a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
3a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
4a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
(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.
2a PARTE – DISCURSIVA – 6,0 pontos
Todas as questões devem ser desenvolvidas (a tinta) – Somente a resposta, na questão, não será considerada.
5a QUESTÃO (1,0 ponto)
A figura mostra um campo elétrico uniforme e três superfícies equipotenciais. Considerando-se o módulo do campo elétrico como 4,0 × 10²V/m, pede-se determinar:
(A) o trabalho necessário para se levar uma carga de valor igual a 2,0 x 10-6 C do ponto 2 até o ponto 6, pela
trajetória retilínea 2  1  4  5  6.
Considere a equação para o cálculo do trabalho:
(B) A distância entre os pontos 3 e 5 em metros.
Considere o campo elétrico uniforme e a equação:
U3,5 = E × d3,5  150 – 50 = 400 × d3,5  d3,5 = 100 ÷ 400  d3,5 = 0,25m
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2 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
6
6
4
62 = q × U2  62 = 2 × 10 × (150  50)  62 = 2,0 × 10 J
O trabalho da força eletrostática, entre os pontos 2 e 6, independe da trajetória
3ª SÉRIE – 2O TURNO
PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
Ensino Médio
GABARITO
6a QUESTÃO (1,0 ponto)
A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q 1 e Q2. Elas estão fixas nas suas
posições e a uma distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a uma distância de
0,50m da carga Q2, o campo elétrico é nulo. Sendo Q1 = + 1,0 × 107C, pede-se determinar o valor de Q2.
Sendo o campo elétrico nulo em P, podemos escrever:
E1 = E2  k ×
Q1
2
d1
=k×
Q2
2
d2

Q1
2
d1
=
Q2
2
d2

1 × 107
1,5
2
0,25 × 107
=
 Q2 =
2
2,25
0,5
Q2
Logo:
Q2  1,1 × 107C
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
⃗⃗ de intensidade 9,0 × 105N/C,
Em um ponto A do universo, constata-se a existência de um campo elétrico E
devido exclusivamente a uma carga puntiforme Q situada a 10cm dele. Num outro ponto B, distante 30cm da
mesma carga, o vetor campo elétrico tem intensidade 1,0 × 105N/C. Calcule a ddp. (UAB) entre A e B, em Volts.
Sendo:
UA = EA × dA  UA = 9 × 105 × 0,1  UA = 9,0 × 104V
UB = EB × dB  UB = 1 × 105 × 0,3  UB = 3,0 × 104V
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Assim:
UAB = UA – UB  UAB = (9 – 3) × 104  UAB = 6,0 × 104V
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PROVA 3a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
3ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um feixe de raios catódicos, que nada mais é que um feixe de elétrons, está preso a um campo
magnético girando numa circunferência de raio igual a 2,0cm. Se a intensidade do campo é de
4,5 × 103T e que sua carga é 1,6 × 1019C pede-se determinar a velocidade dos elétrons no feixe.
melétron = 9,1 × 10-31kg
Sendo:
m ×v
9,1 × 1031 × v
2
R=
 2 × 10 =
q×B
1,6 × 1019 × 4,5 × 103
Logo:
𝑣=
2 × 102 × 1,6 × 1019 × 4,5 × 103
9,1 × 1031
Portanto:
v  1,6 × 107m/s
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um campo magnético uniforme de intensidade igual a 5,0 × 104T, está aplicado no sentido do eixo y. Um
elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com uma velocidade de 2,0 × 105m/s.
Considere a carga do elétron igual a:  1,6 × 1019C.
(A) calcule o módulo, a direção e o sentido da força magnética sobre o elétron no instante inicial. Justifique sua
resposta.
Sendo:
Fm = q × v × B × sen   Fm = 1,6 × 1019 × 2 × 105 × 5 × 104 × sen 90o
Logo:
Fm = 1,6 × 1017N
Direção perpendicular ao plano (v × B) e sentido contrário do eixo – x.
Como os vetores são perpendiculares a trajetória é uma circunferência.
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja permeabilidade magnética tem valor igual a
µ0 = 6 × 107Tm/A, é percorrido por uma corrente I. A uma distância r = 1,0m do fio sabe-se que o módulo do
campo magnético é 106T. Calcule a corrente elétrica I que percorre o fio.
Sendo:
μo × i
6 × π × 107 × i
106
6
B=
 10 =
i=
 i  3,3A
2×π×R
2 × π ×1
3 × 107
Coordenador - Rubrica
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
(B) qual a trajetória descrita pelo elétron? Justifique sua resposta.