Lista de exercícios abrangendo todo o ensino médio. Parte 1 - Mecânica Forças, Lei Fundamental dos Movimentos, Ação e Reação, Inércia e Conservação da Quantidade de Movimento 1. (Cesgranrio-RJ) Qualquer partícula nas proximidades da Terra é atraída por esse planeta. Por sua vez, a Terra é atraída pela partícula com força de mesma intensidade. Assim, a aceleração da Terra, devido à presença da partícula, é tantas vezes menor quanto a massa da Terra é maior que a da partícula. Como a massa da Terra é muito maior que a da partícula, essa aceleração é tão insignificante que pode ser considerada nula. Por isso, dizemos que a partícula é atraída pela Terra, em lugar de dizer que se atraem mutuamente. Do ponto de vista da física, podemos afirmar que o texto acima: a) estaria correto, se não afirmasse que a Terra é atraída pela partícula. b) viola apenas a primeira lei de Newton. c) viola apenas a terceira lei de Newton. d) estaria correto, se não violasse a segunda lei de Newton. e) está correto. 2. (Unicamp-SP) Considere dois blocos A e B, de massas conhecidas, ambos em repouso. Uma força F = 5,0 N é aplicada no bloco A, que permanece em repouso. Há atrito entre o bloco A e a mesa e entre os blocos A e B. a) O que acontece com o bloco B? b) Reproduza a figura, indicando as forças horizontais (sentido, módulo e onde estão aplicadas) que atuam sobre os blocos A e B.
3. Sabendo que o coeficiente de atrito entre o bloco B e a mesa é 0,2, calcule a massa de A para que o sistema continue em repouso (dado: g = 10 N/kg).
4. A pessoa da figura deseja puxar o tronco de peso 100 N rampa acima. Determine a intensidade da força que o homem deve aplicar para que o tronco suba com velocidade constante (dados: sen 30° = 0,50, cos 30° = 0,87 e coeficiente de atrito entre o tronco e o plano = 0,90).
5. (ITA-SP) A figura a seguir representa três blocos de massas M 1 = 1,00 kg, M 2 = 2,50 kg e M 3 = 0,50 kg, respectivamente. Entre os blocos e o piso que os apóia existe atrito, cujos coeficientes cinético e estático são, respectivamente, 0,10 e 0,15, e a aceleração da gravidade vale 10,0 m/s2. Se ao bloco M 1 for aplicada uma força horizontal de módulo10,00 N, pode-se afirmar que a força que o bloco 2 aplica sobre o bloco 3 vale: a) 0,25 N. b) 10,00 N. c) 2,86 N. d) 1,25 N. e) n. d. a.
Lei Fundamental dos Movimentos 6. (Fuvest-SP) Uma caixa de papelão de base quadrada tem 0,20 kg de massa e cai com velocidade de 10 m/s constante, devido à resistência do ar. A base mantém-se paralela ao solo durante a queda. Uma bala atravessa a caixa com velocidade constante, horizontal e paralelamente a uma de suas faces, deixando em paredes opostas dois furos com um desnível vertical de 2,0 cm. a) Qual é a intensidade da força de resistência do ar? b) Qual é a velocidade da bala?
7. Um próton de massa 1,67× 10-27 kg, movendo-se com a velocidade de 1,00 × 107 m/s, colide com um núcleo de hélio em repouso; o próton recua na mesma direção, mas em sentido oposto, com a velocidade de -6,00 × 106 m/s. O núcleo de hélio move-se para a frente com a velocidade de +4,00 × 106 m/s após a colisão. Calcule a massa do núcleo de hélio. 8. (Fuvest-SP) Três projéteis de massas iguais a 5,0 g têm velocidades iguais a 700 m/s; eles percorrem trajetórias horizontais A, B e C , coplanares, indicadas na figura. Os projéteis atingem, simultaneamente, um bloco de madeira de massa igual a 10 kg, em repouso sobre uma mesa horizontal, sem atrito, e são por ele absorvidos. a) Qual é a direção do vetor quantidade de movimento adquirido pelo conjunto projéteis mais bloco de madeira? Explique. b) Qual é o módulo desse vetor?
9. Uma granada é atirada e adquire um movimento de velocidade horizontal da esquerda para a direita e módulo 20 m/s. Em seguida, explode em três pedaços iguais, dos quais dois adquirem as velocidades indicadas na figura. Qual é o módulo da velocidade do terceiro pedaço?
10. 10. (FEI-SP) Um bloco de massa m = 250 g move-se com velocidade 20 m/s no sentido de A para B. Ao passar pelo ponto B, o bloco sofre o impacto de uma bala de massa 50 g que se move com velocidade 100 m/s, no sentido de C para B. Após o impacto, a bala fica incrustada no bloco. Qual é o valor da velocidade do conjunto após o choque?
Parte 1 - Mecânica 11. 11. (PUCC-SP) Uma granada, inicialmente parada, explode em três pedaços, que adquirem as velocidades indicadas na figura. Sendo as massas de cada pedaço m1 = 100 g, m2 = 50 g e m3 = 100 g, qual é o módulo da velocidade do terceiro pedaço?
Gravitação 12. 12. Um carro de massa 1 000 kg percorre o trecho de estrada representado ao lado, com velocidade de módulo constante de 15 m/s. O raio de cada curva é igual a 30 m. Determine a intensidade da força normal que a pista exerce no carro nas posições A e B. Considere g = 10 N/kg.
13. 13. (Fuvest-SP) Um carro percorre uma pista curva superelevada (tg q = 0,20) de 200 m de raio. Desprezando o atrito, qual é a velocidade máxima sem risco de derrapagem? (Considere g = 10 m/s2.) a) 40 km/h b) 48 km/h c) 60 km/h d) 72 km/h e) e ) 80 km/h
14. 14. Suponha apenas a presença da Terra e da Lua no espaço sideral. Nessa situação, há no espaço somente dois campos gravitacionais: gravitacionais: o criado pela Terra e o criado pela Lua. Podemos falar, então, na existência de um local desse espaço onde o campo gravitacional gravitacional da Terra tenha o mesmo módulo do campo gravitacional da Lua. a) A que distância da Terra se situa esse local? b) Qual é o valor do campo gravitacional da Terra ou da Lua neste local? Dados: a massa da Terra é aproximadamente 81 vezes a da
Lua e a distância entre o centro da Terra e o centro da Lua é de cerca de 3,82 × 108 m. Estática 15. 15. (PUC-SP) Para tentar desencalhar um carro, seu motorista prende a extremidade de uma corda de peso desprezível ao párachoque e a outra extremidade é amarrada a uma árvore, de modo que a corda fique disposta horizontalmente com um comprimento livre de 10 m. No meio da corda é suspenso um corpo de 20 kgf. Nessas condições, observa-se observa-se que o ponto médio da corda desce 0,2 m. A intensidade da força transmitida ao carro é igual a: a) 50 kgf. b) 100 kgf. c) 250 kgf. d) 500 kgf. e) 1 000 kgf. Observação: Lembre-se de que
cos θ = 0,2/5,0.
16. 16. (Fuvest-SP) Um corpo, com 0,50 kg de massa, está sobre o prato de uma balança, sob a ação da força , que não é suficiente para deslocá-lo. Nessa situação, o mostrador da balança assinala 0,30 kg. a) Represente esquematicamente as forças que atuam sobre o corpo. b) Qual a intensidade da força ? Dados: cos α = 0,60 e sen α = 0,80.
17. 17. Uma pessoa limpa vidros de um prédio e é sustentada por dois cabos e um pedaço de madeira de massa 40 kg. Se cada cabo pode suportar uma tração máxima de 1 000 N, qual o peso máximo da pessoa mais seus equipamentos, para que ela trabalhe em segurança? Dado: g = 10 N/kg. Observação: Considere Considere que a situação de tração máxima ocorrerá quando a pessoa e seus equipamentos estiverem junto a um dos cabos e admita um comprimento x para o pedaço de madeira.
18. 18. (Unicamp-SP) Uma escada homogênea de 40 kg apoia-se sobre uma parede, no ponto P , e sobre o chão, no ponto C . Adote g = 10 m/s2. a) Desenhe as setas representativas das forças peso, normal e de atrito em seus pontos de aplicação. b) É possível manter a escada estacionária não havendo atrito em P? Neste caso, quais os valores das forças normal e de atrito em C ?
19. 19. (Fuvest-SP) A figura mostra uma barra apoiada entre uma parede e o chão. A parede é perfeitamente lisa; o coeficiente de atrito estático entre a barra e o chão é µ = 0,25. a) Desenhe o esquema das forças que atuam sobre a barra. b) Calcule a tangente do menor ângulo a entre a barra e o chão para que não haja escorregamento. Observação: No item b, expresse os braços das forças em função do comprimento da barra ( x x ) e do ângulo a. Em relação ao ponto de contato da barra com o chão, teríamos bP =
× cos α e bN' = x ×
sen α . Lembre-se também de que tgα =
Estática dos fluidos 20. 20. Uma esfera metálica oca, hermeticamente fechada, contém ar em seu interior. Esta esfera está parcialmente submersa num líquido. Retirando o ar de seu interior, ela: a) diminui sua parte submersa, pois diminui a densidade média. b) afunda mais, porque a densidade média aumenta. c) permanece no mesmo nível, porque a densidade do líquido não muda. d) aflora ou submerge, dependendo da densidade do líquido.
e) aflora ou submerge, dependendo da densidade do metal. Observação: Lembre-se Lembre-se de que o ar é matéria no estado gasoso.
21. 21. Um objeto é formado por um cilindro de madeira com massa de 1,0 kg e um de ferro com massa de 1,0 kg, de mesmo diâmetro, colados pela base. O objeto é colocado num tanque com água. A densidade da madeira é 0,5 kg/L e a do ferro, 7,5 H2O = 1,0 kg kg/L. A situação final de equilíbrio é melhor representada por (Considere d H2O / L):
22. 22. (Fuvest-SP) Um recipiente cilíndrico de eixo vertical tem como fundo uma chapa de 2,0 cm de espessura, e 1,0 m2 de área, feita de material de massa específica igual a 10 000 kg/m3. As paredes laterais são de chapa muito fina, de massa desprezível, e têm 30 cm de altura, medida a partir da parte inferior da chapa do fundo, como mostra, esquematicamente, esquematicamente, a figura. O recipiente está inicialmente vazio e flutua na água, mantendo seu eixo vertical. A massa específica da água vale 1 000 kg/m3 e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Despreze os efeitos da densidade do ar. Determine a altura h da parte do recipiente que permanece imersa na água. Se colocarmos água dentro do recipiente à razão de 1,0 litro/segundo, depois de quanto tempo o recipiente afundará? Energia, trabalho e potência 23. 23. (Fuvest-SP) O gráfico representa a variação da intensidade da força resultante (F ), ), que atua sobre um corpo de 2,0 kg de massa, em função do módulo do deslocamento ( x ). Sabendo que a força tem a mesma direção e o mesmo sentido do deslocamento, x ). determine: a) a aceleração máxima adquirida pelo corpo; b) o trabalho total realizado pela força entre as posições x = 0 e x = 3,0 m.
24. 24. (Fuvest-SP) Um bloco de 1,0 kg de massa é posto a deslizar sobre uma mesa horizontal com uma energia cinética inicial de 2,0 J. Devido ao atrito entre o bloco e a mesa, ele pára após percorrer a distância de 1,0 m. Pergunta-se: a) Qual é o coeficiente de atrito, suposto constante, entre a mesa e o bloco? (Considere g = 10 m/s2.)
b) Qual é o trabalho efetuado pela força de atrito? Observação: Para resolver resolver o item a, lembre-se de que f c = µ × N. 25. 25. (Fuvest-SP) Considere um bloco de massa M = 10 kg que se move sobre uma superfície horizontal com uma velocidade inicial de 10 m/s. a) Qual é o trabalho realizado pela força de atrito para levar o corpo ao repouso? b) Supondo que o coeficiente de atrito seja m = 0,10, qual é o tempo necessário para que a velocidade do bloco seja reduzida à metade de seu valor inicial? (Dado: g = 10m/s2.) 26. 26. (Fuvest-SP) Um objeto de 4,0 kg, deslocando-se sobre uma superfície horizontal com atrito constante, passa por um ponto, no qual possui 50 J de energia cinética, e pára 10 m adiante. (g = 10 m/s2) a) Qual é o coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície? b) Qual é o valor do impulso aplicado sobre o corpo para detê-lo? 27. 27. (Fesp-SP) Um automóvel de 1,0 tonelada desloca-se em trecho retilíneo com velocidade de 72 km/h, quando o motorista aciona totalmente os freios, entrando em repouso após efetuar um deslocamento de 100 m. O coeficiente de atrito entre os pneus do automóvel e a estrada é: (g = 10 m/s2) a) 0,40. b) 0,50. c) 0,60. d) 0,20. e) 0,30. 28. 28. (PUC-MG) Um corpo de massa 8,0 kg está em repouso sobre uma superfície horizontal em que os coeficientes de atrito estático e stático e cinético valem, respectivamente, 0,5 e 0,4. Aplicando-se uma força de 48 N sobre o bloco, durante 4,0 s, e considerando-se g = 10 m/s2, calcule: a) a aceleração do bloco; b) a energia cinética do bloco ao fim dos 4,0 s. 29. 29. (EFO Alfenas-MG) Um corpo de massa 2,0 kg é abandonado do ponto A sem velocidade. Sabendo que ele atinge o ponto B com velocidade de 5,0 m/s e pára no ponto C , pede-se: a) a energia mecânica do corpo nos pontos A e B; b) a energia mecânica do corpo no ponto C ; c) o coeficiente de atrito no trecho BC ; d) a energia dissipada no trecho AB.
30. 30. (PUC-SP) Um jogador de vôlei dá um saque "jornada nas estrelas", imprimindo na bola, de massa 200 g, uma velocidade de componente vertical com valor 20 m/s. Despreze o atrito com o ar. Considere g = 10 m/s2. Responda: a) A que altura chega a bola? b) Sabendo que o tempo de contato da bola com a mão do jogador é de 0,50 s, qual é a intensidade média da força aplicada por ele nesse saque? 31. 31. (Fuvest-SP) Uma esfera de 2,0 kg é solta do ponto A da borda de uma depressão esférica de raio R = 20 cm, conforme mostra a figura. Despreza-se o atrito e considera-se g = 10m/s2. a) Qual é a força que a superfície da depressão exerce sobre a esfera, quando ela
passa pelo ponto J ? b) Qual é a energia mecânica da esfera no ponto B?
32. 32. (Unicamp-SP) Um carrinho de massa m = 300 kg percorre uma montanha-russa cujo trecho BCD é um arco de circunferência de raio R = 5,4 m, conforme a figura. A velocidade do carrinho no ponto A é vA = 12 m/s. Considerando g = 10 m/s2 e desprezando o atrito, calcule: a) a velocidade do carrinho do ponto C ; b) a aceleração do carrinho no ponto C ; c) a força feita pelos trilhos sobre o carrinho no ponto C . Observação: Para resolver resolver o item b, lembre-se de que no ponto C a aceleração é centrípeta (ac = v c2 /R); para resolver o item c, lembre-se de que, neste ponto, a força resultante é a força centrípeta, que é igual à força gravitacional menos a força aplicada pelos trilhos sobre o carrinho: F c = P - N = m ac; logo, N = P - m ac.
33. 33. (Fuvest-SP) Uma mola pendurada num suporte apresenta comprimento igual a 20 cm. Em sua extremidade livre, pendura-se um balde vazio, cuja massa é 0,50 kg. Em seguida, coloca-se água no balde até que o comprimento da mola atinja 40 cm. O gráfico ao lado ilustra a força que a mola exerce sobre o balde, em função de seu comprimento, considerando g = 10 m/s2. Pede-se: a) a massa de água colocada no balde; b) a energia potencial elástica acumulada no final do processo. Observação: No item a, lembre-se de que, na situação de equilíbrio da mola, a força elástica é igual ao peso do balde e da água; no item b, note que a deformação da mola no final do processo é 40 - 20 cm.
34. 34. (Unicamp-SP) Uma bomba explode em três fragmentos, na forma mostrada na figura.
a) Calcule v 1 em termos de v 0. b) Calcule v 2 em termos de v 0. c) A energia mecânica aumenta, diminui ou permanece a mesma? Justifique. 35. 35. (Fuvest-SP) Dois corpos movem-se sem atrito em uma mesa horizontal, com velocidades de mesma direção, mas de sentidos opostos. O primeiro tem massa M 1 = 3,0 kg e velocidade v 1 = 4,0 m/s; o segundo tem massa M 2 = 2,0 kg e velocidade M 2 = 6,0 m/s. Com o choque, a trajetória do segundo corpo sofre um desvio de 60° e sua velocidade passa a u2 = 4,0 m/s. a) Represente graficamente os vetores de quantidade de movimento dos dois corpos antes e depois do choque. Justifique. b) Determine se a colisão foi elástica ou inelástica. Observação: Uma colisão é elástica quando há conservação da energia mecânica; é inelástica quando parte da energia e nergia mecânica é transformada em energia térmica. 36. 36. (Fuvest-SP) Dois corpos movem-se com movimento retilíneo uniforme, num plano horizontal onde as forças de atrito são desprezíveis. Suponha que os dois corpos, cada um com energia cinética de 5,0 J, colidam frontalmente, fiquem grudados e parem imediatamente, devido à colisão. a) Qual foi a quantidade de energia mecânica que não se conservou na colisão? b) Qual era a quantidade de movimento linear do sistema, formado pelos dois corpos, antes da colisão? 37. 37. (Unicamp-SP) Um carrinho de massa m1 = 80 kg desloca-se horizontalmente com velocidade v 1 = 5,0 m/s. Um bloco de massa m2 = 20 kg cai verticalmente sobre o carrinho, de uma altura muito pequena, aderindo a ele. a) Com que velocidade final move-se o conjunto? b) Que quantidade de energia mecânica foi transformada em energia térmica? 38. 38. (Fuvest-SP) Um carro de 800 kg, parado num sinal vermelho, é abalroado por trás por outro carro, de 1 200 kg, com uma velocidade de 72 km/h. Imediatamente após o choque, os dois carros movem-se juntos. a) Calcule a velocidade do conjunto logo após a colisão. b) Prove que o choque não é elástico. Nos exercícios 39 e 40, assinale as proposições corretas. Em seguida, some os números a elas associados. 39. 39. (UFBA) Na figura, um corpo 1, de massa m, desloca-se para a direita sob a ação das forças 1e 2. A uma distância d do ponto A, está parado um corpo 2 de igual massa; no ponto C , uma mola de constante k presa a uma parede. Sabendo-se que, no momento em que o corpo 1 chega a B, distando l de A, as forças e são suprimidas e que só existe atrito no trecho AB, onde o coeficiente vale m, pode-se afirmar:
(01) O movimento do corpo 1, no trecho AB, é governado pela segunda lei de Newton, dada por m × a = 1+ 2 + a, em que é a força de atrito. (02) No trecho AB, não é possível calcular a variação da energia cinética por não se conhecer a velocidade do corpo 1 em A. (04) Após o choque elástico, o corpo 1 pára e o 2 parte com a mesma velocidade do corpo 1. (08) Não há conservação da energia mecânica para o corpo 1 no trecho AB; no entanto, para o corpo 2, essa energia se conserva a partir do choque. (16) Quando o corpo 2 parar, provocando uma compressão x na mola, toda sua energia cinética ter-se-á transformado em energia potencial, valendo 1/2 k × x2. (32) Considerando todas as etapas, até a compressão máxima da mola, não se pode determinar qual foi a perda de energia e nergia mecânica. 40. 40. (UFPR) Um corpo com 300 g de massa e velocidade de 10 m/s, deslocando-se horizontalmente, sofre uma colisão perfeitamente inelástica com outro, de 200 g de massa e à velocidade de 5,0 m/s, que se movia na mesma direção e no mesmo sentido do primeiro corpo. Baseado nesse enunciado, é correto afirmar que: (01) A velocidade dos dois corpos imediatamente após a colisão é de 4,0 m/s, ambos no mesmo sentido. (02) A velocidade dos dois corpos imediatamente após a colisão é de 8,0 m/s, ambos no mesmo sentido. (04) Após a colisão, o corpo com 300 g de massa sai com velocidade de 5,0 m/s e o corpo com 200 g de massa sai com velocidade de 10 m/s, em sentidos contrários. (08) A energia cinética antes do choque vale 17,5 J. (16) A quantidade de movimento imediatamente antes do choque é menor que a imediatamente depois do choque. (32) A energia mecânica dissipada no choque é de 1,5 J. Observação: Numa colisão perfeita ou completamente inelástica, os objetos ficam unidos após a colisão. 41. 41. (Fuvest-SP) Um corpo A, de massa igual a 5,0 kg, é abandonado no ponto 0 e escorrega por uma rampa. No plano horizontal, choca-se com o corpo B, de massa igual a 5,0 kg, que estava parado. Os dois ficam grudados e continuam o movimento na mesma direção, até atingir outra rampa, na qual o conjunto pode subir. Considere o esquema da figura, despreze o atrito e adote g = 10 m/s2. Que altura atingirá o conjunto dos dois corpos na rampa?
42. 42. (Vunesp-SP) Um tubo de massa M , contendo uma gota de éter (de massa desprezível), é suspenso por meio de um fio leve de comprimento L, conforme ilustrado na figura. Mostre que é a velocidade horizontal mínima com que a rolha de massa m deve sair do tubo aquecido para que ele atinja a altura de seu ponto de suspensão (g é a aceleração da gravidade).
43. 43. (Fuvest-SP) A figura mostra uma criança num balanço com uma massa total de 50 kg. Desprezando a massa da corda e adotando g = 10 m/s2, calcule: a) a intensidade de força horizontal necessária para equilibrar o sistema na posição indicada; b) a velocidade do balanço ao pasar pela posição mais baixa, se ele for abandonado na posição da figura.
44. 44. (Fuvest-SP) Um corpo está preso nas extremidades de duas molas idênticas, não deformadas, de constante elástica 100 N/m, conforme ilustra a figura. Quando o corpo é afastado de 1,0 cm do ponto central, qual é a: a) intensidade da resultante das forças que as molas exercem sobre ele? b) energia armazenada nas molas?
45. 45. (UF Uberlândia-MG) Uma esfera de massa m = 10 kg está sujeita a uma força que varia de acordo com o gráfico abaixo. No início do movimento, a esfera está parada. O atrito é desprezível. Podemos afirmar que: a) o trabalho entre 20 e 40 m vale 80 J. b) a energia cinética da esfera na posição 20 m vale 80 J. c) a velocidade, ao fim de 40 m, é igual a zero. d) a aceleração da esfera, na posição 10 m, é 2,5 m/s2. e) o movimento da esfera, entre 0 e 20 m, foi retilíneo uniforme.
46. 46. (Fuvest-SP) Uma força de intensidade 10 N é aplicada a um corpo de 5,0 kg de massa.
Qual é a aceleração adquirida pelo corpo? b) Qual é a variação da energia cinética do corpo após deslocar-se 2,0 m sob a ação dessa força? 47. 47. (Fuvest-SP) De acordo com o manual do proprietário, um carro de massa 1 000 kg acelera de 0 a 108 km/h em 10 s. Qual é a potência média fornecida pelo motor para produzir essa aceleração? a) 15 kW b) 30 kW c) 45 kW d) 60 kW e) 90 kW 48. 48. (Fuvest-SP) Quando uma pessoa de 70 kg sobe 2,0 m numa escada, ela realiza um trabalho cuja ordem de grandeza é: (g = 10 N/kg) a) 10 J. b) 102 J. c) 103 J. d) 104 J. e) 105 J. 49. 49. (Fuvest-SP) A figura representa um plano inclinado CD. Um pequeno corpo é abandonado em C , desliza sem atrito pelo plano e cai livremente a partir de D, atingindo finalmente o solo. Desprezando a resistência do ar, determine: a) O módulo de aceleração a do corpo, no trecho CD, em m/s2. Use para a aceleração da gravidade o valor 10 m/s2. b) O valor do módulo da velocidade do corpo, imediatamente antes de ele atingir o solo, em m/s.
Capítulos Complementares Cinemática vetorial e vscalar 50. 50. Um barco parte de A com velocidade constante em relação à água de 8,0 m/s (ver figura). Sabendo que a velocidade da correnteza em relação à Terra é constante e vale 4,0 m/s, qual é o ângulo q entre a direção do eixo proa-popa do barco e a direção de AB para que ele consiga chegar ao ponto B?
51. 51. (UFRN) Um trem parte de Natal com destino a Recife às 6,0 h, com uma velocidade constante de 60 km/h. Uma hora depois, parte de Natal, numa linha paralela, um segundo trem, mantendo uma velocidade constante de 75 km/h. Sabendo que a distância Natal-Recife é de 300 km, pode-se afirmar que: a) o segundo trem ultrapassará o primeiro a 70 km de Recife. b) o segundo trem ultrapassará o primeiro a 80 km de Recife. c) o segundo trem ultrapassará o primeiro a 100 km de Recife. d) o segundo trem ultrapassará o primeiro a 120 km de Recife. e) os dois trens chegarão a Recife ao mesmo tempo. Observação: O segundo trem, que parte uma hora depois, tem, por essa razão, uma
hora a menos de movimento. Por esse motivo, na função da posição em relação ao tempo para o segundo trem, devemos utilizar o tempo (t - 1). 52. 52. (Mauá-SP) Um móvel parte do repouso de um ponto A executando um movimento retilíneo uniformemente acelerado sobre uma reta AB. No mesmo instante, parte do ponto B, rumo a A, outro móvel que percorre a reta AB com velocidade constante. A distância entre os pontos A e B é igual a 50 m. Depois de 10 s da partida, os móveis se cruzam exatamente no meio do segmento entre A e B. Determine: a) a velocidade do móvel que partiu de B; b) a velocidade com que o móvel que partiu de A irá chegar a B. 53. 53. (PUC-SP) Numa via, dois automóveis avistam-se frente a frente quando estão a 200 m um do outro, trafegando com velocidades opostas de 72 km/h e 108 km/h. Nesse momento, começam a frear com desacelerações constantes constantes de 4,0 m/s2 e 5,0 2 m/s , respectivamente.
a) Os carros conseguirão parar antes de haver colisão? b) Construa as curvas que mostram a variação da velocidade dos automóveis com o tempo. c) Indique, na trajetória acima, a posição dos carros a cada 2,0 s, desde o momento em que eles se avistam até o momento em que param. 54. 54. (Fuvest-SP) Um ciclista A inicia uma corrida a partir do repouso, acelerando 0,50 m/s2. Nesse instante, passa por ele outro ciclista B, com velocidade constante de 5,0 m/s e no mesmo sentido que o ciclista A. a) Depois de quanto tempo após a largada o ciclista A alcança o ciclista B? b) Qual é a velocidade do ciclista A ao alcançar o ciclista B? 55. 55. (ITA-SP) Dois automóveis que correm em estradas retas e paralelas têm posições a partir de uma origem comum, dadas em metros por: x 1 = (30 t ) x 2 = (1,0 × 103 + 0,2 t 2) Calcule o(s) instante(s) em que os dois automóveis devem estar lado a lado. Na resposta, você deverá fazer um esboço dos gráficos x 1(t ) e x 2(t ). ).
e) Nunca ficarão lado a lado. 56. 56. (Fuvest-SP) Um automóvel faz uma viagem em 6,0 h e sua velocidade varia em função do tempo aproximadamente como mostra o gráfico abaixo. A velocidade média do automóvel na viagem é: a) 35 km/h. b) 40 km/h. c) 45 km/h. d) 48 km/h. e) 50 km/h. Observação: Determine Determine o deslocamento escalar fazendo o cálculo da área total que fica sob as semi-retas até o eixo do tempo. Não se esqueça de que o tempo utilizado para calcular a velocidade média é o tempo total (6,0 h), mesmo que das 2,0 às 3,0 h ele tenha ficado parado.
57. 57. (Fuvest-SP) O gráfico indica a velocidade de um animal de corrida desde o instante de partida (t = 0) até a chegada (t = 100 s). As acelerações nos trechos I e III são iguais. A velocidade no trecho II é constante (6,0 m/s). a) Qual é a velocidade no instante de chegada? b) Qual é a distância total percorrida?
58. 58. (Faap-SP) Um móvel parte do repouso com aceleração constante de 4,0 m/s2. Após 10 s, ele freia uniformemente, parando a 300 m do ponto de partida. Calcule a duração total do movimento. 59. 59. (PUC-SP) A velocidade de um móvel varia com o tempo de acordo com o gráfico. Supondo que a trajetória do móvel seja retilínea e que ele passe pela origem no instante t = 0, podemos afirmar que: a) após 10,0 s, o móvel retorna à origem. b) após 10,0 s, o móvel está a 60 m da origem. c) a aceleração do móvel durante os primeiros 10,0 s é 0,80 m/s2. d) a velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal durante todo o movimento. e) no intervalo de 5,0 a 10,0 s, a velocidade e a aceleração têm o mesmo sentido.
60. 60. (PUC-SP) Um carro, partindo do repouso, assume o movimento com aceleração constante de 1,0 m/s2, durante 5,0 s. Desliga-se então o motor e, devido ao atrito, o carro volta ao repouso com retardamento constante de 0,5 m/s2. A duração total do movimento do corpo é de: a) 5,0 s. b) 10 s. c) 15 s. d) 20 s. e) 25 s.
Capítulos Complementares 61. 61. (UFCE) Três carros (1, 2 e 3) percorrem uma estrada plana e reta com velocidades que variam, em função do tempo, segundo o gráfico. No instante t = 0, os três carros
passam por um semáforo. A 140 m desse semáforo, há outro sinal luminoso permanentemente vermelho. Que carros ultrapassarão o segundo sinal?
62. 62. (Mauá-SP) Por questões de segurança, uma composição do metrô não deve ultrapassar os seguintes valores máximos: velocidade v = 20 m/s; aceleração a = 4,0 m/s2; freagem af= 2,0 m/s2. a) Determine o menor tempo que a composição leva para partir de uma estação e parar em outra, distantes entre si 4,00 km. b) Desenhe o diagrama cartesiano da velocidade em função do tempo correspondente ao movimento. 63. 63. (PUC-MG) Um móvel, com movimento retilíneo, tem velocidade constante quando acelera uniformemente durante algum tempo. Em seguida, desacelera, também uniformemente, até que sua velocidade se anule. Dos gráficos abaixo, o que melhor representa a velocidade em função do tempo para o movimento descrito é:
64. 64. (Fuvest-SP) A figura apresenta o gráfico posição × tempo do movimento de um corpo lançado verticalmente para cima, com velocidade inicial v0, na superfície de um planeta. a) Qual é o valor da aceleração da gravidade na superfície do planeta? b) Qual é o valor da velocidade inicial v0?
65. 65. (Unicamp-SP) Um malabarista de circo deseja ter três bolas no ar em todos os instantes. Ele arremessa uma bola a cada 0,40 s. Considere g = 10 m/s2. a) Quanto tempo cada bola fica no ar? b) Com que velocidade inicial deve o malabarista atirar cada bola para cima? c) A que altura se elevará cada bola acima de suas mãos? Observação: Admita que o número total de bolas é quatro e que os lançamentos são verticais. 66. 66. (Unicamp-SP) Uma torneira, situada a uma altura de 1,0 m acima do solo, pinga lentamente à razão de 3 gotas por minuto. a) Com que velocidade uma gota atinge o solo? b) Que intervalo de tempo separa as batidas de 2 gotas consecutivas no solo? Considere, para simplificar, g = 10 m/s2. 67. 67. (Fuvest-SP) O gráfico mostra a aceleração de um móvel em função do tempo. O móvel está inicialmente em repouso e na origem de um sistema de referência. a) Construa o gráfico posição × tempo para o intervalo de 0 a 2,0 s. b) Dê a velocidade do móvel no instante t = 2,0 s.
68. 68. (Fuvest-SP) O gráfico ilustra como varia a posição de um móvel que se desloca numa trajetória retilínea. a) Qual é a distância percorrida pelo móvel entre 0 e 20,0 s? b) Qual é o valor da velocidade no instante t = 8,0 s?
58. 58. (Faap-SP) Um móvel parte do repouso com aceleração constante de 4,0 m/s2. Após 10 s, ele freia uniformemente, parando a 300 m do ponto de partida. Calcule a duração total do movimento. 69. 69. (Univ. Est. Maringá-PR) Durante um passeio de balão pelos campos paranaenses, o balonista solta um dos sacos de lastro quando o balão está 200 m acima do chão e subindo na vertical com uma velocidade de 13 m/s. Determine a altura máxima que o saco, largado pelo balonista, alcança. (Observação: Sacos de lastro são sacos de areia
presos ao balão, que são largados à medida que se pretende diminuir o peso do balão para que se alcancem maiores altitudes.) Supor: g = 10 m/s2. a) 300 m b) 250 m c) 191,55 m d) 208,45 m e) zero.
Parte 2 - Física térmica e óptica Uma teoria para a temperatura e o calor 70. 70. (Vunesp) Quando uma enfermeira coloca um termômetro clínico de mercúrio sob a língua de um paciente, por exemplo, ela e la sempre aguarda um pouco antes de fazer a sua leitura. Esse intervalo de tempo é necessário: a) para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo do paciente. b) para que o mercúrio, que é muito pesado, possa subir pelo tubo capilar. c) para que o mercúrio passe pelo estrangulamento do tubo capilar. d) devido à diferença entre os valores do calor específico do mercúrio e do corpo humano. e) porque o coeficiente de dilatação do vidro é diferente do coeficiente de dilatação do mercúrio. 71. 71. Num termômetro graduado na escala Celsius, houve uma variação de 15 graus. Qual será a variação correspondente na escala: a) Fahrenheit? b) Kelvin? 72. 72. (ETF-SP) Um mesmo termômetro de mercúrio é graduado nas escalas Celsius e Fahrenheit. A distância entre marcas consecutivas na graduação Fahrenheit é 1,00 1 ,00 mm. Qual a distância entre duas marcas consecutivas na graduação Celsius? 73. 73. (Cesgranrio-RJ) Com o objetivo de recalibrar um velho termômetro com a escala totalmente apagada, um estudante o coloca em equilíbrio térmico, primeiro com gelo fundente e, depois, com água em ebulição e bulição sob pressão de 1,0 atmosfera (pressão normal). Em cada caso, ele anota a altura atingida pela coluna de mercúrio: 10,0 cm e 30,0 cm, respectivamente, medida sempre a partir do centro do bulbo. A seguir, ele espera que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o laboratório e verifica que, nesta situação, a altura da coluna de mercúrio é de 18,0 cm. Qual a temperatura do laboratório na escala Celsius deste termômetro? a) 20ºC b) 30ºC c) 40ºC d) 50ºC e) 60ºC
74. 74. Uma escala, criada pelo francês René Réaumur, adotava os valores zero para a temperatura da água em fusão e 80 para a da água em ebulição normal. a) Estabeleça uma fórmula de conversão entre a escala Réaumur e a Celsius. b) Determine a temperatura em ºR correspondente a 40ºC. 75. 75. Um termômetro mal calibrado na escala Celsius registra 5ºC para o primeiro ponto fixo e 95ºC para o segundo ponto fixo. Ao ser utilizado para determinar a temperatura de uma substância, este termômetro registra 23ºC. a) Qual a temperatura correta na escala Celsius? b) Qual a temperatura correta na escala Fahrenheit?
Observação: Considere Considere o primeiro ponto fixo como a temperatura de fusão do gelo e o segundo como a temperatura de ebulição da água, ambas à pressão 1,0 atm. 76. 76. Ao observar o interior de uma garrafa térmica, você pode verificar que suas paredes são de vidro espelhado. Tais paredes são duplas e há vácuo entre elas. Por que elas são construídas desta maneira? Efeitos da transferência de energia 77. 77. (Fuvest-SP) Um recipiente contendo 3 600 g de água à temperatura inicial de 80ºC é posto num local onde a temperatura ambiente permanece sempre igual a 20ºC. Após 5 h, o recipiente e a água entram em equilíbrio térmico com o meio ambiente. Durante esse período, ao final de cada hora, as seguintes temperaturas foram registradas para a água: 55ºC, 40ºC, 30ºC, 24ºC e 20ºC. Pede-se: a) um esboço indicando valores nos eixos do gráfico da temperatura da água em função do tempo; b) em média, quantas calorias por segundo a água transferiu para o ambiente. 78. 78. (Unicamp-SP) Em um aquário de 10 L, completamente cheio de água, está um pequeno aquecedor de 60 W. Sabendo que em 25 min a temperatura da água aumentou de 2,0ºC, pergunta-se: a) Que quantidade de energia foi absorvida pela água? b) Que fração da energia fornecida pelo aquecedor foi perdida para o exterior? Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g ºC; 1,0 cal ~4,0 J. Observação: A fração da energia perdida deve ser obtida dividindo-se essa energia pela energia total. 79. 79. (Unicamp-SP) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30ºC, misturando água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100 L de água fria a 20ºC. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de energia da água, pergunta-se: a) Quantos litros de água quente, a 50ºC, ele deve colocar na banheira? b) Se a vazão da torneira de água quente é de 0,20 L/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta? 80. 80. (Unicamp-SP) Uma piscina contém 1 000 L de água à temperatura de 22ºC. Uma pessoa quer aumentar a temperatura da água da piscina para 25ºC, despejando um certo volume de água fervente (a 100ºC) no interior da mesma. a) Qual é o volume necessário de água fervente? b) Sabendo-se que a densidade da água é 1 kg/L, qual é a massa necessária de água fervente? 81. 81. Colocando-se 135 g de ferro a 90ºC dentro de um calorímetro de capacidade térmica 15 cal/ºC, contendo 100 g de água a 20ºC, verifica-se que a temperatura de equilíbrio térmico é de 28ºC. Considere o calor específico da água 1,0 cal/g.ºC e determine: a) o calor específico do ferro; b) a quantidade de energia que o calorímetro absorve. 82. 82. (UFU-MG) Um bloco de chumbo de 400 g é aquecido a 100ºC e colocado no interior de um copo de vidro de 100 g de massa contendo 200 g de água a 20ºC. O calor específico do vidro é de 0,2 cal/g׺C e o da água é de 1,0 cal/g׺C. A mistura é agitada até que a temperatura de equilíbrio é atingida em 24,2ºC. Calcule: a) a capacidade térmica do copo de vidro; b) o calor específico do chumbo. 83. 83. (ITA-SP) Um aquecedor elétrico é colocado em um frasco
contendo 600 g de água e, em 10 min, eleva a temperatura do líquido de 15ºC. Se a água for substituída por 300 g de outro líquido, a mesma elevação de temperatura ocorre em 2,0 min. Supondo que a taxa de aquecimento seja a mesma em ambos os casos, qual é o calor específico do líquido? O calor específico médio da água no intervalo de temperaturas dado é 4,18 kJ/(kg×°C) e considera-se desprezível a energia absorvida pelo frasco em cada caso: a) 1,67 kJ/(kg׺C). b) 3,3 kJ/(kg׺C). kJ/(kg׺C). c) 0,17 0 ,17 kJ/(kg׺C). d) 12 kJ/ (kg׺C). e) outro valor. Observação: Neste exercício, a unidade do calor específico da água aparece em kJ/kg׺C; por esta razão, utilize a massa em kg e a temperatura em ºC. 84. 84. Misturando-se num calorímetro de capacidade térmica desprezível 360 g de gelo a -70°C com uma massa desconhecida de água a 30ºC, o equilíbrio térmico é atingido a -41ºC. Calcule a massa de água que foi misturada ao gelo. Dados: pressão, 1,0 atm e constante; calor específico da água, 1,0 cal/g׺C; calor específico do gelo, 0,5 cal/g׺C; calor latente de fusão, 80 cal/g. 85. 85. (UFMG) Uma pessoa coloca 500 g de água a 20ºC em um recipiente metálico, que é, em seguida, introduzido no congelador de uma geladeira. Nessas condições, a água passa a liberar calor à taxa constante de 50 cal/s, e sua temperatura começa a baixar, de maneira uniforme, em todos pontos de sua massa. O calor específico da água é igual a 1,0 cal/g׺C e o calor de fusão do gelo é igual a 80 cal/g. Se retirar o recipiente do congelador, após um intervalo de tempo de 200 s, a pessoa encontrará: a) 500 g de gelo a 0ºC. b) 250 g de gelo e 250 g de água, ambos a 0ºC. c) 500 g de água a 0ºC. d) 500 g de gelo a uma temperatura menor que 0ºC. e) 500 g de água a uma temperatura maior que 0ºC. 86. 86. (Fuvest-SP) Uma dona-de-casa em Santos, para seguir a receita de um bolo, precisa de uma xícara de água a 50ºC. Infelizmente, embora a cozinha seja bem aparelhada, ela não tem termômetro. Como pode a dona-de-casa resolver o problema? (Você pode propor qualquer procedimento correto, desde que não envolva termômetro.) 87. 87. (PUC-SP) A queima ou combustão é um processo em que há liberação de energia pela reação química de uma substância com o oxigênio. a) Em uma residência, a dona-de-casa precisava aquecer 1,0 L de água que estava a 36ºC. Porém, o gás de cozinha acabou. Pensando no problema, teve a idéia de queimar um pouco de álcool etílico em uma espiriteira. Sabendo que o calor de combustão do álcool etílico e tílico é de 6 400 kcal/kg e que no aquecimento perdeu-se 50% da energia para a atmosfera, determine o volume de álcool que deve ser queimado para aquecer a água até 100ºC. Dados: densidade do álcool, d = 0,8 kg/L; calor específico da água, c = 1,0 cal/g.ºC; densidade da água, d =1,0 kg/L. b) Determine o rendimento de um motor que consome 6,0 g/s de gasolina e realiza, neste tempo, um trabalho útil de 53 280 J. Dados:
o calor de combustão da gasolina é 11 100 kcal/kg ou 11 100 cal/g. Considere 1,0 cal ~ 4,0 J. 88. 88. O estado físico de uma substância depende da pressão e da temperatura. Representando Representando os estados físicos de uma substância num gráfico pressão em função da temperatura, obtemos o diagrama de fases da substância. Para a maioria delas, este diagrama tem o seguinte aspecto:
As curvas correspondem aos valores de pressão e temperatura em que a substância existe em dois estados diferentes e são denominados curva de fusão, vaporização e sublimação. a) Indique no gráfico em que ponto ficam as curvas de fusão, vaporização e sublimação. b) Indique no diagrama, utilizando setas, as seguintes mudanças de estado: A - fusão; B - solidificação; C - condensação; condensação; D - sublimação. 89. 89. (U. Passo Fundo-RS) Se a relação entre os coeficientes de dilatação linear de duas substâncias é 7,0, pode-se afirmar que a relação entre os coeficientes de dilatação volumétrica das mesmas substâncias é de: a) 3,5. b) 4,5. c) 7,0. d) 14. e) 21. 79. 79. (Unicamp-SP) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30ºC, misturando água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100 L de água fria a 20ºC. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de energia da água, pergunta-se: a) Quantos litros de água quente, a 50ºC, ele deve colocar na banheira? b) Se a vazão da torneira de água quente é de 0,20 L/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta? 90. 90. (Santa Casa-SP) A temperatura de um corpo homogêneo aumenta de 20ºC para 920ºC e ele continua em estado sólido. A variação porcentual do volume do corpo foi de 3,24%. Calcule o coeficiente de dilatação linear médio do material. 91. 91. (UEL-PR) Uma peça sólida tem uma cavidade cujo volume vale 8,0 cm3 a 20ºC. A temperatura da peça varia para 920ºC e o coeficiente de dilatação linear do sólido (12 × 10-6 ºC-1) pode ser considerado constante. Supondo que a pressão interna da cavidade seja sempre igual à externa, a variação porcentual do volume da cavidade foi de: a) 1,2%. b) 2,0%. c) 3,2%. d) 5,8%. e) 12%.
92. 92. Ao ser aquecida de 300ºC, uma chapa metálica sofre um aumento da área de 0,12%. Calcule o coeficiente de dilatação volumétrica do material da chapa, em ºC-1. 93. 93. (PUC-SP) Responda às seguintes questões: a) Em dias quentes, gostamos de beber líquidos mais frescos. Que massa de gelo em fusão deve ser colocada num copo de refresco de 200 mL para que a temperatura do líquido diminua de 10ºC? Considere desprezível a capacidade térmica do copo e a perda de energia para o ar. Dados: calor específico do refresco, c = 0,8 cal/g ºC; densidade do líquido, d = 1,5 g/mL; calor latente de fusão do gelo, L = 80 cal/g. b) A fim de estudar a dilatação dos líquidos, um estudante encheu completamente um recipiente com água (figura). Adaptou na boca do recipiente uma rolha e um tubinho de diâmetro igual a 2,0 mm. Quando o sistema foi aquecido, a água dilatou-se. Considerando que o recipiente e o tubinho não sofreram dilatação e que não houve perda de energia do sistema para o meio, determine a variação de temperatura que a água sofreu até encher o tubinho por completo. Dados: coeficiente de dilatação volumétrica da água, γ = 210 × 10-6 ºC-1; volume da água à temperatura inicial, V 0 = 5,0 × 105 mm3. Considere: π ~ 3,15.
94. (Fuvest-SP) A 10ºC, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um volume de 1,0 cm3. A 60ºC, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01 cm3. Calcule: a) a massa de 1 gota de líquido a 10ºC, sabendo que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90 g/cm3. b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. Máquinas térmicas 95. 95. (Fuvest-SP) A figura esquematiza o arranjo utilizado em uma repetição da experiência de Joule. O calorímetro utilizado, com capacidade térmica de 1 600 J/ºC, continha 200 g de água a uma temperatura inicial de 22,00ºC. O corpo de massa M = 1,5 kg é abandonado de uma altura de 8,0 m. O procedimento foi repetido seis vezes, até que a temperatura do conjunto água mais calorímetro atingisse 22,20ºC. Considere c H2O H2O= 4,0 J/g.ºC e g = 10 m/s2. a) Calcule a quantidade energia que deve ser transferida na forma de calor, necessária para aumentar a temperatura do conjunto água mais calorímetro. b) Do total da energia mecânica liberada nas seis quedas do corpo, qual é a fração utilizada para aquecer o conjunto?
96. 96. (UFBA) Conta-se que, ao viajar em lua-de-mel para a Alemanha, Joule levou consigo um grande termômetro para medir diferenças de temperatura entre a base e o
topo de quedas-d'água, para confirmar sua teoria sobre a equivalência entre a energia mecânica e a quantidade de energia transferida na forma de calor. Desprezando a velocidade da água no topo da queda e supondo que todo o aquecimento gerado pela queda se restringe à própria água, calcule a diferença de temperatura que teria Joule medido numa queda-d'água de 62,7 m de altura. Expresse a resposta em 10-2 ºC. Considere: calor específico da água = 4 180 J/kg׺C e g = 10 m/s2. 97. 97. (UFMG) Uma bola de ferro, de massa m = 2,0 kg, é abandonada de uma altura de 10 m e vai ao repouso ao colidir com o piso duro. Suponha que toda a energia mecânica dessa bola tenha se convertido em energia interna desse objeto. Considerando g = 10 m/s2 e 1,0 cal = 4,0 J, indique a alternativa que apresenta, em calorias, o valor ∆ U da variação da energia interna da bola. a) 10 cal b) 20 cal c) 50 cal d) 100 cal e) 200 cal. 98. 98. (UFMG) Com base no enunciado da questão anterior, suponha o calor específico do ferro dado por c = 0,10 cal /g׺C. Indique o aumento da temperatura da esfera que ocorreria após a colisão com o piso. a) 0,10º C b) 0,25º C c) 1,0º C d) 50º C e) 250º C
Parte 3 - Eletricidade e Magnetismo Reflexão da luz 99. 99. (Fuvest-SP) A figura representa um objeto A a uma distância de 2,0 m de um espelho plano S, e uma lâmpada L colocada à distância de 6,0 m do espelho. a) Desenhe o raio emitido por L e refletido por S que atinge A. Explique a construção. b) Calcule a distância percorrida por esse raio.
100. 100. (Fuvest-SP) Um feixe de luz entra e ntra no interior de uma caixa retangular de altura L, espelhada internamente, através de uma abertura A. O feixe, após sofrer cinco reflexões, sai da caixa por um orifício B, depois de decorridos 10-8 s. Os ângulos formados pela direção do feixe e o segmento AB estão indicados na figura. Considere a velocidade da luz, dentro da caixa, constante e valendo 3,0 × 108 m/s. a) Calcule o comprimento do segmento AB. b) O que acontecerá com o número de reflexões e com o tempo entre a entrada e a saída do feixe se diminuirmos a altura da caixa L pela metade?
101. 101. Considere dois espelhos planos, formando um ângulo de 90º entre si, e um objeto O. a) Quantas imagens do objeto O serão formadas? b) Quais são as distâncias entre o objeto O e suas imagens?
Observação: Faça um desenho em escala, colocando as imagens formadas, e meça as distâncias entre o objeto O e suas imagens. 102. 102. (Fund. Carlos Chagas-BA) Na figura abaixo, F e E são dois espelhos planos. Qual é a maior distância entre duas imagens do ponto P , conjugadas por F e E ?
Observação: Desenhe as três imagens formadas e, pelo teorema de Pitágoras, calcule a maior distância entre elas. 103. 103. (Fuvest-SP) Tem-se um objeto O defronte a dois espelhos planos perpendiculares entre si. Os pontos A, B e C correspondem às imagens formadas do referido objeto. A distância AB é de 80 cm e a distância BC é de 60 cm. a) Qual é a distância entre o objeto e a imagem B? b) Desenhe o esquema com os espelhos, o objeto e as imagens.
104. 104. (Omec-SP) Um diretor de cinema deseja obter uma cena com 15 bailarinas espanholas. Para tanto, ele dispõe de três bailarinas e dois espelhos planos. Para a obtenção de tal cena, em que ângulo os espelhos planos devem ser dispostos? Observação: Considere que cada bailarina terá que originar quatro imagens.
105. 105. (Unicamp-SP) Dois espelhos planos e quase paralelos estão separados por 5,0 m. Um homem se coloca de frente a um dos espelhos, a uma distância de 2,0 m. Ele observa uma seqüência infinita de imagens, algumas de frente e outras de costas. a) Faça um esquema mostrando o homem, os espelhos e as quatro primeiras imagens que o homem vê. b) Indique no esquema as imagens de frente e de costas com as iniciais F e C . c) Quais as distâncias entre as imagens consecutivas? 106. 106. (UFCE) Uma pessoa com 1,80 m de altura e com os olhos a 10 cm abaixo do topo de sua cabeça encontra-se diante de um espelho plano. Seja l o comprimento mínimo desse espelho e h sua altura do chão para que o homem possa ter todo seu corpo refletido. Calcule l - h, em cm. 107. 107. (Arquit.-S.J.C.-SP) Você está de pé, na frente de um espelho vertical. Para você poder ver sua imagem completa, o espelho deveria ter, pelo menos: a) sua própria altura. b) a metade de sua altura. c) 2/3 de sua altura. d) uma altura igual à distância entre você e o espelho. e) uma altura igual ao dobro da distância entre você e o espelho. 108. 108. (PUC-PR) A distância entre um objeto e uma imagem conjugada por um espelho esférico é de 20 cm e ambos são reais. O objeto tem uma altura três vezes superior à da imagem. O raio de curvatura do espelho é: a) 7,5 cm. b) 5,0 cm. c) 10 cm. d) 25 cm. e) 15 cm. 109. 109. (UFSC) A distância entre a imagem e um objeto colocado em frente a um espelho côncavo é de 16 cm. Sabendo que a imagem é direita e três vezes maior, determine o raio de curvatura do espelho, em cm. Observação: Ao substituir o valor de Di na fórmula de Gauss, considere-o negativo, já que a imagem é virtual. 110. 110. Na figura, temos um objeto O e a sua imagem I produzida por um espelho esférico de eixo e. a) Este espelho é côncavo ou convexo? Justifique sua resposta. b) Graficamente, determine o vértice, o foco e o centro de curvatura do espelho esférico.
Parte 3 - Eletricidade e Magnetismo 111. 111. (FEI-SP) O esquema representa um objeto AB e sua imagem A'B' , obtida em relação a um espelho côncavo de eixo (e) e foco (F). Determine, graficamente, o centro de curvatura (C), o vértice (V) e o valor do raio de curvatura do espelho.
112. 112. Na figura, temos um objeto O e a sua imagem I produzida por um espelho esférico de eixo e. a) Este espelho é côncavo ou convexo? Justifique sua resposta. b) Graficamente, determine o vértice, o foco e o centro de curvatura do espelho esférico.
Refração da luz 113. 113. (Edson Queiroz-CE) Em uma experiência, faz-se um feixe luminoso passar do ar para um líquido transparente x. Com um disco vertical (figura), foram medidas as distâncias a = 30 cm e b = 20 cm. Qual o índice de refração do líquido x ? (Considere nAR ~1,0.)
114. 114. (Unicamp-SP) Um sistema de lentes produz a imagem real de um objeto, conforme a figura. Calcule a distância focal e localize a posição de uma lente delgada que produza o mesmo efeito.
115. 115. No esquema, e é o eixo principal de uma lente esférica delgada, AB é um objeto e A'B' é uma imagem real de AB produzida pela lente. Determine: a) a posição da lente sobre o eixo e, fornecendo sua distância em relação a AB; b) a vergência da lente.
116. 116. (ITA-SP) Uma pequena lâmpada é colocada a 1,0 m de distância de uma parede. Pede-se a distância a partir da parede em que deve ser colocada uma lente de distância focal 22,0 cm, para produzir na parede uma imagem nítida e ampliada da lâmpada. a) 14,0 cm b) 26,2 cm c) 67,3 cm d) 32,7 cm e) outro valor
117. 117. (Vunesp-SP) Uma pessoa apresenta deficiência visual, conseguindo ler somente se o livro estiver a uma distância de 75 cm. Qual deve ser a distância focal dos óculos apropriados para que ela consiga ler com o livro colocado a 25 cm de distância? Observação: Considere Considere a distância 75 cm no qual deve se formar a imagem virtual do livro, portanto negativa, com a utilização da lente. O livro (objeto) estará a 25 cm da pessoa. 118. 118. (ITA-SP) Numa certa experiência, mediu-se a distância s entre um objeto e uma lente e a distância s' entre a lente e sua imagem real, em vários pontos. O resultado dessas medições é apresentado na figura. Examinando-se cuidadosamente cuidadosamente o gráfico, conclui-se que: a) a distância focal da lente é de 10 cm. b) a distância focal da lente é de 100 cm. c) a distância focal da lente é de 8,0 cm. d) a distância focal da lente é de 2,0 cm. e) nenhuma das respostas acima é satisfatória.
119. 119. (Unicamp-SP) O sistema óptico esboçado na figura consiste numa lente convergente de distância focal f e num espelho plano que contém o foco F 2 da lente. Um pequeno objeto AB está a uma distância 2f da lente. Os raios luminosos provenientes de AB e refletidos pelo espelho não atingem a lente novamente. Construa a imagem de AB produzida pelo sistema óptico.
Observação: Construa Construa a imagem produzida pela lente e depois rebata esta imagem simetricamente em relação ao espelho plano. 120. 120. (Fuvest-SP) Uma lente convergente L, de área 20 cm2 e distância focal 12 cm, é colocada perpendicularmente aos raios solares, que neste local têm uma intensidade de radiação de 0,1W/cm 0 ,1W/cm2. Admita que toda a radiação incidente é transmitida. a) Um coletor solar C , de 5,0 cm2 de área, é colocado entre a lente e o foco, a 6,0 cm da lente. Qual é a intensidade de radiação no coletor? b) Suponha agora que toda a energia transmitida pela lente seja absorvida pelo coletor e usada para aquecer 1,0 cm3 de água, inicialmente a 20ºC. Qual é a temperatura da água ao fim de 2,0 min? (Considere 1,0 cal ~4,0 J, d H2O H2O = 1,0 g /1,0 cm3 e c H2O H2O = 1,0 cal/gº.C)
121. 121. Uma lâmpada está a 0,60 m abaixo da superfície da água de um tanque. Qual é o diâmetro mínimo de um disco opaco, que deve ser colocado junto à superfície da água, capaz de impedir que a luz saia para o ar. Considere os índices de refração absolutos da água 1,33 e do ar, 1,00. 122. 122. A uma profundidade de 80 cm, dentro de um líquido colocado num tanque exposto no ar há uma fonte de luz pontual. Quer-se colocar junto à superfície do líquido um disco opaco, capaz de impedir a emergência de qualquer luz para o ar. Sendo o índice de refração absoluto do líquido 1,41, determine o raio mínimo que deve ter o disco. Dado: nAR = 1,00. 123. 123. (Vunesp) A figura mostra, esquematicamente, o comportamento de um raio de luz que atinge um dispositivo de sinalização instalado numa estrada, semelhante semelhante ao conhecido "olho-de-gato".
De acordo com a figura e considerando nAR = 1,0, responda: a) Que fenômenos ópticos ocorrem nos pontos I e II? b) Que relação de desigualdade deve satisfazer o índice de refração do plástico para que o dispositivo opere adequadamente, conforme indicado na figura? Luz: partícula ou onda? 124. 124. (Fuvest-SP) a) Sendo a velocidade de propagação do som no ar 340 m/s, qual é o comprimento de onda correspondente à freqüência de 20 Hz? b) A percepção humana do som está limitada às freqüências compreendidas entre 20 Hz e 20 kHz. Quantos harmônicos de uma nota musical de 20 Hz podem ser percebidos pelo ouvido humano? Observação: Harmônicos Harmônicos de um som são todos os sons cujas freqüências sejam múltiplos inteiros da freqüência considerada básica ou fundamental, ou seja, f = n×fb. 125. 125. (UFMG) Um som de freqüência f = 660 Hz gasta 0,75 s para percorrer, verticalmente, 198 m dentro da água e 198 m no ar, acima da superfície da água. A velocidade do som no ar é de 330 m/s. Determine o comprimento de onda desse som: a) no ar b) na água Observação: No item b, calcule em primeiro lugar o tempo em que o som se desloca no ar; diminua este tempo de 0,75 s para descobrir o tempo de percurso na água. Determine a velocidade do som na água, para depois calcular o comprimento de onda. 126. 126. (Fuvest-SP) Uma fonte emite ondas sonoras de 200 Hz. À distância de 3 400 m da fonte está instalado um aparelho, que registra a chegada das ondas pelo ar e as
remete de volta por um fio metálico retilíneo. O comprimento dessas ondas no fio é de 17 m. Sabendo que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s, qual é o tempo de ida e volta das ondas? a) 11 s b) 17 s c) 22 s d) 34 s e) 200 s Observação: Lembre-se Lembre-se de que a velocidade de propagação do som no ar é diferente da do fio. 127. 127. (Cefet-MG) O timbre é a qualidade fisiológica do som que nos permite distinguir duas ondas sonoras que podem ter uma mesma intensidade e uma mesma altura, mas que foram emitidas por fontes diferentes. A propriedade física da onda associada ao timbre é: a) a freqüência. b) a amplitude. c) o comprimento de onda. d) o período. e) a composição harmônica. 128. 128. (UFMG) Observe a figura que representa duas cordas, sendo a da esquerda menos densa que a da direita. Uma onda transversal se propaga da corda 1 para a corda 2. Na corda da esquerda, a velocidade é v 1, o comprimento de onda é λ 1 e a freqüência, f 1. Na corda da direita, essa grandezas são v 2, λ 2 e f 2, respectivamente. Pode-se afirmar que: a) f 1 = f 2 e v 1 ≠ v 2. b) λ 1 = λ 2 e v1 = v 2. c) v 1 = v 2 e f 1 ≠ f 2. d) f 1 = f 2 e λ 1 = l2. e) λ 1 = λ 2 e v 1 ≠ v 2.
129. 129. Dois ônibus A e B de mesma fabricação têm buzinas idênticas. Uma pessoa parada num ponto de ônibus ouve a buzina do ônibus. A mais grave que a de B. Das afirmações abaixo, a que está de acordo com o efeito Doppler é: a) Os dois ônibus se afastam do observador. b) Os dois ônibus se aproximam do observador. c) O ônibus A se aproxima do observador, enquanto o B está se afastando. d) O ônibus A se afasta do observador, enquanto o B está se aproximando. e) Os dois ônibus estão parados. Aparelhos e circuitos elétricos: eletrodinâmica 130. 130. (Esc. Sup. Agric. Lavras-MG) Um secador de café utiliza duas resistências de 22 W em paralelo, sob tensão de 220 V. Determine: a) a corrente requerida pela "carga"; b) a potência do aquecedor; c) a energia consumida durante 30 min de funcionamento do secador; d) a nova potência para uma tensão aplicada de 110 V. 131. 131. (Fuvest-SP) a) Qual é a resistência de uma lâmpada de 220 V e 60 W? b) Supondo que a resistência varie pouco com a temperatura, qual é a potência dissipada quando a lâmpada é ligada a uma tomada de 110 V? 132. 132. (Fuvest-SP) A figura indica um circuito elétrico, contendo um gerador ideal e dois resistores cilíndricos R1 e R2, de mesmo material e mesmo comprimento, e diâmetros d 1 e d 2, tais que d 2 = 2d 1. A potência dissipada por R2 é de 16 W e a queda de tensão
nele é 40 V. Determine: a) a potência dissipada por R1; b) o valor de R2.
133. 133. (Unicamp-SP) Sabe-se que a resistência elétrica de um fio cilíndrico é diretamente proporcional a seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua secção reta. a) O que acontece com a resistência do fio quando triplicamos seu comprimento? b) O que acontece com a resistência do fio quando duplicamos seu raio? Observação: A área da secção reta (transversal) (transversal) de um fio cilíndrico é obtida por 2 π × r .
134. 134. (UFMG) Em um ebulidor elétrico, está indicado: 1 000 W, 120 V. Esse ebulidor é mergulhado em um recipiente contendo 2,0 L de água a 20ºC e ligado a uma tomada com a tensão especificada para seu funcionamento. Suponha que 80% do calor gerado por efeito Joule seja absorvido pelo líquido e considere 1,0 cal = 4,0 J. Calcule o tempo necessário para que a metade da água do recipiente se vaporize, considerando que o calor específico da água é igual a 1,0 cal/g׺C e o calor latente de vaporização da água, a 540 cal/g. 135. 135. (Vunesp) Acende-se uma lâmpada de 100 W que está imersa num calorímetro transparente contendo 500 g de água. Em 1,0 min e 40 s, a temperatura da água sobe 4,5ºC. Que porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2 J/g׺C e que a luz produzida não é absorvida pelo calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada.) 136. 136. A potência de um chuveiro é 2 200 W. a) Qual é a variação de temperatura da água ao passar pelo chuveiro com uma vazão de 0,022 L/s? b) Qual é o custo de um banho de 30 min, supondo o preço do quilowatt-hora R$ 0,20? Dados: calor específico da água = 1,0 cal/gºC, densidade da água = 1,0 kg/L e 1,0 cal ~ 4,0 J. 137. 137. (ITA-SP) Com um certo material de resistividade elétrica ρ , foi construída uma resistência na forma de bastão de 5,0 cm de comprimento e secção transversal quadrada, de lado 5,0 mm. A resistência assim construída, construída, ligada a uma tensão de 120 V, foi usada para aquecer água. Em operação, verificou-se que o calor fornecido pela resistência ao líquido em 10 s foi de 1,7 × 103 cal. a) Calcule o valor da resistividade r. b) Quantos segundos seriam necessários para aquecer 1,0 L de água da temperatura de 20ºC até 37ºC? Dados: 1,0 cal = 4,2 J; cH2O = 1,0 cal/g ºC; dH2O = 1,0 kg/L Observação: Considere Considere a resistividade do material e o calor específico da água constantes naquele intervalo de temperatura.
138. 138. Determine a resistência equivalente entre os pontos A e B. A indicação significa que um fio passa por cima do outro, sem qualquer ligação.
Observação: Neste Neste tipo de circuito, é muito mais difícil distinguir quais resistores estão associados em série e quais estão em paralelo. Por esta razão, temos que redesenhálo utilizando o seguinte critério: a cada nó (ponto de encontro de fios de ligação) deve ser associado uma letra. Se entre um nó e outro não existir nenhum resistor, isto é, existir um curto-circuito, o nome do nó deve ser o mesmo. Depois de atribuir letras aos nós, colocamos nas extremidades de um circuito os pontos dos quais queremos saber a resistência equivalente e entre eles os nós que têm outros nomes (neste exercício, o C ). ). Agora, colocamos neste circuito os resistores entre os pontos A, B e C em concordância com o circuito inicial. 139. 139. Quando estudamos a associação de resistores em paralelo, vimos que, ao desligarmos um deles, a corrente que circula nos outros não se altera. a) O que foi dito acima vale para o circuito a seguir?
b) Verifique se a afirmação acima continua verdadeira quando a fonte de energia elétrica tem uma resistência elétrica interna não desprezível como no circuito a seguir:
c) Ao ligarmos um resistor só na situação b, a corrente nele é maior ou menor que quando dois estão ligados? 140. 140. (Fuvest-SP) Um circuito elétrico contém três resistores (R1, R2 e R3) e uma bateria de 12 V cuja resistência interna é desprezível. As correntes que percorrem os resistores R1, R2 e R3 são, respectivamente, 20 mA, 80 mA e 100 mA. Sabendo que o resistor R2 tem resistência igual a 25 W: a) esquematize o circuito elétrico; b) calcule os valores das outras duas resistências. 141. 141. A bateria de um automóvel é uma fonte de fem 12 V e resistência interna 2,0 Ω . Ao ser ligada num circuito, a intensidade de corrente que se estabelece é de 1,5 A. Determine: a) a ddp nos terminais da bateria; b) a potência gerada pela bateria;
c) a potência lançada pela bateria no circuito externo; d) o rendimento da bateria. Observação: Entenda ddp como diferença de potencial, que é sinônimo de tensão elétrica. Para calcular a potência gerada, utilize a expressão P = ε × i; para a lançada, P = U × i . O rendimento pode ser calculado por potência lançada/potência gerada ou U /ε e é um número puro ou dado em porcentagem. 142. 142. A figura a seguir representa um circuito denominado ponte de Wheatstone, utilizado em laboratório para medir resistências desconhecidas. desconhecidas. Suponha que R1 seja um resistor de resistência desconhecida e que R2, R3 e R4 sejam reostatos, isto é, que possam ter suas resistências variando num intervalo de valores conhecidos, que se ajustam até que o amperímetro da figura indique uma corrente elétrica nula. Nesta situação, considera-se considera-se que a ponte está em equilíbrio e é verdadeira a expressão: R1 × R3 = R2 × R4
a) Determine o valor da resistência do resistor R1. b) Determine a corrente estabelecida em cada resistor, considerando que o ponto A é o mesmo que B no circuito. Observação: No item b, pode-se considerar R1 e R2, R4 e R3 associados em série ou R1 e R4, R2 e R3 em paralelo. 143. 143. (Fuvest-SP) Numa instalação elétrica, os cinco resistores representados na figura são idênticos. Qual é o par de terminais que você pode segurar simultaneamente com as duas mãos, sem que haja perigo de sofrer "choque"?
144. 144. (Unicamp-SP) No circuito, a corrente na resistência de 5,0 Ω é nula. a) Determine o valor da resistência X. b) Qual a corrente fornecida pela bateria?
145. 145. (Vunesp) Dado o circuito, em que G é um galvanômetro e e, uma bateria, calcule X em função das resistências R1, R2 e R3 para que a corrente por G seja nula.
Observação: O galvanômetro é um aparelho que mede pequenas correntes elétricas. 146. 146. Um galvanômetro tem resistência elétrica 10 Ω e a intensidade da corrente de fundo de escala vale 20 mA. a) Que modificação deve ser introduzida no galvanômetro para que possa medir uma intensidade de corrente elétrica de até 1 020 mA (ou seja, se transforme num amperímetro de fundo de escala 1 020 mA)? b) Que modificação deve ser introduzida no galvanômetro para que possa medir uma tensão de até 60 V (ou seja, se transforme num voltímetro de fundo de escala 60 V)? 147. 147. A resistência de um galvanômetro é de 1,0 Ω e a corrente máxima em que pode ser utilizado é 1,0 mA. a) Em que condições ele poderia ser utilizado como amperímetro num circuito em que passe uma corrente de 11 mA? b) Em que condições ele poderia ser utilizado como voltímetro num circuito submetido a uma ddp de 500 V? Observação: Lembre-se Lembre-se de que 1,0 mA = 1,0 × 10-3 A. 148. 148. (Mauá-SP) É dado um galvanômetro de resistência interna 0,25 Ω , que se funde quando por ele passa uma corrente maior que 0,15 A. a) Explique o que se deve fazer para se poder utilizar esse galvanômetro na medida de uma corrente de 5,0 A. b) Faça o esquema da ligação correspondente. 149. 149. Observe o circuito e, depois, determine a intensidade da corrente elétrica que atravessa o resistor R.
Observação:
Use a convenção:
Na associação em paralelo de fontes iguais, a fem é constante e a resistência equivalente é r = r 2 × r 3 /r 2 + r 3. Dessa forma, os dois geradores ε 2 e ε 3 podem ser substituídos por um equivalente de ε = 10 V e r = 1,5 Ω . 150. 150. No circuito, calcule a corrente elétrica que passa pelo resistor de 13 Ω .
151. 151. (Santa Casa-SP) Na figura está esquematizado um circuito elétrico no qual existem uma bateria B e quatro resistores. Indica-se na figura a corrente elétrica em alguns pontos do circuito. A corrente elétrica indicada pelo ponto X tem intensidade, em ampères, igual a: a) 1,0. b) 2,0. c) 3,0. d) 4,0. e) 5,0.
152. 152. (UEPB) As correntes i 1, i 2 e i 3 do circuito desenhado são respectivamente, em ampères, de: a) 2, 2, 1. b) 2, 1, 2. c) 2, 2, 2. ) 1, 2, 2. e) 1, 2, 1.
153. 153. (Unicamp-SP) Todo material supercondutor passa a ter resistência elétrica nula abaixo de uma certa temperatura T c c, chamada temperatura crítica. Considere, hipoteticamente, que no circuito o resistor R seja feito de um material supercondutor de T c c = 3,0ºC. O valor da resistência R para temperaturas acima de T c c é 10 Ω e o fusível F tem resistência desprezível e suporta uma corrente máxima de 1,5 A. A lâmpada L possui uma resistência interna de 5,0 Ω . a) Que corrente passa pela lâmpada a uma temperatura ambiente de 30ºC? b) Que corrente passará pela lâmpada se a temperatura ambiente cair de 30ºC para 0ºC? (Justifique suas respostas.)
Campo elétrico, tensão e modelo de corrente elétrica 154. 154. (Fuvest-SP) Dispõe-se de uma placa metálica M e de uma esferinha metálica P , suspensa por um fio isolante, inicialmente neutras e isoladas. Um feixe de luz violeta é lançado sobre a placa, retirando partículas elementares da mesma. As figuras (1) a (4) ilustram o desenrolar dos fenômenos ocorridos. Podemos afirmar que na situação (4): a) M e P estão eletrizadas positivamente. b) M está negativa e P , neutra. c) M está neutra e P , positivamente eletrizada. d) M e P estão eletrizadas negativamente. e) M e P foram eletrizadas por indução.
Observação: As partículas elementares retiradas da placa pela luz violeta são elétrons, e este fenômeno denomina-se efeito fotoelétrico.? 155. 155. Na figura, q1 e q2 representam duas quantidades de cargas em pequenas esferas. Sabe-se que a superposição dos campos elétricos, criados por q1 e q2, produz no ponto P um campo elétrico nulo. Determine a relação entre q1 e q2.
156. 156. Duas pequenas esferas, com quantidades de carga 3,0 µ C e 12 µ C, estão separadas de 21 cm. Em que ponto será nulo o campo elétrico criado pela superposição dos campos das duas esferas? 157. 157. (PUC-RS) A figura mostra duas cargas elétricas, de valores 9q e -q, separadas por uma distância 2d . O campo elétrico resultante criado pelas cargas é nulo em: a) F. b) G. c) H. d) I. e) J.
158. 158. (UFMG) Uma carga elétrica puntiforme +Q está fixada sobre uma mesa isolante, conforme mostrado na figura. Um pequeno corpo C , eletrizado com uma carga também positiva +q, é abandonado sobre a mesa, nas proximidades de +Q. Em virtude da repulsão elétrica entre as cargas, o corpo C se desloca em linha reta sobre a mesa. Considere que a força resultante que atua sobre C é devida apenas à carga Q. Sendo sua aceleração e , sua velocidade, pode-se afirmar que, enquanto C se desloca: a)
diminui e
aumenta.
b)
diminui e
diminui.
c)
aumenta e
aumenta.
d)
aumenta e
não varia.
e)
não varia e
aumenta.
159. 159. (Fuvest-SP) Duas partículas de cargas 10 -7 C e -10-7 C e mesma massa, 0,1 g, estão separadas de 10 cm. a) Qual a intensidade da força elétrica entre as cargas em um meio em que a força entre cargas de 1,0 C a uma distância de 1,0 m é 9,0 × 109 N? b) Se a carga positiva se movimentar em torno da negativa, descrevendo um movimento circular uniforme de 10 cm de raio, qual a sua velocidade? Observação: Os dados do item a devem ser utilizados para determinar a constante eletrostática do meio K . No item b, considere que a força elétrica atua como uma força centrípeta. 160. 160. (Fuvest-SP) Um dos pratos de uma balança em equilíbrio é uma esfera eletrizada A. Aproxima-se de A uma esfera B com carga igual, mas de sinal contrário. O equilíbrio é restabelecido colocando-se uma massa de 2,5 g no prato da balança. A figura ilustra a situação. (O meio é o ar, considere K = 9,0 × 109 N×m2 /C2 e g = 10 m/s2.) a) Qual a intensidade da força elétrica? b) Qual o valor da carga de A?
Observação: Considere Considere que o módulo da força elétrica deve ser igual ao da força peso no objeto de 2,5 g, uma vez que a balança se reequilibra. 161. 161. (FEI-SP) Na figura, as pequenas esferas A e B têm cargas iguais: Q1 = Q2 = -2,0 µ C. A esfera A é fixa e a esfera B, cuja massa é m = 160 g, mantém-se em equilíbrio sobre a reta vertical que passa por A. Na situação de equilíbrio, qual a distância h entre as esferas (em metros)? (Dados: g = 10 m/s2; K = 9,0 × 109 N.m2 /C2.)
162. 162. Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico que deve ser aplicado a um elétron para equilibrar seu peso. Considere: g = 10 N/kg, massa do elétron 9,1 × 10-31 kg e módulo da carga do elétron 1,6 × 10-19C. 163. 163. (Fuvest-SP) Uma gotícula de água com massa m = 0,80 × 10-9 kg, eletrizada com carga q = 16 × 10-19C, está em equilíbrio no interior de um condensador de placas paralelas e horizontais, conforme esquema. Nessas circunstâncias, o valor do campo elétrico entre as placas é de (considere g = 10 m/s2): a) 5,0 × 109 N/C. b) 2,0 × 10-10 N/C. c) 12,8 × 10-28 N/C. d) 2,0 × 10-11 N/C. e) 5,0 × 108 N/C.
164. 164. (UE Maringá-PR) Some o valor das alternativas corretas. Considere o capacitor plano de placas paralelas A e B da figura. Entre essas placas, colocamos uma partícula X de peso P = 2,0 × 10-9 N, eletrizada, que permanece em repouso, sob a ação da gravidade e da força elétrica.
01. A força que equilibra a partícula X terá o mesmo módulo, direção e sentido da força peso. 02. A força elétrica que equilibra a partícula X tem o mesmo módulo da força peso. 04. O módulo do campo elétrico no interior do capacitor é de 1,0 × 104 V/m. 08. A carga elétrica da partícula X deverá ser negativa. 16. A intensidade do campo elétrico fora das placas do capacitor é constante. 165. 165. (Esc. Sup. Agric. Lavras-MG) Duas placas paralelas, eletrizadas com cargas de sinais contrários, estão separadas por uma distância de 10 cm, sendo a ddp (diferença de potencial) entre as placas iguas a 103 V. a) Calcu Calcule le o módulo módulo do veto vetorr campo campo elétr elétrico ico ( ) entre entre as plac placas as.. -9 b) Uma partícula de carga positiva q = 4,0 × 10 C e massa m é colocada entre as
placas. Calcule a massa m de modo que a partícula permaneça em repouso entre as placas. (Considere g = 10 m/s2.) 166. 166. (UFBA) Duas pequenas esferas de massas idênticas m = 9,0 × 10-2 kg, suspensas por fios isolantes de comprimento l = m e em equilíbrio, foram eletrizadas de modo a possuírem as mesmas cargas elétricas Q, conforme representa a figura. Sabendo que a distância entre os centros das esferas é d = 2,0 m, calcule a carga elétrica Q de cada esfera e expresse o resultado encontrado em 10-5 coulomb. Considere K = 9,0 × 109 N.m2 /C2 e g = 10 m/s2.
167. 167. (Fuvest-SP) Um corpo A, eletrizado, fica sujeito a uma força a uma carga 2Q (figura I) e sujeito a uma força
1
quando próximo
quando próximo a duas cargas 2Q
e Q (figur (figuraa II). II). O valor valor da razão razão entre entre os os módu módulos los dessas dessas forças forças,, a) 0. b) . c) 1. d) 2. e) 3.
, é:
168. 168. (EEMauá-SP) Três cargas puntiformes iguais, de q = +1,50 × 10-6 C cada uma, estão fixadas em três vértices de um quadrado de lado a = 1,00 m (uma em cada vértice). Calcule o valor da força que age numa das duas cargas que estão nos extremos de uma diagonal. Dados: cos 45º = ~ 1,41 e K = 9,0 × 10-6 N×m2 /C2. 169. 169. (FEI-SP) Nos vértices A, B e C de um triângulo retângulo estão situadas três cargas puntiformes: Q1 = 2,0 µ C , Q2 = -2,0 µ C e Q3 = 3,0 µ C , respectivamente.
Qual é a intensidade da resultante das forças que as cargas Q1 e Q2 exercem em Q3? Considere K = 9,0 × 109 N×m2 /C2.
170. 170. (Osec-SP) Nos vértices de um triângulo eqüilátero, de 3,0 m de lado, estão colocadas as cargas q1 = q2 = 4,0 × 10-7 C e q3 = 1,0 × 10-7 C. Calcule a intensidade da força resultante que atua em q3. O meio é o vácuo, cos 60º = 0,5 e K = 9,0 × 109 N×m2 /C2.
171. 171. Duas pequenas esferas metálicas idênticas, inicialmente carregadas com cargas Q1 = 1,0 × 10-6C e Q3 = -3,0 × 10-6 C , são colocadas em contato e depois afastadas uma da outra até uma distância de 60 cm. a) Qual é a força eletrostática (em intensidade, direção e sentido) que atua sobre cada uma das cargas? b) Calcule o campo elétrico (em intensidade, direção e sentido) no ponto P situado sobre a mediatriz do segmento de reta que une as duas cargas, a 50 cm de distância de uma delas. Dado: K = 9,0 × 109 N×m2 /C2. 172. 172. Determine intensidade, direção e sentido do vetor campo elétrico resultante em P. Considere que as cargas estejam no vácuo, em que K = 9,0 × 109 N×m2 /C2, e faça um desenho representando os campos .
173. 173. (Cesgranrio-RJ) Quatro partículas carregadas estão fixas nos vértices de um quadrado. As cargas das partículas têm o mesmo módulo q, mas seus sinais se alternam conforme mostrado na figura. Assinale a opção que melhor representa o vetor campo elétrico no ponto M assinalado na figura.
174. 174. (Unicamp-SP) Considere as cargas puntiformes colocadas nos vértices do quadrado (figura I) e nos vértices do triângulo eqüilátero (figura II). Desenhe o campo elétrico resultante (direção, sentido e valor do ângulo com a reta AB) para a carga em A) da: ( A a) figura (I). b) figura (II).
175. 175. (Fuvest-SP) Tem-se duas pequenas esferas condutoras, A e B, descarregadas e isoladas uma da outra. Seus centros estão distantes entre si de 20 cm. Cerca de 5,0 × 106 elétrons são retirados da esfera A e transferidos para a esfera B. Considere o módulo da carga do elétron igual a 1,6 × 10-19C e a constante eletrostática do meio igual a 9,0 × 109 N × m2 /C2.
a) Qual é o valor do vetor campo elétrico em P ? b) Qual é a direção do vetor campo elétrico num ponto R sobre a mediatriz do segmento AB? Observação: No item a, determine primeiro a quantidade de carga em cada esfera, depois calcule o campo elétrico criado por QA em P e por QB em P . Finalmente, faça a soma destes vetores 176. 176. (Mackenzie-SP) O gerador do circuito tem resistência interna de 1,0 Ω , e o condensador de capacidade 15 µ F está carregado com 90 µ C. Calcule a fem (força eletromotriz) do gerador.
177. 177. (CFET-MG) No circuito, um gerador de força eletromotriz E de 12 V e resistência interna r de 2,0 Ω alimenta um resistor externo R, de 4,0 Ω , e um capacitor C , de 5,0 µ F. Determine: a) a leitura no amperímetro (ideal); b) a carga armazenada no capacitor.
178. 178. O gráfico deste exercício representa o potencial elétrico de uma esfera condutora oca, carregada com carga total Q, de raio R, em função da distância r ao centro da esfera. Dentro da esfera oca, o potencial tem o valor constante . Fora da esfera oca, o potencial é o mesmo daquele de uma carga puntiforme no centro da esfera. Com base nessas informações, mostre que o trabalho da força elétrica elé trica para deslocar uma carga de prova no interior da esfera oca é zero.
179. 179. Por que será que, ao acionarmos um interruptor, uma lâmpada acende quase que instantaneamente, se a velocidade de deslocamento dos elétrons é pequena (da ordem de 10-3 m/s)? Magnetismo e eletricidade 180. 180. (Fuvest-SP) Um tubo de vidro de massa m = 30 g está sobre uma balança. Na parte inferior do vidro está um ímã cilíndrico de massa M 1 = 90 g. Dois outros ímãs de massas M = 30 g são colocados no tubo e ficam suspensos devido às forças magnéticas e aos seus pesos. (Considere g = 10 m/s2.)
a) Qual é a direção e o módulo (em newton) da resultante das forças magnéticas que agem sobre o ímã 2? b) Qual é a indicação da balança (em gramas)? 181. 181. (Fuvest-SP) A figura representa um feixe de partículas com carga +q e massa 2 m e partículas com carga -q e massa 3 m. Todas penetram com velocidade numa região onde existe um campo magnético uniforme , perpendicular perpendicular ao plano do papel, papel, saindo para a vista do leitor.
a) Esboce a trajetória de uma partícula positiva e de uma partícula negativa sob a ação do campo magnético. b) Qual é a razão entre a aceleração das partículas partículas positivas e a aceleração das negativas?
Exercícios - avaliações Parte 1 - Mecânica FORÇAS 1. O texto abaixo foi extraído do jornal Folha de SPaulo, de 17 de setembro de 1987. Satélites norte-americanos cairão sobre o Brasil Da France Presse e da Redação da Folha A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (Nasa) avisou, no final da semana passada, às autoridades brasileiras que dois satélites científicos lançados pelos EUA, em 22 de outubro de 1977, regressarão à atmosfera a tmosfera terrestre sobre território brasileiro, entre zero e duas horas do próximo dia 26 de setembro de 1987. Segundo o astrônomo João Steiner, 37, do Instituto de Pesquisas Espaciais (em São José dos Campos, 97 km a nordeste de São Paulo), a área mais provável para a queda
é a região nordeste, sem haver ainda uma previsão mais precisa do local. Foi Steiner quem atendeu o telefonema do Departamento de Relações Internacionais da Nasa, na última sexta-feira, dando conta do regresso dos satélites, com dois minutos de diferença entre eles.
Sem acidente A população nordestina, porém, não precisa temer acidentes - os destroços se incendiarão a uma distância de 60 km a 80 km da Terra. O incêndio dos satélites poderá ser visto a olho nu, aparecendo ao observador na forma de uma bola de fogo. Os satélites, ISEE-1 e ISEE-2, foram progressivamente retirados de sua órbita devido à atração gravitacional exercida pela Terra. A finalidade primordial desses equipamentos foi estudar os campos magnéticos do Sol e raios cósmicos gama.
A explicação dada pelo jornalista no último parágrafo da notícia está de acordo com a da física? Justifique sua resposta. 2. (UFMG) Um homem empurra um caixote para a direita, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal.
Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que melhor representa as forças que atuam no caixote é:
3. Um bloco é lançado no ponto A, sobre uma superfície horizontal com atrito, e desloca-se para o ponto C .
O diagrama que melhor representa as forças que atuam sobre o bloco, ao passar pelo ponto B, é:
4. (UFMG) Uma pessoa entra no elevador e aperta o botão para subir. Seja P o módulo do peso da pessoa e N o módulo da força que o elevador faz sobre ela. Pode-se afirmar que, quando o elevador começa a subir: a) P aumenta, e N não se modifica. b) P não se modifica, e N aumenta. c) P e N aumentam. d) P e N não se modificam. e) P e N diminuem. 5. (UFMG) Uma jogadora de basquete arremessa uma bola tentando atingir a cesta. Parte da trajetória seguida pela bola está representada nesta figura:
Considerando a resistência do ar, assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa as forças que atuam sobre a bola no ponto P dessa trajetória.
Lei Fundamental dos Movimentos 6. (UFMG) Cada um dos itens, I, II, III e IV, representa uma seqüência de posições de objetos em movimento. Os intervalos de tempo entre duas posições consecutivas assinaladas são sempre os mesmos. I II
III
IV Assinale a alternativa que indica todos os itens em que há movimento acelerado. a) I e III b) II, III e IV c) II e IV d) III e IV 7. (UESB) A figura ilustra o lançamento horizontal de uma partícula ao espaço com velocidade , do alto de um edifício de altura h, livre da força de resistência do ar. A aceleração da gravidade local vale g.
A melhor representação do vetor quantidade de movimento da partícula, no instante em que ela toca o solo é:
8. (UFMG) Uma esfera de massa m e velocidade colidiu com um obstáculo fixo, retornando com a mesma velocidade em módulo. A variação da quantidade de movimento da esfera foi:
a) nula. b) m v. c) 2 m v. d) 1/2 m v. e) 1/2 m v2. 9. (Vunesp) Num jogo de futebol, a bola bate na trave superior do gol. Suponha que isso ocorra numa das quatro situações representadas esquematicamente a seguir, I, II, III e IV. A trajetória da bola está contida no plano das figuras, que é o plano vertical perpendicular à trave superior do gol.
Sabendo que o módulo da velocidade com que a bola atinge e é rebatida pela trave é o mesmo em todas as situações, pode-se afirmar que o impulso exercido pela trave sobre a bola é a) maior em I. b) maior em II. c) maior em III. d) maior em IV. e) igual nas quatro situações. 10. 10. (PUC-RS) A figura representa dois blocos independentes sobre uma mesa horizontal, movendo-se para a direita sob a ação de uma força horizontal de 100 N .
Supondo-se que a força de atrito externo atuando sobre os blocos seja 25 N, é correto concluir que a aceleração, em m/s2, adquirida pelos blocos, vale: a) 5. b) 6. c) 7. d) 8. e) 9. 11. 11. (UFRJ) Dois blocos de massa igual a 4,0 kg e 2,0 kg, respectivamente, estão presos entre si por um fio inextensível e de massa desprezível. Deseja-se puxar o conjunto por meio de uma força cujo módulo é igual a 3,0 N sobre uma mesa horizontal e sem atrito. O fio é fraco e corre o risco de romper-se.
Qual é o melhor modo de puxar o conjunto sem que o fio se rompa, pela massa maior ou pela menor? Justifique sua resposta. 12. 12. (UFRJ) Um operário usa uma empilhadeira de massa total igual a uma tonelada para levantar verticalmente uma caixa de massa igual a meia tonelada, com uma aceleração inicial de 0,5 m/s2 , que se mantém constante durante um curto intervalo de tempo. Adote g = 10 m/s2 e calcule, neste curto intervalo de tempo: a) a força que a empilhadeira exerce sobre a caixa; b) a força que o chão exerce sobre a empilhadeira. (Despreze a massa das partes móveis da empilhadeira.)
13. 13. (Mackenzie-SP) Duas forças horizontais, perpendiculares entre si e de intensidades 6,0 N e 8,0 N , agem sobre um corpo de 2,0 kg que está sobre uma superfície plana e horizontal. Desprezando os atritos, o módulo da aceleração adquirida por esse corpo é: a) 1,0 m/s2. b) 2,0 m/s2. c) 3,0 m/s2. d) 4,0 m/s2. e) 5,0 m/s2. 14. 14. (UERJ) Um livro está inicialmente em repouso sobre o tampo horizontal áspero de uma mesa sob ação unicamente de seu peso e da força exercida pela mesa. Em seguida, inclina-se a mesa de um certo ângulo, de modo que o livro permaneça em repouso. Analisando a componente normal da força que a mesa exerce sobre o livro nesta última situação, conclui-se que seu valor: a) é nulo. b) é o mesmo que na situação inicial. c) é maior do que na situação inicial. d) é menor do que na situação inicial 15. 15. (Fatec-SP) O bloco da figura, de massa 50 kg, sobe o plano inclinado perfeitamente liso, com velocidade constante, sob a ação de uma força , constante e paralela ao plano.
Adotando g = 10 m/s2, o módulo de , em newtons, vale: a) 400. b) 250. c) 200. d) 350. e) 300.
16. 16. (UESB) Um bloco de massa 2,0 kg é abandonado, a partir do repouso, do topo de um plano inclinando com 16 m de extensão, conforme mostra a figura. A aceleração da gravidade local vale 10 m/s2, sen θ = 0,8, cos θ = 0,6 e não há atrito.
A força, em N , exercida pelo bloco sobre o plano, vale: a) 2. b) 5. c) 12. d) 16. e) 20. 17. 17. (Fesp-SP) Na figura deste exercício, o bloco está na iminência de deslizamento sobre o plano inclinado. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é: a) 0,75. b) 0,50. c) 1,00. d) 0,60. e) 0,80.
18. 18. (Mackenzie-SP) A ilustração ilustração refere-se a uma certa tarefa na qual o bloco B, dez 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:
(Dados: sen a = 0,6 e cos a = 0,8.) a) 0,500 b) 0,750 c) 0,875 d) 1,33 e) 1,50. Ação e Reação, Inércia e Conservação da Quantidade de Movimento 19. 19. (PUC-RS) No estudo das leis do movimento, ao tentar identificar pares de forças de ação-reação, são feitas as seguintes afirmações: I. Ação: A Terra atrai a Lua. Reação: A Lua atrai a Terra. II. Ação: O pulso do boxeador golpeia o adversário. Reação: O adversário cai. III. Ação: O pé chuta a bola. Reação: A bola adquire velocidade. IV. Ação: Sentados numa cadeira, empurramos o assento para baixo. Reação: O assento nos empurra para cima.
O princípio da ação-reação ação-reação é corretamente aplicado: a) somente na afirmativa I. b) somente na afirmativa II. c) somente nas afirmativas I, II e III. d) somente nas afirmativas I e IV. e) nas afirmativas I, II, III e IV. 20. 20. (UFMG) A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de 49 N. Pode-se, então, afirmar que o pacote de arroz: a) atrai a Terra com uma força de 49 N. b) atrai a Terra com uma força menor do que 49 N. c) não exerce força nenhuma sobre a Terra. d) repele a Terra com uma força de 49 N. e) repele a Terra com uma força menor do que 49 N. 21. 21. (Vunesp) Uma moeda está sobre uma folha de papel, que está em cima de uma mesa. Alguém lhe diz que, se você puxar a folha de papel, a moeda vai escorregar e ficar sobre a mesa. Pode-se afirmar que isso: a) sempre acontece porque, de acordo com o princípio da inércia, a moeda tende a manter-se na mesma posição em relação a um referencial fixo na mesa. b) sempre acontece porque a força aplicada à moeda, transmitida pelo atrito com a folha de papel, é sempre menor que a força aplicada à folha de papel. c) só acontece se o módulo da força de atrito estático máxima entre a moeda e o papel for maior que o produto da massa da moeda pela aceleração do papel. d) só acontece se o módulo da força de atrito estático máxima entre a moeda e o papel for menor que o produto da massa da moeda pela aceleração do papel. e) só acontece se o coeficiente de atrito estático entre a folha de papel e a moeda for menor que o coeficiente de atrito estático entre a folha de papel e a mesa. 22. 22. (UFMG) Um carro, fazendo uma curva, perde a calota da roda traseira direita. A figura ilustra essa situação, vista de cima, no instante em que a calota se desprende.
Desprezando-se a resistência do ar, pode-se afirmar que, imediatamente após a calota se soltar, ela se moverá, aproximadamente, em direção ao ponto: a) A. b) B. c) C. d) D. 23. 23. (UFMG) Dois blocos M e N , colocados um sobre o outro, estão se movendo para a direita com velocidade constante sobre uma superfície horizontal sem atrito.
Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que melhor representa as forças que atuam sobre o corpo M é:
24. 24. (FURG) A figura deste exercício mostra a trajetória descrita por um carro. Durante o percurso, o motorista observa que o velocímetro do veículo marca sempre 40 km/h, o que corresponde a 11,1 m/s.
Pode-se afirmar que: a) no trecho AB, a aceleração do carro é constante e não-nula. b) no trecho BC , a aceleração do carro é nula. c) no trecho AB, a resultante das forças que atuam sobre o carro é constante e nãonula. d) no trecho BC , a resultante das forças que atuam sobre o carro é diferente de zero. e) durante todo o percurso, a resultante das forças que atuam sobre o carro é nula. 25. 25. (FURG) Uma esfera de massa m desloca-se com velocidade v para a direita sobre um plano horizontal perfeitamente liso. Ela colide frontalmente com outra esfera de massa 2m, inicialmente em repouso, conforme esquematizado na figura abaixo.
Assinale a opção que melhor representa as velocidades das esferas, imediatamente após a colisão.
26. 26. (UFRJ) A figura representa o gráfico velocidade-tempo de uma colisão unidimensional entre dois carrinhos A e B.
a) Qual é o módulo da razão entre a força média que o carrinho A exerce sobre o carrinho B e a força média que o carrinho B exerce sobre o carrinho A? Justifique sua resposta. b) Calcule a razão entre as massas mA e mB dos carrinhos. 27. 27. (ITA-SP) Uma massa m1 em movimento retilíneo com velocidade de 8,0 × 10-2 m/s colide frontal e elasticamente com outra massa m2 em repouso e sua velocidade passa a ser 5,0 × 10-2 m/s. Se a massa m2 adquire a velocidade de 7,5 × 10-2 m/s, podemos concluir que a massa m1 é: a) 10 m2 b) 3,2 m2 c) 0,5 m2 d) 0,04 m2 e) 2,5 m2. Gravitação 28. 28. (UFRJ) A tabela abaixo ilustra uma das leis do movimento dos planetas: a razão entre o cubo da distância D de um planeta ao Sol e o quadrado do seu período de revolução T em torno do Sol é constante. O período é medido em anos e a distância em unidades astronômicas (UA). A unidade astronômica é igual à distância média entre o Sol e a Terra. Suponha que o Sol esteja no centro comum das órbitas circulares dos planetas.
Um astrônomo amador supõe ter descoberto um novo planeta no sistema solar e o batiza como planeta X . O período estimado do planeta X é de 125 anos. Calcule: a) a distância do planeta X ao Sol em UA; b) a razão entre a velocidade orbital do planeta X e a velocidade orbital da Terra. 29. 29. (Cesep-PE) Ao ser argüido sobre movimento dos planetas, um aluno escreveu os seguintes enunciados para as leis de Kepler: I - Todos os planetas movem-se em órbitas elípticas, com o Sol ocupando sempre um dos seus focos (lei das órbitas). II - Uma reta ligando qualquer planeta ao Sol "varre" áreas iguais em tempos iguais (lei das áreas). III - A razão R2 /T 3, na qual R é a distância média entre o planeta e o Sol, e T , seu período de revolução em redor do Sol, é a mesma para todos os planetas (lei dos períodos). Dos enunciados acima: a) apenas o I está correto. d) II e III estão corretos. b) apenas o II está correto. e) todos estão corretos. c) I e II estão corretos. 30. 30. (Cescem-SP) De acordo com uma das leis de Kepler, cada planeta completa ("varre") áreas iguais em tempos iguais em torno do Sol. Como as órbitas são elípticas e o Sol ocupa um dos focos, conclui-se: I - Quando o planeta está mais próximo do Sol, sua velocidade aumenta. II - Quando o planeta está mais distante do Sol ,sua velocidade aumenta. III - A velocidade do planeta em sua órbita elíptica independe da sua posição relativa ao Sol. a) I está correta. b) II está correta. c) II e III estão corretas. d) Todas as proposições estão corretas. e) Nenhuma das respostas anteriores está correta.
31. 31. (ITA-SP) Comentando as leis de Kepler para o movimento planetário, um estudante escreveu: I - Os planetas do sistema solar descrevem elipses em torno do sol, que ocupa o centro dessas elipses. II - Como o dia (do nascer ao pôr-do-sol) é mais curto no inverno e mais longo no verão, o vetor posição da Terra (linha que a une ao Sol) "varre" uma área de espaço menor no inverno que no verão, para o mesmo período de 24 h. III - Como a distância média da Terra ao Sol é 1,5 × 108 km e a de Urano é de 3,0 × 109 km, pela terceira lei de Kepler, conclui-se que o "ano" de Urano é igual a vinte vezes o ano da Terra. IV - As leis de Kepler não fazem referência à força de interação entre o Sol e os planetas. Verifique quais as afirmações estão corretas e indique a opção correspondente: a) I e IV estão corretas. b) Só a I está e stá correta. c) II e IV estão corretas. d) Só a IV está correta. e) II e III estão corretas. 32. 32. (UFRN) Se a massa da Terra não se alterasse, mas o seu raio fosse reduzido à metade, o nosso peso seria: a) reduzido à quarta parte. b) reduzido à metade. c) o mesmo. d) dobrado. e) quadruplicado. 33. 33. Verifique se as afirmações abaixo são verdadeiras ou falsas: a) A velocidade de um planeta que orbita o Sol com trajetória elíptica é constante em toda a órbita. b) A reta que une um planeta ao Sol "varre" áreas iguais em tempos iguais. c) Segundo a lei da gravitação universal universal de Newton, dois objetos se atraem na razão direta de suas massas e na razão inversa do quadrado da distância entre elas. d) Num ponto do campo gravitacional da Terra, a aceleração da gravidade depende da massa do corpo nele colocado. e) Copérnico defendia o sistema heliocêntrico. 34. 34. (Fuvest-SP) Considere um satélite artificial em órbita circular. Duplicando-se a massa do satélite sem alterar seu período (tempo que ele e le leva para dar uma volta completa), o raio da órbita será: a) duplicado. b) quadruplicado. c) reduzido à metade. d) reduzido à quarta parte. e) o mesmo. 35. 35. (Fuvest-SP) A melhor explicação para o fato de a Lua não cair sobre a Terra é: a) a gravidade terrestre não chega até a Lua. b) a Lua gira em torno da Terra. c) a Terra gira em torno do seu eixo. d) a Lua também é atraída pelo Sol. e) a gravidade da Lua é menor que a da Terra. 36. 36. (UFUb-MG) Os itens a seguir estão relacionados com as leis da gravitação universal e dos movimentos planetários. Analise-os e identifique o incorreto. a) A força responsável para manter um satélite artificial em órbita, em torno da Terra,
é a atração gravitacional da Terra sobre o satélite. b) Segundo a terceira lei de Kepler, o planeta Júpiter possui um período de revolução menor que Marte. c) A força de atração entre dois corpos quaisquer é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros. d) A órbita de um planeta em torno do Sol é uma elipse, com o Sol situado em um dos focos. e) A gravidade em Uberlândia é menor que no Rio de Janeiro. 37. 37. (Fuvest-SP) Podemos admitir, numa primeira aproximação, que a Terra descreve um movimento circular uniforme em torno do Sol. a) Faça uma figura da trajetória da Terra em torno do Sol, mostrando, num determinado ponto da trajetória, os vetores velocidade e a aceleração centrípeta da Terra. b) Indicando-se por FG o módulo da força gravitacional que o Sol exerce e xerce sobre a Terra e por Fc o módulo da força centrípeta que atua sobre a Terra, quanto vale FG /Fc? 38. 38. (UESB) A figura mostra a órbita elíptica de um planeta P, em torno do Sol.
Se os arcos AB e CD são percorridos em tempos iguais, em relação ao movimento do planeta, pode-se afirmar: a) A velocidade linear aumenta no trecho BC . b) A velocidade linear diminui no trecho DA. c) Possui maior velocidade média no trecho AB. d) Possui velocidade de módulo constante. e) Não há aceleração centrípeta. 39. 39. (UFMG) Esta figura mostra dois satélites artificiais, R e S, em órbitas circulares de mesmo raio, em torno da Terra. A massa do satélite R é maior do que a do satélite S.
Com relação ao módulo das velocidades, V R e V S, e aos períodos de rotação, T R e T S, pode-se afirmar que: a) V R < V S e T R = T S. b) V R < V S e T R > T S. c) V R = V S e T R = T S. d) V R = V S e T R > T S. e) V R > V S e T R > T S. 40. 40. (PUC-MG) Um satélite artificial está em órbita circular em torno da Terra, no plano do Equador, a uma certa distância d em relação ao centro do planeta. Em relação a esse satélite, é incorreto afirmar que: a) para fazê-lo alcançar uma órbita mais externa, é necessário, inicialmente, aumentar
sua velocidade tangencial e, em seguida, reduzi-la. b) se a velocidade tangencial do satélite tem módulo constante, não existe aceleração atuando sobre ele. c) se o satélite é estacionário, seu período de translação é igual a 24 horas. d) sua velocidade tangencial tem um módulo que pode ser calculado pela relação v =
, na qual G é a constante de gravitação universal e M , a massa da Terra. e) a força centrípeta que o mantém em órbita é a força de atração gravitacional gravitacional que a Terra exerce sobre ele. 41. 41. (Unicamp-SP) A atração gravitacional da Lua e a força centrífuga do movimento conjunto de rotação da Lua e da Terra são as principais causas do fenômeno das marés. Essas forças fazem com que a água dos oceanos adquira a forma esquematizada (e exagerada) na figura. A influência do Sol no fenômeno das marés é bem menor, mas não desprezível, porque, quando a atração do Sol e da Lua se conjugam, a maré torna-se mais intensa.
a) Quantas marés altas ocorrem em um dia num mesmo local? b) Como estará a maré no Brasil quando a Lua estiver bem acima do Japão? c) Faça um desenho mostrando a Terra, a Lua e o Sol na situação em que a maré é mais intensa. Qual a fase da Lua nesta situação? 42. 42. Pretende-se lançar um satélite artificial que irá descrever uma órbita circular a 3,6 × 106m de altura. Sabendo-se que G = 6,0 × 10-11 N × m2 /kg2, o raio da Terra RT " 6,4 ´ 106 m e a massa da Terra mT = 6,0 × 1024 kg, determine a velocidade de translação que deve ser imprimida ao satélite, naquela altura, para se obter a órbita desejada. 43. 43. (Fuvest-SP) Um satélite artificial move-se em órbita circular ao redor da Terra, ficando permanentemente sobre a cidade de Macapá. a) Qual o período do movimento do satélite em torno da Terra? b) Por que o satélite não cai sobre a Terra? 44. 44. (Vunesp) Dentro de um satélite artificial da Terra, um astronauta flutua porque: a) sua massa específica fica menor que a do ar dentro do satélite. b) existe vácuo dentro do satélite e no vácuo os corpos não têm peso. c) as acelerações da nave e do astronauta com relação à Terra são iguais. d) a força da gravidade é nula no local onde está o satélite. e)o satélite serve de blindagem, de modo que a força da gravidade não é exercida sobre o astronauta. 45. 45. (Vunesp) Turistas que visitam Moscou podem experimentar a ausência de gravidade voando em aviões de treinamento de cosmonautas. Uma das maneiras de dar aos passageiros desses vôos a sensação de ausência de gravidade, durante um determinado intervalo de tempo, é fazer um desses aviões: a) voar em círculos, num plano vertical, com velocidade escalar constante. b) voar em círculos, num plano horizontal, com velocidade escalar constante. c) voar verticalmente para cima, com aceleração igual a 2 g.
d) voar horizontalmente, em qualquer direção, com aceleração igual a g. e) cair verticalmente de grande altura, em queda livre. 46. 46. (UERJ) Um asteróide A é atraído gravitacionalmente por um planeta P . Sabe-se que a massa de P é maior do que a massa de A. Considerando apenas a interação entre A e P , conclui-se que: a) o módulo da aceleração de P é maior que o módulo de aceleração de A. b) o módulo da aceleração de P é menor do que o módulo da aceleração de A. c) a intensidade da força que P exerce sobre A é maior do que a intensidade da força que A exerce sobre P . d) a intensidade da força que P exerce sobre A é menor do que a intensidade da força que A exerce sobre P . 47. 47. (PUC-RS) As telecomunicações atuais dependem progressivamente do uso de satélites geoestacionários. A respeito desses satélites, é correto dizer que: a) seus planos orbitais podem ser quaisquer. b) todos estão à mesma altura em relação ao nível do mar. c) a altura em relação ao nível do mar depende da massa do satélite. d) os que servem os países do hemisfério norte estão verticalmente acima do Pólo Norte. e) se mantêm no espaço devido à energia solar. 48. 48. (UFMG) A velocidade de um satélite artificial, numa órbita circular de raio 1,0 × 107 m, é de 6,3 × 103 m/s. A aceleração da gravidade, em qualquer ponto dessa órbita, é igual a: a) zero. b) 0,16 m/s2. c) 0,25 m/s2. d) 4,0 m/s2. e) 6,3 m/s2. 49. 49. (UFMG) Esta figura mostra um carro fazendo uma curva horizontal plana, de raio R = 50 m, em uma estrada asfaltada. O módulo da velocidade do carro é constante e suficientemente baixo para que se possa desprezar a resistência do ar sobre ele.
Cite as forças que atuam no carro e desenhe, na figura, vetores indicando a direção e o sentido de cada uma dessas forças. 50. 50. (UFMG) Esse desenho representa um trecho de uma montanha-russa. montanha-russa. Um carrinho passa pelo ponto P e não cai.
Pode-se afirmar que, no ponto P : a) a força centrífuga que atua no carrinho o empurra sempre para a frente.
b) a força centrípeta que atua no carrinho equilibra o seu peso. c) a força centrípeta que atua no carrinho mantém sua trajetória circular. d) a soma das forças que o trilho faz sobre o carrinho equilibra seu peso. e) o peso do carrinho é nulo nesse ponto. 51. 51. (Vunesp) No "globo da morte", um clássico do espetáculo e spetáculo circense, a motocicleta passa num determinado instante pelo ponto mais alto do globo, como mostra a figura.
Supondo que, neste trecho, a trajetória é circular e o módulo da velocidade, constante, no sentido anti-horário, indique a alternativa que apresenta corretamente a direção e o sentido da força resultante que atua sobre a motocicleta nesse ponto.
52. 52. (UFMG) Quando um carro se desloca numa estrada horizontal, seu peso é anulado pela reação normal exercida pela estrada. Quando esse carro passa no alto de uma lombada, sem perder o contato com a pista, como mostra a figura, seu peso será representado por e a reação normal da pista sobre ele por N' .
Com relação aos módulos dessas forças, pode-se afirmar que: a) P' < P e N' = N . b) P' < P e N' ' > N . c) P' = P e N' < N . d) P' = P e N' > N . e) P' > P e N' < N . Estática 53. 53. (Fuvest-SP) A figura I indica um sistema composto por duas roldanas leves, capazes de girar sem atrito, e um fio inextensível que possui dois suportes em suas extremidades. O suporte A possui um certo número de formigas idênticas, com 20 miligramas cada. O sistema está em equilíbrio. Todas as formigas migram então para o suporte B e o sistema movimenta-se de forma que o suporte B se apóia numa mesa, que exerce uma força de 40 milinewtons sobre ele, conforme ilustra a figura II. (Dado g = 10 m/s2.)
Determine: a) o peso de cada formiga. b) o número total de formigas. 54. 54. (Fuvest-SP) Considere o esquema representado na figura. As roldanas e a corda são ideais. O corpo suspenso da roldana móvel tem peso P = 500 N . a) Que módulo da força vertical (para baixo) o homem deve exercer e xercer sobre a corda para equilibrar o sistema? b) Para cada 1,0 m de corda que o homem puxa, quanto eleva o corpo suspenso?
55. 55. (Fuvest-SP) Uma barra rígida e homogênea de 2,0 kg está ligada numa das extremidades a um suporte, por uma mola de constante elástica K = 200 N/m. Na outra extremidade, articula-se a um rolete que pode girar livremente. Nessa situação, a mola está deformada de 5,0 cm. Dado: g = 10 N/kg. a) Indique as forças externas que atuam sobre a barra. b) Qual é a força que a superfície exerce sobre o rolete?
56. 56. (Fatec-SP) Um bloco de peso igual a 30 N está em equilíbrio, suspenso por fios, conforme a figura. Sendo adotados sen 37º = 0,60 e cos 37º = 0,80, podemos afirmar que o módulo de é: a) 22,5 N . b) 30,0 N . c) 37,5 N . d) 50,0 N . e) 62,5 N .
57. 57. A figura representa um sistema em equilíbrio estático. Desprezando a massa do fio, o coeficiente de atrito estático máximo é: a) 0,50. b) 2,00. c) 0,40. d) 0,20. e) n.d.a.
58. 58. A barra de peso é articulada em A e sustentada por um fio preso à sua extremidade B. Desenhando-se na figura as forças exercidas na barra, temos:
Na barra, atuam três forças: peso, tração e força da articulação. Observe na figura a direção desses vetores.
O peso e a tração têm torques nulos em relação a O. Para que a soma de todos os torques seja nula em relação a O, a linha de ação da força de articulação também deve passar por O. Logo, a força de articulação tem a direção da reta definida pelos pontos A e O. Isso nos leva a concluir que: quando um corpo está em equilíbrio sob ação de três forças não paralelas, elas devem ser concorrentes; ou seja, suas direções devem encontrar-se em um ponto.
(UF Viçosa-MG) Um letreiro de peso está em equilíbrio devido ao cabo AB e à articulação C , como ilustrado na figura:
O diagrama das forças agentes na placa é corretamente representado na opção:
59. 59. Na figura, vemos um caixote que tomba ao ser colocado num plano inclinado.
Nesse caso, as forças que o plano inclinado e a Terra fazem no caixote produzem torques (de mesma direção e mesmo sentido) em relação ao ponto A, fazendo o caixote tombar no sentido horário: Para que não ocorra o tombamento, o torque de teria que ser compensado pelo torque de . Isso só é possível se a vertical que passa pelo centro de gravidade passar também pela base de sustentação do objeto. Na figura abaixo, por exemplo, teríamos, na situação de equilíbrio estático:
Um carro, num plano inclinado, tem estabilidade e não tomba (figura A). Um caminhão, entretanto, pode tombar se estiver totalmente cheio (figura B). Explique por que existe esta diferença.
60. 60. Por que, quando viajam em pé num trem ou ônibus, as pessoas conseguem maior estabilidade afastando um pé do outro? 61. 61. (Vunesp) Justifique por que uma pessoa, sentada como mostra a figura, mantendo o tronco e as tíbias na vertical, os braços flexionados e os pés no piso, não consegue se levantar por esforço próprio. Se julgar necessário, faça um esquema para auxiliar sua explicação.
62. 62. (PUC-MG) Dois meninos A e B, de 40 kg e 30 kg, respectivamente, estão brincando numa gangorra conforme desenho.
Eles querem equilibrar a gangorra de maneira que eles fiquem nas extremidades. Para isso podem usar uma ou mais pedras disponíveis no jardim. Se a posição a ser usada for o ponto médio de OB, uma das possibilidades é usar: a) apenas uma pedra de 10 kg. b) três pedras de 5,0 kg e uma de 10 kg. c) duas pedras de 5,0 kg, uma de 8,0 kg e duas de 2,0 kg.
d) uma pedra de 10 kg, uma de 8,0 kg e uma 5,0 kg. e) duas pedras de 8,0 kg e duas de 2,0 kg.. 63. 63. (UERJ) Uma barra homogênea AB, de espessura desprezível nas condições apresentadas, tem 4,0 m de comprimento e 150 kg de massa. A barra se apóia no ponto A e pode girar sem atrito em torno de um eixo horizontal passando por C . Outra barra homogênea de 1,0 m de comprimento e 50 kg de massa é colocada sobre a primeira na posição mostrada na figura.
Nessas condições, e sabendo que g = 10 m × s-2, a intensidade da força que atua sobre a barra AB, no ponto A é: a) zero. b) 50 N . c) 1,0 × 102 N . d) 2,0 × 102 N . e) 1,5 × 103 N . Estática dos Fluidos 64. 64. (Fuvest-SP) Numa aula prática de física, três estudantes realizam medidas de pressão. Em vez de expressar seus resultados em pascal, a unidade de pressão no Sistema Internacional (SI), eles usam as seguintes unidades do SI: I) N m-2 II)J m-3 II)W s m-3 Podem ser considerados corretos, do ponto de vista dimensional, os seguintes resultados: a) nenhum. b) somente I. c) somente I e II. d) somente I e II. e) todos. 65. 65. (UFRJ) Considere um avião comercial em vôo de cruzeiro. Sabendo que a pressão externa a uma janela de dimensões 0,30 m × 0,20 m é um quarto da pressão interna, que por sua vez é igual a 1,0 atm (1,0 × 105 N/m2): a) indique a direção e o sentido da força sobre a janela em razão da diferença de pressão; b)calcule o seu módulo. 66. 66. (PUC-RS) A figura abaixo representa dois tubos abertos contendo líquidos diferentes. Uma mangueira interliga os dois, com uma torneira que permite entrada ou saída de ar. A, B, C e D são pontos das superfícies dos líquidos.
Em relação às condições mostradas na figura, é correto afirmar que: a) a pressão no ponto B é maior que a atmosférica. b) os dois líquidos têm a mesma densidade. c) a pressão no ponto B é maior do que no ponto C . d) a pressão no ponto C é menor do que no ponto D. e) nos pontos A, B, C e D a pressão é a mesma. 67. 67. (UERJ) No rótulo de um vidro de mostarda à venda no mercado, obtêm-se as seguintes informações: massa de 536 g; volume de 500 mL. Calculando a massa específica do produto em unidades do Sistema Internacional, com o número correto de algarismo significativo, obtém-se:
a) 1,07 × 103kg m-3. b) 1,1 × 103kg m-3. c) 1,07 × 106kg m-3. d) 1,1 × 106kg m-3. Observação: Como existem três algarismos significativos nos dados, você tem que dar a resposta com esse número de algarismos. Lembre-se de que 103 litros = 1,0 m3. 68. 68. (Vunesp) Ao projetar uma represa, um engenheiro precisou aprovar o perfil de uma barragem sugerido pelo projetista da construtora. Admitindo-se que ele se baseou na lei de Stevin, da hidrostática, que afirma que a pressão de um líquido aumenta linearmente com a profundidade, assinale a opção que o engenheiro deve ter feito.
Observação: Também é denominada lei de Stevin a expressão p = h×d ×g, que calcula a pressão exercida por um líquido. 69. 69. (UFMG) Três vasos, M , N e P , têm formas diferentes com áreas iguais na base e contêm água em um mesmo nível, como mostra a figura.
Sejam pM , pN e pP as pressões exercidas pela água sobre a base dos vasos M , N e P respectivamente. Com relação a essas pressões, pode-se afirmar que: a) pM < pN < pP . b) pM = pN = pP . c) pM > pN > pP . d) pM > pP > pN . 70. 70. (UFMG) Considere a situação em que três corpos, M , N e P , estão dentro de uma banheira contendo água. O corpo M está apoiado no fundo da banheira, N flutua totalmente imerso na água e P flutua na superfície conforme mostra a figura.
Esses três corpos são, a seguir, colocados numa banheira contendo mercúrio, que tem uma densidade maior que a da água. Assinale a figura que mostra a nova situação possível.
71. 71. (UFMG) Observe a figura.
O líquido contido no recipiente nesta figura tem um volume V' = 4,0 litros, e sua massa é m' = 6,0 kg. Uma esfera maciça, de massa m, volume V e densidade d , é abandonada no interior do liquido, na posição indicada na figura. Assinale a alternativa que fornece valores para d , m ou V , em que a esfera afundará, ao ser abandonada. a) d = 0,50 grama/cm3 e m = 400 gramas b) m = 150 gramas e V = 200 cm3 c) d = 1,0 grama/cm3 e V = 1 000 cm3 d) d = 2,5 gramas/cm3 e V = 1,5 cm3 e) m = 1 500 gramas e V = 1 000 cm3 (PUC-MG) O próximo enunciado refere-se aos exercícios exercícios 72 e 73. Em um recipiente contendo M gramas de água, coloca-se um corpo de massa m e volume V , suspenso por um fio, como mostra a figura.
Sejam E , P e P A os módulos do empuxo, do peso do corpo e do peso da água, respectivamente. 72. 72. O módulo da tensão T, no fio, é dado por: a) T = P . b) T = P - E . c) T = E . d) T = P + E . e) T = P/E . 73. 73. O módulo da força resultante que atua no fundo do recipiente é: A - E . c) F = E . d) F = P A + E . e) F = P A /E . a) F = P A. b) F = P 74. 74. (UFMG) Na figura, estão representadas duas esferas, I e II, de mesmo raio, feitas de materiais diferentes e imersas em um recipiente contendo água. As esferas são mantidas nas posições indicadas por meio de fios que estão tensionados.
Com base nessas informações, é correto afirmar que o empuxo: a) é igual à tensão no fio para as duas esferas. b) é maior na esfera de maior massa. c) é maior que o peso na esfera I. d) é maior que o peso na esfera II.
75. 75. (Fatec-SP) Uma bola de borracha, cheia de ar, possui volume de 6,0 × 103 cm3 e massa de 200 g. Adote g = 10 m/s2. Para mantê-la totalmente imersa na água, cuja densidade é 1,0 g/cm3, devemos exercer uma força vertical de intensidade, em newtons, igual a: a) 66. b) 58. c) 30. d) 6,0. e) 2,0. 76. 76. (Vunesp) Um peixinho de massa 50 g está flutuando em repouso no interior de um aquário. a) Que forças atuam sobre o peixinho? (Descreva-as ou as represente graficamente.) Que volume de água o peixinho desloca para equilibrar-se? Num determinado momento, o peixinho movimenta-se horizontalmente para um dos lados do aquário, adquirindo uma velocidade de 10 cm/s. b) Qual o impulso necessário para que o peixinho adquira essa velocidade? Quem exerce esse impulso? Dado: densidade da água: dágua = 1 000 kg/m3. 77. 77. (PUC-RS) Cada uma das bases de um cilindro que flutua verticalmente e em equilíbrio na água tem 10,0 cm2. Colocando um pequeno disco metálico na face superior do cilindro, verifica-se que o cilindro afunda mais 2,0 cm, permanecendo na vertical e em equilíbrio, com a face superior fora da água. Sendo de 1,0 g/cm3 a massa específica da água, é correto afirmar que a massa do disco metálico é de: a) 2,0 g. b) 5,0 g. c) 10 g. d) 20 g. e) 30 g. 78. 78. (Vunesp) A figura representa um recipiente cilíndrico vazio flutuando na água, em repouso. A área da base desse recipiente é 80 cm2.
Qual a massa desse recipiente? Suponha que uma estudante coloque, um a um, chumbinhos de pesca iguais, de 12 g cada um, dentro desse recipiente, mantendo sua base sempre horizontal. b) Qual o número máximo de chumbinhos que podem ser colocados nesse recipiente sem que ele afunde? Ultimamente, têm sido detectados fortes indícios de que já houve água no estado líquido em Marte. Se essa experiência fosse feita em Marte, seus resultados mudariam? Justifique. Dados: dágua = 1 000 kg/m3; 1,0 m3 = 1 000 L; gTerra = 10 m/s2; gMarte = 3,7 m/s2. (Suponha que a densidade e o estado físico da água permaneçam inalterados.) 79. 79. (FMTM) A figura mostra um recipiente cilíndrico flutuando na água, em repouso, num plano horizontal.
A espessura das paredes do recipiente é desprezível e a parte imersa do recipiente, de altura h, contém certa quantidade de água que atinge a altura h /5. Nessas condições, pode-se afirmar que a razão entre a massa desse recipiente vazio, mr , e a massa de água nele contida, ma, é: a) 5. b) 4. c) 3. d) 2. e) 1. Energia 80. 80. (FURG) Uma gota de chuva parte, com velocidade nula, de uma grande altura e cai verticalmente. Sabe-se que sobre a gota atua uma força de resistência do ar, cuja intensidade aumenta com o aumento da velocidade da gota. O gráfico abaixo mostra o valor da velocidade da gota em função do tempo.
Analise as seguintes afirmativas. I) No intervalo de 0 a t 1, o aumento da energia cinética da gota é igual ao decréscimo de sua energia potencial gravitacional. II) No intervalo de t 1 a t 2, no qual a energia cinética da gota não varia, sua energia potencial gravitacional também não varia. III) No intervalo de 0 a t 2, a energia mecânica da gota varia. Está(ão) correta(s): a) apenas a I. b) apenas a II. c) apenas a III. d) apenas a I e a II. e) todas. 81. 81. (UFMG) Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g = 10 m/s2.
A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0 m abaixo do ponto P , são, respectivamente: a) 50 J e 15 m/s. b) 350 J e 5,0 m/s. c) 700 J e 10 m/s. d) 3,5 × 103J e 10 m/s. e) 3,5 × 103J e 20 m/s.
82. 82. (UFUb-MG) O carrinho de uma montanha-russa de um parque de diversões executa um looping, representado na figura ao lado.
Em relação à dinâmica do sistema, é correto afirmar que: a) No ponto C , a força normal sobre o carrinho possui sentido contrário ao seu peso. b) No ponto A, a resultante entre o peso e a força normal sobre o carrinho está na direção vertical e sentido para baixo. c) A energia cinética no ponto D é menor que no ponto A, e a energia potencial no ponto B é maior que no ponto C . d) No ponto C, o carrinho não cai, porque a componente vertical da força resultante apenas varia sua velocidade em direção. e) A aceleração resultante sobre o carrinho, em qualquer ponto da trajetória, é tangente a esta. 83. 83. (UFMG) Quando uma bola cai de uma certa altura, sua energia potencial Ep vai se c. Considere E p = 0 no nível do solo, onde a altura transformando em energia cinética E c é nula. Despreze a resistência do ar. c O gráfico que melhor representa as energias potencial E p (linha contínua) e cinética E c (linha tracejada) em função da altura da bola é:
84. 84. (PUC-MG) Duas esferas A e B, de massas iguais, são colocadas em repouso numa rampa lisa em forma de U , como mostra a figura. Abandonando a esfera A de uma certa altura h, ela colide com B que, após a colisão, sobe, atingindo uma altura também igual a h. Baseando-se na situação descrita, é correto afirmar:
a) A velocidade da esfera A, imediatamente antes da colisão, é maior que a velocidade da esfera B, logo após o impacto. b) A quantidade de movimento do sistema aumenta durante a colisão.
c) A colisão entre as duas esferas é perfeitamente inelástica. d) A velocidade da esfera A, imediatamente antes da colisão, é menor que a velocidade da esfera B, logo após o impacto. e) A colisão entre as esferas é perfeitamente elástica. 85. 85. (UFMG) Três meninos, Carlos, João e Pedro, estão no topo de três escorregadores de mesma altura, mas de inclinações diferentes conforme indica a figura. Os meninos, inicialmente em repouso, descem pelos escorregadores. Despreze qualquer força de atrito.
Considere , e as respectivas velocidades de Carlos, João e Pedro imediatamente antes de chegar ao solo. Com relação aos módulos dessas velocidades, a afirmativa correta é: a) v c c < v j < v p. c = v j = v p. b) v c c > v j > v p. c) v c d) não é possível especificar uma relação entre os módulos das velocidades sem saber o valor das massas dos meninos. 86. 86. (Vunesp) Conta-se que Newton teria descoberto a lei da gravitação ao lhe cair uma maçã na cabeça. Suponha que Newton tivesse 1,70 m de altura, estivesse em pé, e que a maçã, de massa 0,20 kg, tivesse se soltado, do repouso, de uma altura de 3,00 m do solo. Admitindo g = 10 m/s2 e desprezando-se a resistência do ar, pode-se afirmar que a energia cinética da maçã, ao atingir a cabeça de Newton, seria, em joules, de: a) 0,60. b) 2,00. c) 2,60. d) 6,00. e) 9,40. 87. 87. (Fatec-SP) Um móvel de 2,0 kg passa pelo ponto A da pista da figura abaixo com velocidade 12 m/s. A pista ABC não apresenta atrito, e o trecho BC é uma semicircunferência de diâmetro BC = 4 m.
Adotando-se g = 10 m/s2, o valor da força que o móvel exerce sobre a pista no ponto C é, em newtons: a) 0. b) 20. c) 44. d) 64. e) 84. 88. 88. (PUC-SP) Um corpo C , de 1,0 kg de massa, inicialmente em repouso no topo de um plano inclinado, começa a deslizar sem atrito ao longo do plano, até atingir a mola M . Quando a mola atinge deformação máxima, o deslocamento do corpo C ao longo do plano é de 3,0 m. Sendo a constante elástica da mola 750 N/m e supondo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, pode-se afirmar que a deformação máxima da mola é de: a) 1,0 dm. b) 2,0 dm. c) 3,0 dm. d) 4,0 dm. e) 5,0 dm.
89. 89. (UM-SP) Um corpo de massa m movimenta-se num campo de forças conservativo. Sua energia mecânica é igual a 600 J, e o gráfico de sua energia potencial é:
Nessas condições, podemos afirmar: a) no ponto de abscissa x = 28 m, a energia mecânica é nula. b) no ponto de abscissa x = 0, a energia cinética é máxima. c) no ponto de abscissa x = 28 m, a energia cinética é nula. d) no ponto de abscissa x = 16 m, a energia cinética é nula. e) n.d.a. 90. 90. (Fuvest-SP) Uma bola de 0,05 kg é solta de uma altura de 2,0 m. A figura ilustra as alturas atingidas pela bola após sucessivas batidas no solo (g = 10 N/kg). a) Com que energia cinética a bola atinge o solo pela quarta vez? b) Qual é a perda total de energia mecânica após quatro choques?
91. 91. (Unicamp-SP) Uma bola metálica cai da altura de 1,0 m sobre um chão duro. A bola repica no chão várias vezes, conforme a figura. Em cada colisão, ela perde 20% de sua energia. Despreze a resistência do ar (g = 10 m/s2).
a) Qual é a altura máxima que a bola atinge após duas colisões (ponto A)? b) Qual é a velocidade com que a bola atinge o chão na terceira colisão? Trabalho e Potência 92. 92. (Vunesp) No SI (Sistema Internacional de unidades), a medida da grandeza física trabalho pode ser expressa em joules ou pelo produto: a) kg × m × s-1 b) kg × m × s-2 c) kg × m-2× s-2 d) kg × m2 × s-2 e) kg × m-2× s2. 93. 93. (UFUb-MG) Em relação a trabalho, energia, impulso e quantidade de movimento, é incorreto afirmar: a) Se após o choque entre dois veículos, eles deslocam-se colados, então, a energia cinética do sistema tem o mesmo valor antes e após o choque. b) Numa colisão elástica, livre da ação de forças externas, tanto a energia cinética quanto a quantidade de movimento se conservam. c) Logo após o disparo de um tiro, tanto a arma quanto o projétil movem-se com a mesma quantidade de movimento, porém em sentidos opostos. d) Um jogador chuta, verticalmente para cima, uma bola de massa 0,5 kg. A bola atinge uma altura de 15 m em relação à posição inicial. Se a velocidade inicial foi de 20 m/s, a perda de energia mecânica, devida ao ar, na subida, foi de 25 J. (Adote g = 10 m/s².) e) Uma partícula de massa 1,0 kg sob ação de uma força sai do repouso e atinge a velocidade de 1,0 m/s.(O trabalho dessa força é de 0,5 J e o impulso é de 1,0 kg m/s.) 94. 94. (UFMG) Uma pessoa empurra um armário com uma força sobre uma superfície horizontal com atrito, colocando-o em movimento. A figura mostra o diagrama das forças que atuam sobre o armário no início do movimento. é o peso do armário, é a reação normal à superfície, é a força de atrito e é a força exercida pela pessoa. Os vetores estão desenhados em escala.
Nesse intervalo inicial de tempo, é correto afirmar que: a) a energia cinética do armário irá diminuir devido à força de atrito. b) a resultante das forças que atuam sobre o armário é responsável pela variação de sua energia potencial gravitacional. c) em valor absoluto, o trabalho realizado pela força F é maior que o trabalho realizado pela força F a. d) tanto a força N quanto a força P realizam trabalho sobre o armário, porém o trabalho realizado por uma anula o trabalho realizado pela outra. 95. 95. (Unicamp-SP) Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa m = 4,0 kg adquire, a partir do repouso, a velocidade de 10 m/s. a) Qual é o trabalho realizado por esta força? b) Se o corpo se deslocou 25 m, qual o valor da força aplicada? 96. 96. (Fuvest-SP) Um ciclista, em estrada plana, mantém velocidade constante v 0 = 5,0m/s (18 km/h). Ciclista e bicicleta têm massa total M = 90 kg. Em determinado momento, t = t0, o ciclista pára de pedalar e a velocidade v da bicicleta passa a diminuir com o tempo, conforme o gráfico a seguir.
Assim, determine: a) A aceleração a, em m/s², da bicicleta, logo após o ciclista deixar de pedalar. b) A força de resistência horizontal total FR, em newtons, sobre o ciclista e sua bicicleta, devida principalmente ao atrito dos pneus e à resistência do ar, quando a velocidade é v0. c) A energia E, em kJ, que o ciclista "queimaria", pedalando durante meia hora, à velocidade v0. Suponha que a eficiência do organismo do ciclista (definida como a razão entre o trabalho realizado para pedalar e a energia metabolizada por seu organismo) seja de 22,5%. 97. 97. (UFPR) Assinale as alternativas corretas e some os valores correspondentes. Sobre a relação entre forças e movimentos de uma partícula, é correto afirmar que: 01. Se uma partícula está em movimento retilíneo uniforme, a resultante das forças que atuam sobre ela é nula. 02. Uma partícula numa trajetória circular e com velocidade de módulo constante não experimenta nenhum tipo de aceleração. 04. Quando duas partículas de massas diferentes são submetidas à mesma força resultante, as acelerações que elas adquirem são inversamente proporcionais às suas massas. 08. É nulo o trabalho realizado por uma força aplicada sobre uma partícula perpendicularmente ao seu deslocamento. 16. A variação da quantidade de movimento de uma partícula é tanto maior quanto menor for o intervalo de tempo no qual uma força constante age sobre ela. CAPÍTULOS COMPLEMENTARES Cinemática Vetorial 98. 98. (UFMG) Um menino flutua em uma bóia que está se movimentando, levada pela correnteza de um rio. Uma outra bóia, que flutua no mesmo rio a uma certa distância do menino, também está descendo com a correnteza. A posição das duas bóias está indicada na figura.
Considere que a velocidade da correnteza é a mesma em todos os pontos do rio. Nesse caso, para alcançar a segunda bóia, o menino deve nadar na direção indicada pela
linha: a) K. b) L. c) M. d) N. 99. 99. (FMTM) Duas forças concorrentes F 1 e F 2, de mesmo módulo, têm como resultante uma força F cujo módulo é, também, o mesmo de F 1 e F 2 . Essa situação física: a) só ocorre quando o ângulo entre F 1 e F 2 é nulo. b) só ocorre quando o ângulo entre F 1 e F 2 é 45o. c) só ocorre quando o ângulo entre F 1 e F 2 é 60o. d) só ocorre quando o ângulo entre F 1 e F 2 é 120o. e) é impossível. 100. 100. (FMTM) A figura mostra a trajetória de uma esfera de massa 0,10 kg, chocandose contra uma parede.
Sabendo-se que a esfera atinge a parede com velocidade de módulo v1 = 4,0 m/s e abandona a parede com velocidade de módulo v 2 = 3,0 m/s, pode-se afirmar que o módulo da variação da quantidade de movimento da esfera, em kg × m/s, é: a) 0,10. b) 0,20. c) 0,30. d) 0,40. e) 0,50. 101. 101. (UFAC) Duas forças estão aplicadas num mesmo ponto de um corpo. Uma delas vale 20 N e está e stá dirigida para o norte; e a outra, de 30 N, está dirigida para o leste. Qual dos diagramas abaixo nos permite obter a resultante das forças?
102. 102. Um balão desce com velocidade constante de 0,8 m/s, verticalmente, em relação ao ar. A velocidade do vento em e m relação à Terra é constante e vale 0,6 m/s, horizontal, sentido oeste-leste. Determine o módulo, a direção e o sentido da velocidade do balão em relação à Terra (velocidade resultante). 103. 103. (Fatec-SP) Um ponto material movimenta-se a partir do ponto A sobre o diagrama abaixo, da seguinte forma: 6 unidades (u) para o sul; 4 u para o leste e 3 u para o norte. O módulo do deslocamento vetorial desse móvel foi de: a) 13 u. b) 5 u. c) 7 u. d) 3 u. e) 1 u.
104. 104. (UEL-PR) No esquema abaixo, estão representados os vetores , , e . A relação vetorial correta entre esses vetores é:
105. 105. A soma de dois deslocamentos de módulos 15 m e 12 m pode ter o módulo compreendido entre que valores? 106. 106. Um barco a motor sobe um rio, contra a correnteza. Sua velocidade em relação à Terra (velocidade resultante) é constante e vale 12 km/h. O mesmo barco descendo o rio, andando a favor da correnteza, possui velocidade em relação à Terra constante, de 26 km/h. Qual é a velocidade do barco em relação à água? 107. 107. O módulo da velocidade da luz no ar é constante e vale, aproximadamente, aproximadamente, 300 000 000 m/s (3,0 × 108 m/s), enquanto para o som temos, também aproximadamente, 340 m/s. Por isso, quando vemos um raio, sua luz chega até nós quase instantaneamente, instantaneamente, enquanto o som (o trovão) chega algum tempo depois. Se cronometrarmos o tempo entre a visão de um raio e a chegada do trovão e encontrarmos 5,0 s, a que distância caiu esse raio? 108. 108. (Fuvest-SP) Após chover na cidade de São Paulo, as águas da chuva descerão o rio Tietê até o rio Paraná, percorrendo cerca de 1 000 km. Sendo de 4,0 km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente: a) 30 dias. b) 10 dias. c) 25 dias. d) 2 dias. e) 4 dias. 109. 109. (UEL-PR) A velocidade escalar média de um automóvel, num percurso de 300 km, foi de 60 km/h. Então, é válido afirmar que: a) em uma hora, o automóvel percorreu 60 km. b) a velocidade do automóvel, em qualquer instante, não foi, em módulo, inferior a 60
km/h. c) a velocidade do automóvel, em qualquer instante, não foi superior a 60 km/h. d) se o automóvel manteve durante 2,0 h a velocidade média de 50 km/h, deve ter mantido durante mais 2,0 h a velocidade média de 100 km/h. e) se o automóvel percorreu 150 km com velocidade média de 50 km/h, deve ter percorrido os outros 150 km com velocidade média de 75 km/h. 110. 110. Qual é a velocidade média de um motoqueiro em relação a quem vai na garupa da motocicleta? 111. 111. (UERJ) Abaixo se apresenta uma história:
Sabendo-se que a velocidade da luz é uma constante física cujo valor no ar é de, aproximadamente, 3,0 × 108 m × s-1, pode-se concluir que a ordem de grandeza do intervalo de tempo correspondente ao piscar de olhos é: a) 10-5 s. b) 10-3 s. c) 10 s. d) 103 s. e) 105 s. 112. 112. (UERJ) Um avião se desloca com velocidade constante, como mostrado na figura:
Ao atingir uma certa altura, deixa-se cair um pequeno objeto. Desprezando-se a resistência do ar, as trajetórias descritas pelo objeto, vistas por observadores no avião e no solo, estão representadas por:
113. 113. (Fuvest-SP) Diante de uma agência do INPS, há uma fila de, aproximadamente, 100 m de comprimento, ao longo da qual se distribuem de maneira uniforme 200 pessoas. Aberta a porta, as pessoas entram, durante 30 s, com uma velocidade média de 1,0 m/s. Avalie: a) o número de pessoas que entraram na agência; b) o comprimento da fila que restou do lado de fora. 114. 114. (UFRN) Um móvel percorre uma estrada retilínea AB, onde M é o ponto médio, sempre no mesmo sentido e com movimento uniforme em cada um dos trechos AM e MB. A velocidade do trecho AM é de 100 km/h e no trecho MB é de 150 km/h. A velocidade média entre os pontos A e B vale: a) 100 km/h. b) 110 km/h. c) 120 km/h. d) 130 km/h. e) 150 km/h. 115. 115. Um trem de 50 m de comprimento atravessa um túnel de comprimento 250 m, com velocidade escalar média 108 km/h. Quanto tempo demora a travessia total do trem? Observação: em todos os exercícios anteriores, desprezamos as dimensões dos objetos que se deslocavam, isto é, foram considerados como partículas. Neste exercício isso não é possível, então o deslocamento total do trem será seu comprimento mais o do túnel. 116. 116. (Unicamp-SP) Um carro, a uma velocidade constante de 18 km/h, está percorrendo um trecho de rua retilíneo. Devido a um problema mecânico, pinga óleo do motor à razão de 6 gotas por minuto. Qual é a distância entre os pingos de óleo que o carro deixa na rua? 117. 117. (UFMG) Uma pessoa vê um relâmpago e, três segundos (3,00 s) depois, escuta o trovão. Sabendo que a velocidade da luz no ar é de, aproximadamente, 300 000 km/s e a do som, também no ar, é de 330 m/s, ela estima a distância a que o raio caiu. A melhor estimativa para esse caso é: a) 110 m. b) 330 m. c) 660 m. d) 990 m. 118. 118. (Unicamp-SP) Para se dirigir prudentemente, recomenda-se manter do veículo da frente uma distância mínima de um carro (4,0 m) para cada
16 km/h. Um carro segue um caminhão em uma estrada, ambos a 108 km/h. De acordo com a recomendação acima, qual deveria ser a distância mínima separando os dois veículos? 119. 119. (UFMG) Uma torneira está pingando, soltando uma gota a cada intervalo igual de tempo. As gotas abandonam a torneira com velocidade nula. Considere desprezível a resistência do ar. No momento em que a quinta gota sai da torneira, as posições ocupadas pelas cinco gotas são melhor representadas pele seqüência:
Cinemática Escalar 120. 120. (Fuvest-SP) Dois objetos A e B, de massa m A = 1,0 kg e mB = 2,0 kg, são simultaneamente lançados verticalmente, para cima, com a mesma velocidade inicial, a partir do solo. Desprezando a resistência do ar, podemos afirmar que: a) A atinge uma altura menor do que B e volta ao solo ao mesmo tempo que B. b) A atinge uma altura menor do que B e volta ao solo antes de B. c) A atinge uma altura igual a de B e volta ao solo antes de B. d) A atinge uma altura igual a de B e volta ao solo ao mesmo tempo que B. e) A atinge uma altura maior do que B e volta ao solo depois de B. 121. 121. (UFMG) Uma pessoa passeia durante 30 minutos. Nesse tempo, ela anda, corre e x ) percorrida por também pára por alguns instantes. O gráfico representa a distância ( x essa pessoa em função do tempo de passeio (t ). ).
Pelo gráfico pode-se afirmar que, na seqüência do passeio da pessoa, ela: a) andou (1), correu (2), parou (3) e andou (4). b) andou (1), parou (2), correu (3) e andou (4). c) correu (1), andou (2), parou (3) e correu (4). d) correu (1), parou (2), andou (3) e correu (4). 122. 122. Numa estrada retilínea, os motociclistas A e B partem no mesmo instante das posições indicadas na figura. Os módulos das velocidades A e B são constantes e valem 80 km/h e 40 km/h, respectivamente. As velocidades têm a mesma direção e sentidos opostos.
a) Qual é o instante do encontro de A e B após a partida? Qual é a posição do encontro em relação ao marco 0 da estrada? 123. 123. (Univ. Est. Maringá-PR) O gráfico da posição de um objeto que se move ao longo de uma reta está mostrado na figura. Quais são as velocidades instantâneas e a aceleração do objeto nos pontos A e B?
a) 1,0 m/s, 2,0 m/s, 1,0 m/s2 e 1,0 m/s2 b) 2,0 m/s, 1,0 m/s, 0 m/s2 e 0 m/s2 c) 1,0 m/s, 1,0 m/s, 1,0 m/s2 e 1,0 m/2 d) 1,0 m/s, 1,0 m/s 0 m/s2 e 0 m/s2 e) 0 m/s, 0 m/s, 1,0 m/s2 e 1,0 m/s2 124. 124. (CFET-MG) Nos trechos AB e BC, o gráfico representa, respectivamente:
a) repouso e movimento uniforme. b) movimento uniforme e repouso. c) movimento uniforme e uniformemente variado. d) repouso e movimento acelerado. e) repouso e movimento retardado. 125. 125. (Fuvest-SP) O gráfico representa a posição de uma partícula em movimento retilíneo como função do tempo. Assinale a alternativa correta:
a) Entre 0 e 10 s, a aceleração vale 0,10 m/s2. b) Entre 10 s e 20 s, a velocidade é 0,30 m/s. c) No instante t = 15 s, a velocidade é 0,20 m/s. d) Entre 0 e 20 s, a velocidade média é 0,05 m/s. e) Entre 0 e 30 s, a velocidade média é 0,10 m/s. 126. 126. (PUC-MG) Dos gráficos (velocidade × tempo) da figura, representa(m) um movimento com aceleração constante e diferente de zero: a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e II. e) II e III.
127. 127. (Med. Bragança-SP) Se uma esfera cai livremente, a partir do repouso, em um certo planeta, de uma altura de 128 m, e leva 8,0 s para percorrer essa distância, quanto vale, nas circunstâncias consideradas, a aceleração da gravidade local? 128. 128. Um carro parte do repouso em movimento retilíneo uniformemente variado com módulo de aceleração 3,0 m/s2. a) Qual é o módulo da velocidade do carro após 4,0 s? b) Qual é o módulo do deslocamento do carro após 4,0 s? 129. 129. (Fuvest-SP) A tabela indica as posições s e os correspondentes instantes instantes t de um móvel deslocando-se numa trajetória retilínea. a) Esboce o gráfico s × t desse movimento. b) Calcule a velocidade média do móvel entre os instantes t = 1,0 s e t = 3,0 s. 0 1,0 2,0 3,0 4,0 ... t (s) 0 0,4 1,6 3,6 6,4 ... s (m) 130. 130. (UFPR) O espaço inicial para o móvel que descreve o movimento retilíneo, cujo gráfico velocidade ´ tempo está representado, vale 5,0 m. Qual é a equação horária para o movimento considerado?
a) s = 5,0 + 10 t + 2,5 t 2 d) s = 10 t + 10 t 2 b) s = 5,0 + 10 t + 5,0 t 2 e) s = 10 t + 5,0 t 2
c) s = 5,0 + 10 t + 10 t 2 Observação: A palavra espaço deve ser entendida como posição e equação horária como função da posição em relação ao tempo. 131. 131. (Fuvest-SP) A equação horária de um móvel, que se desloca numa trajetória retilínea, é x = 2,0 + 0,1 × t 2; x é medido em metros e t, em segundos. Pede-se: a) a posição do móvel no instante t = 5,0 s; b) o gráfico da velocidade do móvel em função do tempo. 132. 132. (Cesgranrio-RJ) Um veículo move-se com uma aceleração constante de 2,0 m /s2. Entre os instantes t = 0 e t = 3,0 s, ele percorreu uma distância de 12 m. Qual dos gráficos abaixo representa corretamente corretamente a variação com o tempo da velocidade do carrinho?
133. 133. (CFET-PR) O gráfico que representa o deslocamento de um móvel em função do tempo está ilustrado a seguir. A velocidade média entre 0 s e 6,0 s, em m/s, é:
a) 18,0. b) 20,0. c) 12,5. d) 25,0. e)14,4. 134. 134. (CFET-PR) Na decolagem, um certo avião, partindo do repouso, percorre 500 m em 10,0 s. Considerando sua aceleração constante, a velocidade com que o avião levanta vôo, em m/s, é: a) 100. b) 200. c) 125. d) 50. e) 144. 135. 135. (Cesgranrio-RJ) Qual (quais) das figuras pode(m) representar os gráficos das alturas (y ) atingidas com o tempo (t ) por duas pedras lançadas verticalmente para cima, desprezada a resistência do ar? (Suponha que todas as curvas apresentadas
sejam arcos de parábola.) a) I somente. b) I e II somente. c) I e III somente. d) II e III somente. e) I, II e III.
136. 136. (Fuvest-SP) Qual dos gráficos abaixo representa melhor a velocidade v, em função do tempo t, de uma composição do metrô em viagem normal, parando em várias estações?
137. 137. (PUC-MG) Um corpo tem um movimento cujo gráfico velocidade ´ tempo está representado abaixo. Com relação a esse movimento, a afirmativa incorreta é:
a) A distância que o móvel percorre, nos 4,0 s iniciais, vale 60 m. b) Nos 4,0 primeiros segundos, o movimento é uniforme. c) A velocidade média, nos 6,0 s, tem módulo igual a 7,5 m/s. d) Entre 4,0 s e 6,0 s, o corpo foi desacelerado. e) Entre 4,0 s e 6,0 s, o movimento é uniformemente variado. 138. 138. (CFET-MG) O gráfico mostra como a velocidade de um corpo, que se move em linha reta, varia com o tempo.
a) Determine o espaço percorrido pelo corpo, ao fim de 35 s. b) Quais são os tipos de movimento nos trechos OA, AB e BC ? 139. 139. (Vunesp) O gráfico mostra como varia a velocidade de um móvel, em função do tempo, durante parte de seu movimento.
O movimento representado pelo gráfico pode ser o de uma: a) esfera que desce por um plano inclinado e continua rolando por um plano horizontal. b) criança deslizando num escorregador de um parque infantil. c) fruta que cai de uma árvore. d) composição de metrô, que se aproxima de uma estação e pára. e) bala no interior do cano de uma arma, logo após o disparo. 140. 140. (UFMG) Este diagrama representa a velocidade de uma partícula que se desloca sobre uma reta em função do tempo.
O deslocamento da partícula, no intervalo de 0 a 10,0 s, foi: a) 20 m. b) 10 m. c) 0 m. d) -10 m. e) -20 m. 141. 141. (Fuvest-SP) Um carro viaja com velocidade de 90 km/h (ou seja, 25 m/s) num trecho retilíneo de uma rodovia quando, subitamente, o motorista vê um animal parado na sua pista. Entre o instante em que o motorista avista o animal e aquele em em que começa a frear, o carro percorre 15 m. Se o motorista frear o carro à taxa constante de 5,0 m/s2, mantendo-o em sua trajetória retilínea, ele só evitará atingir o animal, que permanece imóvel durante todo o tempo, se o tiver percebido a uma distância de, no mínimo: a) 15 m. b) 31,25 m. c) 52,5 m. d) 77,5 m. e) 125 m. 142. 142. (Mackenzie-SP) Um móvel A parte do repouso com MRUV e em 5,0 s desloca-se o mesmo que outro móvel B em 3,0 s, quando lançado verticalmente para cima, com velocidade de 20 m/s. A aceleração do móvel A é: (Adote: g = 10 m/s2.) a) 2,0 m/s2. b) 1,8 m/s2. c) 1,6 m/s2. d) 1,2 m/s2. a) 0,3 m/s2.
143. 143. (UFMG) Uma criança arremessa uma bola, verticalmente, para cima. Desprezando-se a resistência do ar, o gráfico que representa corretamente a velocidade v da bola, em função do tempo t , é:
144. 144. (UF-Lavras-MG) O gráfico abaixo mostra a variação da velocidade escalar de um móvel em função do tempo. A partir deste gráfico indique qual das afirmativas abaixo é falsa.
a) No instante t = 4,0 s o móvel atingiu sua velocidade máxima. b) Entre t = 4,0 s e t = 7,0 s a aceleração escalar média é de -20/3 × m/s2. c) No instante t = 1,0 s a velocidade escalar é nula. d) A partir do instante t = 4,0 s o móvel inverte o sentido do movimento. e) Entre os instantes 2,0 s e 3,0 s o móvel possui velocidade constante. 145. 145. (ITA-SP) Um projétil de massa m = 5,00 g atinge perpendicularmente uma parede com a velocidade v = 400 m/s e penetra 10,0 cm na direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do projétil na parede.) a) Se v = 600 m/s a penetração seria de 15,0 cm. b) Se v = 600 m/s a penetração seria de 225 cm. c) Se v = 600 m/s a penetração seria de 22,5 cm. d) Se v = 600 m/s a penetração seria de 150 cm. e) A intensidade da força imposta pela parede à penetração da bala é 2 N. 146. 146. (Vunesp) Um velocista consegue fazer os 100 metros finais de uma corrida em 10 segundos. Se, durante esse tempo, ele deu passadas constantes constantes de 2,0 metros, qual foi a freqüência de suas passadas em hertz? 147. 147. (Fuvest-SP) Num toca-fitas, a fita F do cassete passa em frente da cabeça de leitura C com uma velocidade constante v = 4,80 cm/s. O diâmetro do núcleo dos carretéis vale 2,0 cm. Com a fita completamente enrolada num dos carretéis, o diâmetro externo do rolo de fita vale 5,0 cm. A figura representa a situação em que a fita começa a se desenrolar do carretel A e a se enrolar no núcleo do carretel B.
Enquanto a fita é totalmente transferida de A para B, o número de rotações completas por segundo (rps) do carretel A: a) varia de 0,32 a 0,80 rps. b) varia de 0,96 a 2,40 rps. c) varia de 1,92 a 4,80 rps. d) permanece igual a 1,92 rps. e) varia de 11,5 a 28,8 rps. 148. 148. (Unicamp-SP) Considere as três engrenagens acopladas simbolizadas na figura abaixo. A engrenagem A tem 50 dentes e gira no sentido horário, indicado na figura, com velocidade angular de 100 rpm (rotações por minuto). A engrenagem B tem 100 dentes e a C , 20 dentes.
a) Qual é o sentido da rotação da engrenagem C ? b) Quanto vale a velocidade tangencial da engrenagem A em dentes/min? c) Qual é a freqüência (em rpm) da engrenagem B? 149. 149. (PUCC-SP) Um disco gira com 30 rpm. Isso quer dizer que o período do movimento circular desenvolvido é de: a) 0,033 s. b) 0,5 s. c) 2,0 s. d) 2,0 min. e) 30 min. 150. 150. (Vunesp-SP) Um farol marítimo projeta um facho de luz contínuo, enquanto gira em torno do seu eixo à razão de 10 rpm. Um navio, com o costado perpendicular ao facho, está parado a 6,0 km do farol. Com que velocidade um raio luminoso varre o costado do navio? a) 60 m/s b) 60 km/s c) 6,3 km/s d) 630 m/s e) 1,0 km/s 151. 151. (Fuvest-SP) O raio do cilindro de um carretel mede 2,0 cm. Uma pessoa, em 10 s, desenrola uniformemente 50 cm de linha que está em contato com o cilindro.
a) Qual é o valor da velocidade linear de um ponto da superfície do cilindro? b) Qual é a velocidade angular de um ponto P distante 4,0 cm do eixo de rotação? 152. 152. (Fuvest-SP) Uma cinta funciona solidária com dois cilindros de raios r 1 = 10 cm e r 2 = 50 cm. Supondo que o cilindro maior tenha uma freqüência de rotação f 2 igual a 60 rpm: a) qual é a freqüência de rotação f 1 do cilindro menor? b) qual é a velocidade linear da cinta?
Parte 2 - Física térmica e óptica Uma Teoria para a Temperatura e o Calor 153. 153. (PUC-SP) Na escala Fahrenheit, em condições normais de temperatura e pressão (1 atm), a água ferve à temperatura de: a) 80ºF. b) 100ºF. c) 148ºF. d) 212ºF. e) 480ºF. 154. 154. A temperatura de ebulição de uma substância é 88K. Quanto vale esta temperatura na escala Fahrenheit? 155. 155. Numa das regiões mais frias do mundo, um termômetro registra -58ºF. Que temperatura é esta na escala Celsius? 156. 156. (Cesgranrio-RJ) Qual dos seguintes gráficos representa a relação correta entre a temperatura Kelvin T e a temperatura Celsius θ ?
157. 157. (ITA-SP) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi 60ºC. Qual o valor desta diferença na escala Fahrenheit? a) 108ºF b) 60ºF c) 140ºF d) 33ºF e) 92ºF
158. 158. (Mackenzie-SP) Um termômetro mal graduado na escala Celsius assinala 2°C para a fusão da água e 107°C para sua ebulição, sob pressão normal. Sendo o valor lido no termômetro mal graduado e o valor correto da temperatura, a função de correção do valor lido é:
159. 159. (ITA-SP) Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou sua própria escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez) correspondem, respectivamente, respectivamente, a 37°C e 40°C. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas escalas é, aproximadamente: aproximadamente: a) 52,9°C. b) 28,5°C. c) 74,3°C. d) -8 5°C. e) -28 5°C. 160. 160. (UFMG) Uma garrafa térmica, do tipo das usadas para manter café quente, consiste em um recipiente de vidro de parede dupla com vácuo entre as paredes. Essas paredes são espelhadas.
O vácuo e as paredes espelhadas são usados para dificultar a transmissão de calor, estando relacionados com uma ou mais formas de transmissão. Assinale a alternativa que relaciona corretamente as características características da garrafa térmica com as formas de transmissão de calor que essas características tentam impedir. a) parede espelhada <—> condução, vácuo <—> radiação. b) parede espelhada <—> condução, vácuo <—> radiação e convecção. c) parede espelhada <—> radiação, vácuo <—> condução e convecção. d) parede espelhada <—> radiação, vácuo <—> radiação, condução e convecção. 161. 161. (UFRS) Analise cada uma das afirmativas e indique se é verdadeira (V) ou falsa (F): I) A irradiação térmica é o único modo de propagação de calor no vácuo. II) Na condução de calor, a energia propaga-se passando de átomo (ou molécula) para átomo (ou molécula). III) A convecção é um processo de propagação de calor que ocorre em qualquer estado da matéria. Quais são, pela ordem, as indicações corretas? a) V - F - F. b) F - V - F. c) F - F - V.
d) F - V - V. e) V - V - F. 162. 162. (UFRS) Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que: I) estejam a diferentes temperaturas. II) tenham massas diferentes. III) exista um meio condutor de calor entre eles. Quais são as afirmações corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 163. 163. (UFMA) A irradiação é o único processo possível de transmissão de energia: a) nos gases. b) nos sólidos em geral. c) nos líquidos. d) nos cristais. e) no vácuo. 164. 164. Dois copos, com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N , ficam expostos ao sol durante uma hora. Sendo inicialmente as temperaturas iguais, é mais provável que ocorra o seguinte: a) Ao fim de uma hora, não se pode dizer qual temperatura é maior. b) As temperaturas são sempre iguais, em qualquer instante. c) Após uma hora, a temperatura de N é maior que a de A. d) De início, a temperatura de A decresce (devido à reflexão) e a de N aumenta. e) As temperaturas de N e de A decrescem (devido à evaporação) e depois crescem. Efeitos da Transferência de Energia 165. 165. (CFET-MG) Ao pisarmos descalços num piso de ladrilho e num assoalho de madeira de um mesmo ambiente, temos a sensação de que o ladrilho é mais frio, porque: a) a temperatura do ladrilho é menor. b) a condutividade térmica do ladrilho é maior. c) o calor específico do ladrilho é menor. d) os pés irradiam mais energia para a madeira. e) a capacidade térmica da madeira é maior. 166. 166. (Fuvest-SP) Dois corpos, A e B, inicialmente às temperaturas t A = 90ºC e t B = 20ºC, são postos em contato e isolados termicamente do meio ambiente. Eles atingem o equilíbrio térmico à temperatura de 45ºC. Nessas condições, podemos afirmar que o corpo A: a) cedeu uma quantidade de energia maior que a absorvida por B. b) tem uma capacidade térmica menor que a de B. c) tem calor específico menor que o de B. d) tem massa menor que a de B. e) cedeu metade da quantidade de energia que possuía para B. 167. 167. (UFMG) Na figura, dois corpos, a temperaturas diferentes, foram colocados em contato e isolados termicamente. Depois de um certo tempo, eles atingiram equilíbrio térmico. Pode-se afirmar, com certeza, que: a) a energia perdida por um dos corpos é igual à energia recebida pelo outro. b) a maior variação de temperatura ocorreu no corpo de maior capacidade térmica. c) a maior variação de temperatura ocorreu no corpo de maior calor específico. d) a menor variação de temperatura ocorreu no corpo de maior massa. e) o aumento na temperatura de um dos corpos é numericamente igual ao decréscimo na temperatura do outro.
168. 168. (Fuvest-SP) Um recipiente de vidro de 500 g e calor específico 0,20 cal/g׺C contém 500 g de água cujo calor específico é 1,0 cal/g׺C. O sistema está isolado e em equilíbrio térmico. Quando recebe uma certa quantidade de energia, sua temperatura é elevada. Determine: a) a razão entre a quantidade de energia absorvida pela água e a recebida pelo vidro; b) a quantidade de energia absorvida pelo sistema para uma elevação de 1,0ºC em sua temperatura. 169. 169. (Cesgranrio-RJ) 200 g de água à temperatura de 20ºC são adicionados, em um calorímetro, a 100 g de água à temperatura inicial de 80ºC. Desprezando-se as perdas, a temperatura final de equilíbrio térmico da mistura será: a) 30ºC. b) 40ºC. c) 50ºC. d) 60ºC. e) 100ºC. 170. 170. (Fatec-SP) Dados necessários à resolução deste exercício: água= 1,0 cal/g׺C, densidade absoluta da água d água água = 1,0 cferro = 0,1 cal/g׺C, c água kg/L. Uma panela de ferro de massa 2 500 g está à temperatura de 20ºC. Derrama-se nela 1,0 litro de água a 80ºC. Admitindo-se que só haja trocas de energia, na forma de calor, entre a água e a panela, pode-se afirmar que o equilíbrio térmico se dará à temperatura de: a) 26ºC. b) 32ºC. c) 34ºC. d) 68ºC. e) 76ºC. 171. 171. (PUC-MG) Um recipiente isolante térmico contém 200 g de água, inicialmente a uma temperatura de 10ºC. Essa água absorve, do meio exterior, 1 600 calorias e, em seguida, é misturada a 400 g de água a 0ºC, em outro frasco isolante. A temperatura de equilíbrio da mistura, em ºC, é: a) 4,0. b) 6,0. c) 8,0. d) 9,0. e) 10. 172. 172. (Vunesp) Num mesmo local e ocasião, massas diferentes de água pura são aquecidas lado a lado, em dois recipientes abertos, desde a temperatura ambiente até começarem a ferver. Assinale a alternativa correta em relação aos valores, para os dois recipientes, das: quantidades de calor recebidas pelas massas de água desde o início do aquecimento até começarem a ferver (despreze quaisquer tipos de perda), temperaturas finais atingidas pelas massas de águas e densidades (ou massas específicas) das massas de água quando estão fervendo.
a) b) c) d)
As quantidades de calor recebidas são: iguais diferentes iguais diferentes
As temperaturas finaisatingidas são: iguais diferentes diferentes iguais
As densidades (ou massas específicas) são: iguais diferentes diferentes diferentes
e)
diferentes
iguais
iguais
173. 173. (UFMG) Este gráfico mostra como variam as temperaturas de dois corpos, M e N , cada um de massa igual a 100 g, em função da quantidade de calor absorvida por eles.
Os calores específicos dos corpos M e N são, respectivamente: a) 0,10 cal/gºC e 0,30 cal/gºC. b) 0,067 cal/gºC e 0,20 cal/gºC. c) 0,20 cal/gºC e 0,60 cal/gºC. d) 10 cal/gºC e 30 cal/gºC. e) 5,0 cal/gºC e 1,7 cal/gºC. 174. 174. (Fuvest-SP) Um ser humano adulto e saudável consome, em média, uma potência de 120 J/s. Uma "caloria alimentar" (1 kcal) corresponde, aproximadamente, aproximadamente, a 4 × 103J. Para nos mantermos saudáveis, quantas "calorias alimentares" devemos utilizar, por dia, dos alimentos que ingerimos? a) 33 b) 120 c) 2,6 × 103 d) 4,0 × 103 e) 4,8 × 105 175. 175. (UFAC) Uma bala de chumbo de 5,0 g de massa move-se a uma velocidade de 40 m/s no instante em que se choca com uma parede, ficando nela incrustada. Supondo que toda a energia mecânica da bala se converteu em calor que a aqueceu, determine sua elevação de temperatura. (Dados: calor específico do chumbo 0,03cal/g oC; g = 10 m/s2; 1 cal = 4,18 J.) a) 63,8º C b) 638º C c) 6,38º C d) 64º C e) nenhuma das alternativas. 176. 176. (UFRS) Em um recipiente fechado, misturam-se duas porções iguais de água com capacidade térmica de 2,0 kJ/ºC cada e a temperaturas iniciais diferentes. Se não ocorresse transferência transferência de energia para o recipiente e para o meio, a temperatura de equilíbrio da mistura seria 30ºC, mas o resultado obtido foi de 28ºC. Quanta energia foi transferida da água para a sua vizinhança, na forma de calor? a) 4,0 kJ b) 8,0 kJ c) 20 kJ d) 56 kJ e) 60 kJ 177. 177. (UFMG) Essa figura mostra o diagrama de um painel de aquecimento solar residencial. O painel converte a energia da radiação eletromagnética do sol em energia térmica da água.
A taxa de incidência de energia solar por metro quadrado do painel é de 800 W. A área do painel é de 2,0 m2, e a eficiência do processo de conversão é de 20%. Considere que a massa de água dentro dos tubos do painel é de 8,0 kg. a) Explique por que a superfície X é pintada de preto fosco. b) Cite a função da chapa de vidro. Justifique sua resposta. c) Calcule a quantidade de energia absorvida pela água em 10 min. d) Calcule o aumento de temperatura da água em 10 min (considere o calor específico da água igual a 4 000 J/kgºC). 178. 178. (Unicamp-SP)
a) Que fenômeno é este? b) Qual a relação do fenômeno mostrado na figura com objetos como geladeira e arcondicionado e com embalagens em aerossol? 179. 179. (UFMG) Uma poça d'água sobre o chão, exposta ao sol, seca depois de algum tempo. Assinale a afirmativa que melhor explica esse fenômeno. a) Algumas moléculas de água da poça têm energia suficiente para passar para o estado gasoso, mesmo sendo a temperatura da poça inferior à temperatura de ebulição da água. b) As moléculas de água na poça são dissociadas pela energia solar e a água se transforma em hidrogênio e oxigênio. c) A temperatura da superfície da poça é a temperatura de ebulição da água, que, assim, passa gradualmente para o estado gasoso. d) O sol aquece o chão, que, por sua vez, aquece a água até o ponto de ebulição. 180. 180. (UFJF) Dentro de um recipiente contendo água a 0ºC, flutua um bloco de gelo. Depois que o bloco de gelo se derreter, o nível de água no copo: a) aumenta. b) permanece o mesmo. c) diminui. d) pode aumentar ou diminuir dependendo da pressão local. e)pode aumentar, pode diminuir ou permanecer o mesmo dependendo da temperatura do gelo. 181. 181. (Fuvest-SP) A energia necessária para fundir um grama de gelo a 0ºC é oitenta vezes maior que a energia necessária para elevar de 1ºC a temperatura de um grama de água. Coloca-se um bloco de gelo a 0ºC dentro de um recipiente termicamente isolante fornecendo-se, a seguir, calor a uma taxa constante. Transcorrido um certo intervalo de tempo observa-se o término da fusão completa do bloco de gelo. Após um novo intervalo, igual à metade do anterior, a temperatura da água, em ºC, será: a) 20. b) 40. c) 50. d) 80. e) 100. 182. 182. (Vunesp) A taxa de produção de calor no corpo humano, devida ao metabolismo, varia com a atividade e com a temperatura ambiente. Apesar disso, a temperatura
corporal deve ser mantida em torno de 37ºC. Quando a temperatura do corpo ultrapassa esse valor e o ambiente também está a essa temperatura, ou maior, o resfriamento do corpo se dá pela evaporação da água do suor. O resfriamento ocorre porque cada grama de água necessita de cerca de 2 400 J de calor para se evaporar, que é, aproximadamente, o calor latente de vaporização da água nessa temperatura. Suponha que a taxa de produção de calor no corpo de uma pessoa, executando uma atividade normal, durante um dia de verão em que a temperatura está em 37ºC, é de 1 200 kJ/h. a) Quanto calor produzirá em 3,0 3 ,0 horas? b) Quanta água deverá beber, para repor as perdas devidas à evaporação durante esse período? 183. 183. (Unicamp-SP) Numa câmara frigorífica, frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0 kg desliza pela rampa de madeira da figura abaixo, partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m.
a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o solo (ponto A da figura)? b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco de gelo chega à base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito? Qual a massa de gelo (a 0ºC) que seria fundida com esta energia? Considere o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g e, para simplificar, adote 1 cal = 4,0 J. 184. 184. (UFPR) Some os pontos das alternativas corretas. Sobre os conceitos e aplicações da Termologia, é correto afirmar que: 01) Duas temperaturas que diferem de 1º grau na escala Celsius diferirão de 1 unidade na escala Kelvin. 02) O valor da variação do comprimento de uma barra metálica devido ao aumento da temperatura independe do valor do seu comprimento inicial. 04) A capacidade térmica (ou calorífica) de um objeto depende apenas do tipo de substância da qual ele é constituído. 08) Misturando-se, num calorímetro ideal, 100 g de água a 80ºC e 400 g de água a 10ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será de 45ºC. 16) Durante o processo de fusão do gelo sob pressão constante, a temperatura da mistura água mais gelo permanece constante. 32) Para que haja transmissão de calor entre dois corpos com diferentes temperaturas, é necessário que haja um meio material entre eles. 185. 185. (UFUb-MG) Tendo em mente os conceitos e leis relativos ao estudo da temperatura, do calor e dos seus efeitos, assinale a alternativa falsa: a) É sempre deixado um espaço entre os trilhos de uma ferrovia para evitar que a dilatação térmica a danifique. b) Sempre que uma substância recebe calor, sua temperatura aumenta. c) Uma mesma quantidade de calor deve ser usada para aumentar em 1,0ºC, tanto 100 g de água, quanto 500 g de cloreto de sódio. (Considere o calor específico da água igual a 1,0 cal/gºC e do cloreto de sódio igual a 0,2 cal/gºC). d) Para a condução e convecção, é necessário um meio material para a transmissão do calor, já para a radiação não.
e) A natureza é tão perfeita que dotou a água com um comportamento diferente da maioria das outras substâncias. A sua densidade é máxima a 4,0ºC, sendo este o motivo pelo qual, quando as superfícies dos lagos e rios se congelam, no fundo a água continua líquida, permitindo a continuação da vida para as plantas e animais aquáticos. 186. 186. (Fac.Fed.-MG) Um bloco de gelo de 80 g foi colocado num calorímetro, bem isolado, contendo 50 g de água. Depois de várias horas, observou-se uma situação situação final na qual havia ainda 80 g de gelo no interior do calorímetro. Pode-se concluir que: a) a condutividade térmica do gelo é igual à da água. b) as quantidades de energia contidas na água e no gelo, na situação final, tornaramse iguais. c) a temperatura final do gelo e da água era de 0ºC. d) o calor específico do gelo é igual ao da água. e) o calor latente de fusão do gelo é maior que a energia contida na água. 187. 187. (Cesgranrio-RJ) Considere os três fenômenos seguintes: I - Água de um lago congelando; II - Vapor de água condensando no pára-brisa de um automóvel; III - Uma bolinha de naftalina sublimando na gaveta de um guarda-roupa. Assinale a opção que indica corretamente se cada um dos sistemas - água, vapor e naftalina - está cedendo ou recebendo energia do meio ambiente.
188. 188. (Fuvest-SP) O calor específico da água, à pressão constante de 1,0 atm, está esquematicamente representado representado na figura, entre -5,0ºC e 20ºC. O calor latente de fusão é de 80 cal/g.
a) Qual é a energia necessária, em joules, para aquecer 200 g de água, à pressão constante, de 10ºC até 20ºC? (Dado: 1,0 cal ∼ 4,0 J.) b) Qual é a energia liberada por 200 g de água, à pressão constante, quando passa de 20ºC a -5,0ºC? 189. 189. (Fuvest-SP) Nos dias frios, quando uma pessoa expele ar pela boca, forma-se uma espécie de "fumaça" junto ao rosto. Isso ocorre porque a pessoa: a) expele ar quente que condensa o vapor de água existente na atmosfera. b) expele ar quente e úmido que se esfria, ocorrendo a condensação dos vapores expelidos. c) expele ar frio que provoca a condensação condensação do vapor de água na atmosfera. d) provoca a evaporação da água existente no ar. e) provoca a liquefação do ar, com seu calor.
190. 190. Explique por que o ar lançado continuamente sobre o vidro embaçado de um carro provoca seu desembaçamento. 191. 191. (ITA-SP) O vidro pirex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque: a) possui alto coeficiente de rigidez. b) tem baixo coeficiente de dilatação térmica. c) tem alto coeficiente de dilatação térmica. d) tem alto calor específico. e) é mais maleável que o vidro comum. 192. 192. (UERJ) Um frasco cheio de água é aquecido, e um pouco do líquido transborda. O volume transbordado mede: a) a dilatação absoluta da água. b) a dilatação absoluta do frasco. c) a dilatação aparente da água. d) a dilatação do frasco mais a da água. e) a dilatação relativa do líquido. 193. 193. (PUCC-SP) Um pino metálico, a uma dada temperatura, ajustase perfeitamente em um orifício de uma placa metálica. Se somente a placa for aquecida, verifica-se que: a) haverá contração apenas do orifício da placa. b) haverá contração do pino e da placa. c) o pino não passará mais pelo orifício. d) o pino passará mais facilmente pelo orifício. e) nenhuma das anteriores. 194. 194. (UFRS) A expressão "dilatação anômala da água" refere-se ao fato de uma determinada massa de água, sob pressão constante: a) possuir volume máximo a 4,0 ºC. b) aumentar sua densidade quando sua temperatura aumenta de 0ºC a 4,0º C. c) aumentar de volume quando sua temperatura aumenta de 0ºC a 4,0ºC. d) reduzir-se de volume quando sua temperatura aumenta a partir de 4,0ºC. e) possuir uma densidade constante acima de 4,0ºC. 195. 195. (PUC-MG) O gráfico desta questão mostra a dilatação térmica de três barras metálicas, feitas de alumínio (Al), ferro (Fe) e chumbo (Pb). O aquecimento é feito a partir de 0ºC, e elas possuem o mesmo comprimento inicial. A tabela mostra também alguns dados numéricos referentes ao processo. As letras A, B e C representam, respectivamente, as substâncias: a) Al, Fe, Pb. b) Al, Pb, Fe. c) Pb, Al, Fe. d) Fe, Al, Pb. e) Fe, Pb, Al.
196. 196. (PUC-RS) Uma barra de comprimento inicial de 4,00 m é aquecida conforme mostra o gráfico. Verifica-se um aumento do comprimento L (m) em relação ao aumento de temperatura T (ºC). O coeficiente de dilatação linear deste material é, em ºC-1: a) 5,0 × 10-5. b) 0,5 × 10-6. c) 4,0 × 10-4. d) 4,0 × 104. e) 2,5 × 10-5.
197. 197. (ITA-SP) O coeficiente médio de dilatação térmica linear do aço é 1,2 × 10-5 ºC-1. Usando trilhos de aço de 8,0 8 ,0 m de comprimento, um engenheiro construiu uma ferrovia, deixando um espaço de 0,50 cm entre os trilhos, quando a temperatura era de 28ºC. Num dia de sol forte, os trilhos soltaram-se dos dormentes. Qual dos valores abaixo corresponde à mínima temperatura que deve ter sido atingida pelos trilhos? a) 100ºC b) 60ºC c) 80ºC d) 50ºC e) 90ºC 198. 198. (Fuvest-SP) Um tanque contém 10 000 L de combustível (álcool + gasolina) a 30ºC, com uma proporção de 20% de álcool. A temperatura do combustível baixa para 20ºC. Considere o coeficiente de dilatação volumétrica do combustível igual a 1,1 × 10-3 ºC-1. a) Quantos litros de álcool existem a 30ºC? b) Quantos litros de combustível existem a 20ºC? 199. 199. (UFMG) Duas lâminas de metais diferentes, M e N , são unidas rigidamente. Ao se aquecer o conjunto até uma certa temperatura, ele se deforma, conforme mostra a figura.
Com base na deformação observada, pode-se concluir que: a) a capacidade térmica do metal M é maior do que a capacidade térmica do metal N . b) a condutividade térmica do metal M é maior do que a
condutividade térmica do metal N . c) A quantidade de calor absorvida pelo metal M é maior do que a quantidade de calor absorvida pelo metal N . d) o calor específico do metal M é maior do que o calor específico do metal N . e) o coeficiente de dilatação linear do metal M é maior do que o coeficiente de dilatação linear do metal N . 200. 200. (FMTM) Uma dona-de-casa lava dois copos de materiais diferentes e, logo em seguida, coloca um dentro do outro. Depois de algum tempo em que a temperatura ambiente permanece constante, constante, ela nota que eles estão presos e não consegue separá-los. Entre as muitas explicações possíveis para esse fato, uma delas é que a temperatura da água com a qual os copos foram lavados: a) era mais baixa que a temperatura ambiente e o copo de dentro tem coeficiente de dilatação maior que o de fora. b) era mais alta que a temperatura ambiente e o copo de dentro tem coeficiente de dilatação maior que o de fora. c) era mais baixa que a temperatura ambiente e o copo de dentro tem coeficiente de dilatação menor que o de fora. d) era igual à temperatura ambiente, mas o copo de dentro tem coeficiente de dilatação maior que o de fora. e) era igual à temperatura ambiente, mas o copo de dentro tem coeficiente de dilatação menor que o de fora.
201. 201. (ITA-SP) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os efeitos de contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de -40ºF a 110ºF e o coeficiente de dilatação linear do metal que é de 12 ´ 10-6 oC-1, qual a máxima variação esperada no comprimento da ponte? (O coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado.) a) 9,3 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 0,93 m e) 6,5 m 202. 202. (Mackenzie-SP) Quando um recipiente totalmente preenchido com um líquido é aquecido, a parte que transborda representa sua dilatação __________ . A dilatação __________ do líquido é dada pela__________ da dilatação do frasco e da dilatação__________ . Com relação à dilatação dos líquidos, assinale a alternativa que, ordenadamente, preenche de modo correto as lacunas do texto acima. a) aparente - real - soma - aparente b) real - aparente - soma - real c) aparente - real - diferença - aparente d) real - aparente - diferença - aparente e) aparente - real - diferença - real 203. 203. (Fatec-SP) O diagrama mostra o volume V de uma amostra de água, em função da temperatura t .
Com base no diagrama, considere as asserções: I - A água apresenta dilatação, aproximadamente, regular no intervalo de temperatura de 10°C a 30°C. II - A densidade da água aumenta quando a temperatura passa de 1°C para 4°C. III - A densidade da água diminui quando a temperatura passa de 20°C para 10°C. Dessas asserções, somente: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e II são corretas. e) I e III são corretas. Máquinas Térmicas 204. 204. (Vunesp) A primeira lei da termodinâmica diz respeito à: a) dilatação térmica. b) conservação da massa. c) conservação da quantidade de movimento. d) conservação de energia. e) irreversibilidade do tempo. 205. 205. (Med. Santos-SP) O segundo princípio da termodinâmica diz: a) é impossível transformar calor em trabalho, operando com duas fontes de calor em temperaturas diferentes. b) uma máquina térmica possui rendimento de 90% no máximo. c) o rendimento máximo de uma máquina térmica depende da substância que ela utiliza para funcionar. d) a máquina térmica não pode funcionar sem queda de temperatura e nunca restitui integralmente, sob a forma de trabalho, a energia que lhe foi transferida sob a forma de calor. e) a energia total de um sistema isolado é constante. 206. 206. (UFSC) Se um gás contido num recipiente for comprimido rapidamente, pode-se afirmar que: I - o volume do gás e a pressão diminuirão. II - o trabalho será realizado sobre o gás. III - a compressão será, aproximadamente, adiabática. IV - o gás será aquecido porque receberá energia do meio ambiente. Está(ão) correta(s): a) somente II. b) I e II. c) II e III. d) III e IV. e) somente IV. 207. 207. (Univ.Uberaba-MG) Um gás está submetido a uma pressão constante num recipiente de volume variável. Provocando-se uma expansão isobárica desse gás, seu volume varia como mostra a figura. Ao passar do estado X para o Y , ele realiza um trabalho que, em joules, é igual a: a) 1,6. b) 1,4. c) 1,2. d) 1,0. e) 0,8.
208. 208. Uma amostra de gás sofre a transformação ABC representada no gráfico. Durante esse processo, é transferida para o gás uma quantidade de energia, na forma de calor, igual a 10 calorias. Determine: a) o trabalho realizado pelo gás na transformação; b) a variação de energia interna sofrida pelo gás na transformação. (Adote 1,0 cal ~ 4,0 J.)
209. 209. Considere o seguinte sistema: determinada massa de um gás ideal está num reservatório que contém um êmbolo de massa desprezível, para que seu volume possa ser variado. Assinale as alternativas corretas. a) Numa transformação isovolumétrica, o trabalho realizado sobre o sistema é nulo. b) Quando o gás se expande isobaricamente, não absorve nem cede energia. c) Expandindo-se isotermicamente o gás, o trabalho por ele realizado é igual à quantidade de energia a ele transferida, na forma de calor. d) Para se comprimir isobaricamente o gás, deve-se realizar um trabalho sobre ele igual ao produto da pressão do gás pela variação de seu volume. e) Num processo qualquer de expansão do gás, a energia transferida, na forma de calor, será igual à variação de sua energia interna somada ao trabalho por ele realizado. Observação: Para resolver resolver esta questão, utilize a equação da primeira lei da termodinâmica. 210. 210. (U.E. Maringá) Assinale o que for correto. a) A variação da energia interna de um sistema é dada pela diferença entre a energia, na forma de calor, trocada com o meio exterior, e o trabalho realizado no processo termodinâmico. b) A energia interna de uma massa de um gás perfeito é função exclusiva de sua temperatura. c) Numa transformação adiabática, a variação da energia interna é igual, mas com sinal contrário, ao trabalho realizado na transformação. transformação. d) O calor passa espontaneamente de um corpo para outro de temperatura mais alta. e) Chama-se calor latente de mudança de fase a quantidade de energia, e nergia, na forma de
calor, que a substância recebe ou cede por unidade de massa, durante a transformação, transformação, quando ocorre uma variação de temperatura. 211. 211. (Cesesp-PE) O diagrama p × V da figura ilustra a variação da pressão com o volume, durante uma transformação isotérmica isotérmica de um gás ideal entre o estado inicial I e o estado final F . I - É nula a variação da energia interna do gás nesse processo. II - O trabalho realizado pelo gás é numericamente igual à área abaixo da curva IF . III - O calor absorvido pelo gás é numericamente igual à área da curva IF .
Das afirmativas acima: a) apenas I é correta. b) apenas II e III são corretas. c) apenas I e II são corretas. d) todas são corretas. e) nenhuma é correta. 212. 212. A tendência de todos os corpos do universo atingirem a mesma temperatura refere-se: a) ao estado em que toda a energia mecânica foi transformada em energia térmica. b) ao momento em que toda a energia térmica foi transformada em outras formas de energia. c) ao momento em que a temperatura do universo atingiu o zero absoluto. d) n.d.a. 213. 213. Assinale as afirmações que estão de acordo com a segunda lei da termodinâmica. a) A maioria dos processos dos fenômenos naturais é reversível. b) A energia tende a se transformar em outras formas menos úteis. c) Não é possível transmitir naturalmente, dos corpos frios para os mais quentes, energia, na forma de calor. d) Nenhuma máquina térmica pode transformar em energia mecânica uma certa quantidade de energia transmitida, na forma de calor, a uma substância de operação. 214. 214. (UFRS) Um gás realiza o ciclo termodinâmico representado no diagrama p - V da figura, na qual A é o ponto correspondente ao estado termodinâmico inicial do gás.
O calor transferido para o gás durante o ciclo completo é igual a: a) zero. b) p1 (V 2 - V 1).
c) p2 (V 2 - V 1) p2 - p1) (V 2 - V1). d) ( p p2 + p1) (V 2 - V1) /2. e) ( p Observação: Quando Quando saímos do ponto A e voltamos a ele, a temperatura retornará ao valor inicial; portanto, a variação de energia interna é nula. 215. 215. (UFMG) O gráfico da pressão p em função do volume V de um gás ideal representa uma transformação ocorrida em três fases. Inicia-se o ciclo por uma transformação transformação isobárica, seguida de uma transformação isovolumétrica e, finalmente, de uma transformação transformação isotérmica.
Com base nesses dados, pode-se afirmar: a) o trabalho realizado na transformação transformação isotérmica é calculado pela expressão p3 (V 1 - V 3). b) o trabalho realizado pelo gás é nulo durante a transformação isotérmica. c) o trabalho realizado pelo gás na transformação isotérmica é igual ao calor que esse gás absorve. d) o trabalho realizado sobre o gás durante a transformação transformação isovolumétrica é o mesmo que na isobárica. e) o trabalho realizado sobre o gás, na transformação isovolumétrica, é maior do que o trabalho realizado pelo gás na isotérmica. 216. 216. (Univ. Passo Fundo-RS) Do ciclo termodinâmico representado no gráfico, em que p é a pressão do gás e V o seu volume, pode-se afirmar: a) as transformações 1 e 2 são realizadas sem que haja trabalho. b) o trabalho total realizado no ciclo é representado pela área A. c) a transformação indicada por 3 é isobárica. d) a transformação indicada por 4 é isovolumétrica. e) nenhuma opção está correta.
217. 217. (UFRS) Analise as seguintes afirmações. I - É possível que um sistema absorva calor e a sua temperatura baixe. II - É possível que um sistema não absorva ou ceda calor e a sua temperatura varie. III - Mesmo que sejam deixados durante muito tempo no interior do congelador de um refrigerador, dois objetos, um de alumínio e o outro de plástico, não poderão atingir a mesma temperatura. Quais afirmações estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III.
d) Apenas I e II. e)Apenas II e III.. 218. 218. (UFMG) Um gás ideal, em um estado inicial i , pode ser levado a um estado final f por meio dos processos I, II e III, representados neste diagrama de pressão versus volume:
Sejam W I, I, W II II e W III III os módulos dos trabalhos realizados pelo gás nos processos I, II e III, respectivamente. Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) W I < W II II < W III III b) W I = W II II = W III III c) W I = W II II > W III III d) W I > W II II > W III. III. 219. 219. (Vunesp) Uma bexiga vazia tem volume desprezível; cheia, o seu volume pode atingir . O trabalho realizado pelo ar para encher essa bexiga, à temperatura ambiente, realizado contra a pressão atmosférica, num lugar onde o seu valor é constante e vale , é, no mínimo, de: a) 4 J. b) 40 J. c) 400 J. d) 4 000 J. e) 40 000 J. Luz, Visão e Fenômenos Luminosos 220. 220. (U.E. Londrina-PR) Durante um eclipse solar, um observador: a) no cone de sombra, vê um eclipse parcial. b) na região de penumbra, vê um eclipse total. c) na região plenamente iluminada, vê a Lua eclipsada. d) na região da sombra da Terra, vê somente a Lua. e) na região plenamente iluminada, não vê o eclipse solar.
221. 221. (Cesgranrio-RJ) Assinale a figura que representa corretamente o caminho da luz solar depois de passar pelo buraco:
222. 222. (UFAL) Na figura, F é uma fonte de luz extensa e A, um anteparo opaco. Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, regiões de: a) sombra, sombra e penumbra. b) penumbra, sombra e sombra. c) sombra, penumbra e sombra. d) penumbra, sombra e penumbra. e) penumbra, penumbra e sombra.
223. 223. (UECE) Um homem de 2,0 m de altura está a 0,5 m de uma câmara escura (de orifício) de comprimento 30 cm. O tamanho da imagem formada no interior da câmara é: a) 0,8 m. b) 1,0 m. c) 1,2 m. d) 1,4 m. 224. 224. (Cesgranrio-RJ) Esta figura está fora de escala. Porém, reproduz corretamente os aspectos qualitativos da geometria do sistema Terra-Lua-Sol durante um eclipse anular do Sol (eclipse solar).
Qual das opções a seguir melhor representa a situação aparente do Sol e da Lua para observadores situados respectivamente respectivamente nas zonas I, II e III da Terra?
225. 225. (FCMSC-SP) O orifício de uma câmara escura está voltado para o céu numa noite estrelada. A parede oposta ao orifício é feita de papel vegetal translúcido. Se olhasse diretamente para o céu, um observador atrás da câmara veria o Cruzeiro do Sul conforme o esquema I. Olhando a imagem no papel vegetal, por trás da câmara, veria essa constelação conforme o esquema:
226. 226. (Mackenzie-SP) A altura da imagem de um objeto formada numa câmara escura de orifício é diminuída quando: a) diminuímos o diâmetro da câmara. b) aproximamos a câmara do objeto. c) afastamos a câmara do objeto. d) aumentamos o diâmetro do orifício. e) diminuímos o diâmetro do orifício. 227. 227. (ITA-SP) A relação entre os tamanhos das imagens de um indivíduo de 1,80 m de altura, formadas numa câmara escura através de um orifício, quando o indivíduo está, respectivamente, às distâncias de 24 m e 36 m, será: a) 1,5. b) 2/3. c) 1/3. d) 1/25. e) 2,25. 228. 228. (PUC-SP) A um aluno foi dada a tarefa de medir a altura do prédio da escola que freqüentava. Ele, então, pensou em utilizar seus conhecimentos de óptica geométrica e mediu, em determinada hora da manhã, o comprimento das sombras do prédio e dele próprio projetadas na calçada (L e l , respectivamente). Facilmente, chegou à conclusão
de que a altura do prédio da escola era de, aproximadamente, 22,1 m. As medidas por ele obtidas para as sombras foram L = 10,4 m e l = 0,8 m. Qual é a altura do aluno?
229. 229. (ESAL-MG) Um estudante curioso e perspicaz deseja saber a altura de um prédio. Num dia ensolarado e usando uma trena, ele mediu o comprimento da sombra do prédio e o comprimento de sua própria sombra, obtendo os valores de 20,0 m e 0,6 m, respectivamente. Sendo sua altura 1,80 m, o curioso rapaz concluiu, então, que a altura do prédio é de: a) 10,0 m. b) 30,0 m. c) 60,0 m. d) 75,0 m. e) 47,5 m. 230. 230. (Cescem-SP) A altura de uma árvore, num dia de sol, pode ser conhecida com base nos seguintes dados: I - comprimento da sombra da árvore projetada no solo; II - altura do observador; III - comprimento da sombra do observador projetada no solo. A altura é obtida com base em triângulos semelhantes. Pode-se afirmar que: a) a altura obtida não depende da hora do dia em que a medida é feita. b) a altura obtida depende da hora do dia em que a medida é feita. c) a altura obtida depende da posição (latitude e longitude) em que é feita. d) a altura obtida depende da estação do ano. e) esse método só pode ser usado no hemisfério norte. Reflexão da Luz 231. 231. (Fuvest-SP) Num espelho (plano) retrovisor, um motorista vê um caminhão que viaja atrás de seu carro. Observando o pára-choque do caminhão, ele lê a seguinte inscrição:
Pode-se concluir que a inscrição pintada no pára-choque é:
232. 232. Qual(is) tipo(s) de espelho(s) esférico(s) produz(em) imagens virtuais? Qual(is) produz(em) imagens reais? 233. 233. (PUC-RJ) Quais dos objetos A, B, C, D e E são vistos pelo observador P ao olhar para o espelho plano esquematizado abaixo? a) A, B, C, D e E b) A, B e E c) A, B e C d) B, C e D e) C, D e E
234. 234. (Fuvest-SP) A figura F indica um ladrilho colocado perpendicularmente a dois espelhos planos, que formam um ângulo reto. Assinale a alternativa que corresponde às três imagens formadas pelos espelhos.
235. 235. Qual é o número de imagens de um ponto assinalado no plano bissetor de dois espelhos planos que formam um ângulo de 72º? Observação: Um objeto colocado no plano bissetor está eqüidistante dos dois espelhos. 236. 236. (Vunesp) Um raio de luz, vertical, incide num espelho plano horizontal. Se o espelho girar 20º em torno de um eixo horizontal, o raio refletido se desviará de sua direção original de: a) 0º. b) 20º. c) 10º. d) 60º. e) 40º. 237. 237. (UFMG) Como se refletem os raios luminosos paralelos 1 e 2, após reflexão dupla nos espelhos planos perpendiculares entre si?
238. 238. (Fatec-SP) Antônio está de pé, fixo, diante de um espelho plano vertical; a distância entre os dois é 2,5 m. Antônio observa sua imagem. Benedito empurra o espelho em direção a Antônio, e a distância entre Antônio e o espelho diminui para 1,5 m. a) A distância entre Antônio e sua imagem diminui 2,0 m.
b) A altura da imagem de Antônio aumenta. c) A distância entre Antônio e sua imagem diminui 1,0 m. d) O ângulo visual da imagem de Antônio diminui. e) n.r.a. 239. 239. (Vunesp) A figura representa um espelho plano, um objeto, O, sua imagem, I , e cinco observadores em posições distintas, A, B, C , D e E . Entre as posições indicadas, a única da qual o observador poderá ver a imagem I é a posição:
240. 240. (PUC-PR) Com relação à formação de imagens em espelhos e spelhos côncavos, considere as seguintes afirmações: I - raios luminosos que incidem paralelamente ao eixo do espelho, quando refletidos passam pelo foco; 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 e spelho pode ser projetada num anteparo. a) Apenas as afirmações I, II e IV são corretas. b) Apenas as afirmações II, III e IV são corretas. c) Apenas as afirmações I, II e III são corretas. d) Todas as afirmações são corretas. e) Nenhuma das afirmações é correta. 241. 241. (UFMG) Um estudante colocou uma caneta a uma distância relativamente grande de uma colher bem polida e observou o tipo de imagem que aparecia na parte interna da colher. A imagem que ele viu, comparada com a caneta, era: a) maior, direta e virtual. b) maior, invertida e real. c) menor, invertida e virtual. d) menor, direta e real. e) menor, invertida e real. 242. 242. (UFMG) Uma revista nacional de divulgação científica publicou: "A parte interna das colheres de metal funciona como um espelho côncavo e, segundo uma lei óptica, a imagem refletida é sempre real (pode ser projetada em um anteparo), menor e invertida em relação ao objeto". Esta afirmativa é falsa, do ponto de vista da física. Para torná-la verdadeira, temos que substituir os seguintes termos: a) côncavo por convexo. b) invertida por direta. c) menor por maior. d) real por virtual. e) sempre por às vezes.
Observação: Entenda direta por não estar de ponta-cabeça e invertida por estar de ponta-cabeça. 243. 243. (Osec-SP) Com relação às imagens conjugadas a objetos reais por espelhos esféricos, é correto afirmar que: a) são sempre virtuais para um espelho côncavo. b) são sempre reais para um espelho convexo. c) são reais e invertidas, quando o objeto está sobre o foco de um espelho côncavo. d) são sempre diretas e virtuais para um objeto colocado a uma distância do espelho menor que a distância focal. e) reduzem-se a um ponto quando o objeto é colocado a uma distância do espelho igual ao raio de curvatura. 244. 244. (Vunesp) Isaac Newton foi 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, entre outros problemas, um defeito de fabricação que impede a obtenção de imagens bem definidas das estrelas distantes (O Estado de S. Paulo, São Paulo, 8 ago. 1991, p. 14.). Qual das figuras melhor representaria o funcionamento perfeito do espelho do telescópio?
245. 245. (Cesgranrio-RJ) Um estudante coloca um pequeno cartaz próximo e em frente de um espelho esférico côncavo. Com isso, ele consegue observar a imagem do cartaz formada "dentro" do espelho.
Qual das opções abaixo melhor representa a imagem vista pelo estudante?
246. 246. (Fatec-SP) Uma menina observa a imagem de seu rosto em um espelho esférico convexo. À medida que ela aproxima o rosto do espelho, a imagem que ela vê: a) aumenta de tamanho, mantendo-se sempre direta. b) aumenta de tamanho, mas se inverte a partir de determinada distância do espelho. c) diminui de tamanho, mantendo-se sempre direta. d) diminui de tamanho, mantendo-se sempre invertida. e) aumenta de tamanho até certa distância do espelho, a partir da qual passa a diminuir. Observação: Entenda direta por não estar de ponta-cabeça e invertida por estar de ponta-cabeça. 247. 247. (Univ. S. Franc.-RJ) Quando você se olha num espelho esférico côncavo, sua imagem é vista direta e ampliada. Nessas condições, você deve estar: a) além de C, centro de curvatura. b) em C. c) entre C e F, foco. d) em F. e) entre F e V, vértice.
248. 248. (PUC-SP) Em um farol de automóvel, tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é: a) côncavo e o filamento está no centro do espelho. b) côncavo e o filamento está no foco do espelho. c) convexo e o filamento está no centro do espelho. d) convexo e o filamento está no foco do espelho. e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro. 249. 249. (Cesgranrio-RJ) Num holofote de automóvel, dois espelhos esféricos côncavos são utilizados para se obter um feixe de luz paralelo de uma fonte aproximadamente puntiforme. O espelho principal E1 tem 16,0 cm de raio. O espelho auxiliar E 2 tem 2,0 cm de raio. Para que o feixe produzido seja efetivamente paralelo, as distâncias da fonte S aos vértices M e N dos espelhos devem ser iguais, respectivamente, a:
250. 250. Um motociclista, estando a 40 cm de distância do espelho retrovisor, vê a imagem de seu rosto virtual e quatro vezes menor. Determine o tipo de espelho e sua distância focal. Observação: Considere o aumento A = 1/4 e, na fórmula de Gauss, Di com valor negativo, pois a imagem é virtual. 251. 251. (Fuvest-SP) Uma menina está a 20 cm de um espelho esférico côncavo e observa uma imagem direta de seu rosto, duas vezes ampliada. a) Represente, esquematicamente, o espelho côncavo, o objeto e a imagem conjugada. b) Determine a distância focal do espelho. Observação: a) imagem direta significa não estar de ponta-cabeça; ponta-cabeça; b) lembre-se de que, na fórmula de Gauss, a imagem virtual tem Di com valor negativo. 252. 252. Mediante um espelho esférico localizado a 60 cm de um objeto, deseja-se obter uma imagem virtual, cuja altura seja 1/2 da altura do objeto. Determine a distância focal do espelho que deve ser adotado. 253. 253. (PUC-SP) Resolva as seguintes questões, do ponto de vista da óptica geométrica: a) Com o objetivo de estudar e studar a imagem produzida por espelhos esféricos, uma pessoa pegou uma placa metálica, polida, flexível, e curvou-a até que o raio de curvatura dessa placa fosse de 20 cm. Colocou um objeto AB a 15 cm da placa (veja na figura). Qual é a posição da imagem e quais suas características?
b) Toda máquina fotográfica tem um mesmo princípio de funcionamento: trata-se de uma câmara escura com um orifício. No lado oposto ao orifício, é colocado o filme, que contém uma substância química sensível à luz.
Se substituirmos a câmara por outra de maiores dimensões, como as das máquinas fotográficas de antigamente, o que deverá acontecer com o tamanho da imagem do objeto? 254. 254. (Fuvest-SP) A imagem de um objeto forma-se a 40 cm de um espelho côncavo com distância focal de 30 cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo principal do espelho, é real, invertida e tem 3,0 cm de altura. a) Determine a posição do objeto. b) Construa o esquema referente à questão, representando objeto, imagem, espelho e raios utilizados e indicando as distâncias envolvidas. Refração da Luz 255. 255. (UFMG) A luz proveniente de uma estrela e strela sofre refração ao passar do vácuo interestelar para a atmosfera terrestre. A conseqüência disso é que a posição em que vemos a estrela não é a sua verdadeira posição. A figura mostra, de forma simplificada, a posição aparente de uma estrela vista por um observador na superfície da Terra.
A posição verdadeira da estrela está mais próxima do ponto: a) A. b) B. c) C. d) D. 256. 256. (Unicamp-SP) Considere um lápis enfiado na água, um observador com seu olho esquerdo E na vertical que passa pelo ponto P na ponta do lápis e seu olho direito D no plano do lápis e de E.
a) Reproduza a figura e desenhe os raios luminosos que saem da extremidade P e atingem os dois olhos do observador. b) Marque a posição da imagem de P vista pelo observador.
257. 257. (UFMG) O empregado de um clube está varrendo o fundo da piscina com uma vassoura que tem um longo cabo de alumínio. Ele percebe que o cabo parece entortarse ao entrar na água, como mostra a figura.
Isso ocorre porque: a) a luz do sol, refletida na superfície da água, interfere com a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água. b) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água sofre reflexão parcial na superfície de separação água-ar. c) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre reflexão total na superfície de separação água-ar. d) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre refração ao passar pela superfície de separação água-ar. água-ar. e) o cabo de alumínio sofre uma dilatação na água, devido à diferença de temperatura entre a água e o ar. 258. 258. (Vunesp) Observe a tabela. Substância líquida (ordem alfabética) água dissulfeto de carbono
Massa específica (g/cm3) 1,00 1,26
Índice de refração em relação ao ar 1,33 1,63
Volumes iguais desses dois líquidos foram colocados cuidadosamente em um recipiente cilíndrico de grande diâmetro, mantido em repouso sobre uma superfície horizontal, formando-se duas camadas camadas distintas, I e II, de mesma altura, conforme figura.
a) Qual dessas substâncias forma a camada I? Justifique sua resposta. b) Um raio de luz incide com ângulo i > 0º num ponto da superfície do líquido l e se refrata, sucessivamente, nas duas superfícies de separação, atingindo o fundo do recipiente. Copie a figura e esboce qualitativamente a trajetória desse raio, desde o ar até o fundo do recipiente. 259. 259. (UFMG) Esta figura mostra um feixe de luz incidindo sobre uma parede de vidro a qual está separando o ar da água.
Os índices de refração são 1,00 para o ar, 1,50 para o vidro e 1,33 para a água. A alternativa que melhor representa a trajetória do feixe de luz passando do ar para a água é:
260. 260. (Vunesp) A figura mostra a trajetória de um raio de luz, dirigindo-se do ar para o vidro, juntamente com a reprodução de um transferidor, que lhe permitirá medir os ângulos de incidência e de refração.
a) De que lado está o vidro, à direita ou à esquerda da superfície de separação indicada na figura? Justifique. b) Determine, com o auxílio da tabela, o índice de refração do vidro em relação ao ar. ângu ângulo lo de refr refraç ação ão(g (gra raus us)) 30 40 50 60
seno seno do ângu ângulo lode de refr refraç ação ão 0,500 0,643 0,766 0,866
261. 261. (Fuvest-SP) Na formação das imagens na retina da vista humana normal, o cristalino funciona como uma lente: a) convergente, formando imagens reais, diretas e diminuídas.
b) divergente, formando imagens reais, diretas e diminuídas. c) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas. d) divergente, formando imagens virtuais, diretas e ampliadas. e) convergente, formando imagens virtuais, invertidas e diminuídas. Observação: Entenda Entenda direta por não está de cabeça para baixo e invertida por está de cabeça para baixo. 262. 262. (Vunesp) Um aquário esférico de paredes finas está dentro de outro aquário que contém água. Dois raios de luz atravessam esse sistema conforme mostra a figura, que representa uma secção transversal do conjunto.
Pode-se concluir que, nessa montagem, o aquário esférico desempenha a função de: a) espelho côncavo. b) espelho convexo. c) prisma. d) lente divergente. e) lente convergente. 263. 263. (Vunesp) Quando um feixe de luz, propagando-se no ar, incide sobre a superfície plana de separação entre o ar e um meio transparente, como a água ou o vidro, ocorrem, simultaneamente, refração e reflexão. Nesse caso, dizemos que a luz sofre uma reflexão parcial. Descreva, sucintamente, uma situação, presenciada por você, que sirva como evidência disso, ou seja, que nos mostre que, nesses casos, a luz também sofre reflexão. 264. 264. (Cesgranrio-RJ) Sobre uma lente semi-esférica de vidro incide um raio de luz cuja direção é paralela ao eixo óptico da lente.
Qual dos raios (I, II, III, IV ou V) indicados na figura melhor representa a trajetória, no interior da lente, do raio refratado que corresponde ao raio incidente? a) I b) II c) III d) IV e) V. 265. 265. Complete a trajetória do raio de luz na figura deste exercício.
266. 266. (Fuvest-SP) Um raio rasante, de luz monocromática, passa de um meio transparente para outro, por uma interface plana, e se refrata num ângulo de 30º com a normal, como mostra a figura. Se o ângulo de incidência for reduzido para 30º com a normal, o raio refratado fará com a normal um ângulo de, aproximadamente: a) 90º. b) 60º. c) 30º. d) 15º. e) 10º.
Observação: Luz monocromática significa uma luz que não pode se decompor em várias cores. 267. 267. (USF-RJ) Um raio de luz passa do meio 1 para o meio 2 e, depois, para o meio 3. Os índices de refração dos meios considerados guardam a relação: a) n2 > n1 > n3 d) n1 > n3 > n2. b) n2 > n3 > n1. e) n3 > n1 > n2. c) n1 > n2 > n3. 268. 268. (UFMT) Um raio (R) de luz atravessa uma lâmina de vidro de faces paralelas (L). A relação entre os ângulos X e Y (para qualquer valor de X ) é:
a) X = Y b) X = 90º + Y c) X = 90º - Y d) X = 180º - Y e) X = 180º + Y 269. 269. (UFMG) A lente de um projetor de cinema tem distância focal f. Durante a projeção, o filme deve estar a uma distância da lente: a) igual a f. b) igual a 2f. c) maior que f e menor que 2f.
d) maior que 2f. e) menor que f. 270. 270. (UEMA) A imagem de um objeto real formada por uma lente delgada divergente: a) é menor do que o objeto. b) é maior do que o objeto. c) é invertida. d) está entre o ponto focal e o centro de curvatura da lente. e) é maior do que o objeto e invertida.
271. 271. (FGV-SP) Uma lupa, ou microscópio simples, consiste apenas de um elemento óptico, que é: a) um prisma. b) uma lente divergente. c) um espelho esférico convexo. d) um espelho esférico côncavo. e) uma lente convergente. 272. 272. (Fuvest-SP) Tem-se um objeto luminoso situado num dos focos principais de uma lente convergente. O objeto afasta-se da lente, movimentando-se sobre seu eixo principal. Podemos afirmar que a imagem do objeto, à medida que ele se movimenta: a) cresce continuamente. b) passa de virtual para real. c) afasta-se cada vez mais da lente. d) aproxima-se do outro foco principal da lente. e) passa de real para virtual. 273. 273. (UFF-RJ) Na figura, AB é um objeto real e A'B', sua imagem, produzida pelo sistema óptico S, que se constitui de: a) uma lente delgada divergente. b) uma lente delgada convergente. c) um prisma. d) um espelho esférico côncavo. e) um espelho esférico convexo.
274. 274. (USF-RJ) O esquema representa a obtenção da imagem (I ) de um objeto (O) conjugada por uma lente convergente delgada (L). O que ocorreria com a imagem se o objeto fosse deslocado para o ponto X? a) A imagem aumentaria e continuaria invertida. b) A imagem continuaria do mesmo tamanho e invertida. c) A imagem continuaria do mesmo tamanho e ficaria direta.
d) A imagem diminuiria e continuaria invertida. e) A imagem diminuiria e ficaria direta. Observação: Entenda direta como não está de cabeça para baixo.
275. 275. Um oftalmologista indicou na receita de um paciente -2,00 para a lente. Isso significa que a lente é: a) convergente e deve ter -2,00 dioptrias. b) convergente e deve ter +2,00 graus. c) divergente e deve ter -2,00 m de distância focal. d) divergente e deve ter -50 cm de distância focal. e) convergente e deve ter -50 cm de distância focal. 276. 276. (CFET-MG) Uma lente delgada tem distância focal igual a 20 cm e fornece uma imagem real do tamanho do objeto. Com relação ao enunciado: a) justifique a natureza da lente utilizada; b) calcule a distância entre o objeto e a lente; c) elabore o diagrama de formação da imagem. 277. 277. (UFMG) Uma máquina fotográfica é construída de uma lente de 10 1 0 cm de distância focal e uma chapa fotográfica, como mostra a figura. Um objeto P está à distância de 20 m da lente. Para que se obtenha uma imagem nítida do objeto, a distância d deve ser, aproximadamente: aproximadamente: a) 10 cm. b) 20 cm. c) 5,0 cm. d) 15 cm. e) 25 cm.
278. 278. Um objeto está a 80 cm de uma lente convergente. A imagem formada é projetada sobre um anteparo e tem o dobro do tamanho do objeto. Determine a vergência da lente. 279. 279. (Fuvest-SP) Uma lente L é colocada sob uma lâmpada fluorescente AB, cujo comprimento é AB = 120 cm. A imagem é focalizada na superfície de uma mesa, a 36 cm da lente. A lente está a 180 cm da lâmpada, e seu eixo principal é perpendicular à face cilíndrica da lâmpada e à superfície plana da mesa. A figura ilustra a situação. Pede-se: a) a distância focal da lente. b) o comprimento da imagem da lâmpada e sua representação geométrica. Utilize os símbolos A' e B' para indicar as extremidades da imagem da lâmpada.
280. 280. (UFJF) Com relação a lentes, têm-se as seguintes afirmativas: I - Uma lente biconvexa é sempre convergente. II - Uma lente bicôncava é sempre divergente. III - Uma lente bicôncava é naturalmente divergente mas, se colocada num meio cujo índice de refração é maior que o do material de que é feita a lente, ela se torna convergente. IV - Uma lente biconvexa é naturalmente convergente mas, se colocada num meio cujo índice de refração é maior que o do material de que é feita, torna-se divergente. As afirmativas corretas são: a) apenas III. b) apenas IV. c) apenas I. d) I, III, IV. e) III, IV. 281. 281. (UFRS) Uma câmera fotográfica, usada para captar imagens de objetos distantes, possui uma lente teleobjetiva convergente, com distância focal de 200 mm. Um objeto real está a 300 m da objetiva; a imagem que se forma, então, sobre o filme fotográfico no fundo da câmera é: a) real, não-invertida e menor do que o objeto. b) virtual, invertida e menor do que o objeto. c) real, invertida e maior do que o objeto. d) virtual, não-invertida e maior do que o objeto. e) real, invertida e menor do que o objeto. 282. 282. (UERJ) São dados os esquemas abaixo:
A classificação correta é: a) a imagem é maior nos casos I e II. b) a imagem é virtual nos casos I e II. c) a imagem é direita nos casos I e III. d) a imagem é real nos casos II, III e IV. e) a imagem é menor nos casos I, II e IV.
283. 283. (UFMG) Em uma descrição simplificada, a imagem de um objeto é formada no olho humano por uma lente, o cristalino, que produz essa imagem sobre a retina, conforme mostra, esquematicamente, a figura.
Uma pessoa olha um carro que dela se afasta. Para continuar continuar vendo o carro em foco, os músculos do olho dessa pessoa modificam a forma do cristalino. Essa modificação deve ser no sentido de: a) manter a distância focal do cristalino. b) tornar o cristalino uma lente divergente. c) tornar o cristalino uma lente mais convergente. d) tornar o cristalino uma lente menos convergente. 284. 284. (PUC-MG) Usando uma lente de vidro num dia bem ensolarado, um escoteiro conseguiu acender uma fogueira no seu acampamento. Isso só foi possível porque a lente usada é do mesmo tipo que corrige: a) miopia. b) estrabismo. c) astigmatismo. d) hipermetropia. e) daltonismo. 285. 285. 286. 286. (UFUb-MG) Considerando as propriedades relacionadas à formação de imagens em espelhos, lentes e instrumentos ópticos, assinale a alternativa correta. a) A imagem refletida em um espelho plano é menor que o objeto. b) Um raio luminoso que incide em um espelho côncavo, paralelamente ao seu eixo, reflete-se passando pelo centro de curvatura do espelho. c) Um raio luminoso incidente em um espelho convexo, de maneira que sua direção passe pelo foco, reflete-se sobre si mesmo. d) Um raio luminoso que incide em uma lente divergente, paralelamente ao seu eixo, refrata-se de modo que o seu prolongamento passa pelo centro óptico. e) O microscópio utiliza lentes convergentes para que a imagem seja maior que o objeto. 287. 287. (Fatec-SP) Uma lente é utilizada para projetar em uma parede a imagem de um slide, ampliada 4 vezes em relação ao tamanho original do slide. A distância entre a lente e a parede é de 2,0 m. O tipo de lente utilizado e sua distância focal são, respectivamente: a) divergente, 2 m. b) convergente, 40 cm. c) divergente, 40 cm. d) divergente, 25 cm. e) convergente, 25 cm. 288. 288. (UERJ) No olho humano, a distância da córnea à retina é, em média, de 25,0 mm. Para que a focalização da vista passe do infinito para um ponto a 250 mm do olho de um observador, a distância focal do sistema córneo-cristalino deve apresentar o seguinte comportamento: a) diminuir 23 mm. b) diminuir 2,3 mm. c) permanecer a mesma. d) aumentar 2,3 mm. e) aumentar 23 mm.
289. 289. (UFUb-MG) Convergência (C ) de uma lente é o inverso da distância focal (f ), ), ou seja, C = 1/f . Para f em metros, a unidade da convergência é a dioptria, comumente chamada de grau. a) Qual é a convergência, em dioptrias (em "graus"), de uma lente de distância focal 40 cm? b) Que tipo de imagem será formada para um objeto real colocado a 20 cm de distância de uma lente convergente de 10 dioptrias? Faça o traçado dos raios principais para localizar a imagem. c) Seja um objeto colocado a 50 cm de uma lente cuja convergência é -2,0 dioptrias. Qual é o tipo desta lente, e em que posição será vista a imagem? 290. 290. (ITA-SP) Um objeto de altura h0 = 20 cm está situado a uma distância d0 = 30 cm de uma lente. Esse objeto produz uma imagem virtual de altura hi = 4,0 cm. A distância da imagem à lente, a distância focal e o tipo da lente são, respectivamente: a) 6,0 cm; 7,5 cm; convergente. b) 1,7 cm; 30 cm; divergente. c) 6,0 cm; -7,5 cm; divergente. d) 6,0 cm; 5,0 cm; divergente. e) 1,7 cm; -5,0 cm; convergente. 291. 291. (Fatec-SP) Numa caixa escura, um raio de luz penetra por um orifício A, saindo por outro orifício, B, conforme o esquema.
Pode-se concluir que no interior da caixa: a) pode existir um prisma ou um espelho plano ou uma lente. b) pode existir uma lente ou um prisma. c) existe uma lente. d) existe um prisma. e) existe um espelho plano. Luz: Partícula ou Onda? 292. 292. (UFUb-MG) Num concurso de conhecimentos entre duas escolas, A e B, foi pedido que se formulassem afirmativas sobre alguns assuntos de óptica. As frases dos alunos estão transcritas a seguir. Verifique quais as corretas e marque a alternativa que apresenta o resultado da competição. ASSUNTO: VISÃO Escola A - "A visão é possível porque nossos olhos emitem pequenas partículas que, ao atingirem o objeto, o torna visível para nós." Escola B - "A visão é possível porque a luz, refletida nos objetos, chega aos olhos do observador." ASSUNTO: REFRAÇÃO DA LUZ Escola A - "A refração é a mudança de direção que um raio luminoso sofre ao passar de um meio para outro."
Escola B - "A refração é a capacidade que um raio luminoso possui de contornar obstáculos." ASSUNTO: A COR DE UM OBJETO Escola A - "Um objeto, que se apresenta amarelo à luz solar, em um quarto escuro onde está acesa uma luz monocromática azul, se apresentará escuro." Escola B - "Se um objeto nos apresenta verde ao ser iluminado por luz verde, certamente este objeto é verde." ASSUNTO: DEFEITOS DA VISÃO Escola A - "Em uma pessoa míope, a imagem se forma na frente da retina; para a correção deste defeito, deve-se usar óculos com lentes divergentes." Escola B - "Em uma pessoa hipermetrope, a imagem se formaria atrás da retina; para corrigir este defeito, deve-se usar óculos com lentes convergentes." Resultado da competição: a) A Escola A venceu a competição por 3 × 2. b) A Escola A venceu a competição por 2 × 1. c) A Escola B venceu a competição por 3 × 2. d) A Escola B venceu a competição por 2 × 1. A competição terminou empatada em 2 × 2. 293. 293. (ITA-SP) Qual dos conjuntos de cores está em ordem decrescente de comprimentos de onda? a) verde, azul, vermelho b) amarelo, laranja, vermelho c) azul, violeta, vermelho. d) verde, azul, violeta. e) violeta, azul, verde. 294. 294. (PUC-MG) O arco-íris é o resultado de determinados fenômenos que ocorrem com a luz, ao incidir nas gotículas de água. Considerando a ordem em que aparecem, esses fenômenos são: a) reflexão - refração - dispersão - interferência. b) refração - reflexão - difração - refração. c) refração - dispersão - reflexão - refração. d) interferência -- reflexão - refração - dispersão. e) dispersão - reflexão - refração - interferência.. 295. 295. (UFMG) Um estreito feixe de luz branca (luz solar), propagando-se no ar, incide em um prisma de vidro, sofrendo dispersão e originando o espectro da luz branca. Indique a alternativa que melhor corresponde ao que é observado nesse fenômeno.
296. 296. (Fund. Carlos Chagas-SP) A grama é verde porque: a) absorve acentuadamente a cor componente verde da luz solar. b) reflete acentuadamente a cor componente verde da luz solar. c) a vista apresenta grande sensibilidade em relação ao verde. d) todas as cores componentes da luz solar são difundidas, com exceção do verde. e) a luz solar é predominantemente verde. 297. 297. (UFMA) A propagação das ondas envolve, necessariamente: a) transporte de energia. b) transformação de energia. c) produção de energia. d) movimento de matéria. e) transporte de matéria e energia. 298. 298. Das afirmativas abaixo, quais são verdadeiras (V) e quais são falsas (F)? I - A capacidade de uma onda contornar um obstáculo caracteriza caracteriza o fenômeno da difração. II - O pulso em uma corda é um exemplo de onda longitudinal. III - Em uma onda transversal, as partículas partículas do meio vibram na direção de propagação da onda. 299. 299. (Mackenzie-SP) Entre dois homens há uma espessa parede de 3,0 m de altura. Mesmo assim, eles conseguem conversar. Este fato pode ser explicado pelo fenômeno de: a) difração. b) refração. c) reflexão. d) reflexão total. e) nenhuma das anteriores. 300. 300. (PUC-SP) Para pesquisar a profundidade do oceano numa certa região, usa-se um sonar - aparelho que recebe pela reflexão as ondas emitidas - instalado num barco em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal (ultra-som de freqüência 75 000 Hz) e a resposta ao barco (eco) é 1,0 s. Supondo-se que a velocidade de propagação do som na água seja 1 500 m/s, a profundidade do oceano na região considerada é de: a) 25 m. b) 50 m. c) 100 m. d) 750 m. e) 1 500 m.
301. 301. (Fatec-SP) Vemos um relâmpago e depois ouvimos o trovão. Isso ocorre porque: a) o som se propaga no ar. b) a luz do relâmpago é muito intensa. c) a velocidade do som no ar é de 340 m/s. d) a velocidade do som é menor que a da luz. e) o ouvido é mais lento que o olho. 302. 302. (Fuvest-SP) Admita que, subitamente, o Sol "morresse", ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Vinte e quatro horas após este fato, um eventual sobrevivente, olhando para o céu, sem nuvens, veria: a) a Lua e estrelas. b) somente a Lua. c) somente estrelas. d) uma completa escuridão. e) somente os planetas do sistema solar. 303. 303. (ITA-SP) Considere os seguintes fenômenos: I - luz; II - som; III - perturbação propagando-se propagando-se numa mola helicoidal esticada. Podemos afirmar que: a) I, II e III necessitam de um suporte material para propagar-se. b) I é transversal, II é longitudinal e III tanto pode ser transversal como longitudinal. c) I é longitudinal, II é longitudinal e III é longitudinal. d) I e III podem ser longitudinais. e) somente III é longitudinal. 304. 304. (Fatec-SP) Quando uma onda sonora periódica se propaga do ar para a água: a) o comprimento de onda aumenta. d) a velocidade diminui. b) o comprimento de onda diminui. e) n.d.a. c) a freqüência diminui. 305. 305. (Fund. Carlos Chagas-SP) Na tabela abaixo, que alternativa expressa corretamente características características de uma onda sonora?
306. 306. (FCC-SP) Dois fenômenos que caracterizam a natureza de dualidade da luz como onda e partícula são, respectivamente: a) difração e efeito fotoelétrico. b) interferência e refração. c) difração e refração. d) efeito fotoelétrico e reflexão. e) interferência e reflexão.
307. 307. (UFBA) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). Sobre a física ondulatória e a óptica, pode-se afirmar: a) quando passa de um meio para outro, uma onda luminosa mantém seu comprimento de onda e muda sua freqüência. b) ocorre o fenômeno denominado refração quando, ao se propagar em um meio, uma onda encontra uma barreira com duas fendas. c) a luz pode se comportar como onda ou corpúsculo, dependendo do fenômeno luminoso. d) para uma lente esférica delgada, vale a relação: , em que f é a distância focal, p, abscissa do objeto e p', abscissa da imagem. e) quando uma onda luminosa atravessa uma fenda, cuja abertura é da ordem de seu comprimento de onda, ocorre o fenômeno da difração. Observação: Considere p o mesmo que Do e p' o mesmo que Di. 308. 308. (Fuvest-SP) Uma onda sonora, propagando-se no ar com freqüência f, comprimento de onda l e velocidade v, atinge a superfície de uma piscina e continua a se propagar na água. Nesse processo, pode-se afirmar que apenas: a) f varia. b) v varia. c) f e λ variam. d) λ e v variam. e) f e v variam. 309. 309. (UFPR) Some os pontos das alternativas corretas. A velocidade de propagação do som num gás é de 300 m/s. Um diapasão vibrando nesse gás gera uma onda com comprimento de 2,00 cm. É correto afirmar que: 01) a freqüência do diapasão é de 60,0 Hz. 02) a onda emitida pelo diapasão corresponde a um infra-som. 04) uma pessoa em movimento, aproximando-se do diapasão detectaria uma onda com freqüência maior que a freqüência de vibração do diapasão. 08) outro diapasão que vibrasse com a freqüência de 5,00 kHz emitiria um som cujo comprimento de onda seria de 6,00 cm nesse gás. 310. 310. (UESB) Uma onda mecânica se propaga num meio homogêneo, com velocidade 6 m/s, conforme esquema a seguir:
O período da onda, em s, é: a) 6,00. b) 2,16 . c) 2,16 × 10-1. d) 6,00 × 10-2. e) 2,16 × 10-2. 311. 311. (UFMG) Esta figura mostra parte de duas ondas, I e II, que se propagam na superfície da água de dois reservatórios idênticos.
Pela figura, pode-se afirmar que: a) a freqüência da onda I é menor do que a da II, e o comprimento de onda de I é maior que o de II. b) as duas ondas têm a mesma amplitude, mas a freqüência de I é menor do que a de II. c) as duas ondas têm a mesma freqüência, e o comprimento de onda é maior na onda I do que na II. d) os valores da amplitude e do comprimento de onda são maiores na onda I do que na II. e) os valores da freqüência e do comprimento de onda são maiores na onda I do que na II. 312. 312. (Unicamp-SP) Pesquisas recentes no campo das comunicações indicam que as "infovias" (sistemas de comunicação entre redes de computadores, como a internet) serão capazes de enviar informação através de pulsos luminosos transmitidos por fibras ópticas com a freqüência de 1011 pulsos/segundo. Na fibra óptica, a luz se propaga com velocidade de 2,0 × 108 m/s. a) Qual o intervalo de tempo entre dois pulsos de luz consecutivos? b) Qual a distância (em metros) entre dois pulsos? 313. 313. (PUC-PR) Leia atentamente as afirmativas abaixo e determine as falsas e as verdadeiras: 1. Aumentando a freqüência do movimento do prato de um toca-discos, os sons tornam-se mais graves. 2. A qualidade do som que nos permite distinguir os instrumentos é denominada timbre. 3. O controle do volume de um equipamento de som regula a altura do som emitido por ele. 4. Uma estação de FM transmite numa freqüência de 100 MHz. Portanto, o comprimento da onda emitida por esta estação é de 30 m. 5. O comprimento de onda e a freqüência de uma radiação de natureza eletromagnética são grandezas inversamente proporcionais. Considerando para as afirmativas 4 e 5 a velocidade de propagação igual a 3 × 108 m/s, a seqüência correta de F e V é: a) F - F - V - V - F. b) V - V - V - F - F. c) V - V - F - F - V. d) F - V - F - F - V. e) V - F - F - V - F. 314. 314. (UFMG) Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda la e freqüência fa se propaga na água do interior de um aquário com velocidade va. Ao atravessar uma de suas paredes de vidro, a luz terá comprimento de onda lv, freqüência fv e velocidade vv. Pode-se afirmar corretamente que: a) λ a ≠ λ v, f a ≠ f v e v a ≠ v v. b) λ a = λ v, f a ≠ f v e v a ≠ v v. c) λ a ≠ λ v, f a ≠ f v e v a = v v. d) λ a ≠ λ v, f a = f v e v a ≠ v v. 315. 315. (Fuvest-SP) O ouvido humano é capaz de detectar sons entre 20 Hz e 20 000 Hz, aproximadamente. A velocidade do som no ar é de cerca de 340 m/s. O som mais grave que o ouvido humano é capaz de perceber tem comprimento de onda: a) 1,7 cm. b) 58,8 mm. c) 17 m. d) 6 800 m. e) 6 800 km.
316. 316. (UC-BA) O esquema abaixo representa um pulso que se propaga numa mola de extremidades fixas. A seta indica o sentido de propagação.
Entre os esquemas a seguir, o que corresponde ao pulso refletido é:
Observação: Quando Quando a extremidade da mola é fixa, a onda refletida sofre inversão. Porém, se a extremidade for móvel, a onda será refletida sem inversão. Tente fazer este experimento. 317. 317. (UFMG) Numa mesma corda foram produzidas três ondas diferentes 1, 2 e 3. As figuras mostram as representações das formas dessas ondas, em um certo instante, feitas na mesma escala.
Em relação a essas ondas, todas as alternativas apresentam afirmações corretas, exceto: a) a onda 1 tem o mesmo comprimento da onda 2. b) a onda 2 tem o dobro da amplitude da onda 3. c) a onda 3 tem metade da freqüência da onda 1. d) as ondas 1 e 2 têm o mesmo período. e) as três ondas têm a mesma velocidade. 318. 318. (Unicamp-SP) O Sr. P.K. Aretha afirmou ter sido seqüestrado por extraterrestres e ter passado o fim de semana em um planeta da estrela Alfa da constelação de Centauro. Tal planeta dista 4,3 anos-luz da Terra. Com muito boa vontade, suponha que a nave dos extraterrestres tenha viajado com a velocidade da luz (3,0 × 108 m/s) na ida e na volta. Adote 1,0 ano = 3,2 × 107 s. Responda: a) Quantos anos teria durado a viagem de ida e volta do Sr. Aretha? b) Qual é a distância, em metros, entre esse planeta e a Terra? Observação: 1,0 ano-luz corresponde corresponde à distância que a luz percorre em um ano no vácuo. 319. 319. (UFRS) A tabela apresenta a freqüência f dos sons fundamentais de notas musicais produzidas por diapasões e que se propagam no ar. som freqüência (Hz)
dó 264
ré 297
mi 330
fé 352
sol 396
lá 440
si 495
Considerando esses dados, selecione a alternativa que completa corretamente as lacunas das seguintes afirmações: I - Do som mais agudo ao som mais grave, as ondas têm um aumento progressivo do(a) ______ . II - O comprimento de onda do som lá é ______ que o do som mi. a) período - menor d) freqüência - maior b) período - maior e) freqüência - menor c) altura - maior 320. 320. Num autódromo, as pessoas que assistem a uma corrida de automóveis ouvem o som dos motores de forma diferente, dependendo do local onde estejam os carros, isto é, se eles estão se aproximando ou se afastando delas. Sabe-se, entretanto, que para os pilotos o som dos motores é sempre o mesmo. Denominando f a freqüência do som ouvido pelos pilotos dos carros, f 1 a freqüência do som ouvido pela platéia quando os carros estão se aproximando e f 2 quando estão se afastando, quais das afirmações abaixo são verdadeiras e quais são falsas? a) f = f 1 = f 2 b) f 1> f > f2 c) f 1 < f < f 2 d) f = f 1 < f 2 e) f 1 > f = f 2 321. 321. A cor emitida por uma estrela nos parece mais avermelhada do que é na realidade. Esse efeito pode ser atribuído ao fato de: a) a estrela estar muito distante da Terra. b) a luz sofrer refração ao entrar na atmosfera. c) a velocidade da luz ser muito alta. d) a estrela estar se aproximando da Terra. e) a estrela estar se afastando da Terra. 322. 322. (UFMG) Na figura, está representada uma onda que, ao se propagar, se aproxima de uma barreira. A posição das cristas dessa onda, em um certo momento, está representada pelas linhas verticais. A seta indica a direção de propagação da onda. Na barreira, existe uma abertura retangular de largura ligeiramente maior que o comprimento de onda da onda.
Considerando essas informações, assinale a alternativa em que melhor estão representadas as cristas dessa onda após ela ter passado pela barreira.
323. 323. (PUC-PR) Qual das alternativas pode melhor explicar a formação do fenômeno de miragem? a) Difração da luz proveniente das auroras boreais. b) Polarização da luz solar por cristais de gelo. c) Propagação retilínea de um feixe luminoso nos meios homogêneos. d) Propagação não retilínea de um feixe luminoso nos meios heterogêneos. e) Interferência da luz. 324. 324. (UFRS) Analise cada uma das seguintes afirmativas. I - Uma pessoa observa um objeto distante através de um binóculo e o enxerga ampliado. Essa ampliação se deve ao fato de que a luz do objeto sofre ____________ quando atravessa as lentes do binóculo. II - Um observador diante de uma pintura colorida e iluminada com luz branca enxerga diferentes cores. A percepção das diferentes cores por parte do observador também depende da ____________ da luz pela pintura. III - Quando uma ambulância, com a sirene ligada, se aproxima de um observador parado em relação ao ar, o som da sirene se torna mais agudo para o observador do que quando a ambulância se afasta. Essa mudança na altura do som se deve à variação do(a) ____________ do som para o observador. Assinale a opção que preenche corretamente, na ordem, as lacunas nas afirmativas acima. a) refração - absorção - comprimento de onda b) refração - reflexão - velocidade de propagação c) difração - refração - interferência d) interferência - reflexão velocidade de propagação e) interferência - absorção - freqüência 325. 325. (UFMG) A figura mostra um feixe de luz que passa do vidro para a água.
Com relação a essa situação, é correto afirmar que: a) a freqüência da luz é maior no vidro do que na água. b) a velocidade da luz no vidro é maior do que na água. c) o comprimento de onda da luz no vidro é menor do que na água. d) o índice de refração do vidro é menor do que o índice de refração da água. 326. 326. (PUC-MG) Observe a tabela e o gráfico da página seguinte. O gráfico relaciona o índice de refração n do vidro e o comprimento de onda da luz.
Em relação ao índice de refração do vidro para a luz incidente, é correto afirmar: a) nvermelho < nazul
b) namarelo > nvioleta c) nazul > n violeta d) namarelo > n verde e) nvermelho > n verde 327. 327. (Vunesp) A figura representa, esquematicamente, a trajetória de um estreito feixe de luz branca atravessando uma gota de água. É dessa forma que se origina o arco-íris.
a) Que fenômenos ópticos ocorrem nos pontos 1, 2 e 3? b) Em que ponto, ou pontos, a luz branca se decompõe, e por que isso ocorre? 328. 328. (UESB) O fenômeno de decomposição da luz branca em seu espectro é denominado: a) interferência. b) dispersão. c) polarização. d) difusão. e) difração. 329. 329. (Fuvest-SP) Num dia sem nuvens, ao meio-dia, a sombra projetada no chão por uma esfera de 1,0 cm de diâmetro é bem nítida se ela estiver a 10 cm do chão. Entretanto, se a esfera estiver a 200 cm do chão, sua sombra é muito pouco nítida. Pode-se afirmar que a principal causa do efeito observado é que: a) o Sol é uma fonte extensa de luz. b) o índice de refração do ar depende da temperatura. c) a luz é um fenômeno ondulatório. d) a luz do Sol contém diferentes cores. e) a difusão da luz no ar "borra" a sombra. 330. 330. (Vunesp) Um feixe de luz é uma mistura de três cores: verde, vermelho e azul. Ele incide, conforme indicado na figura, sobre um prisma de material transparente, com índice de refração crescente com a freqüência. Após atravessar o prisma, a luz atinge um filme para fotografias em cores que, ao ser revelado, mostra três manchas coloridas.
De cima para baixo, as cores dessas manchas são, respectivamente: a) verde, vermelho e azul. b) vermelho, azul e verde. c) azul, vermelho e verde. d) verde, azul e vermelho. e) vermelho, verde e azul.
331. 331. (UFAC) I - A lei da reflexão estabelece que o ângulo do raio incidente é diferente do ângulo formado pelo refletido e anormal. II - As ondas mecânicas propagam-se no vácuo. III - A luz é uma onda mecânica. IV - As ondas mecânicas com freqüência entre 20 000Hz e 80 000Hz são audíveis. a) V, F, F, V b) V, V, V, V c) F, F, F, V d) F, F, F, F e) F, V, V, V 332. 332. (Mackenzie-SP) Uma onda sonora de comprimento de onda 68 cm se propaga no ar com velocidade de 340 m/s. Se esse som se propagar na água, ele terá a freqüência de: a) 600 Hz. b) 500 Hz. c) 400 Hz. d) 300 Hz. e) 200 Hz. 333. 333. (Vunesp) A freqüência de uma corda vibrante fixa nas extremidades é dada pela expressão f = , em que n é um número inteiro, é o comprimento da corda, T é a tensão à qual a corda está submetida e µ, a sua densidade linear. Uma violinista afina seu instrumento no interior de um camarim moderadamente iluminado e o leva ao palco, iluminado por potentes holofotes. Lá, ela percebe que o seu violino precisa ser afinado novamente, o que costuma acontecer habitualmente. Uma justificativa correta para esse fato é que as cordas se dilatam devido ao calor recebido diretamente dos holofotes por: a) irradiação, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais graves. b) condução, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais agudos. c) irradiação, o que aumenta a tensão a que elas estão e stão submetidas, tornando os sons mais agudos. d) irradiação, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais agudos. e) convecção, o que aumenta a tensão a que elas e las estão submetidas, tornando os sons mais graves. 334. 334. (UFRJ) Um geotécnico a bordo de uma pequena embarcação está a uma certa distância de um paredão vertical que apresenta uma parte submersa. Usando um sonar que funciona tanto na água quanto no ar, ele observa que, quando o aparelho está emerso, o intervalo de tempo entre a emissão do sinal e a recepção do eco é de 0,731 s, e, quando o aparelho está imerso, o intervalo de tempo entre a emissão e a recepção diminui para 0,170 s. Calcule: a) A razão entre a velocidade do som na água e a velocidade do som no ar; b) A razão entre o comprimento de onda do som na água e o comprimento de onda do som no ar. 335. 335. (Vunesp) O gráfico da figura indica, no eixo das ordenadas, a intensidade de uma fonte sonora, I , em watts por metro quadrado (W/m2), ao lado do correspondente nível de intensidade sonora, β , em decibéis (dB), percebido, em média, pelo ser humano. No eixo das abscissas, abscissas, em escala logarítmica, estão representadas as freqüências do som emitido. A linha superior indica o limiar da dor - acima dessa linha, o som causa dor e pode provocar danos ao sistema auditivo das pessoas. A linha inferior mostra o
limiar da audição - abaixo dessa linha, a maioria das pessoas não consegue ouvir o som emitido.
Suponha que você assessore o prefeito de sua cidade para questões ambientais. a) Qual o nível de intensidade máximo que pode ser tolerado pela municipalidade? Que faixa de freqüências você recomenda que ele utilize para dar avisos sonoros que sejam ouvidos pela maior parte da população? b) A relação entre a intensidade sonora, I , em W/m2, e o nível de intensidade, β , em dB, é β = 10 × log , em que I 0 = 10-12 W/m2. Qual a intensidade de um som, em , num lugar onde o seu nível de intensidade é 50 dB? Consultando o gráfico, você confirma o resultado que obteve? 336. 336. (UFMG) As ondas de rádio têm uma freqüência muito menor do que a luz azul. Considere ondas de rádio e luz azul que se propagam no vácuo. As ondas de rádio têm or e comprimento de onda λ o.r. enquanto a luz azul tem velocidade vazul velocidade v or e comprimento de onda lazul. Com relação a essas grandezas, pode-se afirmar que: a) v o.r o.r. < v azul azul; l o.r o.r. = l azul azul. o.r. < v azul azul; l o.r o.r. > l azul azul. b) v o.r c) v o.r o.r = v azul azul; l o.r o.r. < l azul azul. d) v o.r o.r. = v azul azul; l o.r o.r. > l azul azul. e) v o.r o.r > v azul azul; l o.r o.r.
luz mais desviada da sua direção de incidência sobre o prisma é a luz que visualizamos pela cor ___________. Além disso, pode-se verificar que o índice de refração do vidro do prisma _____________ do comprimento de onda l. a) difração - vermelha - depende b) difração - violeta - não depende c) dispersão - violeta - depende d) dispersão - vermelha - depende e) dispersão - vermelha - não depende. 340. 340. (PUC-RS) Ondas sonoras e luminosas emitidas por fontes em movimento em relação a um observador são recebidas por este com freqüência diferente da original. Esse fenômeno, que permite saber, por exemplo, se uma estrela se afasta ou se aproxima da Terra, é denominado de efeito: a) Joule. b) Oersted. c) Doppler. d) Volta. e) e ) Faraday.
Parte 3 - Eletricidade e magnetismo Aparelhos e circuitos elétricos: eletrodinâmica 341. 341. (PUC-RJ) O kWh (quilowatt-hora) é uma unidade de medida de: a) potência. b) energia. c) corrente elétrica. d) voltagem. e) resistência. Observação: Voltagem = tensão. 342. 342. (UFMG) Costuma-se ouvir a seguinte afirmativa: "Em algumas cidades, como Brasília, as tomadas elétricas são de 220". O significado correto dessa afirmação é que, em tais cidades, qualquer aparelho elétrico ligado a uma tomada: a) será percorrido por uma corrente de 220 A. b) dissipará uma potência de 220 W. c) deverá ter uma resistência elétrica de 220 W. d) ficará submetido a uma tensão de 220 V. e) será percorrido por uma corrente alternada de freqüência 220 Hz. 343. 343. (Unicamp-SP) Considere os seguintes equipamentos operando na máxima potência durante uma hora: uma lâmpada de 100 W, os motores de um Fusca e de um caminhão, uma lâmpada de 40 W e um ferro de passar roupa. a) Qual das lâmpadas consome menos energia? e nergia? b) Que equipamento consome mais energia? c) Enumere os cinco equipamentos por ordem crescente de consumo de energia. 344. 344. Analise, do ponto de vista da física, a tira abaixo; se houver algum erro, identifique-o e comente-o.
345. 345. (FGV-SP) Um eletricista modifica a instalação elétrica de uma casa, substituindo um chuveiro ligado em 110 V por outro, de mesma potência, mas ligado em 220 V. Observa-se que esse chuveiro passará a: a) consumir mais energia elétrica. b) consumir menos energia elétrica. c) ser percorrido por uma corrente elétrica maior. d) ser percorrido por uma corrente elétrica menor. e) dissipar maior quantidade de calor.
346. 346. (UFES) Um fusível de 30 3 0 A foi instalado em uma rede alimentada por tensão de 120 V. Quantas lâmpadas de 100 W poderão ser ligadas simultaneamente nessa rede, sem perigo de queimar o fusível? 347. 347. (UFMG) Considerando uma lâmpada incandescente, incandescente, de 60 W e 120 V, todas as afirmativas estão corretas, exceto: a) A lâmpada converte em 1,0 h cerca de 2,2 × 105 J de energia elétrica em luz e calor. b) A resistência da lâmpada acesa vale 2,4 × 102 W. c) A potência elétrica dissipada pela lâmpada, sob uma tensão de 90 V, é menor que 60 W. d) A resistência da lâmpada é a mesma, quer esteja e steja acesa quer apagada. e) A intensidade da corrente, na lâmpada acesa, é de 0,50 A. 348. 348. (ITA-SP) No caso de um chuveiro ligado à rede de distribuição de energia: a) diminuindo-se a resistência do aquecedor, reduz-se a potência consumida. b) aumentando-se a resistência do aquecedor e conservando-se conservando-se constante a vazão, a temperatura da água aumenta. c) para se conservar a temperatura da água, quando se aumenta a vazão, deve-se diminuir a resistência do aquecedor. d) a potência consumida independe da resistência do aquecedor. e) n.d.a. 349. 349. (Vunesp) Um chuveiro, instalado em 220 V e dissipando 2,2 kW, teve sua resistência queimada. Outra resistência, resistência, de mesma potência nominal, mas de 110 V, pode ser instalada no lugar da anterior (mesmo correndo outros riscos). Para isso, deve-se verificar se o fusível suporta no mínimo: a) 10 A. b) 40 A. c) 25 A. d) 2,0 A. e) 400 A. 350. 350. Considere uma lâmpada com as seguintes especificações: 200 W, 220 V. Assinale a afirmação correta. a) Sua resistência cai pela metade quando ligada em 110 V. b) A lâmpada "queima" ao ser ligada em 110 V. c) Sua potência, quando ligada em 110 V, é 50 W. d) Sua potência, quando ligada em 110 V, é 100 W. e) Sua potência, quando ligada em 110 V, é 200 W. 351. 351. (PUC-MG) Observando-se Observando-se uma conta de luz, emitida pela Cemig, nota-se que o consumo no período foi de 295 kWh (quilowatt-hora). (quilowatt-hora). Considere as afirmativas:
I) O kWh é uma unidade de potência. II) O consumo corresponde a 1,06 × 109 Joules.
III) O kWh é uma unidade de medida do Sistema Internacional de unidades (SI). Assinale: a) se todas as afirmativas são corretas. b) se todas as afirmativas são falsas. c) se apenas as afirmativas I e II são falsas. d) se apenas as afirmativas I e III são falsas. e) se apenas as afirmativas II e III são falsas. 352. 352. (Vunesp) Um estudante pretende construir uma lanterna potente e, para isso, adquire uma lâmpada de farol de automóvel com as especificações: especificações: 12 V/60 W. a) Qual a corrente elétrica necessária para acender essa lâmpada, de acordo com essas especificações? b) Suponha que, para acender essa lâmpada, ele faça uma associação em série de 8 pilhas grandes, comuns, de 1,5 V cada, com todas as ligações rigorosamente corretas. Ela vai acender? Justifique. 353. 353. (UFMG) Uma residência, na qual a voltagem é de 120 V, tem um disjuntor que desarma sempre que a corrente ultrapassa 30 A. A tabela abaixo mostra alguns aparelhos eletrodomésticos que essa residência possui acompanhados da potência de cada um.
O disjuntor desarmará se forem ligados, simultaneamente: a) o chuveiro, a geladeira, as lâmpadas e o televisor. b) o chuveiro, o ferro elétrico e a geladeira. c) o chuveiro, o ferro elétrico e o televisor. d) o ferro elétrico, a geladeira, as lâmpadas e o televisor. 354. 354. (Fatec-SP) Para determinar a potência de um aparelho eletrodoméstico, um estudante seguiu este procedimento: - Desligou todos os aparelhos elétricos de sua casa, exceto uma lâmpada de 100 W e outra de 60 W; observou, então, que o disco de alumínio do medidor de consumo de energia elétrica, na caixa de entrada de eletricidade de sua casa, gastou 8,0 s para efetuar 10 voltas. - Apagou, a seguir, as duas lâmpadas e ligou apenas o aparelho de potência desconhecida; verificou que o disco de medidor gastou 4,0 s para realizar 10 voltas. O estudante calculou corretamente a potência do aparelho, encontrando, em watts: a) 80. b) 160. c) 240. d) 320. e) 480. 355. 355. (UFMG) A conta de luz apresentada pela companhia de energia elétrica a uma residência de cinco pessoas, referente a um período de 30 dias, indicou um consumo de 300 kWh. A potência média utilizada por pessoa, nesse período, foi de: a) 6 W. b) 13 W. c) 60 W. d) 83 W. e) 100 W. 356. 356. (Vunesp) Um jovem casal instalou em sua casa uma ducha elétrica moderna de 7 700 watts/220 volts. No entanto, os jovens verificaram, desiludidos, que toda vez que ligavam a ducha na potência máxima, desarmava-se o disjuntor (o que equivale a queimar o fusível de antigamente) e a fantástica ducha deixava de aquecer.
Pretendiam até recolocar no lugar o velho chuveiro de 3 300 watts/220 volts, que nunca falhou. Felizmente, um amigo - físico, naturalmente - os socorreu. Substituiu o velho disjuntor por outro, de maneira que a ducha funcionasse normalmente. Com base nesses dados, assinale a alternativa que descreve corretamente a possível troca efetuada pelo amigo. a) Substituiu o velho disjuntor de 20 ampères por um novo, de 30 ampères. b) Substituiu o velho disjuntor de 20 ampères por um novo, de 40 ampères. c) Substituiu o velho disjuntor de 10 ampères por um novo, de 40 ampères. d) Substituiu o velho disjuntor de 30 ampères por um novo, de 20 ampères. e) Substituiu o velho disjuntor de 40 ampères por um novo, de 20 ampères. 357. 357. (CFET-MG) Quando aplicamos uma diferença de potencial V em um condutor ôhmico, de resistência R, uma corrente I se estabelece nele. Podemos afirmar que R: a) é proporcional a I. b) independe de V e I. c) é proporcional a V. d) é variável. e) é inversamente proporcional a I. Observação: Entenda diferença de potencial como sinônimo de tensão. 358. 358. (UFMG) O gráfico mostra como varia a tensão elétrica em um resistor mantido a uma temperatura constante em função da corrente elétrica que passa por ele.
Com base nas informações contidas no gráfico, é correto afirmar que: a) a corrente elétrica no resistor é diretamente proporcional à tensão elétrica. b) a resistência elétrica do resistor aumenta quando a corrente elétrica aumenta. c) a resistência elétrica do resistor tem o mesmo valor, qualquer que seja a tensão elétrica. d) dobrando-se a corrente elétrica pelo resistor, a potência elétrica consumida quadruplica. e) o resistor é feito de um material que obedece à lei de Ohm. 359. 359. (Fuvest-SP) A figura representa uma bateria elétrica F , uma lâmpada L e um elemento C , cuja resistência depende da intensidade luminosa que nele incide. Quando incide luz no elemento C , a lâmpada L acende. Quando L acende, a resistência elétrica de: a) L mantém-se igual à de C . b) L diminui. c) C cresce. d) C diminui. e) L e C diminuem.
360. 360. (UFMG) As leituras dos aparelhos x e y serão usadas para determinar a resistência da lâmpada.
O diagrama que melhor representa a situação mostrada na figura é:
361. 361. (UFAC) Em um ebulidor (aparelho usado para esquentar água) são encontradas as seguintes especificações do fabricante: 960 W; 120 V. Com esses dados, podemos afirmar que a resistência do ebulidor é de: a) 60 Ω . b) 150 Ω . c) 15 Ω . d) 12 Ω . e) 25 Ω . 362. 362. (Unicamp-SP) A potência P de um chuveiro elétrico, ligado a uma rede doméstica de tensão V = 220 V é dada por P = V 2 /R, em que a resistência elétrica R do chuveiro é proporcional ao comprimento do resistor. A tensão V e a corrente elétrica I no chuveiro estão relacionadas pela lei de Ohm: V = R×I . Deseja-se aumentar a potência do chuveiro mudando apenas o comprimento do resistor. a) Ao aumentar a potência, a água ficará mais quente ou mais fria? b) Para aumentar a potência do chuveiro, o que deve ser feito com o comprimento do resistor? c) O que acontece com a intensidade da corrente elétrica I quando a potência do chuveiro aumenta? d) O que acontece com o valor da tensão V quando a potência do chuveiro aumenta? 363. 363. (Fuvest-SP) Um chuveiro elétrico funciona durante certo tempo com a chave na posição inverno (I ); ); a seguir, a chave é ligada na posição verão (V ). ).
Qual dos gráficos abaixo melhor representa a potência P do chuveiro em relação ao tempo t ?
364. 364. (UE Maringá-PR) Você dispõe de um voltímetro ideal (resistência interna infinita) e de um amperímetro ideal (resistência interna nula) e precisa determinar o valor da resistência elétrica de um resistor. Qual(is) configuração(ões) configuração(ões) abaixo você escolheria?
365. 365. (Unicamp-SP) Uma lâmpada incandescente (100 W, 120 V) tem um filamento de tungstênio de comprimento igual a 31,4 cm e diâmetro 4,0 × 10-2 mm. A resistividade do tungstênio à temperatura ambiente é de 5,6 × 10-8 ohm × m. Qual é a resistência do filamento: a) quando ele está à temperatura ambiente? b) com a lâmpada acesa? 366. 366. (UFUb-MG) Analisando as situações abaixo, nas quais estão envolvidas aplicações de eletricidade, é incorreto afirmar: a) A função de um fusível em um circuito elétrico é interromper a corrente elétrica quando esta for excessiva. b) Uma pessoa de São Paulo (tensão de rede 110 V) mudou-se para Brasília (220 V), levando consigo um aquecedor elétrico. Para manter a mesma potência de seu aquecedor, ele deverá substituir a resistência por outra quatro vezes maior. c) Um chuveiro elétrico, com registro todo aberto, eleva a temperatura da água de 10ºC para 20ºC. Desejando-se água à temperatura de 40ºC, mantendo-se o registro todo aberto, deve-se aumentar o comprimento da resistência. d) Ao se fazer a instalação elétrica de uma resistência, para efeitos de segurança e economia, devem ser usados fios com diâmetros maiores, pois, nesse caso, diminui-se o efeito Joule. e) Uma batedeira de bolo, ao funcionar, transforma parte da energia elétrica que recebe do gerador em energia mecânica e dissipa a restante. 367. 367. (UFJF) Suponha que você mudou de Recife para Juiz de Fora levando um aquecedor elétrico. O que você deverá fazer para manter a mesma potência do aquecedor elétrico, sabendo-se que a tensão da rede em Recife é 220 V e em Juiz de
Fora é 110 V. A resistência do aquecedor deve ser substituída por outra: a) quatro vezes menor. b) quatro vezes maior. c) oito vezes maior. d) oito vezes menor. e) duas vezes menor. 368. 368. (Unicamp-SP) Um forno de microondas opera na voltagem de 120V e corrente de 5,0 A. Colocam-se nesse forno 200 mL de água à temperatura de 25ºC. Admita que toda a energia do forno é utilizada para aquecer a água. Para simplificar, adote 1,0 cal H2O = 1,0 g/cm3. = 4,0 J, c = 1,0 cal/gºC e d H2O a) Qual a energia necessária para elevar a temperatura da água a 100ºC? b) Em quanto tempo esta temperatura será atingida? 369. 369. (Cesgranrio-RJ) Esta questão apresenta duas afirmações, podendo a segunda ser uma razão para a primeira. Assinale a alternativa correta: a) Se as duas afirmações forem verdadeiras e a segunda for uma justificativa da primeira. b) Se as duas afirmações forem verdadeiras e a segunda não for uma justificativa da primeira. c) Se a primeira afirmação for verdadeira e a segunda afirmação for falsa. d) Se a primeira afirmação for falsa e a segunda afirmação for verdadeira. e) Se a primeira e a segunda afirmações forem falsas. No circuito representado, a resistência interna do gerador é desprezível.
1ª afirmação: A intensidade da corrente que atravessa o gerador é 8,0 A.
2ª afirmação: diferença de potencial entre os porqu A terminais de cada um dos resistores e ligados entre A e B é 6,0 V.
370. 370. (UFMG) Uma lâmpada A é ligada à rede elétrica. Outra lâmpada B, idêntica à lâmpada A, é ligada, simultaneamente, em paralelo com A. Desprezando-se a resistência dos fios de ligação, pode-se afirmar que: a) a corrente na lâmpada A aumenta. b) a diferença de potencial na lâmpada A permanece a mesma. c) a potência dissipada na lâmpada A aumenta. d) as resistências de ambas as lâmpadas diminuem. e) as resistividades das lâmpadas diminuem. 371. 371. (UFMG) A figura mostra um circuito com uma bateria de força eletromotriz igual a 6,0 V ligada a duas resistências R1 e R2, sendo que R2 vale 1,0 103 ohms. A diferença de potencial nos extremos da resistência R2 é de 0,50 V. Considerando-se Considerando-se desprezível a resistência interna da bateria, o valor de R1 é igual a: a) 1,1 × 103 ohms b) 1,2 × 103 ohms
c) 1,1 × 104 ohms d) 1,2 × 105 ohms e) 1,1 × 106 ohms
372. 372. (Unesp) Dois resistores, P e Q, ligados em paralelo, estão alimentados por uma bateria de fem E e resistência interna desprezível. Se a resistência de Q for diminuída, sem se alterarem os valores dos outros elementos do circuito: a) a diferença de potencial aumentará em Q. b) a diferença de potencial diminuirá em Q. c) a corrente se manterá constante em P e diminuirá em Q. d) a corrente se manterá constante em P e aumentará em Q. e) a corrente diminuirá em P e aumentará em Q.
373. 373. (Fuvest-SP) São dados dois fios de cobre de mesma espessura e uma bateria de resistência interna desprezível em relação às resistências dos fios. O fio A tem comprimento c e o fio B tem comprimento 2c . Inicialmente, apenas o fio mais curto, A, é ligado às extremidades da bateria, sendo percorrido por uma corrente I . Em seguida, liga-se também o fio B, produzindo-se a configuração mostrada na figura. Nesta nova situação, pode-se afirmar que: a) a corrente no fio A é maior do que I . b) a corrente no fio A continua igual a I . c) as correntes nos dois fios são iguais. d) a corrente no fio B é maior do que I . e) a soma das correntes nos dois fios é I .
374. 374. (Fatec-SP) O amperímetro indicado no circuito acusa uma corrente de 0,10 A. A queda de tensão nos terminais de R2 vale: a) 12 V b) 10 V c) 2,0 V d) 5,0 V e) 6,0 V
375. 375. (Fac. Objetivo-SP) No circuito da figura, temos uma pilha de resistência interna nula, dois amperímetros ideais, fios de ligação ideais, duas lâmpadas idênticas (L1 e L2) e uma chave interruptora. Com a chave (C ) na posição (1), os amperímetros A1 e A2 indicam 1,0 A. Com a chave (C ) na posição (2), os amperímetros A1 e A2 passam a indicar, respectivamente: a) 1,0 A e 1,0 A d) 1,0 A e 2,0 A b) 2,0 A e 0,50 A e) 2,0 A e 2,0 A. c) 2,0 A e 1,0 A
376. 376. (UFPB) Dois resistores idênticos são associados em série. Ao serem percorridos por uma corrente de 2 A, produzem, no total, uma queda de potencial de 252 V. Qual é o valor, em ohms, da resistência de cada um desses resistores? 377. 377. (Unesp) Num circuito elétrico, dois resistores, cujas resistências são R1 e R2, com R1 > R2, estão ligados em série. Chamando de i1 e i2 as correntes que os atravessam e de V 1 e V 2 as tensões a que estão submetidos, respectivamente, pode-se afirmar que: a) i 1 = i 2 e V 1 = V 2. b) i 1 = i 2 e V 1 > V 2. c) i 1 > i 2 e V 1 = V 2. d) i 1 > i 2 e V 1 < V 2. e) i 1 < i 2 e V 1 > V 2. 378. 378. Numa indústria de confecções, abastecida por uma rede de 220 V, é utilizado um fusível de 50 A para controlar a entrada de corrente. Nessa fábrica, há 100 máquinas de costura, todas ligadas em paralelo. Se a resistência equivalente de cada máquina é de 330 Ω , qual é o número máximo de máquinas que podem funcionar simultaneamente? 379. 379. (Fatec-SP) No circuito da figura há três resistores iguais, R, e uma fonte de força eletromotriz E = 6,0 V e resistência interna desprezível. Cada resistor dissipa uma potência de 9,0 W. a) Qual é o valor da resistência elétrica de cada resistor? b) Qual é a corrente total, i, do circuito?
380. 380. (UFES) Qual é o valor da resistência que deve ser associada em série a uma lâmpada de 110 V, 60 W, para que ela trabalhe dentro de sua tensão especificada, num local onde a tensão da rede é de 125 V? a) 55,0 Ω b) 27,5 Ω c) 18,5 Ω d) 13,5 Ω e) 8,1 Ω 381. 381. (PUC-PR) Considere duas lâmpadas incandescentes com as seguintes características: características: Lâmpada A - 110 V - 100 W Lâmpada B - 110 V - 200 W Associando-se as duas lâmpadas em série e ligando-as a uma tomada de 220 V, pode-se afirmar que: a) ambas queimam imediatamente. b) ambas queimam após um certo tempo. c) a queda de tensão na lâmpada A será maior que na lâmpada B. d) elas brilham mais intensamente. e) o brilho de ambas será menor. 382. 382. (Fuvest-SP) Várias lâmpadas idênticas estão ligadas em paralelo a uma rede de alimentação de 110 V. A corrente elétrica que percorre cada lâmpada é de a/11 A. a) Qual é a potência dissipada em cada lâmpada? b) Se a instalação estiver protegida por um fusível que suporta até 15 A, quantas lâmpadas podem, no máximo, ser ligadas? 383. 383. Dois resistores, um de resistência 50 W e outro de 200 W, são associados em série e à associação aplica-se uma ddp de 100 V. Calcule: a) a resistência equivalente da associação; b) a intensidade de corrente total na associação; associação; c) a intensidade de corrente em cada resistor; d) a tensão em cada resistor. 384. 384. Refaça o exercício anterior para os resistores associados em paralelo. 385. 385. (PUCC-SP) O circuito mostrado na figura é do tipo usado na iluminação de uma árvore de Natal. Compõe-se de uma pilha elétrica E e de n lâmpadas L iguais. Não se levando em conta a resistência nos fios condutores usados nas ligações, podemos dizer que: a) as lâmpadas mais próximas da pilha têm brilho mais intenso que as mais distantes. b) as lâmpadas estão ligadas em série. c) as correntes que circulam em cada lâmpada são diferentes. d) se uma lâmpada qualquer se queimar, as correntes nas outras lâmpadas aumentam de intensidade. e) aumentando-se o número de lâmpadas, a corrente fornecida pela pilha aumenta.
386. 386. (Unicamp-SP) Considerando vários resistores iguais de
resistência R = 1,0 Ω : a) faça um esquema mostrando o número mínimo de resistores necessários e a maneira como eles devem ser associados para se obter uma resistência equivalente de 1,5 Ω . b) mostre o esquema de outra associação dos resistores disponíveis que também tenha uma resistência equivalente de 1,5 Ω . 387. 387. (CFET-MG) No circuito, o voltímetro mede uma voltagem de 12 V. A diferença de potencial nos terminais da bateria, em V, é de: a) 12. b) 13, 3. c) 30. d) 42. e) 60.
388. 388. Um amperímetro ideal A, um resistor de resistência R e uma bateria de fem e e resistência interna desprezível estão ligados em série. Se uma segunda bateria, idêntica à primeira, for ligada ao circuito como mostra a linha tracejada da figura: a) a diferença de potencial no amperímetro aumentará. b) a diferença de potencial no amperímetro diminuirá. c) a corrente pelo resistor aumentará. d) a corrente pelo resistor não se alterará. e) a corrente pelo resistor diminuirá.
389. 389. (PUC-SP) O circuito elétrico de um setor de uma resistência tem um fusível de proteção que suporta, no máximo, uma corrente de 20 A. Estão "ligados" ao mesmo tempo um televisor, quatro lâmpadas L e uma torneira elétrica. Podemos ainda "ligar" o ferro elétrico da figura sem que o fusível "queime", isto é, se rompa? Justifique. Dados: resistência RTV = 980 Ω ; RL = 80 Ω (cada lâmpada); RT = 20 Ω e RF = 20 Ω .
390. 390. (Osec-SP) Dispõe-se de três resistores, cada um com resistência R = 12 Ω , e de um gerador ideal de fem E = 24 V. Associam-se os resistores, e os terminais da associação são ligados ao gerador. A associação, totalmente imersa, permite o aquecimento de certa quantidade de água no menor tempo possível. Nessas
condições, a potência dissipada é de: a) 144 W. b) 180 W. c) 24 W. d) 32 W. e) 16 W.
391. 391. (ITA-SP) Duas lâmpadas de automóvel foram fabricadas para funcionar em 12 V. As potências nominais (escritas nos bulbos das lâmpadas) são, respectivamente, P 1 = 5,0 W e P 2 = 10 W. Se elas forem ligadas em série, conforme indica a figura: a) a corrente fornecida pela bateria será maior que 0,5 A. b) a bateria poderá ficar danificada com a conexão. c) o brilho da lâmpada de 5,0 W será maior que o da lâmpada de 10 W. d) ambas as lâmpadas funcionarão com suas potências nominais. e) nenhuma das respostas acima é satisfatória.
392. 392. (Fatec-SP) A figura representa um circuito elétrico em que E é uma bateria e R1, R2, R3 e R4 são resistores. Os círculos numerados indicam posições nas quais poderão ser instalados medidores elétricos. Dessa forma, se quisermos medir a diferença de potencial em R3 e a corrente elétrica em R1, devemos colocar um voltímetro e um amperímetro, respectivamente, em: a) 2 e 1. b) 4 e 2. c) 1 e 4. d) 3 e 2. e) 2 e 5.
393. 393. (Cesgranrio-RJ) Na figura, as lâmpadas 1, 2 e 3 são idênticas e o gerador tem resistência desprezível. O que acontece com o brilho das lâmpadas 1 e 2 ao se fechar o interruptor da lâmpada 3?
394. 394. (Fuvest-SP) Cinco resistores iguais, cada um com resistência R = 100 W, são ligados a um gerador G de tensão constante V 0 = 250 V, conforme o circuito. A é um amperímetro de resistência interna desprezível. Qual é a corrente indicada por esse instrumento?
395. 395. (ITA-SP) No circuito esquematizado, há duas pilhas de 1,5 V cada, de resistências internas desprezíveis, ligadas em série, fornecendo corrente para três resistores com os valores indicados. Ao circuito estão ligados ainda um voltímetro e um amperímetro de resistências internas, respectivamente, muito alta e muito baixa. As leituras desses instrumentos são: a) 1,5 V e 0,75 A. b) 1,5 V e 1,5 A. c) 3,0 V e 0 A. d) 2,4 V e 1,2 A. e) outros valores que não os mencionados.
396. 396. (UFPE) De que maneira três lâmpadas idênticas, R, podem ser ligadas entre os pontos a e b de uma linha de 220 V, para fornecer uma melhor iluminação?
397. 397. (Esc. Sup. Agric. Lavras-MG) Observando Observando o circuito, determine o valor da diferença de potencial entre os pontos A e B. a) 36 V b) 24 V c) 12 V d) 6,0 V e) 8,0 V
398. 398. (Fuvest-SP) Dispôs-se dos seguintes elementos: dois resistores idênticos, uma fonte de tensão e um amperímetro ideais, uma lâmpada e fios de ligação. Pretende-se montar um circuito em que a lâmpada funcione de acordo com as suas especificações, e o amperímetro acuse a corrente que passa por ela. a) Qual é a corrente que o amperímetro indicará? b) Esquematize o circuito, incluindo os elementos necessários.
399. 399. (Fuvest-SP) A especificação da fábrica garante que uma lâmpada, ao ser submetida a uma ddp de 120 V, tem potência de 100 W. O circuito abaixo pode ser utilizado para controlar a potência da lâmpada, variando-se a resistência R. Para que a lâmpada funcione com uma potência de 25 W, a resistência R deve ser igual a: a) 25 Ω . b) 36 Ω . c) 72 Ω . d) 144 Ω . e) 288 Ω .
400. 400. (Cesgranrio-RJ) No circuito, a bateria é ideal e de força eletromotriz igual a 6,0 V, e os resistores R1 e R2 têm resistências respectivamente iguais a 20 Ω e 30 Ω . Qual deve ser o valor da resistência R3, a ser conectada entre os pontos M e N do circuito, para que a potência fornecida pela bateria seja de 0,40 W? a) 10 W b) 12 W c) 40 W d) 50 W e) 90 W
401. 401. (Fuvest-SP) No circuito elétrico residencial esquematizado abaixo, estão indicadas, em watts, as potências dissipadas pelos seus diversos equipamentos. O circuito está protegido por um fusível, F, que funde quando a corrente ultrapassa 30 A, interrompendo o circuito. Que outros aparelhos podem estar ligados ao mesmo tempo que o chuveiro elétrico sem "queimar" o fusível?
a) Geladeira, lâmpada e TV. b) Geladeira e TV. c) Geladeira e lâmpada. d) Geladeira. e) Lâmpada e TV. 402. 402. (UFUb-MG) A física está presente em várias situações do nosso dia-a-dia. Veja alguns exemplos: Termologia - Os vidros de um carro se embaçam, quando a temperatura no exterior é menor que no interior do veículo, porque ocorre condensação do vapor d'água nas superfícies internas dos vidros. Mecânica - Numa bicicleta, a corrente transmite o movimento do pedal para a roda, por um acoplamento de polias. A polia acoplada ao pedal deve ser maior que a polia acoplada à roda, para que, quando o pedal der uma volta, a roda efetue mais de uma volta. Óptica - Uma colher, mergulhada obliquamente em um copo com água, parece estar quebrada. Isso ocorre devido ao fenômeno da refração. Eletricidade - O pisca-pisca de uma árvore de Natal, normalmente, não funciona quando uma de suas lâmpadas se queima. Nesse caso, isso acontece porque as lâmpadas do pisca-pisca estão ligadas em série. Ondulatória - Escutamos o som produzido por batidas em objetos materiais, pois estes, ao vibrarem, produzem ondas que provocam sensações sonoras em nossos ouvidos. Analisando as afirmações anteriores, pode-se dizer que: a) as afirmações sobre Termologia e Óptica estão erradas. b) as afirmações sobre Mecânica e Ondulatória estão erradas. c) as afirmações sobre Óptica e Eletricidade estão erradas. d) todas as afirmações estão erradas. e) todas as afirmações estão corretas. 403. 403. (UERJ) Observe o circuito abaixo.
A potência dissipada em R2 é: a) 1,9 × 10-2 W b) 5,2 × 10-1 W c) 3,0 × 102 W
d) 3,6 × 103 W e) 7,5 × 103 W 404. 404. (Unicamp-SP) No circuito da figura, A é um amperímetro de resistência nula, V é um voltímetro de resistência infinita. A resistência interna da bateria é nula.
a) Qual é a intensidade da corrente medida pelo amperímetro? b) Qual é a voltagem medida pelo voltímetro? c) Quais são os valores das resistências R1 e R2? d) Qual é a potência fornecida pela bateria? 405. 405. (UFMG) Três lâmpadas, a primeira de 40 W e 120 V, a segunda de 60 W e 120 V e a terceira de 100 W e 120 V, são ligadas em série a uma rede elétrica de 120 V. Em relação a essa situação, a afirmativa incorreta é: a) a corrente elétrica nas três lâmpadas é a mesma. b) a diferença de potencial nos pólos da lâmpada de 60 W é maior do que na de 100 W. c) a lâmpada que apresenta maior resistência elétrica é a de 40 W. d) a lâmpada que apresenta maior brilho é a de 100 W. e) os filamentos das lâmpadas terão comprimentos diferentes se forem do mesmo material e da mesma espessura. 406. 406. (UERJ) Três resistores, cada um com resistência R, são ligados em paralelo entre os pontos A e B, conectados a um gerador ideal como mostra a figura 1. Três outros resistores, cada um com resistência R /3, são ligados em série entre os pontos C e D, conectados a outro gerador idêntico ao primeiro, conforme mostra a figura 2.
Sendo P 1 a potência dissipada em um dos resistores existentes entre A e B e sendo P 2 a potência total dissipada entre C e D, a relação entre P 1 e P 2 é dada por:
407. 407. (Fafi BH-MG) Para o circuito esquematizado, a razão entre i 1 e i 2 é igual a: a) 1. b) 1/2. c) 2. d) 1/3. e) 3.
408. 408. (Fuvest-SP) No circuito, quando se fecha a chave S, provoca-se: a) aumento da corrente que passa por R2. b) diminuição do valor da resistência R3. c) aumento da corrente em R3. d) aumento de voltagem em R2. e) aumento da resistência total do circuito.
Observação: Neste circuito não se pode considerar R1, R2 e R3 em paralelo, e sim R1 e R2 em paralelo e sua resistência equivalente em série com R3. 409. 409. (Fatec-SP) Na figura, A é um amperímetro supostamente ideal; os resistores, R, são iguais; c 1, c 2, c 3 e c 4 são chaves inicialmente abertas. Pode-se afirmar que o amperímetro vai assinalar a máxima corrente quando forem fechadas as chaves: a) c 1 e c 2. b) c 1, c 2 e c 3. c) c 1, c 3 e c 4. d) c 1, c 2, c 3 e c 4. e) c 2, c 3 e c 4.
410. 410. (UFV-MG) O circuito ilustra uma associação mista de resistores alimentada por uma bateria de resistência interna desprezível, com fem igual a 9,0 V. Determine a leitura no: a) amperímetro ideal A. b) voltímetro ideal V.
411. 411. (UFPR) Qual é o valor da diferença de potencial no resistor de 6,0 W? a) 2,0 V b) 4,0 V c) 6,0 V d) 5,0 V e) 3,0 V
412. 412. (UEL-PR) O resistor equivalente à associação da figura entre os pontos A e B é: a) R /4. b) R/ 2. 2. c) R. d) 2R. e) 4R.
413. 413. (Fuvest-SP) A figura mostra um trecho de circuito com três lâmpadas funcionando de acordo com as características características especificadas. Os pontos A e B estão ligados numa rede elétrica. A potência dissipada por L3 é: a) 75 W. b) 50 W. c) 150 W. d) 300 W. e) 200 W.
414. 414. (Fuvest-SP) Calcule a tensão entre A e B quando a chave C está: a) aberta; b) fechada.
415. 415. (Esc. Sup. Agric. Lavras-MG) Para o circuito de corrente contínua, V = 34,0 V, r 1 = 4,0 Ω , r 2 = 4,0 Ω , r 3 = 3,2 Ω , r 4 = 2,0 Ω , r 5 = 6,0 Ω e r6 = 2,0 Ω . A queda de tensão indicada pelo voltímetro V 4 é de: a) 1,0 V. b) 2,0 V. c) 5,0 V. d) 8,0 V. e) 10,0 V.
416. 416. (UFRS) No circuito representado na figura, a fonte tem força eletromotriz de 30 V e resistência interna desprezível. Os resistores têm resistências R1 = 20 Ω e R2 = R3 = 60 Ω .
A intensidade da corrente no resistor 2 e a potência elétrica dissipada no resistor 1 valem, respectivamente: a) 0,3 A e 5,4 W. b) 0,5 A e 45 W. c) 0,3 A e 7,2 W. d) 0,3 A e 3,6 W. e) 0,5 A e 90 W. 417. 417. (UFMG) Três lâmpadas, A, B e C , estão ligadas a uma bateria de resistência interna desprezível. Ao se "queimar" a lâmpada A, as lâmpadas B e C permanecem acesas com o mesmo brilho de antes. A alternativa que indica o circuito em que isso poderia acontecer é:
418. 418. (UESB) O circuito representado na figura é constituído de um gerador e 4 lâmpadas acesas.
Se a lâmpada L4 queimar: a) todas as demais lâmpadas continuarão acesas. b) todas as demais lâmpadas se apagarão. c) só as lâmpadas L1 e L2 continuarão acesas. d) só as lâmpadas L2 e L3 continuarão acesas. e) só a lâmpada L1 continuará acesa. 419. 419. (PUC-MG) Observe o circuito abaixo, em que A, B, C e D representam lâmpadas idênticas.
Se retirarmos a lâmpada C , sem nada colocarmos em seu lugar, é correto afirmar: a) o brilho da lâmpada A diminui. b) a queda de tensão na lâmpada D aumenta. c) a lâmpada B continuará com o mesmo brilho. d) a potência dissipada na lâmpada B diminuirá. e) a resistência do circuito diminui.
420. 420. (Unicamp-SP) No circuito abaixo, A é um amperímetro e V é um voltímetro, ambos ideais. Reproduza o circuito no caderno e responda: a) Qual é o sentido da corrente em A? (Desenhe uma seta.) b) Qual é a polaridade da voltagem em V ? (Escreva + e - nos terminais do voltímetro.) c) Qual é o valor da resistência equivalente ligada aos terminais da bateria? d) Qual é o valor da corrente no amperímetro A? e) Qual é o valor da voltagem no voltímetro V ?
421. 421. (Fuvest-SP) Duas lâmpadas iguais, de 12 V cada uma, estão ligadas a uma bateria de 12 V, como mostra a figura. Estando o interruptor C aberto, as lâmpadas acendem com intensidades iguais. Ao fechar o interruptor C , observaremos que: a) A apaga, e B brilha mais intensamente. b) A apaga, e B mantém o brilho. c) A e B apagam. d) B apaga, e A brilha mais intensamente. e) B apaga, e A mantém o brilho.
422. 422. Uma bateria de automóvel de 12 V, com resistência interna de 0,50 W, tem seus terminais acidentalmente ligados em curto-circuito. Determine a corrente que se estabelece no circuito. 423. 423. (CFET-MG) No circuito da figura, quando a resistência R aumenta, a leitura do amperímetro A e do voltímetro V , respectivamente: a) diminui e diminui. b) diminui e aumenta. c) aumenta e diminui. d) aumenta e aumenta. e) diminui e permanece constante.
424. 424. (PUC-SP) Na figura, AB representa um gerador de resistência interna r 1 = 1,0 Ω . O amperímetro A e o voltímetro V são
instrumentos considerados ideais. O voltímetro acusa 50 V. Pede-se: a) a corrente marcada pelo amperímetro; b) a corrente de curto-circuito do gerador.
425. 425. (PUC-SP) Sejam cinco fontes iguais de fem = 1,5 V e r = 0,5 Ω cada uma. Fazem-se duas associações, I e II, conforme a figura. As fem resultantes em I e II serão, respectivamente: a) 7,5 V e 1,5 V. b) 7,5 V e 7,5 V. c) 1,5 V e 7,5 V. d) 7,5 V e 4,5 V. e) 7,5 V e 6,0 V.
426. 426. (Fuvest-SP) O esquema mostra três pilhas de 1,5 V, ligadas a um resistor R de 30 Ω . O voltímetro e o amperímetro ideais indicam, respectivamente, os seguintes valores de tensão e de intensidade de corrente elétrica: a) 1,5 V e 0,05 A. b) 3,0 V e 0,10 A. c) 4,5 V e 0,15 A. d) 1,5 V e 20 A. e) 3,0 V e 10 A.
427. 427. (PUC-SP) Numa pilha está escrito 1,5 V. Liga-se uma lâmpada de resistência 3,0 Ω aos terminais da pilha e verifica-se uma corrente de, praticamente, 0,50 A no circuito. A resistência interna da pilha é: a) 0,50 Ω . b) 1,0 Ω . c) 1,5 Ω . d) 2,0 Ω . e) desprezível. 428. 428. (Cesgranrio-RJ) Na figura, o voltímetro V e o amperímetro A, escolhidos para medir a ddp U e a intensidade i da corrente elétrica no circuito, podem ser considerados perfeitos. Para cinco diferentes
posições do cursor do reostato, mediram-se U e i , e os valores obtidos foram lançados na tabela abaixo:
Construa o gráfico U × i no quadriculado e determine a força eletromotriz da pilha. Seu valor é: a) 4,1 V. b) 4,2 V. c) 4,3 V. d) 4,4 V. e) 4,5 V.
429. 429. (UFRS) Um gerador possui uma força eletromotriz de 10 V. Quando os terminais do gerador estão conectados por um condutor com resistência desprezível, a intensidade da corrente elétrica no resistor é 2,0 A. Com base nessas informações, analise as seguintes afirmativas. I) Quando uma lâmpada for ligada aos terminais do gerador, a intensidade da corrente elétrica será 2,0 A. II) A resistência interna do gerador é 5,0 Ω . III) Se os terminais do gerador forem ligados por uma resistência elétrica de 2,0 Ω , a diferença de potencial elétrico entre e ntre eles será menor do que 10 V. Quais afirmativas estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 430. 430. (Fatec-SP) No circuito esquematizado, temos uma bateria, de força eletromotriz E = 6,0 V e resistência interna r = 0,50 Ω , e três resistores, de resistências R1 = 30 Ω , R2 = 10 Ω , e R3 = 2,0 Ω .
A corrente elétrica, em ampères, passando por R1 e a potência, em watts, dissipada em R2 valem, respectivamente: a) 0,15 e 1,0. b) 0,15 e 2,0. c) 0,30 e 2,0. d) 0,45 e 1,0. e) 0,60 e 0,20. 431. 431. (Fuvest-SP) Considere o circuito representado esquematicamente esquematicamente na figura. O amperímetro ideal A indica a passagem de uma corrente de 0,50 A. Os valores das resistências dos resistores R1 e R3 e das forças eletromotrizes E 1 e E 2 dos geradores ideais estão indicados na figura. O valor do resistor R2 não é conhecido. Determine: a) o valor da diferença de potencial entre e ntre os pontos C e D; b) a potência fornecida pelo gerador E 1.
432. 432. (PUC-RS) O desgaste ou envelhecimento de uma pilha elétrica decorre de reações químicas de oxidação e redução. Essas reações normalmente só ocorrem enquanto a pilha está produzindo ____. Alguns produtos das reações vão-se depositando nos eletrodos, aumentando a sua ____ interna e reduzindo a capacidade desta em fornecer ____ ao circuito. Os termos que melhor preenchem as lacunas são: a) resistência - ddp - corrente. b) corrente - potência - energia. c) ddp - potência - energia. d) corrente - resistência - energia. e) corrente - potência - resistência. 433. 433. (PUC-SP) O que ocorrerá ao gerador se ligarmos seus terminais A e B por um fio de resistência desprezível? Explique. E se ligarmos entre A e B um voltímetro, de resistência interna muito maior que r , qual será sua leitura?
434. 434. (Eng. S. Carlos-SP) A figura mostra uma associação de baterias. Cada bateria tem fem 1,2 V e resistência interna 1,2 Ω . Os fios têm resistência desprezível.
ab. Determine a resistência equivalente Rab e a fem E ab ab a b ab a) E = 1,2 V e R = 0,4 Ω ab = 1,2 V e Rab = 1,2 Ω b) E ab ab = 3,6 V e Rab = 0,4 Ω c) E ab ab = 0,4 V e Rab = 1,2 Ω d) E ab ab = 1,2 V e Rab = 3,6 Ω e) E ab
435. 435. (UFMG) Uma pilha de força eletromotriz ε = 1,5 V está conectada a uma lâmpada, a um voltímetro e a um miliamperímetro (veja a figura). 1. Faça o diagrama convencional do circuito e explique qual dos dois medidores é o voltímetro e qual é o miliamperímetro. 2. O miliamperímetro, que tem resistência interna r a muito pequena, indica 200 mA. O voltímetro, que tem resistência r v muito grande, indica 1,2 V. Determine o valor da resistência interna da pilha. 3. Calcule a potência total dissipada nas condições referidas no item 2.
436. 436. (PUC-SP) Uma bateria de fem ε = 12 V e resistência interna r = 0,60 Ω alimenta os resistores ôhmicos do circuito esquematizado. Determine as leituras do voltímetro e do amperímetro, que são ideais. Dados: R1 = 3,4 Ω , R2 = 3,0 Ω e R3 = 6,0 Ω .
(UFMG) As três questões seguintes baseiam-se no diagrama e no enunciado que se seguem. Uma pilha, de resistência interna desprezível, de força eletromotriz 1,5 V, fornece uma corrente de 2,0 A a um resistor de 0,5 Ω associado em série com um motor.
437. 437. A diferença de potencial entre os terminais do resistor é: a) 0,5 V. b) 1,0 V. c) 1,5 V. d) 2,0 V. e) indeterminada por falta de dados. 438. 438. A potência que a pilha fornece ao circuito é: a) 0,5 W. b) 1,5 W. c) 2,0 W. d) 3,0 W. e) 6,0 W. 439. 439. A potência total, mecânica e térmica, desenvolvida no motor, é: a) 0,5 W. b) 1,0 W. c) 1,5 W. d) 2,0 W. e) 3,0 W. 440. 440. Determine a voltagem existente entre os pontos A e B do circuito.
441. 441. (Fuvest-SP) O gráfico representa a reação da resistência de um fio condutor em relação à temperatura em K. O fato de o valor da resistência ficar desprezível abaixo de uma certa temperatura caracteriza o fenômeno da supercondutividade. Pretende-se usar o fio na construção de uma linha de transmissão de energia elétrica em corrente contínua. À temperatura ambiente de 300 K, a linha seria percorrida por uma corrente de 1 000 A, com uma certa perda de energia. Qual seria o valor da corrente na linha, com a mesma perda de energia, se reduzíssemos a temperatura do fio para 100 K? a) 500 A. b) 1 000 A. c) 2 000 A. d) 3 000 A. e) 4 000 A.
Campo elétrico, tensão e modelo de corrente elétrica 442. 442. (UFRS) Considere as duas colunas abaixo, colocando no espaço entre parênteses
o número do enunciado da primeira coluna que mais relação tem com o da segunda coluna.
A relação numérica correta, de cima para baixo, na segunda coluna, que estabelece a associação proposta, é: a) 4 - 3 - 2 - 1. b) 1 - 3 - 2 - 4. c) 4 - 2 - 3 - 1. d) 4 - 3 - 1 - 2. e) 4 - 1 - 2 - 3. 443. 443. (UERJ) No dia seguinte de uma intensa chuva de verão no Rio de Janeiro, foi publicada em um jornal a foto abaixo, com a legenda: Durante o temporal, no morro do Corcovado, raios cortam o céu e um deles cai exatamente sobre a mão esquerda do Cristo Redentor.
A alternativa que explica corretamente o fenômeno é: a) Há um excesso de elétrons na Terra. b) O ar é sempre um bom condutor de eletricidade. c) Há transferência de prótons entre a estátua e a nuvem. d) Há uma suficiente diferença de potencial entre a estátua e a nuvem. e) O material de que é feita a estátua é um bom condutor de eletricidade. 444. 444. (UFMG) Um estudante coloca pequenos pedaços de papel sobre uma placa de isopor debaixo de uma peneira de plástico. Ele atrita um pente em seus cabelos, aproxima-o da peneira e repara que os papéis são atraídos pelo pente. Depois troca a peneira de plástico por uma metálica e repete o experimento. Observa, então, que os papéis não são atraídos pelo pente. Essa diferença de comportamento se deve ao fato de: a) a eletricidade do pente ser anulada pelo magnetismo da peneira metálica. b) a peneira de plástico e os pedaços de papel serem isolantes elétricos. c) a peneira metálica criar uma blindagem eletrostática. d) a peneira metálica ter propriedades magnéticas. 445. 445. (UFRS) O método da eletrização por fricção (atrito) foi a primeira maneira descoberta pelo homem para obter corpos carregados eletricamente. O que os experimentadores da época faziam era segurar em sua mãos bastões de diversos materiais e atritá-los com peles de animais. Entretanto, até cerca de 1730, corpos metálicos não podiam ser eletrizados por esse método e eram denominados "nãoeletrizáveis". A explicação correta para esse fato é que: a) nos metais, os elétrons estão fortemente ligados aos núcleos atômicos; não se
pode, pois, arrancá-los por fricção. b) os metais e o próprio corpo humano são bons condutores de eletricidade. c) os metais são materiais não-porosos; portanto, a eletricidade não pode neles penetrar. d) os metais são capazes de desenvolver uma espécie de "blindagem eletrostática", a qual impede que a eletricidade neles penetre. e) nos bastões metálicos, as cargas elétricas dirigem-se para o interior; não há, pois, como detectá-pela superfície do corpo. 446. 446. (Fuvest-SP) Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esquematizada na figura abaixo.
Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afasta-se um pouco uma esfera da outra. Finalmente, sem mexer mais nas esferas, remove-se a barra, levando-a para muito longe das esferas. Nessa situação final, a figura que melhor representa a distribuição de cargas nas duas esferas é:
447. 447. (UFMG) Um estudante atrita uma barra de vidro com um pedaço de seda e uma barra de borracha com um pedaço de lã. Ele nota que a seda e a lã se atraem, o mesmo acontecendo com o vidro e a borracha. O estudante conclui que esses materiais se dividem em dois pares que têm cargas do mesmo tipo. Com base nesses dados, pode-se afirmar que: a) a conclusão do estudante está errada. b) esses pares são o vidro com a borracha e a seda com a lã. c) esses pares são o vidro com a lã e a seda com a borracha. d) esses pares são o vidro com a seda e a borracha com a lã. 448. 448. (UFRS) Analise as afirmativas abaixo, identificando a incorreta. a) Quando um condutor eletrizado é colocado nas proximidades de um condutor com carga total nula, existirá força de atração eletrostática entre eles. b) Um bastão eletrizado negativamente é colocado nas imediações de uma esfera condutora que está aterrada. A esfera então se eletriza, sendo sua carga total positiva. c) Se dois corpos, inicialmente neutros, são eletrizados atritando-se um no outro, eles adquirirão cargas totais de mesma quantidade, mas de sinais opostos.
d) o pára-raio é um dispositivo de proteção para os prédios, pois impede descargas elétricas entre ele e as nuvens. e) Dois corpos condutores, de formas diferentes, são eletrizados com cargas de -2,0 mC e + 1,0 µ C. Depois que esses corpos são colocados em contato e afastados, a carga em um deles pode ser -0,3 µ C. 449. 449. (Cesgranrio-RJ) Na figura, um bastão carregado positivamente é aproximado de uma pequena esfera metálica (M ) que pende na extremidade de um fio de seda. Observa-se que a esfera se afasta do bastão. Nessa situação, pode-se afirmar que a esfera possui uma carga elétrica total: a) negativa. b) positiva. c) nula. d) positiva ou nula. e) negativa ou nula.
450. 450. (Fuvest-SP) Três esferas de isopor, M , N e P , estão suspensas por fios isolantes. Quando se aproxima N de P , nota-se uma repulsão entre as esferas; quando se aproxima N de M , nota-se uma atração. Das possibilidades apontadas na tabela, quais são compatíveis com as observações? a) 1ª e 3ª. b) 2ª e 4ª. c) 3ª e 5ª. d) 4ª e 5ª. e) 1ª e 2ª.
451. 451. (Unicamp-SP) Duas cargas elétricas Q1 e Q2 atraem-se, quando próximas uma da outra. a) O que se pode afirmar sobre os sinais de Q1 e Q2? b) A carga Q1 é repelida por uma terceira carga Q3, positiva. Qual é o sinal de Q2? 452. 452. (Unicamp-SP) Cada uma das figuras abaixo representa duas bolas metálicas de massas iguais, em repouso, suspensas por fios isolantes. As bolas podem estar carregadas eletricamente. eletricamente. O sinal da carga está indicado em cada uma delas. A ausência de sinal indica que a bola está descarregada. descarregada. O ângulo do fio com a vertical depende do peso da bola e da força elétrica provocada pela bola vizinha. Indique em cada caso se a figura está certa ou errada.
453. 453. (UEMA) Quando um bastão está eletricamente carregado, atrai uma bolinha condutora A, mas repele uma bolinha condutora B. Podemos afirmar com certeza que: a) a bolinha A está carregada positivamente. b) a bolinha B está carregada negativamente. c) a bolinha A ou está neutra ou carregada com cargas de sinais contrários às do bastão. d) ambas as bolinhas devem estar carregadas, necessariamente. e) a bolinha B está descarregada. 454. 454. (UECE) Uma esfera metálica X tem uma carga -q coulomb. Outra esfera Y , idêntica, tem carga +2q. Se X e Y são conectadas por um fio metálico cuja superfície é desprezível, comparada com a das esferas, e sferas, a carga Y será, em coulomb: a) 0. b) +q /2. c) +q. d) -q.
455. 455. (Cesesp-PE) O condutor esférico representado na figura foi carregado positivamente e, em seguida, ligado à Terra. Quanto ao seu estado e stado elétrico final, podese afirmar que: a) ele continua carregado positivamente. b) ele descarrega-se porque há um escoamento dos prótons para a Terra. c) ele neutraliza-se porque há um deslocamento de elétrons da Terra para o condutor. d) ele carrega-se negativamente porque há um deslocamento muito grande de elétrons da Terra para o condutor. e) Nada se pode afirmar porque ora elétrons deslocam-se da Terra para o condutor ora prótons deslocam-se do condutor para a Terra.
456. 456. (UFMG) Um eletroscópio é carregado conforme ilustra a figura. Ligando-se a esfera E à Terra, por um fio condutor, observa-se que as lâminas F se fecham completamente porque: a) as cargas positivas de F sobem e neutralizam a esfera E . b) as cargas negativas de E descem e neutralizam F . c) as cargas negativas de E escoam para a Terra e as positivas sobem para E . d) a carga negativa da Terra se move para o eletroscópio, neutralizando as das lâminas. e) as cargas de E e de F escoam para a Terra.
457. 457. (UFMG) Duas cargas positivas e iguais estão próximas uma da outra. Indique a alternativa que melhor representa as linhas de força do campo elétrico resultante criado por essas cargas no espaço em torno delas.
458. 458. (UFES) A figura representa uma carga puntiforme + Q e um ponto P do seu campo elétrico, no qual é colocada uma carga de prova -q. Qual dos conjuntos de segmentos orientados abaixo representa o vetor campo elétrico (E ) em P e a força que atua sobre -q?
459. 459. (Vunesp) Na figura, o ponto P está eqüidistante das cargas fixas +Q e -Q. Qual dos vetores indica a direção e o sentido do campo elétrico em P, em relação a essas cargas? Observação: Trace Trace os vetores campo elétrico criados por -Q e +Q e depois faça geometricamente a soma vetorial.
460. 460. (Fafi-MG) Em um ponto do espaço existe um campo elétrico de intensidade 5,0 × 107 N/C apontado para a direita. Nesse ponto, uma carga puntiforme q = -5,0 × 10-4 C ficará sujeita a uma força de intensidade: a) 2,5 × 104 N para a esquerda. b) 2,5 × 104 N para a direita. c) 1,0 × 104 N para a esquerda. d) 1,0 × 104 N para a direita. e) 1,2 × 104 N para a direita. 461. 461. (Fafi-MG) Duas esferas metálicas A e B idênticas estão eletrizadas com uma carga q e se repelem com uma força de 2,0 × 10-5 N quando separadas por 10 cm. Outra esfera C , idêntica às primeiras, porém descarregada, é colocada em contato com a esfera A e, posteriormente, entre A e B, eqüidistante de A e B. Pode-se dizer que, nessas condições, a força resultante sobre a esfera C vale: a) 1,0 × 10-5N. b) 2,0 × 10-5N. c) 0,6 × 10-5N. d) 0,5 × 10-5N. e) 4,0 × 10-5N.
462. 462. (Fuvest-SP) Três objetos, com cargas elétricas idênticas, estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0 × 10-6N. Calcule a força resultante dos efeitos de A e C sobre B. Observação: A força resultante em B deve ser a soma vetorial da força que A exerce em B com a que C exerce em B. Como essas cargas têm o mesmo sinal, o módulo da força resultante será F R = F AB - F CB CB. Para você descobrir F AB, não é necessário fazer muitos cálculos. Compare as distâncias r AB AB e r CB CB e relacione com a lei de Coulomb. 463. 463. (UERJ) Duas cargas pontuais -q e +Q estão dispostas como ilustra a figura. Se | Q| > |-q|, o campo elétrico produzido por essas cargas se anula em um ponto situado:
a) à direita da carga positiva. b) à esquerda da carga negativa. c) entre duas cargas e mais próximo da carga positiva. d) entre as duas cargas e mais próximo da carga negativa. 464. 464. (UFMG) Um ponto P está situado à mesma distância de duas cargas, uma positiva e outra negativa, de mesmo módulo.
A opção que representa corretamente a direção e o sentido do campo elétrico criado por essas cargas, no ponto P é:
465. 465. (PUC-MG) A figura mostra as linhas de força de um campo elétrico gerado pela carga de um determinado corpo q, que é uma carga de prova positiva.
Em relação ao sentido da força elétrica que atua na carga q, à intensidade E do campo elétrico nos pontos A e B e ao sinal da carga do corpo que gerou o campo elétrico, é correto afirmar: a) é o mesmo sentido das linhas de força; E A > E B; a carga do corpo é positiva. A > E B; a carga do corpo é negativa. b) é o sentido oposto ao das linhas de força; E c) é o mesmo sentido das linhas de força; E A > E B; a carga do corpo é negativa. A > E B; a carga do corpo é positiva. d) é o sentido oposto ao das linhas de força; E e) é o sentido oposto ao das linhas de força; E A > E B; a carga do corpo é positiva. 466. 466. (UERJ) Uma partícula carregada penetra em um campo elétrico uniforme existente entre duas placas planas e paralelas A e B. A figura mostra a trajetória curvilínea descrita pela partícula.
A alternativa que aponta a causa correta desta trajetória é: a) a partícula tem carga negativa, e a placa A tem carga positiva. b) a partícula tem carga positiva, e a placa A tem carga negativa. c) a partícula tem carga negativa, e a placa B tem carga positiva. d) a partícula tem carga positiva, e a placa B tem carga negativa. 467. 467. (Unicamp-SP) Partículas α (núcleo de um átomo de Hélio), partículas β (elétrons) e radiação γ (onda eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis, perpendicularmente perpendicularmente a um campo elétrico uniforme existente numa região do espaço, descrevendo as trajetórias esquematizadas na figura abaixo.
a) Associe α , β e γ a cada uma das três trajetórias. b) Qual é o sentido do campo elétrico? 468. 468. (UFMG) Observe a figura.
Nessa figura, duas placas paralelas estão carregadas com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Um elétron penetra entre essas placas com velocidade paralela às placas. Considerando que apenas o campo elétrico atua sobre o elétron, a sua trajetória entre as placas será: a) um arco de circunferência. circunferência. b) um arco de parábola. c) uma reta inclinada em relação às placas. d) uma reta paralela às placas. e) uma reta perpendicular às placas. 469. 469. (PUC-PR) Identifique as alternativas corretas e some os pontos. Sobre o campo elétrico, é correto afirmar que: 01) É uma grandeza vetorial. 02) Distribuições extensas de cargas elétricas podem gerar campos elétricos. 04) O campo elétrico é dito uniforme quando a força elétrica que atua sobre uma carga de prova não depende da localização da carga no campo. 08) O sentido da aceleração de uma partícula devido ao efeito de um campo elétrico independe do sinal de sua carga. 16) O produto do campo elétrico num ponto pela carga elétrica de uma partícula ali colocada é igual à força elétrica exercida sobre a partícula. 470. 470. (UFRS) Considere um sistema de duas cargas esféricas positivas (q1 e q2), em que q1 = 4 q2. Uma pequena esfera carregada é colocada no ponto médio do segmento de reta que une os centros das duas esferas. O valor da força eletrostática que a pequena esfera sofre por parte da carga q1 é: a) igual ao valor da força que ela sofre por parte da carga q2. b) quatro vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. c) quatro vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. d) dezesseis vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. e) dezesseis vezes menor do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. 471. 471. (Vunesp) Dois corpos pontuais em repouso, separados por certa distância e carregados eletricamente eletricamente com cargas de sinais iguais, repelem-se de acordo com a lei de Coulomb. a) Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)? b) Se forem mantidas as cargas iniciais, mas a distância entre os corpos for duplicada,
a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)? 472. 472. (PUC-SP) Uma partícula emitida por um núcleo radioativo incide na direção do eixo central de um campo elétrico uniforme de intensidade 5,0 × 103 N/C de direção e sentido indicado na figura, gerado por duas placas uniformemente carregadas e distanciadas de 2,0 cm.
Assinale a alternativa que apresenta uma possível situação quanto à: I) natureza da carga elétrica da partícula; II) trajetória descrita pela partícula no interior do campo elétrico; III) ddp entre o ponto de incidência sobre o campo elétrico e o ponto de colisão numa das placas. I) carga elétrica II) trajetória III) ddp. a) negativa
50 V
b) positiva
300 V
c) negativa
-300 V
d) negativa
-50 V
e) positiva
-50 V
473. 473. (PUC-MG) No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio, o elétron se move numa órbita circular de raio r , em torno do próton. Considere carga do próton = carga do elétron = |e|. A força que atua sobre o elétron, dada pela lei de Coulomb:
474. 474. (UFAC) Uma gotícula de água com massa m = 0,8 ×10-9 kg está eletrizada com uma carga q = 16 × 10-19 C e está em equilíbrio no interior de duas placas paralelas e horizontais, conforme a figura. Qual a intensidade do campo elétrico entre as placas? (Dado g = 10 m/s2.)
a) 5 × 109 N/C b) 25 × 108 N/C c) 8 × 108 N/C
d) 0,5 × 108 N/C e) 2,4 × 108 N/C: 475. 475. (UFUb-MG) Um elétron (massa de repouso = 9,1 × 10-31 kg e carga = 1,6 × 10-19 C) é abandonado em um ponto no vácuo situado a uma distância de 5,0 × 10-10 m de um próton, considerado fixo. a) Qual é o trabalho realizado para levar o elétron elé tron até uma distância de 2,0 × 10-10 m do próton? (Constante eletrostática do vácuo = 9,0 × 109 N m2/C2.) b) Qual é a velocidade do elétron na posição final do item a? 476. 476. (Vunesp) Suponha que o nosso universo não tivesse força gravitacional e que só as forças eletromagnéticas mantivessem todas as partículas unidas. Admita que a Terra tivesse uma carga elétrica de 1 coulomb. a) Qual deveria ser a ordem de grandeza da carga elétrica do Sol para que a Terra tivesse exatamente a mesma trajetória do universo real? Dados: lei da gravitação: F G = ; lei de Coulomb: F E força E = gravitacional; F E Sol= 2,0 × 1030 kg; E → força elétrica ou eletrostática; massa do Sol, M Sol massa da Terra, mTerra = 6,0 × 1024 kg; G = 6,7 × 10-11 N m2kg-2; k = 9,0 × 109 Nm2C-2. b) Se nesse estranho universo não existisse também a força eletromagnética, certamente não haveria o Sol nem os planetas. Explique por quê. 477. 477. (UnB-DF) Em uma residência podemos observar um grande número de fenômenos estudados pela física. Baseados nos princípios da Eletricidade, é incorreto afirmar que: a) os vários aparelhos elétricos e lâmpadas da residência só podem ser ligados em série, caso contrário todos deverão ser ligados simultaneamente. b) se em um determinado instante uma das duas lâmpadas de uma sala, ligadas a um mesmo interruptor, se apaga, então elas estão ligadas em paralelo. c) a carga de um coulomb (1,0 C) corresponde a uma corrente de um ampère (1,0 A) que percorre um fio condutor dessa residência durante um intervalo de um segundo (1,0 s). d) se a tensão fornecida para a residência for alterada de 220V para 110V, então, para manter a mesma potência do ferro elétrico, sua resistência deve ser modificada para 1/4 do valor original. e) uma lâmpada com as especificações 220V e 60W é ligada numa tomada de 110V. Nesse caso a potência dissipada e o seu brilho estarão abaixo do normal. 478. 478. (Vunesp) De acordo com o modelo atômico atual, os prótons e nêutrons não são mais considerados partículas elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda menores, os quarks. Admite-se a existência de 12 quarks na natureza, mas só dois tipos formam os prótons e nêutrons, o quark up (u), de carga elétrica positiva, igual a 2/3 do valor da carga do elétron, e o quark down (d ), ), de carga elétrica negativa, igual a 1/3 do valor da carga do elétron. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a composição do próton e do nêutron.
479. 479. (Vunesp) A figura representa esquematicamente um diodo, dispositivo eletrônico formado pela junção de dois cristais semicondutores, um com excesso de portadores de carga positiva, denominado p, e outro com excesso de portadores de cargas negativas, denominado n.
Junto à região de contato desses cristais, representada pela faixa sombreada, nota-se que, por difusão, parte dos portadores de carga positiva do cristal p passa para o cristal n e parte dos portadores de carga negativa passa do cristal n para o cristal p. Liga-se esse diodo a uma pilha, formando o circuito da figura a seguir.
Pode-se afirmar que, nessas condições, o diodo a) vai ser percorrido por uma corrente elétrica formada de portadores de carga negativa, no sentido de p para n, e de portadores de carga positiva, no sentido de n para p. b) vai ser percorrido por uma corrente elétrica formada de portadores de carga negativa, no sentido de n para p, e de portadores de carga positiva, no sentido de p para n. c) vai ser percorrido por uma corrente elétrica formada de portadores de cargas positiva e negativa no sentido de n para p. d) vai ser percorrido por uma corrente elétrica formada de portadores de cargas positiva e negativa no sentido de p para n. e) não será percorrido por nenhuma corrente elétrica em qualquer sentido. 480. 480. (PUC-SP) A figura mostra superfícies eqüipotenciais (linhas tracejadas) de um campo eletrostático. Uma carga de 0,02 coulomb deve ser deslocada entre os pontos A e B, pela trajetória indicada por traço cheio. O trabalho realizado pelas forças eletrostáticas no deslocamento de A para B é de: a) 300 J. b) 200 J. c) 0,12 J. d) 0,10 J. e) 0,08 J.
481. 481. (Fatec-SP) A figura representa a trajetória de uma partícula, carregada negativamente, atravessando uma região limitada por duas placas paralelas carregadas, na qual o campo elétrico é uniforme. No ponto O a partícula tem velocidade v .
A alternativa que melhor representa os vetores campo elétrico e força que atuam sobre a partícula nesse ponto é:
482. 482. (UFSM-RS) As linhas tracejadas representam as superfícies eqüipotenciais de um campo elétrico. Se abandonarmos um elétron e um próton em A, eles reagirão da seguinte maneira: a) ambos se movimentarão para a esquerda. b) ambos se movimentarão para a direita. c) ambos permanecerão em repouso. d) o primeiro se movimentará para a direita e o segundo, para a esquerda. e) o primeiro se movimentará para a esquerda e o segundo, para a direita.
483. 483. São dadas as linhas de campo e as superfícies eqüipotenciais de um campo uniforme. Determine: a) a intensidade do campo elétrico; b) o potencial elétrico em C.
484. 484. (FEI-SP) Determine o trabalho das forças de campo elétrico de uma carga puntiforme Q = 5,0 µ C para transportar outra carga puntiforme q = 2,0 × 10-2 µ C de um ponto A a outro B, distantes 1,0 m e 2,0 m da carga Q, respectivamente. (Dados: K = 9,0 × 109 N × m2 /C2.) 485. 485. Na figura, determine o valor da carga elétrica Q2 para que o potencial elétrico em P seja nulo.
486. 486. (ITA-SP) Para o arranjo de capacitores, no qual todos têm 1,0 µ F de capacitância e os pontos A e D estão ligados a um gerador de 10,0 V, qual é a diferença de potencial entre os pontos B e C ?
a) 0,1 V b) 10,0 V c) 1,8 V d) 5,4 V e) outro valor. 487. 487. (PUC-SP) É fato conhecido que, embora o ar seja isolante, sua rigidez dielétrica é igual a 3,0 × 106 N/C. a) Considere duas placas planas, paralelas e carregadas no ar (conforme mostra a figura). A diferença de potencial entre as placas é de 3 000 V. Qual é a menor distância entre as placas, para que o ar continue agindo como isolante?
b) Se o campo elétrico fosse agora gerado por um corpo metálico esférico, eletrizado com carga 3,3 µ C, qual seria, aproximadamente, o menor valor do raio dessa esfera para que ela não se descarregasse? (Dado: constante eletrostática do ar: K = 9,0 × 109 N × m2 /C2.) Observação: 1) A rigidez dielétrica é o valor do campo elétrico aplicado ao meio material (no caso do ar), a partir do qual o isolante passa a ser condutor; 2) O valor do campo elétrico criado por uma esfera eletrizada num ponto externo a ela é calculado por E = K × , em que K é a constante eletrostática; e letrostática; Q, a quantidade total de carga na esfera e r , a distância do centro da esfera ao ponto considerado. Magnetismo e eletricidade 488. 488. (UFMA) Uma bússola orienta-se na posição norte-sul, devido ao campo: a) elétrico terrestre ser na direção norte-sul. b) magnético terrestre ser na direção norte-sul. c) gravitacional terrestre ser na direção norte-sul. d) magnético terrestre ser na direção leste-oeste. e) gravitacional terrestre ser na direção leste-oeste. 489. 489. A figura mostra um ímã próximo a um prego. Analise as afirmações abaixo e classifique-as em verdadeiras ou falsas.
a) O prego é atraído pelo ímã. b) O campo magnético do ímã magnetiza o prego. c) Na magnetização do prego, forma-se um pólo norte na extremidade do prego próximo ao ímã. d) Se aproximarmos o ímã do prego pelo seu pólo sul, haverá repulsão entre eles. e) A magnetização do prego permanecerá para sempre. 490. 490. (Cesgranrio-RJ) Quatro bússolas estão colocadas no tampo de madeira nas posições ilustradas na figura. Elas se orientam conforme é mostrado, sob a ação do forte campo magnético de uma barra imantada colocada em uma das cinco posições numeradas. O campo magnético terrestre é desprezível. Com base nas orientação das bússolas, pode-se concluir que o ímã está na posição: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.
491. 491. (PUC-Campinas) São dadas três barras de metal aparentemente idênticas: AB, CD e EF . Sabe-se que podem ser ou não imantadas, formando, então, ímãs retos. Verifica-se que: - a extremidade A atrai as extremidades C e D; - a extremidade B atrai as extremidades C e D; - a extremidade A atrai a extremidade E e repele a F . Pode-se concluir que: a) a extremidade F atrai a extremidade C e repele a extremidade D. b) a barra AB não está imantada. c) a barra CD está imantada. d) a extremidade E repele as extremidades A e B. e) a extremidade E atrai as extremidades C e D. 492. 492. (UFMG) Esta questão baseia-se no diagrama que se segue. Nele, estão representadas a Terra e algumas linhas de indução do campo magnético terrestre (no exterior da Terra). Observe a distribuição e o sentido dessas linhas.
Considerando as informações dadas, todas as afirmativas estão corretas, exceto: a) A Terra se comporta como se fosse um grande ímã, com pólos próximos ao pólos geográficos terrestres. b) O campo magnético da Terra, no pólo sul magnético, é vertical e aponta para o interior do planeta. c) Os navios ou aviões podem se orientar usando uma agulha magnética direcionada pelo campo magnético terrestre. d) O pólo magnético que se localiza na região sul da Terra é o pólo sul magnético. e) O módulo do campo magnético terrestre diminui à medida que se afasta da superfície da Terra. Observação: As linhas do campo magnético também podem ser denominadas linhas de indução do campo magnético ou linhas de força do campo magnético. 493. 493. (UFES) Uma pequena agulha magnética orientada inicialmente na direção nortesul é colocada entre os pólos de um ímã, como mostra a figura. Se o campo magnético do ímã é da mesma ordem de grandeza do campo magnético terrestre, o esquema que melhor representa a orientação final da agulha é:
494. 494. O que é um pólo magnético? 495. 495. Descreva as características de um material paramagnético. 496. 496. (Cesgranrio-RJ) Um estudante explora com uma bússola o campo de um ímã pousado sobre uma prancheta horizontal. A imantação do ímã é suficientemente intensa e a área explorada, suficientemente restrita para que o campo magnético terrestre seja desprezível. Ao unir posições sucessivas da bússola, cuja agulha está representada, o estudante conseguiu desenhar uma das linhas mostradas. Qual delas?
497. 497. (UERJ) As linhas de indução de um campo magnético uniforme são representadas representadas abaixo.
Designando por N o pólo norte e por S o pólo sul de um ímã colocado no mesmo plano da figura, é possível concluir que o ímã permanecerá em repouso se estiver na seguinte posição:
498. 498. (Fuvest-SP) A figura I representa um ímã permanente em forma de barra, em que N e S indicam, respectivamente, pólos norte e sul. Suponha que a barra seja dividida em três pedaços, como mostra a figura II.
Colocando lado a lado os dois pedaços extremos, como indicado na figura III, é correto afirmar que eles: a) se atrairão, pois A é pólo norte e B é pólo sul. b) se atrairão, pois A é pólo sul e B é pólo norte. c) não serão atraídos nem repelidos. d) se repelirão, pois A é pólo norte e B é pólo sul. e) se repelirão, pois A é pólo sul e B é pólo norte. 499. 499. (FMTM) A figura representa um ímã em forma de barra, com os pólos magnéticos nas extremidades.
Suponha que se pretenda dividir esse ímã em dois e que haja duas sugestões para fazer essa divisão. A primeira, de efetuá-la na direção longitudinal, da linha l; a segunda, na direção normal, da linha n. Logo em seguida a essa divisão, em relação aos ímãs resultantes, pode-se afirmar que: a) ambos vão se repelir, em quaisquer das duas sugestões. b) ambos vão se atrair, em quaisquer das duas sugestões. c) vão se repelir na primeira sugestão e se atrair na segunda. d) vão se atrair na primeira sugestão e se repelir na segunda. e) perdem a imantação na primeira sugestão e se atraem na segunda. 500. 500. (Vunesp) Num laboratório de biofísica, um pesquisador realiza uma experiência com "bactérias magnéticas", bactérias que têm pequenos ímãs no seu interior. Com o auxílio desses ímãs, esses microrganismos se orientam para atingir o fundo dos lagos, onde há maior quantidade de alimento. Dessa forma, devido ao campo magnético terrestre e a localização desses lagos, há regiões em que um tipo de bactéria se alimenta melhor e, por isso, pode predominar sobre outro. Suponha que esse pesquisador obtenha três amostras das águas de lagos, de diferentes regiões da Terra, contendo essas bactérias. Na amostra A predominam as bactérias que se orientam para o pólo norte magnético, na amostra B predominam as bactérias que se orientam para o pólo sul magnético e na amostra C há quantidades iguais de ambos os grupos. a) Com base nessas informações, complete o quadro abaixo, assinalando a origem de cada amostra em relação à localização dos lagos de onde vieram.
b) Baseando-se na configuração do campo magnético terrestre, justifique as associações que você fez. 501. 501. (Fuvest-SP) A figura esquematiza um ímã permanente, em forma de cruz de pequena espessura, e oito pequenas bússolas, colocados sobre uma mesa. As letras N e S representam, respectivamente, respectivamente, pólos norte e sul do ímã e os círculos representam as bússolas nas quais você irá representar as agulhas magnéticas. O ímã é simétrico em relação às retas NN e SS. Despreze os efeitos do campo magnético terrestre.
a) Desenhe na própria figura algumas linhas de força que permitam caracterizar a forma do campo magnético criado pelo ímã, no plano da figura. b) Desenhe nos oito círculos da figura a orientação da agulha da bússola em sua posição de equilíbrio. A agulha deve ser representada por uma flecha (→) cuja ponta indica o seu pólo norte. 502. 502. (Vunesp-SP) A figura representa um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i, conforme a convenção indicada. O sentido do campo magnético no ponto P , localizado no plano da figura, é:
a) contrário ao da corrente. b) saindo perpendicularmente da página. c) entrando perpendicularmente na página. d) para sua esquerda, no plano do papel. e) para sua direita, no plano do papel. 503. 503. (PUC-MG) A figura desta questão mostra uma espira circular, percorrida por uma corrente elétrica, no sentido indicado. Um ímã é colocado próximo dessa espira, cujo eixo coincide com a reta que passa pelo centro da espira, que é horizontal.
Considere as afirmações abaixo: I - No centro da espira, o vetor campo magnético é horizontal para a direita. II - O ímã será atraído pela espira. III - Se a polaridade da bateria for invertida, o ímã será repelido pela espira. Assinale: a) se apenas a afirmativa I estiver correta. b) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas. c) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas. d) se todas as afirmativas estiverem corretas. e) se todas as afirmativas estiverem incorretas. Observação: Com a corrente elétrica, a espira adquire um pólo norte e um pólo sul. Para identificá-los, lembre-se de que a linha de campo tem um sentido que vai do pólo norte magnético para o sul no exterior da espira. 504. 504. (Osec-SP) Um solenóide possui 20 000 espiras por metro. A intensidade do vetor indução magnética originado na região central do solenóide devido à corrente de intensidade 0,5 A é de:
505. 505. (CEET-MG) Dois fios condutores retilíneos, percorridos por uma corrente I , de mesma intensidade e mesmo sentido são dispostos paralelamente entre si. Considerando as afirmações: I - A força magnética entre os fios tende a aproximá-los. II - A força de interação entre os fios não depende da corrente neles. III - Uma carga elétrica puntual, lançada ao longo do plano médio, perpendicular ao plano dos fios, não sofre desvio de sua trajetória, qualquer que seja sua posição no plano. Podemos afirmar que é(são) verdadeira(s) a(s) seguinte(s) afirmação(ões): a) I e II. b) I e III. c) apenas I. d) apenas II. e) apenas III. 506. 506. (USF) A figura representa uma espira retangular imersa num campo magnético dirigido perpendicularmente para dentro do plano da figura. Fechando a chave K , cada lado da figura estará sujeito a forças que têm direção e sentido mais bem representados em:
507. 507. (Vunesp-SP) A figura representa as trajetórias, no interior de um campo magnético uniforme, de um par de partículas pósitron-elétron, criado no ponto P durante um fenômeno no qual a carga elétrica é conservada. Considerando que o campo magnético é perpendicular ao plano da figura e aponta para o leitor, responda: a) Qual das partículas, I ou II, é o pósitron e qual é o elétron? b) Explique como se obtém a resposta.
Observação: Lembre-se Lembre-se de que as massas do pósitron e do elétron são iguais. 508. 508. (Uema) Quando uma carga está se movimentando com uma velocidade perpendicular a um campo magnético uniforme, a força magnética terá: a) direção e sentido da velocidade . b) direção e sentido oposto ao da velocidade . c) a direção e o sentido da força magnética dependem unicamente do sentido do campo magnético. d) a força magnética sempre é perpendicular ao vetor velocidade . e) nenhuma das respostas está correta. 509. 509. (PUC-SP) Em uma região onde existe um campo magnético uniforme, são lançadas, normalmente às linhas de campo, três partículas com velocidades iguais: um elétron, um próton e um nêutron, de acordo com a figura:
As trajetórias das partículas, nesse caso, serão mais bem representadas pela figura:
510. 510. (ITA-SP) Consideremos uma carga elétrica q entrando com velocidade num campo magnético . Para que a trajetória de q seja uma circunferência, é necessário e suficiente que: a) seja perpendicular a e que seja uniforme e constante. b) seja paralela a . c) seja perpendicular a . d) seja seja perpen perpendic dicula ularr a e que tenha tenha simetr simetria ia circul circular. ar. e) nada se pode pode afirmar, afirmar, pois não é dado dado o sinal de q. 511. 511. (Fuvest-SP) Raios cósmicos são partículas de grande velocidade, provenientes do espaço, que atingem a Terra de todas as direções. Sua origem é, atualmente, objeto de estudo. A Terra possui um campo magnético semelhante ao criado por um ímã em barra cilíndrica, cujo eixo coincide com o eixo magnético da Terra. Uma partícula cósmica P com carga elétrica positiva, quando ainda longe da Terra, aproxima-se percorrendo uma reta que coincide com o eixo magnético da Terra como mostra a figura.
Desprezando a atração gravitacional, podemos afirmar que a partícula, ao se aproximar da Terra: a) aumenta sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea.
b) diminui sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea. c) tem sua trajetória desviada para leste. d) tem sua trajetória desviada para oeste. e) não altera sua velocidade nem se desvia de sua trajetória retilínea. 512. 512. (UFRS) Analise cada uma das afirmações e classifique as verdadeiras (V) e as falsas (F). 1. Nas regiões próximas aos pólos de um ímã permanente, a concentração concentração de linhas de indução é maior do que em qualquer outra região em seu redor. 2. Qualquer pedaço de metal colocado nas proximidades de um ímã permanente torna-se magnetizado magnetizado e passa a ser atraído por ele. 3. Tomando-se um ímã permanente em forma de barra e partindo-o ao meio em seu comprimento, obtêm-se dois pólos magnéticos isolados, um pólo norte em uma das metades e um pólo sul na outra. Quais são, pela ordem, as indicações corretas? a) V - F - F b) V - F - V c) V - V - F d) F - F - V e) F - V - V 513. 513. (UFMG) Esta figura mostra uma pequena chapa metálica imantada que flutua sobre a água de um recipiente. Um fio elétrico está colocado sobre esse recipiente.
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 chapa metálica imantada, após um certo tempo, é:
514. 514. (UFRS) Analise cada uma das afirmações que complementam o texto abaixo, verificando se ela é verdadeira (V) ou falsa (F). Um fio condutor retilíneo está posicionado perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético . Quando esse fio é percorrido por uma corrente elétrica, uma força é exercida sobre ele.
1. A força tem direção paralela ao fio. 2. O módulo de depende da intensidade da corrente elétrica. 3. O módulo de aumenta com o aumento do módulo de . Quais são, pela ordem, as indicações corretas? a) F - F - V b) F - V - V c) V - F - V d) V - F - F e) V - V - F 515. 515. (UFMG) Esta figura mostra uma bateria que gera uma corrente elétrica i no circuito. Considere uniforme o campo magnético entre os pólos do ímã.
O vetor que representa, corretamente, a força magnética que esse campo exerce sobre o trecho horizontal PQ do fio situado entre os pólos do ímã é: a) → b) c) d) ↓ e) nula. 516. 516. A figura representa uma carga q percorrendo horizontalmente uma região compreendida entre as placas de um capacitor em que existe um campo elétrico uniforme. Para que essa trajetória ocorra, é necessário que, nessa região, exista um campo magnético. Qual é a direção e o sentido desse campo?
517. 517. (Vunesp) Considere os três fenômenos seguintes. I) Um raio de luz passou de um meio transparente para outro, mudando a direção de sua trajetória. II) Duas cargas elétricas pontuais em repouso interagem com uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. III) Um fio, no vácuo, percorrido por uma corrente elétrica constante, cria um campo magnético cujas linhas formam círculos que têm o fio como eixo. Considere agora as quatro leis da física seguintes. R: lei de Coulomb. S: lei de Lenz. T : lei de Snell. U : lei de Ampère. Assinale a alternativa que contém a associação correta entre os fenômenos descritos e as leis citadas.
a) I com R, II com S e III com T . b) I com T , II com R e III com S. c) I com T , II com R e III com U . d) I com S, II com U e III com T . e) I com T , II com U e III com R. 518. 518. (UFMG) Na figura, estão representados uma bobina (fio enrolado em torno de um tubo de plástico) ligada em série com um resistor de resistência R e uma bateria. Próximo à bobina, está um ímã, com os pólos norte (N ) e sul (S) na posição indicada. O ímã e a bobina estão fixos nas posições mostradas na figura.
Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) a bobina não exerce força sobre o ímã. b) a força exercida pela bobina sobre o ímã diminui quando se aumenta a resistência R. c) a força exercida pela bobina sobre o ímã é diferente da força exercida pelo ímã sobre a bobina. d) o ímã é repelido pela bobina. 519. 519. (UFAC) Duas espiras circulares, de mesmo centro C , possuem raios R1 = 40 cm e R2 = 12 cm. A espira de raio R2 é percorrida por uma corrente i 2 = 3,0 A, no sentido anti-horário. Qual deve ser a intensidade e o sentido da corrente i1, que deverá percorrer a espira de raio R1, para que o campo magnético resultante, criado pelas duas espiras no ponto C , seja nulo?
a) i 1 = 11 A, em sentido contrário a i 2 b) i 1 = 15 A, mesmo sentido de i 2 c) i 1 = 20 A, perpendicular a i 2 d) i 1 = 1,0 A, em sentido contrário a i 2 e) i 1 = 10 A, em sentido contrário a i 2 520. 520. (ITA) Uma espira circular de raio R é percorrida por uma corrente i . A uma distância 2 R de seu centro está um condutor retilíneo muito longo que é percorrido por uma corrente i1 (conforme a figura). As condições que permitem que se anule o campo de
indução magnética no centro da espira, são, respectivamente:
a) (i 1 /i ) =2 π e a corrente na espira no sentido horário. b) (i 1 /i ) =2π e a corrente na espira no sentido anti-horário. c) (i 1 /i ) =π e a corrente na espira no sentido horário. d) (i 1 /i ) =π e a corrente na espira no sentido anti-horário. e) (i 1 /i ) =2 e a corrente na espira no sentido horário. 521. (UFMG) Esta figura mostra dois fios M e N, paralelos, percorridos por correntes de mesma intensidade, ambas saindo da folha de papel. O ponto P está à mesma distância dos dois fios.
A opção que melhor representa a direção e o sentido, que as correntes criam em P, para o campo magnético é:
e) Esse campo é nulo. 522. (PUC-RS) A figura representa um fio metálico longo e retilíneo, conduzindo corrente elétrica i, perpendicularmente e para fora do plano da figura. Um próton move-se com velocidade v, no plano da figura, conforme indicado.
A força magnética que age sobre o próton é: a) paralela ao plano da figura e para a direita. b) paralela ao plano da figura e para a esquerda. c) perpendicular ao plano da figura e para dentro.
d) perpendicular ao plano da figura e para fora. e) nula. 523. (UFRS) Uma partícula com carga negativa se desloca no segundo quadrante paralelamente ao eixo x, para a direita, com velocidade constante, até atingir o eixo y (conforme a figura). A partir daí a sua trajetória se encurva.
Com base nisso, é possível que no primeiro quadrante haja: I) somente um campo elétrico paralelo ao eixo y no sentido do eixo y negativo. II) somente um campo magnético perpendicular ao plano xy, entrando no plano xy. III) um campo elétrico paralelo ao eixo x e um campo magnético perpendicular ao plano xy. Quais afirmativas estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 524. (UFMG) Para cargas elétricas em repouso e em movimento, é correto afirmar que elas produzem, respectivamente: a) somente campo elétrico; somente campo magnético. b) somente campo magnético; somente campo elétrico. c) campo elétrico e magnético; campo elétrico e magnético. d) somente campo elétrico; campo elétrico e magnético. e) campo elétrico e magnético; somente campo magnético. 525. (Vunesp) A figura representa as trajetórias de duas partículas 1 e 2, deixadas numa câmara de bolhas de um acelerador de partículas, imersa num campo magnético uniforme. Conclui-se que, para que as trajetórias ocorressem, deveria existir outra partícula, 3, que interagiu com as duas primeiras. Sabe-se que essas trajetórias estão num mesmo plano, coincidente com o plano da figura, perpendicular à direção do campo magnético.
a) Sabendo-se que a carga elétrica da partícula 1 é positiva, qual a carga das outras duas partículas? Justifique.
b) Qual o sentido do campo magnético? 526. (Vunesp) Uma partícula de pequena pe quena massa e eletricamente carregada, movimentando-se da esquerda para a direita com velocidade constante , entra numa região em que há um campo magnético uniforme. Devido à ação desse campo sobre a carga, a partícula descreve uma semicircunferência e retorna para a esquerda com velocidade par paral alel elaa a
,
, com com | | = | |, como como most mostra ra a figu figura ra..
a) Qual é a direção das linhas desse campo magnético? b) Ex Explique po por qu que | | = | |. 527. (UFUb-MG) Uma partícula carregada positivamente com carga de 1,0 C move-se com velocidade de 5,0 m/s na presença de um campo de indução magnética de intensidade 2,0 Wb/m2 e de um campo elétrico de intensidade igual a 2,0 N/C. Supondo que, num certo instante, a velocidade seja perpendicular aos campos magnético e elétrico, qual a intensidade da força resultante sobre a partícula, p artícula, neste instante, em cada situação esquematizada a seguir. a) Campos magnético e elétrico perpendiculares.
b) Campos magnético e elétrico na mesma direção e sentido.
528. (UFMG) Um feixe de elétrons passa, inicialmente, entre os pólos de um ímã e, a seguir, entre duas placas paralelas, carregadas com cargas de sinais contrários, dispostos conforme a figura. Na ausência do ímã e das placas, o feixe de elétrons atinge o ponto O do anteparo.
Em virtude das ações dos campo magnético e elétrico, pode-se concluir que o feixe: a) passará a atingir a região I do anteparo. b) passará a atingir a região II do anteparo. c) passará a atingir a região III do anteparo. d) passará a atingir a região IV do anteparo. e) continuará a atingir o ponto O do anteparo. 529. (ITA-SP) Uma partícula com carga q e massa M move-se ao longo de uma reta com velocidade v constante numa região onde estão presentes um campo elétrico de 500 V/m e um campo de indução magnética de 0,10 T. Sabe-se que ambos os campos e direção de movimento da partícula são mutuamente perpendiculares. A velocidade da partícula é: a) 500 m/s. b) constante para quaisquer valores dos campos elétrico e magnético. c) (M/q) 5,0 ´ 103 m/s. d) 5,0 ´ 103 m/s. e) Faltam dados para o cálculo. 530. (Unicamp-SP) Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico constante e uniforme de módulo E = 1,0 ´ 103 V/m. Sabendo-se que a razão carga/massa do elétron vale e/m = 1,76 ´ 1011 C/kg, calcule: a) a aceleração do elétron. b) a velocidade final do elétron. Ao abandonar o campo elétrico, o elétron penetra perpendicularmente a um campo magnético constante e uniforme de módulo B = 1,0 ´ 10-2 T. c) Qual o raio da órbita descrita pelo elétron?
Energia elétrica: produção e distribuição 531. 531. (ITA-SP) Na montagem da figura, A e B são enrolamentos de fios condutores, G é um galvanômetro e N , um núcleo de ferro. Assinale a alternativa correta: a) Há uma corrente transitória em G quando a chave Ch é fechada. b) Há corrente em G enquanto Ch estiver fechada. c) Somente haverá corrente em G quando Ch for aberta. d) Nunca haverá corrente em G. e) Nenhuma das afirmações é correta. 532. 532. (PUC-RJ) A indução eletromagnética é usada para gerar quase toda a energia elétrica que consumimos. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor submetido a um: a) campo elétrico. b) campo magnético invariável. c) campo eletromagnético invariável.
d) fluxo magnético variável. e) fluxo magnético invariável. 533. 533. (ITA-SP) A figura representa um ímã com seus pólos norte e sul, próximo a um circuito constituído por uma bobina e um medidor sensível de corrente. Impondo-se à bobina e ao ímã determinados movimentos, o medidor poderá indicar existência de corrente na bobina. Não há indicação de corrente quando: a) o ímã e a bobina se movimentam, aproximando-se. b) a bobina se aproxima do ímã, que permanece parado. c) o ímã se desloca para a direita e a bobina, para a esquerda. d) o ímã e a bobina se deslocam ambos para a direita, com a mesma velocidade. e) o ímã se aproxima da bobina, que permanece parada.
534. 534. (Fuvest-SP) 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: 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.
535. 535. (UPF) Abrindo e fechando a chave A, sabe-se que, em B, circula corrente:
a) no sentido da seta, ao fechar a chave. b) no sentido contrário da seta, ao abrir a chave. c) sempre no mesmo sentido de A. d) só quando a chave é mantida fechada. e) no sentido da seta, ao abrir a chave. 536. 536. (UFRS) A figura mostra três posições sucessivas de uma espira condutora que se desloca com velocidade constante numa região em que há um campo magnético
uniforme, perpendicular à página e para dentro dela. Selecione a alternativa que supre as omissões nas frases seguintes.
I) Na posição (1), a espira está penetrando na região onde existe o campo magnético e, conseqüentemente, o fluxo está _______________ II) Na posição (2), não há _____________ na espira. III) Na posição (3), a corrente elétrica induzida na espira, em relação à corrente elétrica induzida na posição (1), tem sentido _______________. a) aumentando, fluxo, igual. d) aumentando, corrente, contrário. b) diminuindo, corrente, contrário. e) diminuindo, fluxo, igual. c) diminuindo, fluxo, contrário. 537. 537. (UFMG) A figura mostra um trilho metálico, horizontal, sobre o qual uma barra, também metálica, pode se deslocar livremente, sem atrito. Na região onde está e stá o trilho, existe um campo magnético, "saindo" do papel. Lançando-se a barra para a direita, com velocidade , haverá nela uma corrente elétrica:
a) de X para Y e seu movimento será acelerado. b) de X para Y e seu movimento será retardado. c) de Y para X e seu movimento será acelerado. d) de Y para X e seu movimento será retardado. e) de Y para X e seu movimento será uniforme. 538. 538. (PUC-MG) Um ímã é deslocado na direção do eixo de uma bobina como indica a figura:
Leia atentamente as afirmativas abaixo: I) Se o movimento for de aproximação, o sentido da corrente em R será de A para B. II) Se o ímã estiver se afastando da bobina, a extremidade D da bobina se comportará como um pólo sul. III) Se o ímã se aproximar e parar a uma distância d da bobina, a corrente induzida será constante, enquanto o ímã estiver em repouso. Assinale: a) se apenas I for correta. b) se apenas II for correta. c) se apenas I e III forem corretas. d) se apenas I e II forem corretas. e) se todas as afirmativas forem corretas. 539. 539. (UFMG) Um anel metálico é preso na extremidade de um cordão e posto a oscilar. Durante seu movimento, ele passa por uma região onde existe um campo magnético uniforme como mostra a figura. Considere que o plano do anel permanece sempre perpendicular à direção do campo magnético e que a linha tracejada representa a trajetória do anel.
Pode-se afirmar que, durante a oscilação, aparecerá uma corrente elétrica induzida no anel quando ele estiver passando nas regiões: a) I, II, III, IV e V. b) II, III e IV. c) II e IV. d) III. 540. 540. (ITA-SP) Um ímã desloca-se com velocidade constante ao longo do eixo x da espira E, atravessando-a. atravessando-a.
A fem induzida entre A e B varia em função do tempo mais aproximadamente aproximadamente de acordo com a figura:
Observação: Considere Considere as leis de Faraday e de Lenz, observando os trechos em que a variação do fluxo é maior e os trechos nos quais ela é menor. 541. 541. (Vunesp) Assinale a alternativa que indica um dispositivo ou componente que só pode funcionar com corrente elétrica alternada ou, em outras palavras, que é inútil quando percorrido por corrente contínua. a) Lâmpada incandescente. b) Fusível. c) Eletroímã. d) Resistor. e) Transformador. Transformador. 542. 542. (PUC-MG) Esta questão contém cinco afirmativas a respeito dos conhecimentos fundamentais sobre eletromagnetismo. Marque a afirmativa incorreta: a) Quando dois condutores retilíneos, que transportam correntes elétricas de mesmo sentido, são colocados paralelamente próximos um do outro, apresentam uma força de atração mútua. b) O fluxo de campo magnético, que passa por uma superfície, é máximo quando a superfície está em uma direção paralela ao vetor campo magnético. c) Conforme a lei de Lenz, a corrente elétrica induzida aparece, sempre, com um sentido que tende a contrariar o fenômeno que a produziu.
d) Um solenóide, percorrido por uma corrente elétrica constante, produz no seu interior um campo magnético também constante. e) Segundo a lei de Faraday, para o magnetismo, a força eletromotriz induzida é inversamente proporcional ao tempo em que a variação de fluxo ocorreu. 543. 543. (UFRJ) Um ímã permanente cai por ação da gravidade através de uma espira condutora circular fixa, mantida na posição horizontal, como mostra a figura. O pólo norte do ímã está dirigido para baixo e a trajetória do ímã é vertical e passa pelo centro da espira. Use a lei de Faraday e mostre por meio de diagramas: a) o sentido da corrente induzida na espira no momento ilustrado na figura; b) a direção e o sentido da força resultante exercida sobre o ímã. Justifique suas respostas.
544. 544. (UFGO) Campos magnéticos podem estar presentes de forma natural em alguns materiais ou ser gerados por meio da circulação de correntes elétricas em condutores. Considerando-se a geração ou variação destes no tempo, assinale verdadeiro ou falso: 1) a intensidade do campo magnético, no interior de um solenóide, é proporcional ao produto do número de espiras por unidade de comprimento pela corrente que circula na espira. 2) um observador, carregando um ímã com o pólo norte voltado para uma espira circular e caminhando, ao longo de seu eixo, em direção a ela, observará, nesta, o surgimento de uma corrente induzida, no sentido horário. 3) a força eletromotriz induzida é inversamente proporcional ao intervalo de tempo em que há variação de fluxo magnético. 4) a intensidade do campo magnético, gerado por uma corrente i , percorrendo um fio retilíneo longo, é diretamente proporcional ao valor da corrente i . 545. 545. (UFUb-MG) Segundo as propriedades do eletromagnetismo, é falso afirmar: a) Um ímã, que se aproxima de uma espira, induz corrente elétrica nesta espira, como indicado na figura.
b) Um fio, pelo qual passa uma corrente elétrica i, está imerso em um campo magnético uniforme (conforme figura). Este fio sofre ação de uma força magnética para a direita.
c) Ao passar uma corrente elétrica em um fio retilíneo e longo, as linhas de indução do campo magnético gerado serão circunferências concêntricas, cujos centros são o próprio fio. O módulo e o sentido do campo magnético são os indicados abaixo.
d) Traçando um paralelo entre as linhas de força elétrica e as linhas de indução magnética, temos: Elétrica Representação geométrica do campo elétrico; nascem em cargas positivas e terminam em cargas negativas; na região em que estão mais próximas, o campo elétrico é mais intenso.
Magnética Representação geométrica do campo magnético; vão do pólo norte de um ímã ao pólo sul; na região em que estão mais próximas, o campo magnético é mais intenso. e) Um elétron, ao se movimentar em um campo magnético, sofre ação de uma força magnética como mostrado na figura:
546. 546. (UFRS) O diagrama, abaixo, representa uma peça condutora abcd em forma de U , contida no plano xy . Sobre ela, no segundo quadrante, é colocada uma haste condutora móvel, em contato elétrico com a peça. Em todo o segundo quadrante atua um campo magnético uniforme, saindo do plano xy e formando, com este, um ângulo de 45º.. Enquanto a haste está em repouso, não há no primeiro quadrante campo elétrico ou magnético. O ponto P é um ponto do plano xy .
Quando a haste for movimentada para a direita no plano xy , aproximando-se do eixo y com velocidade constante, pode-se afirmar que, em P : a) aparecerá um campo magnético, saindo perpendicularmente do plano xy . b) aparecerá um campo magnético, penetrando perpendicularmente no plano xy . c) aparecerá um campo magnético, saindo do plano xy e formando 45º com este. d) aparecerá um campo magnético, penetrando no plano xy e formando 45º com este. e) não aparecerá campo magnético, mas sim um campo elétrico penetrando no plano xy e formando 45º com este. 547. 547. (Vunesp) A figura representa uma das experiências de Faraday que ilustram a indução eletromagnética, em que E é uma bateria de tensão constante, K é uma chave, B1 e B2 são duas bobinas enroladas num núcleo de ferro doce e G é um galvanômetro ligado aos terminais de B2 que, com o ponteiro na posição central, indica corrente elétrica de intensidade nula.
Quando a chave K é ligada, o ponteiro do galvanômetro se desloca para a direita e: a) assim se mantém até a chave ser desligada, quando o ponteiro se desloca para a esquerda por alguns instantes e volta à posição central. b) logo em seguida volta à posição central e assim se mantém até a chave ser desligada, quando o ponteiro se desloca para a esquerda por alguns instantes e volta à posição central. c) logo em seguida volta à posição central e assim se mantém até a chave ser desligada, quando o ponteiro volta a se deslocar para a direita por alguns instantes e volta à posição central. d) para a esquerda com uma oscilação de freqüência e amplitude constantes e assim se mantém até a chave ser desligada, quando o ponteiro volta à posição central. e) para a esquerda com uma oscilação cuja freqüência e amplitude se reduzem continuamente até a chave ser desligada, quando o ponteiro volta à posição central. 548. 548. (PUC-RS) O fenômeno da indução eletromagnética é usado para gerar quase toda a energia elétrica que empregamos. Supondo-se um condutor em forma de espira retangular contido num plano, uma corrente elétrica é induzida através dele quando ele é submetido a um campo: a) magnético variável e paralelo ao plano do condutor. b) magnético constante e perpendicular ao plano do condutor. c) magnético variável e não-paralelo ao plano do condutor. d) elétrico constante e paralelo ao plano do condutor. e) elétrico constante e perpendicular ao plano do condutor.
549. 549. (UFRS) Analise as seguintes afirmações. I) Se um condutor retilíneo fosse colocado perpendicularmente ao plano desta página e houvesse um campo elétrico que saísse do plano da página atuando no interior do condutor, então, no plano da página, em torno do condutor, haveria linhas de indução magnética com sentido anti-horário. II) Quando um ímã se aproxima de uma bobina com velocidade constante, induz na bobina uma corrente elétrica alternada. III) Se em uma bobina é induzida uma corrente elétrica, com auxílio de um ímã que se afasta da bobina, então o ímã é atraído pela bobina. Quais afirmativas estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 550. 550. (ITA) Uma barra metálica de comprimento L = 50,0 cm faz contato com um circuito, fechando-o. A área do circuito é perpendicular ao campo de indução magnética uniforme B. A resistência do circuito é R = 3,00 , sendo de 3,75 × 10-3 N a intensidade da força constante aplicada à barra, para mantê-la em movimento uniforme com velocidade v = 2,00 m/s. Nessas condições, o módulo de B é:
a) 0,300 T. b) 0,225 T. c) 0,200 T. d) 0,150 T. e) 0,100 T. 551. 551. (PUC-RS) No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas: a) têm a mesma freqüência. b) têm a mesma intensidade. c) se propagam com a mesma velocidade. d) se propagam com velocidades menores que a da luz. e) nenhuma das anteriores. 552. 552. (UFRS) Entre as radiações eletromagnéticas mencionadas mencionadas nas alternativas, qual apresenta um comprimento de onda cujo valor mais se aproxima da espessura de um livro de 300 páginas? a) Raios gama b) Raios X c) Luz visível d) Microondas e) Ondas de rádio.
