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WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 1 WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 2 I N T R O D U Ç Ã O À F Í S I C A 1. (FCC) Se colocados um em seguida ao outro, os cigarros de 100 mm consumíveis durante 10 anos por um fumante que, sistematicamente, fumasse 20 cigarros por dia, seria possível cobrir uma distância, em metros, de: a) 5,7 • 103 b) 7,3 • 103 c) 8,2 • 103 d) 9,6 • 103 e) 15 • 103 2. (FUVEST) No estádio do Morumbi 120000 torcedores assistem a um jogo. Através de cada uma das 6 saídas disponíveis podem passar 1000 pessoas por minuto. Qual o tempo mínimo necessário para se esvaziar o estádio? a) uma hora b) meia hora c) 𝟏 𝟒 de hora d) 1 3 de hora e) 3 4 de hora 3. (FUVEST) Um conhecido autor de contos fantásticos associou o tempo restante de vida de certa personagem à duração de escoamento da areia de uma enorme ampulheta. A areia se escoa, uniforme, lenta e inexoravelmente, à razão de 200 gramas por dia. Sabendo-se que a ampulheta comporta 30 kg de areia e que 2/3 do seu conteúdo inicial já se escoaram, quantos dias de vida ainda restam a tão desinfeliz personagem? a) 100 b) 50 c) 600 d) 2000 e) 1000 GABARITO 1B2D3B DESCRIÇÃO DO MOVIMENTO: CINEMÁTICA ESCALAR INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS MOVIMENTOS 1. (ULBRA) Um veículo percorre, inicialmente, 40 km de uma estrada em 0,5 h. A seguir mais 60 km, em l h 30 min. A velocidade média do veículo, durante todo o percurso, em km/h, é: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 2. Um automóvel percorre a distância entre São Paulo e São José dos Campos (90 km) com velocidade média de 60 km/h, a distância entre São José dos Campos e Cruzeiro (100 km) com a velocidade média de 100 km/h e entre Cruzeiro e Rio de Janeiro (210 km) com velocidade média de 60 km/h. A velocidade média do automóvel entre São Paulo e Rio de Janeiro é aproximadamente igual a: a) 55 km/h b) 60,1 km/h c) 66,7 km/h d) 75 km/h 3. (PUC) Um automóvel viaja a 20 km/h durante o primeiro minuto e a 30 km/h nos dois minutos seguintes. Sua velocidade escalar média durante os três minutos, em km/h, é: a) 20 b) 30 c) d) 25 e) 27 4. (UNIMEP) Um ciclista deve percorrer 35 km em l h. O ciclista observa que gastou 40 min para percorrer 20 km. Qual deverá ser a sua velocidade média para percorrer a distância restante dentro do tempo previsto? a) 45 km/h b) 70 km/h c) 60 km/h d) 30 km/h e) 25 km/h 5. (UFPA) Certa pessoa viajava em um automóvel cujo velocímetro não funcionava. Desejando saber qual a velocidade escalar média do automóvel e sabendo que os postes da rede elétrica dispostos à margem da estrada distam 60 m um do outro, a pessoa começou a marcar o tempo no instante em que passou em frente de um certo poste (chamemos de 1º poste), e constatou que transcorreram 45,6 s até o instante em que passou diante do 20? poste. Assim constatou que no intervalo de tempo durante o qual ele se deslocou do 1º ao 20º poste a velocidade escalar média do automóvel era, em km/h, de: a) 25 b) 69 c) 90 d) 95 e) 98 6. (UNISINOS) Na prova dos 100 m pelo Mundial de Atletismo, disputada em Tóquio (Japão), no dia 25.08.91, o americano Carl Lewis estabeleceu o novo recorde mundial com 9,86 s. Nessa prova, o brasileiro Robson Caetano completou os 100 m em 10,12 s, conforme Zero Hora de 26.08.91. A distância entre os dois atletas citados, quando o vencedor cruzou a linha de chegada, foi, em centímetros, aproximadamente de: a) 2,57 b) 2,64 c) 25,7 d) 257 e) 264 7. Um móvel percorre uma estrada retilínea AB, onde M é o ponto médio, sempre no mesmo sentido. A velocidade média no 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 8. (OSEC) Um trem de carga de 240 m de comprimento, que tem a velocidade constante de 72 km/h, gasta 0,5 min para atravessar completamente um túnel. O comprimento do túnel é de: a) 200 m b) 250 m c) 300 m d) 360 m e) 485 m 9. (UFMG) Uma escola de samba, ao se movimentar numa rua reta e muito extensa, mantém um comprimento constante de 2 km. Se ela gasta 90 min para passar completamente por uma arquibancada de 1 km de comprimento, sua velocidade média deve ser: a) 2 3 km/h b) 1 km/h c) 4 3 km/h d) 2 km/h e) 3 km/h GABARITO 1D 2C 3E 4A 5C 6D 7C 8D 9D ESTUDO DO MOVIMENTO UNIFORME 1. (OSEC) A distância entre dois automóveis é de 225 km. Se eles andam um ao encontro do outro com velocidades de valores absolutos 60 km/h e 90 km/h respectivamente, se encontrarão ao fim de: a) 1 h b) 1 h 15 min c) 1 h 30 min d) 1 h 50 min e) 2 h 30 min 2. (PUC) Dois carros se deslocam numa pista retilínea, ambos no mesmo sentido e com velocidades constantes. O carro que está na frente desenvolve 20 m/s e o que está atrás desenvolve 35 m/s. Num certo instante, a distância entre eles é de 225 m. A partir desse instante, que distância o carro que está atrás deve percorrer para alcançar o que está na frente? a) 100 m b) 205 m c) 225 m d) 300 m e) 525 m WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 3 3. (UEL) Duas cidades A e B distam entre si 400 km. Da cidade A parte um móvel P dirigindo-se à cidade B e, no mesmo instante, parte de B outro móvel Q dirigindo-se a A. Os móveis P e Q executam movimentos uniformes e suas velocidades escalares são, em módulo, 30 km/h e 50 km/h, respectivamente. A distância da cidade A ao ponto de encontro dos móveis P e Q, em km, vale: a) 120 b) 150 c) 200 d) 240 e) 250 4. (FMC) Qual das afirmativas que se seguem é a mais aproximada do real em nossos dias? a) Um automóvel movimenta-se com velocidade de 340 m/s. b) Um avião supersônico desloca-se com 350 m/s. c) A luz propaga-se com 300000 m/s. d) Uma pessoa correndo pode atingir 18 m/s. e) Uma formiga movimenta-se com a velocidade de l m/s. 5. (FMABCSP) A cena de marcação de um gol foi filmada durante 30 s com uma máquina que tira 48 fotografias por segundo. Essa cena foi mostrada com uma máquina que projeta 24 imagens por segundo. O tempo de projeção da cena foi de: a) 15 s b) 24 s c) 30 s d) 48 s e) 60 s 6. (CESGRANRIO) Uma cena, filmada originalmente a uma velocidade de 40 quadros por segundo, é projetada em câmara lenta a uma velocidade reduzida de 24 quadros por segundo. A projeção dura 1,0 min. A duração real da cena filmada é de: a) 16 s b) 36 s c) 100 s d) 24 s e) 40 s 7. (PUC) Numa linha férrea, dois trens trafegam no mesmo sentido, com velocidades escalares constantes, durante um intervalo de tempo de 30 min. No início do intervalo de tempo a distância que os separa é 8,0 km e, 10 min mais tarde, essa distância aumenta para 13,0 km. Sendo a velocidade do trem mais veloz igual a 60 km/h, a velocidade do trem mais lento, em km/h, é igual a: a) 55 b) 30 c) 23 d) 6,0 e) 5,0 8. (UNIP) Um trem, de comprimento L = 200 m, em trajetória retilínea, tem velocidade escalar constante VT = 20,0 m/s. Um automóvel, de comprimento L' = 2,00 m, está em uma trajetória paralela à do trem, com velocidade escalar constante VA, caminhando no mesmo sentido de movimento do trem e vai ultrapassá-lo. O intervalo de tempo decorrido desde o início até o fim da ultrapassagem completa do trem é de 10,1 s. O valor de VA é: a)40,0 km/h b) 144 m/s c) 72,0 km/h d) 72,0 m/s e) 144 km/h GABARITO 1C 2E 3B 4B 5E 6B 7B 8E MOVIMENTO COM VELOCIDADE ESCALAR VARIÁVEL MOVIMENTO UNIFORME VARIADO 1- (UEL) Um móvel efetua um movimento retilíneo uniformemente variado obedecendo à função horária s = 10 + 10t - 5,0t2, onde o espaço s é medido em metros e o instante t em segundos. A velocidade do móvel no instante t = 4,0 s, em m/s, vale: a) 50 b) 20 c) O d) -20 e) -30 2- (UNITAU) A equação horária do movimento de um ponto material P é: s = 400 - 20t - 4t2, onde o espaço s é dado em metros e o tempo t em segundos. A velocidade média de P no intervalo de 0 a 5 s é, em metros por segundo: a) -40 b) -25 c) 120 d) 60 e) -30 3- (FATEC) Uma partícula tem seu espaço s variando com o tempo t segundo a função: s"= 28 – 15t + 0,5t2 com 5 em metros e t em segundos. Pode-se afirmar que: a) a aceleração é 1,0 m/s2, e o movimento é acelerado no intervalo de t = O a t = 3,0 s. b) a aceleração é 0,5 m/s2, e o movimento é acelerado no intervalo de t = O a t = 3,0S. c) a aceleração é 0,5 m/s2, e o movimento é retardado no intervalo de t = O a t = 3,0 s. d) a partícula inverte o sentido de movimento no instante t = 15 s. e) o movimento se torna uniforme a partir do instante t = 15 s. 4- (FMABCSP) A função horária do movimento de uma partícula é expressa por s = t2 - 1Ot + 24 (s em metros e t em segundos). O espaço do móvel ao mudar de sentido é: a) 24 m b) -25 m c) 25 m d) 1 m e) -1 m 5- (FATEC) A velocidade de um móvel é dada pela função v = 3,0 - 0,60t (v em metros por segundo e t em segundos). No instante t - 0 o móvel encontra-se na origem dos espaços. O espaço da posição de retorno, em metros, é: a) 5,0 b) 13,5 c) 10 d) 7,5 e) 15 6- (MACKENZIE) Uma partícula inicialmente em repouso passa a ser acelerada constantemente à razão de 3,0 m/s2 no sentido da trajetória. Após ter percorrido 24 m, sua velocidade é: a) 3,0 m/s b) 8,0 m/s c) 12,0 m/s d) 72,0 m/s e) 144 m/s 7- (UFRN) Um trem corre a uma velocidade de 20 m/s quando o maquinista vê um obstáculo 50 m à sua! frente. A desaceleração mínima que deve ser dada ao trem para que não haja choque será de: a) 4 m/s: b) 2 m/s2 c) 1 m/s2 d) 0,5 m/s2 e) zero 8- (OSEC) Um móvel percorre uma trajetória retilínea, em relação a um dado sistema de referência, com uniformemente variado. Ao passar pelo ponto A, sua velocidade é de 2 m/s e, no ponto B, sua velocidade é de 6 m/s. Sabendo-se que a distância BC é o dobro de AB, a velocidade do móvel no ponto C. em m/s. é: A B C a) 10 b) 12 c) 15 d) 16 e) não pode ser calculada 9- (PUC) A velocidade de um carro é, no instante em que o motorista nota que o sinal fechou, 72 km/h. O tempo de reação do motorista é de 0,7 s (tempo de reação, tempo decorrido entre o instante em que o motorista vê o sinal fechar até aquele em que aplica os freios) e os freios aplicam ao carro um retardamento uniforme de 5 m/s2. A distância percorrida pelo carro, do instante em que o motorista nota que o sinal fechou até parar, é: a) 54 m b) 20 m c) 14 m d) 10 m e) 44 m 10- (UFRS) Um automóvel que anda com velocidade escalar de 72 km/h é freado de tal forma que, 6,0 s após o início da freada, sua velocidade escalar é de 8,0 m/s. O tempo gasto pelo móvel até parar e a distância percorrida até então valem, respectivamente: a) 10 s e 100 m b) 10 s e 200 m c) 20 s e 100 m d) 20 s e 200 m e) 5 se 150 m 11- (ITA) De uma estação parte um trem A com velocidade constante VA = 80 km/h. Depois de certo tempo, parte dessa mesma estação um outro trem B, com velocidade constante VB = 100 km/h. Depois de um tempo de percurso, o maquinista de B verifica que o seu trem se encontra a 3 km de A; a partir desse instante ele aciona os freios indefinidamente, comunicando ao trem uma aceleração 𝛼 = - 50 km/h2. O trem A continua no seu movimento anterior. Nessas condições: a) não houve encontro dos trens. b) depois de duas horas o trem B pára e a distância que o separa de A é de 64 km. c) houve encontro dos trens depois de 12 min. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 4 d) houve encontro dos trens depois de 36 min. f- e) não houve encontro dos trens; continuam caminhando e a distância que os separa agora é de 2 km. 12- (PUC) No instante em que a luz verde do semáforo acende, um carro ali parado parte com aceleração constante de 2,0 m/s!. Um caminhão, que circula na mesma direção e no mesmo sentido, com velocidade constante de 10 m/s, passa por ele no exato momento da partida. Podemos, considerando os dados numéricos fornecidos, afirmar que: a) o carro ultrapassa o caminhão a 200 m do semáforo. b) o carro não alcança o caminhão. c) os dois veículos seguem juntos. d) o carro ultrapassa o caminhão a 40 m do semáforo. e) o carro ultrapassa o caminhão a 100 m do semáforo. 13- (MACKENZIE) Um trem de 120 m de comprimento se desloca com velocidade escalar de 20 m/s. Esse ' trem, ao iniciar a travessia de uma ponte, freia uniformemente, saindo completamente da mesma 10 s após com velocidade escalar de 10 m/s. O comprimento da ponte é: a) 150 m b) 120 m c) 90 m d) 60 m e) 30 m Nota: Nos testes seguintes despreze a resistência do ar. GABARITO 1E 2A 3D 4E 5D 6C 7A 8A 9A 10A 11C 12E 13E MOVIMENTO VERTICAL NO VÁCUO 1 - (MACKENZIE) Uma partícula em queda livre, a partir do repouso, tem velocidade 30 m/s após um tempo t e no instante 2t atinge o solo. Adote g = 10 m/s2. A altura da qual a partícula foi abandonada com relação ao solo é: a) 360 m b) 180m c) 30 m d) 10 m e) 3 m 2 - (UFRJ) Um corpo em queda livre percorre uma certa distância vertical em 2 s; logo, a distância percorrida em 6 s será: a) dupla. d) nove vezes maior. b) tripla. e) doze vezes maior. c) seis vezes maior. 3 - Um corpo em queda vertical no vácuo, a partir do repouso, possui uma velocidade v após percorrer uma altura h. Para a velocidade ser 3 v, a distância percorrida será de: a) 2 h b) 3 h c) 4 h d) 6 h e) 9 h 4 - (PUC) Um móvel é abandonado em queda livre, a partir do repouso, percorrendo uma distância d durante o primeiro segundo de movimento. Durante o terceiro segundo de movimento, esse móvel percorre uma distância: a) √3 d b) 3 d c) 5 d d) 7 d e) 9 d 5 – (UFPE) Atira-se em um poço uma pedra verticalmente para baixo com uma velocidade inicial v0 = 10 m/s. Sendo a aceleração local da gravidade igual a 10 m/s2 e sabendo-se que a pedra gasta 2 s para chegar ao fundo do poço, podemos concluir que a profundidade deste é, em metros: a) 30 b) 40 c) 50 d) 20 e) NDA 6 - (PUC) De um helicóptero que desce verticalmente é abandonada uma pedra quando o mesmo se encontra a 100 m do solo. Sabendo-se que a pedra leva 4 s para atingir o solo e supondo g = 10 m/s2, a velocidade de descida do helicóptero no momento em que a pedra é abandonada tem valor: a) 25 m/s b) 20 m/s c) 15 m/s d) 10 m/s e) 5 m/s 7 - (UFPA) Em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s2, deixa-se cair livremente uma pedra de uma altura de 125 m em direção ao solo. Dois segundos depois, uma segunda pedra é atirada verticalmente da mesma' altura. Sabendo-se que essas duas pedras atingiram o solo ao mesmo tempo, a velocidade com que a segunda pedra foi atirada vale: a) 12,3 m/s b) 26,6 m/s c)32 m/s d) 41,2 m/s e) 57,5 m/s 8 – (UFMT) Dois projéteis iguais são atirados da mesma posição (40 m acima do solo), verticalmente, em sentidos opostos e com a mesma velocidade. Em 2 s o primeiro projétil atinge o solo. Depois de quanto tempo da chegada daprimeiro o segundo atingirá o solo? (Despreze qualquer atrito e considere g = 10 m/s2.) a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s e) 5 s GABARITO 1B 2D 3E 4C 5B 6E 7B 8B GRÁFICOS. GRÁFICOS DO MU E DO MUV 1 - (UCBA) Um móvel está em movimento sobre um eixo orientado. No instante t =0 o móvel está na origem. A velocidade escalar v do móvel está representada no gráfico ao lado em função do tempo t. No instante t = 5,0 s o móvel estará num ponto cuja distância à origem, em metros, é igual a: a) 30 b) 45 c) 50 d) 60 e) 100 2 - (ITA) Três carros percorrem uma estrada plana e reta, com as velocidades em função do tempo representadas pelo gráfico ao lado. No instante t = O os três carros passam por um semáforo. A 140 m desse semáforo há outro sinal luminoso permanentemente vermelho. Quais os carros que ultrapassarão o segundo farol? a) nenhum dos três d) 1 e 2 b) 2 e 3 e) 1,2 e 3 c) 1 e 3 3 - (MACKENZIE) Um móvel, numa trajetória retilínea, parte do repouso e percorre 36 m em 6 s com velocidade que varia conforme o gráfico dado. A máxima velocidade atingida pelo móvel foi de: a) 15 m/s d) 6 m/s b) 12 m/s e) 3 m/s c) 9 m/s 4- (FATEC) O gráfico mostra a velocidade (v), em função do tempo (t), de dois automóveis, A e B. Pelo gráfico podemos afirmar que: a) para t = 10 s, as velocidades de A e B são iguais. b) o espaço percorrido por B é maior do que de A, de O a 10 s. c) ambos partiram do repouso. d) a aceleração de B é maior do que a de A. e) o espaço percorrido por B é 100 m, de O a 10 s. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 5 5- (UNITAU) O gráfico mostra a variação da velocidade com o tempo. A variação de espaço e a aceleração escalar média entre O s e 10 s foram respectivamente: a) 110 m e -3 m/s2 b) 100 m e 2 m/s2 c) 140 m e -1,5 m/s2 d) 140 m e 2 m/s2 e) 110 m e -1,2 m/s2 6- (FESP) Dois carros, A e B, deslocam-se em uma mesma estrada reta, de acordo com o gráfico. Em t = 0 ambos se encontram no quilômetro zero. Considere as afirmações: I - B desloca-se com movimento uniformemente acelerado. II- De t = O a t = 2h, A percorreu 120 km e B percorreu 240 km. III - A alcança B no instante t = 2 h. IV - A velocidade de A cresce de 60 km/h em cada hora. São corretas as afirmações: a) III d) III e IV b) I e III e) II, III e IV c) II e IV 7 - (UFFRJ) O gráfico mostra como variam as velocidades de dois carrinhos que se movem sobre trilhos paralelos. No instante de tempo t = O s, os dois carrinhos estavam emparelhados. A alternativa que indica o instante em que os carrinhos voltam a ficar lado a lado é: a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s e) 5 s 8 (PUC) Dois móveis A e B, separados no instante t0 = 0 por uma distância de 600 m, trafegam em sentidos contrários ao longo da reta que os une. Suas velocidades variam conforme mostra o gráfico. No instante t = 50 s, pode-se afirmar que: a) a distância entre A e B é de 875 m. b) os móveis A e B possuem a mesma aceleração. c) os móveis vão inverter o sentido do seu movimento. d) os móveis se cruzam na trajetória. e) a distância entre A e B é de 175 m. 9- (MACKENZIE) A velocidade escalar de uma partícula em movimento retilíneo varia com o tempo segundo o diagrama ao lado. O diagrama que melhor representa o espaço percorrido partícula em função do tempo é: 10-(MACKENZIE) A aceleração de um móvel, que parte do repouso, varia com o tempo de acordo com o gráfico ao lado. O instante, contado a partir do início do movimento, no qual o móvel para é: a) 5 s b) 6 s c) 8 s d) 13 s e) 18 s 11 - (FEI) O gráfico representa o espaço percorrido, em função do tempo, por um móvel em MRUV. Pode-se afirmar que a posição do móvel para t = 0,5 s e a equação horária da velo- cidade desse móvel são, respectivamente: a) 18,750 m; v = 10 – 10t b) 19,875 m; v = 15 – 5t c) 17,500 m; v = 15 – 10t d) 17,500 m; v = 19,875 m; v = 15 – 5t e) 18,000 m; v = 10 – 5t 12 - (MACKENZIE) As posições assumidas por uma partícula em MRUV são fornecidas pelo diagrama ao lado. A velocidade dessa partícula no instante t = 0 s é 18 m/s. O diagrama que representa sua aceleração é: (PUC) Esta explicação refere-se aos testes de números 13 a 15 Um trem (T,) passa por uma estação A com velocidade de 40 km/h e mantém essa velocidade numa distância de 7 km, sendo então freado uniformemente até parar em B, distante 8 km de A. Outro trem (T2) parte de A no instante em que T, passa por A. Durante metade do percurso, T2 ;em movimento uniforme- mente acelerado e, durante a outra metade, movimento uniformemente retardado, até parar em B, juntamente com T1 . 13 - O gráfico que representa o movimento dos dois trens pode ser: 14 - O tempo empregado pelos trens para irem de A a B vale: a) 1/3 h b) 9/40 h c) 2/3 h d) 1/5 h e) NDA 15 - A velocidade máxima que o trem T2 deve desenvolver vale: a) 63 km/h b) aproximadamente 71 km/h c) 65 km/h d) aproximadamente 80 km/h e) nenhuma das anteriores GABARITO 1A 2B 3B 4C 5A 6C 7D 8C 9D 10E 11A 12C 13C 14B 15B WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 6 VETORES E GRANDEZAS VETORIAIS: CINEMÁTICA VETORIAL VETORES 1 - (PUC) Para o diagrama vetorial ao lado, a única igualdade correta é: a) a + b = c b) b - a = c c) a - b = c d) b + c = -a e) c - b = a 2 - (PUC) A soma de dois vetores ortogonais, isto é, perpendiculares entre si,- um de módulo 12 e outro de módulo 16, terá módulo igual a: a) 4 b) um valor compreendido entre 12 e 16 c) 20 d) 28 e) um valor maior que 28 3 - (FSM) Assinale a alternativa errada. Dado o número real k e o vetor v, então: a) o vetor u = k v tem o mesmo sentido de v se k > 0. b) o vetor w = k v tem sentido contrário de v se k < 0. c) a direção de g = k v é sempre igual à direção de v qualquer que seja k ≠ 0. d) se a direção de g = k v é diferente da direção de v, k < 0. 4 (FATEC) No gráfico ao lado estão representados os vetores a, b e c. Os vetores i e j são unitários. Analise as expressões: I) a = 2i + 3j II) b = 2j III) b + c = +1i Podemos afirmar que: a) são corretas apenas a l e a II. b) são corretas apenas a II e a III. c) são corretas apenas a I e a III. d) são todas corretas. e) há apenas uma correta. GABARITO 1B 2C 3D 4D VELOCIDADE E ACELERAÇÃO VETORIAIS 1 - (FEI) Um barco com o motor a toda potência sobe um rio a 20 km/h e desce a 48 km/h. Em relação a um referencial ligado às margens a velocidade das águas do rio é: a) 14 km/h b) 28 km/h c) 34 km/h d) 68 km/h e) 18 km/h 2 - (UFSE) Um barco, cuja velocidade em relação à água é de 4,0 m/s, orienta-se sempre perpendicularmente às margens de um rio que tem velocidade de correnteza de 3,0 m/s. A velocidade resultante, para um observador na margem do rio, tem módulo, em metros por segundo: a) 1,0 b) 3,0 c) 4,0 d) 5,0 e) 7,0 3 - (PUC) A correnteza de um no tem velocidade constante de 3,0 m/s em relação às margens. Um barco, que se movimenta com velocidade constante de 5,0 m/s em relação à água, atravessa o rio indo em linha reta de um ponto A a outro ponto B, situado imediatamente à frente, na margem oposta. Sabendo-se que a direção AB é perpendicular à velocidade da correnteza, pode-se afirmar que a velocidade do barco em relação às margens foi de: a) 2,0 m/s b) 4,0 m/s c) 5,0 m/sd) 5,8 m/s e) 8,0 m/s 4 - (IFI-MG) Um barco atravessa um rio seguindo a menor distância entre as margens, que são paralelas. Sabendo que a largura do rio é de 2,0 km, a travessia é feita em 15 min e a velocidade da correnteza é 6,0 km/h, podemos afirmar que a velocidade do barco em relação à água é: a) 2,0 km/h b) 6,0 km/h c) 8,0 km/h d) 10 km/h e) 14 km/h 5 - (FATEC) Um avião teco-teco mantém a velocidade de 120 km/h em relação ao ar, o nariz estando voltado para leste. Sopra vento sul com velocidade de 90 km/h. Podemos afirmar que: a) a velocidade do avião em relação à Terra é de 210 km/h. b) a velocidade do avião em relação à Terra é de 30 km/h. c) a velocidade do avião em relação à Terra é de 150 km/h. d) o avião dirige-se exatamente para nordeste (NE). e) nenhuma das anteriores. 6 - (FESP) Um motorista viaja em um carro, por uma estrada em linha reta, sob uma chuva que cai verticalmente a uma velocidade constante de 10 m/s (em relação ao solo). Se o carro se move da esquerda para a direita com velocidade constante igual a 72 km/h, para o motorista as gotas de chuva parecem estar caindo na direção I, II, III, IV ou V, conforme o esquema? a) I b) II c) III d) IV e) V 7 - (FATEC) Sob a chuva que cai verticalmente, uma pessoa caminha horizontalmente com velocidade 1,0 m/s, inclinando o guarda-chuva a 30° (em relação à vertical) para resguardar-se o melhor possível. A velocidade da chuva em relação ao solo (tg 60° = 1,7): a) é 1,7 m/s d) depende do vento b) é 2,0 m/s e) depende da altura da nuvem de origem c) é 0,87 m/s 8 - (VUNESP) Um homem, em pé sobre uma plataforma que se move horizontalmente para a direita com velocidade constante v = 4,0 m/s, observa que, ao inclinar de 45° um tubo cilíndrico oco, permite que uma gota de chuva, que cai verticalmente com velocidade c constante em relação ao solo, atravesse o tubo sem tocar em suas paredes. A velocidade c da gota de chuva, em m/s, é igual a: a) 4,0 b) 4√2 c) 8,0 d) 10 e) 4√3 9- (FMSC) Uma pedra se engasta no pneu de um automóvel que está com velocidade uniforme de 90 km/h. Supondo que o pneu não patina e nem escorrega, e que o sentido de movimento do automóvel é o positivo, os valores algébricos mínimo e máximo da velocidade da pedra em relação ao solo e em km/h são: a) -180 e 180 b) -90 e 90 c) -90 e 180 d) 0 e 90 e) 0 e 180 10- (PUC) Um ponto material movimenta-se no plano xy, regido pelas equações paramétricas x = 2t e y = 4t, com x, y em metros e t em segundos. A equação da trajetória descrita pelo ponto material é: a) y = 2x b) y = x c) y = -2x d) y = -x2 e) y2 = 2x GABARITO 1A 2D 3B 4D 5C 6E 7A 8A 9E 10A WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 7 MOVIMENTOS CIRCULARES 1 - (UFSE) A polia A, de raio 8 cm, é ligada por uma correia à polia B, de raio 20 cm. Não havendo deslizamento enquanto giram, se o período de rotação da polia A é de 0,50 s, o período de rotação da polia B é de: a) 1,5 s b) 1,25 s c) 1,0 s d) 0,75 s e) 0,50 s 2 - (FEI) Um dispositivo mecânico apresenta três polias (1), (2) e (3) de raios R1 = 6 cm, R2 = 8 cm e R3 = 2 cm, respectivamente, pelas quais passa uma fita que se movimenta, sem escorregamento, conforme indicado na figura. Se a polia (1) efetua 40 rpm, qual, em segundos, o período do movimento da polia (3)? a) 0,5 b) 1,2 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,2 3 - (FEI) Duas polias, A e B, rigidamente unidas por um eixo, giram com frequência f constante, como mostra a figura. Sendo RA = 2RB ,a razão 𝑎𝐴 𝑎𝐵 entre as acelerações dos pontos das periferias das respectivas polias é: a) 4 b) 0,25 c) 1 d) 0,5 e) 2 4 - (UCBA) Dois discos giram sem deslizamento entre si, como mostra a figura. A velocidade escalar do ponto x é 2 cm/s. Qual a velocidade escalar do ponto y em cm/s? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 5 - Um ponto na borda de um disco de 0,20 m de raio tem sua velocidade escalar alterada de 6,0 m/s para 8,0 m/s em 2,0 s. A aceleração angular constante (em rad/s2) é: a) 3,0 b) 5,0 c) 2,0 d) 1,0 e) 4,0 6- (MACKENZIE) Um disco inicia um movimento uniformemente acelerado a partir do repouso e, depois de 10 revoluções, a sua velocidade angular é de 20 rad/s. Podemos concluir que a aceleração angular da roda em rad/s2 é mais aproximadamente igual a: a) 3,5 b) 3,2 c) 3,0 d) 3,8 e) NDA 7(FESP-SP) Uma esfera oca, de raio R = 5 m, gira em torno de seu eixo vertical, conforme a figura. Seu movimento é uniforme, efetuando 120 rpm. Um projétil lançado contra essa esfera • perfura em A, passando, então, pelo seu centro. Supondo que o movimento do projétil no inferior da esfera seja uniforme e retilíneo, calcule sua velocidade máxima para que o projétil saia pelo ponto A. a) 10 m/s b) 20 m/s c) 30 m/s d) 40 m/s e) 80 m/s 8 - (FUVEST) Um disco tem seu centro fixo no ponto O do eixo fixo x da figura, e possui uma marca no ponto A de sua periferia. O disco gira com velocidade angular constante ω a em relação ao eixo. Uma pequena esfera é lançada do ponto B do eixo em direção ao centro do disco, no momento em que o ponto A passa por B. A esfera desloca-se sem atrito, passa pelo centro do disco, e após 6 s atinge sua periferia exatamente na marca A, no instante em que esta passa pelo ponto C do eixo x. Se o tempo gasto pela esfera para percorrer o segmento BC é superior ao necessário para que o disco dê uma volta, mas é inferior ao tempo necessário para que o disco dê duas voltas, o período de rotação do disco é de: a) 2 s b) 3 s c) 4 s d) 5 s e) 6 s 9 - Duas partículas partem, no mesmo instante, de um mesmo ponto de uma circunferência, com movimentos uniformes de períodos 3 s e 7 s, respectivamente, no mesmo sentido. As partículas estarão novamente juntas na mesma posição de partida após um intervalo de tempo de: a) 3 s b) 7 s c) 10 s d) 14 s e) 21 s 10 (UFRN) Duas partículas percorrem uma mesma trajetória em movimentos circulares uniformes, uma em sentido horário e a outra em sentido anti-horário. A primeira efetua 1/3 rpm e a segunda 1/4 rpm. Sabendo-se que partiram do mesmo ponto, em uma hora encontrar-se-ão: a) 45 vezes. b) 35 vezes. c) 25 vezes. d) 15 vezes. e) 7 vezes. GABARITO 1B 2A 3E 4B 5B 6B 7D 8C 9E 10B LANÇAMENTO HORIZONTAL E LANÇAMENTO OBLÍQUO NO VÁCUO 1 - (FEI) Um projétil é lançado com velocidade v0, formando um ângulo 6 com um plano horizontal, em uma região onde a aceleração da gravidade é g. O projétil atinge a altura h e retorna ao plano horizontal de lançamento, à distância d do ponto em que foi lançado. Pode-se afirmar que: a) o alcance d será tanto maior quanto maior for B. b) no ponto de altura h a velocidade e a aceleração do projétil são nulas. c) no ponto de altura h a velocidade do projétil é nula, mas a sua aceleração não o é. d) no ponto de altura h a aceleração do projétil é nula, mas a sua velocidade não o é. e) nenhuma das afirmativas anteriores é correta. 2 - (UECE) Num lugar em que g = 10 m/s2, lançamos um projétil com a velocidade inicial de 100 m/s formando com a horizontal um ângulo de elevação de 30°. A altura máxima será atingida após: a) 3 s b) 4 s c) 5 s d) 10 s 3 - (FESP-SP) Lança-se um projétil com velocidade de 40 m/s, formando um ângulo de 30° com a horizontal. Desprezando a resistência do ar, ele atingirá a altura máximaapós: a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s e) 5 s 4 - (EFOA) Um corpo é lançado obliquamente do solo, atingindo a altura máxima igual a 10 m e realizando alcance horizontal igual a 40 m. Podemos afirmar que o ângulo de tiro é: a) 30° b) 45° c) 60° d) 65° e) 90° 5 - Um projétil é lançado do solo com velocidade inicial cuja direção forma um ângulo de 60° com a horizontal (cos 60° = 0,5). A velocidade do projétil no ponto mais alto da trajetória vale 20 m/s. Desprezando-se a resistência do ar e adotando-se g = 10 m/s2, a velocidade inicial do projétil é: a) 40 m/s d) 5 m/s b) 20 m/s e) os dados não são suficientes para o cálculo c) 10 m/s WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 8 6 - (UERJ) Um projétil é lançado segundo um ângulo de 30° com a horizontal e com uma velocidade de 200 m/s. Supondo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, concluímos que o menor tempo gasto por ele para atingir a altura de 480 m acima do ponto de lançamento será de: a) 8 s b) 10 s c) 9 s d) 14 s e) 12 s 7 - (MACKENZIE) Seja T o tempo total de vôo de um projétil disparado a 60° com a horizontal, e seja v0y = 200 m/s o valor da componente vertical da velocidade inicial. Desprezando a resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, os valores da componente vertical da velocidade nos instantes t = T e t = T/2 são respectivamente: a) zero; zero b) zero; 200 m/s c) 200 m/s; zero d) 200 m/s; 200 m/s e) 200 m/s; 100 m/s 8 - (UNIP) Em uma região onde o efeito do ar é desprezível e o campo de gravidade é uniforme, dois projéteis A e B são lançados a partir de uma mesma posição de um plano horizontal. O intervalo de tempo decorrido desde o lançamento até o retorno ao solo horizontal é chamado de tempo de vôo. Sabendo que os projéteis A e B atingem a mesma altura máxima H e foram lançados no mesmo instante, podemos concluir que: a) os projéteis foram lançados com velocidades de mesma intensidade. b) as velocidades dos projéteis no ponto mais alto da trajetória são iguais. c) os ângulos de tiro (ângulo entre a velocidade de lançamento e o plano horizontal) são complementares. d) a cada instante os projéteis A e B estavam na mesma altura e o tempo de voo é o mesmo para os dois. e) durante o voo os projéteis têm acelerações diferentes. (PUC) Testes 9 e 10 - Um projétil é lançado em certa direção com velocidade inicial v0, cujas projeções vertical e horizontal têm módulos, respectivamente, de 100 m/s e 75 m/s. A trajetória descrita é parabólica e o projétil toca o solo horizontal em B. 9 - Desprezando a resistência do ar: a) no ponto de altura máxima, a velocidade do projétil é nula. b) o projétil chega a B com velocidade nula. c) a velocidade vetorial do projétil ao atingir B é igual à de lançamento. d) durante o movimento há conservação das componentes horizontal e vertical da velocidade. e) durante o movimento apenas a componente horizontal da velocidade é conservada. 10- Quanto ao módulo da velocidade, tem valor mínimo igual a: a) 125 m/s b) 100 m/s c) 75 m/s d) zero e) 25 m/s (UFPA) Testes 92 e 94 - A figura representa um projétil que é lançado do ponto A segundo um ângulo de 30° com a horizontal, com uma velocidade v0 = 100 m/s, atingindo o ponto D. (Dados: AB = 40 m; BC = 55 m; g = 10 m/s2; sen 30° = 0,50; cos 30° = 0,866.) 11 (MACKENZIE) Um corpo A é lançado obliquamente para cima de um ponto P do solo horizontal, cor velocidade que forma 60° com o solo. No mesmo instante, outro corpo, B, apoiado no solo, passa por P com velocidade constante de 10 m/s. Despreze todas as forças resistivas e adote g = 10 m/s2. Para que o corpo A se encontre novamente com o B, a sua velocidade inicial deve ter módulo igual a: a) 20 m/s b)15 m/s c) 10 m/s d) 8 m/s e) 5 m/s 12 - O tempo que o projétil levou para atingir o ponto D, em segundos, vale: a) 5,3 b) 7,8 c) 11 d) 12,6 e) 16,2 13 – A distância CD, em metros, vale: a) 418,98 b) 458,98 c) 692,86 d) 912,60 e) 1051,16 14 (UNIP) Em um local onde o efeito do ar é desprezível e g = 10 m/s2, uma bola de tênis é golpeada por um tamboréu adquirindo uma velocidade de módulo 10 m/s quando estava a uma altura de 1,0 m acima do chão. A altura máxima atingida pela bola, medida a partir do chão, foi de 4,75 m. A velocidade da bola, no ponto mais alto de sua trajetória, tem módulo igual a: a) 5,0) m/s b) 10 m/s c) zero d) 2,5 m/s e) 1,0 m/s GABARITO 1E 2C 3B 4B 5A 6A 7C 8D 9E 10C 11A 12C 13D 14A FORÇAS EM DINÂMICA OS PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS (ITA) Esta explicação refere-se aos testes 1 e 2. O peso do bloco de ferro suspenso na extremidade do dinamômetro é 1,6 N mas o dinamômetro marca 2 N. 1 - O elevador pode estar: a) subindo com velocidade constante. b) em repouso. c) subindo e aumentando a velocidade. d) descendo com velocidade constante. e) descendo e aumentando a velocidade. 2 - Na questão anterior, o módulo da aceleração do elevador poderia ser aproximadamente: a) zero b) 2,5 m/s2 c) 5,0 m/s:2 d) 10,0 m/s2 e) NDA 3 (UFSE) Um elevador começa a subir, a partir do andar térreo, com aceleração de 3,0 m/s2. Uma pessoa de massa 40 kg, no seu interior, comprime o assoalho do elevador com força de intensidade aproximadamente igual a: a) 40 N d) 1200 N b) 400 N e) 4 000 N c) 520 N 4 - Na figura ao lado, X e Y são corpos interliga- dos por um fio inextensível, de massa desprezível e perfeitamente flexível, que passa por uma polia fixa P. A aceleração de K é igual a 2,0 m/s2 e seu peso é igual a 30 N. A seta indica o sentido da aceleração de Y. Considerando que os atritos são desprezíveis e que a aceleração gravitacional local é igual a 10 m/s2, a massa de X, em quilogramas, é igual a: a) 1,0 b) 1,5 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,0 5 (UECE) As massas m1 e m2 estão ligadas por um fio flexível e inextensível, apoiado sobre uma polia ideal. Inicialmente, m1 é WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 9 mantida sobre a mesa. Considere g = 10 m/s2. A razão da intensidade da força de tração no fio (T2), enquanto m1 é mantida sobre a mesa, para a intensidade da força de tração no fio (T2), após m1 ser liberada, é: a) 1/2 b) 1 c) 2 d) 3 6- (CESGRANRIO) Um corpo de peso P encontra-se em equilíbrio, devido à ação da força F, como indica a figura ao lado. Os pontos A, B e C são os pontos de contato entre os fios e a superfície. A força que a superfície exerce sobre os fios nos pontos A, B e C são, respectivamente: a) P/8, P/4, P/2 d) P, P/2, P/4 b) P/8, P/2, P/4 e) iguais a P c) P/2, P/4, P/8 7 (FMPAMG) Na montagem ao lado, sendo 30 kg a massa do corpo suspenso e 70 kg a massa do homem, podemos afirmar, supondo o sistema de equilíbrio: I - A tração na corda é cerca de 30 N. II - A compressão que o homem faz no chão é cerca de 1000 N. III - A reação normal do chão sobre o homem é cerca de 400 N. a) Só a frase l é certa. b) Só a frase II é certa. c) Só a frase 111 é certa. d) Todas as frases estão certas. e) Todas as frases estão erradas. 8 (FUVEST) Uma pessoa segura uma esfera A de 1,0 kg que está presa numa corda inextensível C de 200 g, a qual, por sua vez, tem presa na outra extremidade uma esfera B de 3,0 kg, como se vê na figura. A pessoa solta a esfera A. Enquanto o sistema estiver caindo, e desprezando-se a resistência do ar, podemos afirmar que a intensidade da força de tração na corda vale: a) zero b) 2 N c) 10 N d) 20 N e) 30 N 9 (UNICAP-PE) Num planoinclinado de 30°, sem atrito, um corpo é solto e leva 4,0 s para chegar à base. A distância percorrida (em metros) e a velocidade final (em m/s) valem respectivamente (g = 10 m/s2): a) 20 e 40 b) 10 e 20 c) 40 e 10 d) 20 e 10 e) 40 e 20 Um homem de peso igual a 600 N, apoiado em patins, é puxado para cima por meio de uma corda paralela ao plano inclinado. Os atritos são desprezíveis. Esta explicação refere-se aos testes de números 10 e 11. sen 30° = 0,5 cos 30° = √3 2 10 - Se o movimento tem velocidade constante, a força F aplicada para fazer o homem subir é, em módulo em newtons, igual a: a) 600 b)600N/3/2 c) 300 d) 450 e) diferente das anteriores 11 - O movimento do homem se faz agora com 1 m/s2, ascendente. A força F é, em módulo e em newtons igual a (admita g = 10 m/s2): a) 600 b) 360 c) 1200 d) 300 e) diferente das anteriores 12 (FIU) A figura ao lado representa o perfil de um plano inclinado no qual está fixada uma polia. O bloco (1) desliza sobre o plano inclinado e está ligado à esfera (2) por um fio inextensível. Sendo sen O = 0,5 e a aceleração local da gravidade igual a 10 m/s2, qual é em m/s2 a aceleração da esfera (2) se o bloco e a esfera têm massas iguais? a) zero b) 2,5 c) 5,0 d) 10 e) 20 13 - Na questão anterior, supondo as massas iguais a 10 kg, a intensidade da força de tração no fio é em newtons: a) 100 b) 50 c) 25 d) 75 e) 10 (ITA) Os testes de números 14 a 19 obedecem à explicação e ao código seguintes: Uma pessoa parada na plataforma de uma estação ferroviária observa que os fios de prumo ligados aos dois trens que se movem à sua frente, nos sentidos indicados, formam ângulos constantes x e y com o seu próprio fio de prumo. Os ângulos são convencionados positivamente no sentido anti-horário, isto é: Associe as propostas que se seguem com os testes: a) Os dois trens movem-se com velocidade constante. b) Os dois trens estão parando. c) P está parando e Q tem velocidade constante. d) P está parando e Ç acelerando. e) Nenhuma das anteriores. 14 - x > 0, y = 0 15 - x > 0, y > 0 16 - x = 0, y = 0 17 - x > 0, y < 0 18 - x < 0, y = 0 19 - x = 2y, y ≠ 0 GABARITO 1C 2B 3C 4C 5C 6A 7C 8A 9E 10C 11B 12B 13D 14C 15D 16A 17B 18E 19E WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 10 FORÇAS DE ATRITO 1 - (IME) No plano inclinado da figura, os corpos A e B, cujos pesos são de 200 N e 400 N, respectivamente, estão ligados por um fio que passa por uma polia lisa. O coeficiente de atrito entre os corpos e os planos é 0,25. Para que o movimento se torne iminente, deve ser aplicada ao corpo A uma força F de: a) 25 √2 N b) 25 √5 N c) 50 √3 N d) 50 N e) 50 √2 N 2 - (FATEC) O carrinho de massa m move-se na horizontal puxado pela força F. Entre o carrinho e a pista não há atrito e a aceleração local da gravidade é g. A aceleração do carrinho é: a) (mg - F sen 𝜃)/m b) F sen 𝜃 /m c) F/m d) 𝐹(cos 𝜃+𝑠𝑒𝑛 𝜃 𝑚 e) F cos 𝜃 /m 3 (VUNESP) Um bloco de massa m repousa sobre outro de massa M, que pode deslizar sem atrito sobre umj superfície plana e horizontal. Uma força horizontal de valor F é então aplicada ao bloco inferior, como mostra a figura, e o conjunto passa a se movimentar sem que m deslize em relação a M. A força de atrito responsável pela aceleração do bloco de massa m é igual a: a) F b) 𝑚𝐹 𝑀 c) 𝑀𝐹 𝑚 d) 𝑚𝐹 (𝑀+𝑚) e) 𝑀𝐹 (𝑀+𝑚) 4 (FEI) Na figura temos: o fio AB é inextensível e horizontal, a massa do corpo 1 é m1 = 5 kg, a massa do corpo 2 é m2 = 10 kg, a mola tem constante elástica k = 1000 N/m, o coeficiente de atrito entre os corpos 1l e 2 e entre o corpo 2 e a pista horizontal é 𝜇 = 0,1. Se a mola é deformada de 10 cm, a aceleração adquirida pelo corpo 2 é, em m/s2 (adotar a aceleração da gravidade g = 10 m/s2): a) 5,7 b) 8,0 c) 5,0 d) 4,5 e) nula 5 (FEI) Na figura, os fios e polias são ideais e os corpos (1) e (2) de mesma massa M são abandonados do repouso. A aceleração a1 do bloco (1) e a2 do bloco (2) tem valores: a) a1 = 4 m/s2 para baixo e a2 = 2 m/s2 para cima. b) a1 = 4 m/s2 para cima e a2 = 2 m/s2 para baixo. c) a1 = 2 m/s2 para baixo e a2 = 4 m/s2 para cima. d) a1 = 2 m/s2 para cima e a2 = 4 m/s2 para baixo. e) Os dois têm o mesmo valor de aceleração, mas de sentidos opostos. (Considere g = 10 m/s2.) 6 (UFSCar) No sistema de roldana simples, sem massa, sem atrito e fio flexível, ideal, sem massa, se M >> m, o valor mais aproximado da tensão T no fio é: a) T = Mg b) T = mg c) T = zero d)T = M + m g 2 e) T = 2mg (UFRS) Instrução: os testes de número 7 e 8 referem-se à situação que segue. Três blocos, de massas m, = 1 kg, m2 = 5 kg e m, = 3 kg, encontram-se em repouso num arranjo como o representado na figura. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e desconsidere eventuais forças de atrito. 7 - Qual é a leitura da balança? a) 20 N b) 30 N c) 40 N d) 50 N e) 60 N 8 - Se a corda fosse cortada entre as massas m1 e m2, a aceleração do sistema formado pelas massas m1 e m3 seria, em m/s2: a) 10 b) 7,5 c) 6 d) 5 e) 1 9- (VUNESP) Um plano inclinado faz um ângulo de 30° com a horizontal. Determine a força constante que, aplicada a um bloco de 50 kg, paralelamente ao plano, faz com que ele deslize (g = 10 m/s2): I) para cima, com aceleração de 1,2 m/s2; II) para baixo, com a mesma aceleração de 1,2 m/s2. Despreze o atrito do bloco com o plano. I) II) a) 310 N para cima 190 N para cima b) 310 N para cima 310 N para baixo c) 499 N para cima 373 N para cima d) 433 N para cima 60 N para cima e) 310 N para cima 190 N para baixo 10 - (CESGRANRIO) Em um referencial inercial, um bloco de madeira está em equilíbrio sobre um plano inclinado, como mostra a figura. Assinale a opção que representa corretamente, no modelo de partícula, a força exercida pelo plano sobre o bloco: GABARITO 1B 2E 3D 4A 5D 6E 7B 8D 9A 10E WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 11 FORÇAS EM TRAJETÓRIAS CURVILÍNEAS 1 (MACKENZIE) A figura representa a seção vertical de um trecho de rodovia. Os raios de curvatura dos pontos A e B são iguais e o trecho que contém o ponto C é horizontal. Um automóvel percorre a. rodovia com velocidade escalar constante. Sendo NA, NB e NC a reação normal da rodovia sobre o carro nos pontos A, B e C respectivamente, podemos dizer que: a) NB > NA > NC d) NA > NB > NC b) NB > NC > NA e) NA = NC = NB C) NC > NB > NA 2 (OSEC) Um motociclista descreve uma circunferência vertical num globo da morte de raio 4 m. Que força é exercida sobre o globo no ponto mais alto da trajetória se a velocidade da moto aí é de 12 m/s? A massa total (motociclista + moto) é de 150 kg (g = 10 m/s2): a) 1500 N b) 2400 N c) 3900 N d) 5400 N e) 6900 N 3 (OSEC) Um avião descreve um looping num plano vertical, com velocidade de 720 km/h. Para que no ponto mais baixo da trajetória a intensidade da força que o piloto exerce no banco seja o triplo de seu peso, é necessário que o raio do looping seja de (g = 10 m/s2): a) 0,5 km b) 1,0 km c) 1,5 km d) 2,0 km e) 2,5 km 4 - Uma pedra Amarrada num fio de 0,40 m é posta a girar num plano vertical. Considere g = 10 m/s2. A mínima velocidade que a pedra deve ter no ponto mais alto para que permaneça em trajetória circular é de: a) 1,0 m/s b) 2,0 m/s c) 3,0 m/sd) 4,0 m/s e) zero 5 (FUVEST) Um carro percorre uma pista curva super elevada (tg 𝜃 = 0,2) de 200 m de raio. Desprezando-se o atrito, qual a velocidade máxima sem risco de derrapagem? a) 40 km/h b) 48 km/h c) 60 km/h d) 72 km/h e) 80 km/h 6 (CESGRANRIO) Uma esfera de aço suspensa por um fio descreve uma trajetória circular em um plano horizontal. As forças aplicadas na esfera são: 7 - (CESGRANRIO) Em uma das missões científicas do Programa Apoio, os astronautas determinaram •] período de oscilação de um pêndulo simples na superfície da Lua. As figuras reproduzem a oscilação desse pêndulo desde um dos pontos mais altos de sua trajetória (M) até um outro ponto (N). Em qual das opções está corretamente representada a resultante R de todas as forças que atuam sobre a massa do pêndulo simples quando esta passa pelo ponto N? GABARITO 1B 2C 3D 4B 5D 6E 7B OS PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO TRABALHO 1 - Quando uma pessoa levanta uma criança de 10 kg a uma altura de 120 cm exerce uma força que realiza um trabalho (a velocidade constante) de aproximadamente (g = 10 m/s2): a) 1,2 • 1O2 J d) 12 J b) 1,2- 103 ergs e) NDA c) 1,2 J 2 (FMS) Para arrastar um corpo de massa 100 kg entre dois pontos com movimento uniforme, um motor de potência igual a 500 W opera durante 120 s. O trabalho motor realizado em joules é: a) 3,0 • 1O4 d) 2,0 - 1O4 b) 6,0 • 104 e) NDA c) 1,0 • 104 3 (FEI) Um corpo de massa m = 2 kg desloca-se ao longo de uma trajetória retilínea. Sua velocidade varia com o tempo segundo o gráfico dado. A potência média desenvolvida entre 0 e 10 s e a potência instantânea em t = 10 s valem respectivamente, em valor absoluto: a) 750 W e 500 W d) 100 W e 50 W b) 750 W e 750 W e) 50 W e 100 W c) 500 W e 750 W 4 (FESP-SP) Uma locomotiva faz uma força constante de intensidade 1,0 • 105 N para puxar, com velocidade constante de 10 m/s, uma composição em uma linha plana. A potência dissipada pelas forças de atrito tem módulo: a) 1,0 • 1O3 kW b) 5,0 • 105 W c) 0,5 • 103 W d) 1,0 • 103 W e) 5,0 • 1O4 W 5 (UFSM) Suponha que um caminhão de massa 1,0 • 104 kg suba, com velocidade constante de 9 km/h, uma estrada com 30° de inclinação com a horizontal. Que potência seria necessária ao motor do caminhão? Adote g = 10 m/s2. a) 9,0 • 105 W b) 2,5 • 105 W c) 1,25 • 105 W d) 4,0 • 104 W e) 1,1 • 104 W 6 (ITA) Uma queda-d'água escoa 120 m3 de água por minuto e tem 10,0 m de altura. A massa específica da água é 1,00 g/cm' e a aceleração da gravidade é 9,81 m/s2. A potência mecânica da queda-d'agua é: a) 2,00 W b) 235 • 105 W c) 196 kW d) 3,13 • 103 N e) 1,96 • 102 W 7 - (PUC) Uma bomba deve tirar água de um poço à razão de 7,5 f/s. Tendo o poço 10 m de profundidade e supondo que a aceleração da gravidade é 10 m/s2 e a densidade da água 1 kg/𝓵, a potência teórica da bomba deve ser (1 cv = 750 W): a) 750 cv b) 75 cv c) 7,5 cv d) 1 cv e) 10 cv GABARITO 1A 2B 3A 4A 5C 6C 7D WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 12 ENERGIA (PUC) Este enunciado refere-se aos testes 1 e 2. A mola representada no esquema tem massa desprezível e constante elástica k = 400 N/m e está comprimida de 0,08 m. O corpo nela encostado tem massa 1 kg. Num dado instante solta-se o sistema. 1 - Supondo que não haja atrito, podemos afirmar que há contato entre o corpo e a mola enquanto o corpo percorre: a) zero b) 0,04 m c) 0,08 m d) 0,16 m e) 0,4 m 2 - A velocidade do corpo quando cessa o contato entre a mola e o corpo é igual a: a) zero b) 0,4 m/s c) 0,8 m/s d) 1,6 m/s e) 2,56 m/s 3 (OSEC) Um corpo de 2,0 kg é empurrado contra uma mola cuja constante elástica é 500 N/m, comprimindo-a 20 cm. Ele é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada de 45°, conforme a figura. (Dado: g = 10 m/s2.) A altura atingida pelo corpo na rampa é de: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm (FMSC) Este enunciado refere-se aos testes 4 a 6. O gráfico representa a energia potencial de um sistema conservativo isolado em função da distância x. Para x = 0 o sistema só energia potencial. 4 - Para x = 2 cm: a) O sistema tem 1,0 • 102 joules de energia total. b) O sistema só tem energia cinética. c) O sistema tem energia cinética igual à energia potencial. d) O sistema perdeu energia. e) Nada do que se afirmou é correto. 5 – a) Entre 5 cm e 7 cm o sistema executa um movimento circular. b) Para |x| maior que 8 cm, a energia cinética do sistema é igual a 0,5 • 102 J. c) Para x = 6 cm o sistema tem certamente energia cinética menor que 2 • 102 J. d) O sistema perdeu energia. e) Nada do que se afirmou é correto nas alternativas anteriores. f) O sistema perdeu energia. g) Nada do que se afirmou é correto. 6 - Para x = 2 cm e x = 6 cm: a) As energias potenciais são iguais em valor absoluto. b) As energias cinéticas são iguais. c) A soma das energias cinética e potencial variou. d) As energias cinéticas são iguais em módulo. e) Nada do que se afirmou é correto. 7 (PUC) Uma bola de massa 0,5 kg é lançada verticalmente de baixo para cima com velocidade inicial v0 = 20 m/s. A altura atingida pela bola foi de 15 m. Supondo a aceleração local da gravidade g = 10 m/s2, houve perda de energia devida à resistência do ar de: a) 100 J b) 75 J c) 50 J d) 25 J e) zero 8 - (FUVEST) Uma bola de 0,2 kg de massa é lançada verticalmente para baixo, com velocidade inicial de 4 m/s. A bola bate no solo e, na volta, atinge uma altura máxima que é idêntica à altura do lançamento. Qual a energia mecânica perdida durante o movimento? a) O J b) 1600 J c) 1,6 J d) 800 J e) 50 J 9 - (ITA) A superfície cujo perfil está esquematizado na figura mostra três regiões planas, horizontais. A região (2) está 2,00 m acima de (1) e a região (3) está 1,00 m acima de (1). Os blocos A e B, cada um dos quais com massa de 5,0 kg, estão inicialmente na região (1), separados mas não ligados por uma mola comprimida que armazena 120 joules de energia potencial elástica. Supondo que esses blocos possam mover-se sem atrito sobre a superfície e que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2, pode-se afirmar que, depois que a mola se expandir: a) o bloco A fica oscilando na região (1), enquanto o bloco B atinge a região (3) com cerca de 50 joules de energia cinética. b) nenhum dos blocos escapa da região (1). c) os dois blocos acabam por atingir a região (3) com energias cinéticas iguais. d) o bloco B vai de (1) para (3), chegando ao patamar da região (3) com cerca de 50 joules de energia cinética, enquanto o bloco A vai para a esquerda, voltando em seguida para a direita indo atingir também a região (3) com cerca de 50 joules de energia cinética. e) ao final os dois blocos ficarão parados na região (3). 10 (FATEC) Os blocos A (massa m) e B (massa 2 m) são abandonados na posição indicada na figura. A polia é leve e sem atrito. Dada a aceleração gravitacional g, o bloco B, ao percorrer a distância 𝐻 2 , tem energia cinética igual a: a) mgH/6 b) mgH/3 c) 4 mgH d) 2 mgH e) mgH 11 (ITA) Uma haste rígida de comprimento L e massa desprezível é suspensa por uma das extremidades de tal maneira que a mesma possa oscilar sem atrito. Na outra extremidade da haste acha-se fixado um bloco de massa m = 4,0 kg. A haste é abandonada no repouso quando a mesma faz um ângulo 𝜃 = 60° com a vertical. Nestas condições, a tração |T| sobre a haste quando o bloco passa pela posição mais baixa vale(considere g = 10,0 m/s2): a) 40 N b) 80 N c) 160 N d) 190 N e) 210 N 12 - (OSEC) Um automóvel de 103 kg desce uma ladeira com o motor desligado com velocidade constante de 54 km/h. Que potência deverá o motor desenvolver para subir a ladeira com a mesma velocidade sabendo que para cada 4 m de subida o automóvel percorre 100 m? (Dado: g = 10 m/s2.) a) 12 kW b) 1º kW c) 8 kW d) 6 kW e) 4 kW GABARITO 1C 2D 3E 4C 5E 6A 7D 8C 9C 10B 11C 12A WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 13 IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO 1 (UFES) Uma bomba tem velocidade v no instante em que explode e se divide em dois fragmentos, um de massa M e outro de massa 2M. A velocidade do fragmento menor logo após a explosão é igual a 5v. Desprezando-se a ação da gravidade e a resistência do ar, qual a velocidade do fragmento maior? a) 5 2 v b) v c) −2 5 v d) –v e) −5 2 v 2 (FUVEST) Sobre uma superfície horizontal e sem atrito, um objeto, inicialmente em repouso, explode em três partes idênticas. Qual das figuras abaixo melhor representa o fenômeno após a explosão? 3 (UFSCar) Uma granada, originalmente em repouso sobre o plano horizontal sem atrito xy da figura, explode e separa-se em três partes de massas m1,m2 e m3 tais que m1 > m2. As duas primeiras saem com velocidades iguais em módulo e orientações (sentidos) mostrados na figura. Qual das setas pode indicar o sentido seguido por m3? a) I b) II c) III d) IV e) V 4 (UNIFOR) Uma granada, que estava em queda livre ao longo de uma reta r, explode em duas partes que têm, respectivamente, massas m1 e m2, tais que m1 = 2m2. A de massa m1 atinge o solo de uma grande planície horizontal a 50 m de r, no mesmo instante em que a outra atinge o solo à distância d de r. Nesse caso, d, medido em m, vale: a) 5,0 b) 25 c) 50 d) 100 e) 200 (FUVEST) O enunciado refere-se aos testes 5 e 6. Uma bomba logo antes de explodir em três pedaços A, B ê C de igual massa tem velocidade v0 = 200 m/s. Logo após a explosão os fragmentos A e B têm velocidades VA = VB conforme a figura (v A e VB estão no plano da figura) e | VA | = |VB| = 200√2m/s. 5 - A velocidade vC do fragmento C terá, logo após a explosão, módulo igual a: a) O m/s d) 200 (3 - 2√2) m/s b) 400 m/s e) 200 m/s c) 200√2m/s 6 - A velocidade vC forma com a direção de v0 um ângulo: a) 0° b) 180° c) 90° d) 90° normal ao plano da figura e) indefinido, pois vetor nulo não tem direção 7 (UFFRJ) Uma bolinha preta, de massa 3m0, colide elasticamente com uma bolinha branca, de massa m0 Imediatamente antes da colisão, a bolinha branca está parada e a bolinha preta move-se com velocidade de módulo 2v0. A alternativa que representa as velocidades das bolinhas imediatamente após a colisão é: 8 (FUVEST) Uma partícula de massa m e velocidade v colide com outra de massa 3m inicialmente em repouso. Após a colisão elas permanecem juntas movendo-se com velocidade V. Então: a) V = O b) V = v c) 2V = v d) 3V = v e) 4V = v 9 (FCC) Urna partícula de massa m e velocidade v efetua um choque central e unidimensional com outra partícula de massa 2m. Se após o choque as partículas param, a velocidade da segunda partícula antes do choque era: a) -v b) v c) -v/2 d) v/2 e) -2v 10 (UNICAP-PE) Uma bala de 100 g é disparada horizontalmente e crava-se num bloco de madeira de 4,9 kg. situado em repouso sobre uma superfície horizontal com coeficiente de atrito dinâmico igual a 0,40. Se o bloco desloca-se de 0,50 m, qual a velocidade da bala (em m/s)? (g = 10 m/s2) a) 100 b) 50 c) 200 d) 25 e) 125 11 (UFU) A figura mostra esquematicamente os gráficos velocidade x tempo dos movimentos de duas bolas que colidem segundo uma mesma direção. Assinale a alternativa correta: a) A colisão foi perfeitamente inelástica. b) Após a colisão a bola 2 inverteu o sentido de seu movimento. c) A colisão foi perfeitamente elástica. d) Em nenhum instante as bolas possuíram a mesma velocidade escalar. e) A relação entre suas massas é 𝑀2 𝑀1 = 2. 12 (FUVEST) Uma bola preta, de massa m e velocidade v. movendo-se sobre uma superfície muito lisa, sofre uma colisão frontal, perfeitamente elástica, com uma bola vermelha, idêntica, parada. Após a colisão, qual a velocidade da bola preta? a) v b) v/2 c) O d) -v/2 e) -v 13 (UCMG) O bloco I de massa m e velocidade v0 choca-se elasticamente com o bloco II, de mesma massa. Desprezando atritos, a altura h atingida pelo bloco II é: 14 (FCC) Uma esfera de massa 2,0 kg é abandonada, a partir do repouso, de uma altura de 25 m. Após o choque com o solo a esfera atinge a altura de 16 m. O coeficiente de restituição do choque entre a esfera e o solo vale: a) 0,20 b) 0,32 c) 0,50 d) 0,64 e) 0,80 15 (VUNESP) Na figura, P e Q são blocos idênticos que se comportam numa colisão como corpos perfeitamente elásticos. Sobre o bloco P, no percurso ao longo do trecho horizontal AB, atua uma força de atrito constante de módulo igual a 10 N. Não há atrito no trecho BC. Os corpos P e Q têm massas iguais a 5 kg, g = 10 m/s2. Considerar os blocos como pontos materiais. A velocidade do bloco P no ponto A é v = 10m/s. O ponto mais alto atingido pelo bloco Q ao percorrer o trecho BC é: a) 2,6 m b) 3,6 m c) 3,4 m d) 2,2 m e) 2 m WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 14 (FUVEST) O enunciado refere-se aos testes 16 e 17. Um bloco B acha-se em repouso sobre uma superfície livre de atrito. Um bloco A está preso a uma extremidade de uma corda de comprimento 𝓵. Soltando o bloco A na posição horizontal, ele colide com B. Os dois blocos grudam-se e deslocam-se juntos após o impacto. Sabendo que mB = 2mA, resolva: 16 - A velocidade imediatamente após o choque é: a) v =√2ℓg d) v = √ℓg/3 b) v = √2ℓg 3 e) v = √ℓg/6 c) v = 2√2ℓg 17 - A altura máxima atingida após a colisão é: a) h = 𝓵/9 b) h = 𝓵/2 c) h = 𝓵/6 d) h = 𝓵/3 e) h = 𝓵/4 18 (CESGRANRIO) Na figura, a bolinha do pêndulo simples, de comprimento P, tem massa m e é largada, sem velocidade inicial, com o fio do pêndulo na horizontal. Ao passar pelo ponto mais baixo de sua trajetória, a bolinha colide frontal e elasticamente com um carrinho de massa 2ra, inicialmente em repouso e apoiado em um trilho que é horizontal naquela região. Depois do choque, o carrinho se desloca sem atrito ao longo do trilho e sobe até uma determinada altura máxima em relação ao trecho horizontal do trilho. Qual o valor desta altura máxima? (Despreza-se a resistência do ar.) a) 𝓵 b) 1 2 𝓵 c) ( 1 2 )2 𝓵 d) 2 3 𝓵 e) ( 2 3 )2 𝓵 19 - (ITA) Na figura temos uma massa M = 132 g, inicialmente em repouso, presa a uma mola de constante elástica fí = 1,6 • 10" N/m, podendo se deslocar sem atrito sobre a mesa em que se encontra. Atira-se uma bala de massa m = 12 g que encontra o bloco horizontalmente, com uma velocidade v0 = 200 m/s incrustando-se nele. Qual é a máxima deformação que a mola experimenta? a) 25 cm b) 50 cm c) 5,0 cm d) 1,6 m e) NDA. GABARITO 1D 2D 3D 4D 5E 6A 7B 8E 9C 10A 11E 12C 13C 14E 15A 16D 17A 18E 19C GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 1 (UFES) Suponha a Terra com a mesma massa porém com o dobro do raio. O nosso peso seria: a) a metade d) o quádruplo. b) o dobro. e) reduzido à sua quarta parte. c) o mesmo. 2 (FMI-MG) Se um corpofosse levado para a superfície de um astro de forma esférica cuja massa fosse 8 vezes maior do que a da Terra, e cujo raio fosse 4 vezes maior que o raio terrestre, a força gravitacional desse astro sobre o corpo seria, em relação ao seu peso na Terra: a) 2 b) 0,5 c) 32 d) 4 e) 16 3 - Júpiter, o maior planeta do sistema solar, tem diâmetro 11 vezes maior do que a Terra e massa 320 vezes maior que a terrestre. Qual será, na superfície de Júpiter, o peso de um astronauta e seu equipamento cujo peso total na Terra é l 200 N? a) 1200 N b) 1800 N c) 2400 N d) 3200 N e) 3500 N 4 (UFMG) Um corpo está situado no nível do mar e próximo da linha do equador. Sejam m, e PL a massa e o peso do corpo nessa posição. Suponha que esse corpo seja transportado para as proximidades do pólo norte, permanecendo, ainda, no nível do mar. Sejam mN e PN os valores de sua massa e de seu peso nessa posição. Considerando essas informações, pode-se afirmar que: a) mN = m1 e PN = P1 d) mN = mE e PN > PE b) mN = m1 e PN < P1 e) mN < mE e PN = PE c) mN > m1 e PN > P1 5 – A Terra gira em torno do Sol numa órbita que pode ser considerada circular, com a velocidade angular Taticamente constante. Mantendo fixo o raio dessa órbita, mas imaginando que a massa do Sol fosse 4 vezes maior do que realmente é, a velocidade angular do movimento de translação da Terra seria: a) duas vezes maior. d) a metade. b) quatro vezes maior. e) nenhuma das anteriores. c) a mesma. 6 (FUVEST) Considere um satélite artificial em órbita circular. Duplicando a massa do satélite sem alterar seu período de revolução, o raio da órbita será: a) duplicado. d) reduzido a quarta parte. b) quadruplicado. e) o mesmo. c) reduzido à metade. 7- Um satélite descreve uma órbita circular em torno da Terra. Abandona-se um objeto no interior do satélite observa-se que ele fica "flutuando". Este fato é devido: a) ao satélite estar fora do campo gravitacional da Terra. b) à ausência de atmosfera. c) à força de atração gravitacional exercida pela Lua ter maior intensidade que a exercida pela Terra. d) à força gravitacional ser a resultante centrípeta cuja função é manter o objeto em movimento circular. e) a uma redução da massa do objeto. 8 (VUNESP) Um satélite artificial, depois de desligado todos os seus propulsores, gira numa órbita circular estável em torno da Terra. Abandonando-se um objeto no centro desse satélite, observa-se que ele permanece indefinidamente "flutuando" nesse local. Isto ocorre porque: a) dentro do satélite não existe atmosfera. b) o objeto e o centro do satélite estão com acelerações idênticas. c) na altitude em que se encontra o satélite o campo gravitacional devido à Terra é nulo. d) no local onde se encontra o satélite a soma dos campos gravitacionais devidos à Terra e a todos os outros corpos celestes é nula. e) a carcaça do satélite funciona como blindagem para os campos gravitacionais externos, como uma gaiola de Faraday faz com o campo eletrostático. 9 (UFSCar) Um satélite espacial encontra-se em órbita da Terra e, no seu interior, existe uma caneta flutuando. Essa flutuação ocorre porque: a) ambos, o satélite espacial e a caneta, encontram-se em queda livre. b) a aceleração da gravidade local é nula. c) a aceleração da gravidade, mesmo não sendo nula, é desprezível. d) há vácuo dentro do satélite. e) a massa inercial da caneta é desprezível, em comparação com a do satélite. 10 (UFMG) Um satélite é colocado em órbita e fica estacionado sobre um ponto fixo do equador terrestre. O saté4ite se mantém em órbita porque: a) a força de atração que a Terra exerce sobre o satélite equilibra a atração exercida sobre ele pela Lua. b) a força que o satélite exerce sobre a Terra, de acordo com a 3° Lei de Newton, é igual à força que a 'Terra exerce sobre o satélite, resultando disso o equilíbrio. c) o satélite é atraído por forças iguais, aplicadas em todas as direções. d) o satélite está a uma distância tão grande da Terra que a força gravitacional exercida pela Terra sobre o satélite é desprezível. e) a força de atração da Terra é a força centrípeta necessária para manter o satélite em órbita em torno do centro da Terra com um período de 24 horas. GABARITO 1E 2B 3D 4D 5A 6E 7D 8B 9A 10E WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 15 ESTÁTICA DO POTNO MATERIAL E DO CORPO EXTENSO. HIDROSTÁTICA SISTEMA DE FORÇAS APLICADAS A UM PONTO MATERIAL EQUILÍBRIO DO PONTO MATERIAL 1 (FATEC) Duas pessoas carregam uma carga utilizando uma corda que passa por uma roldana, conforme ilustra a figura. Podemos afirmar que cada uma delas exercerá força de intensidade: a) 300 N. b) menor que 300 N, c) superior a 300 N, mas menor que 600 N. d) 600 N e) nenhuma das anteriores. 2 (PUC) Um lustre, de massa 0,5 kg, é sustentado por 2 fios que formam entre si um ângulo 60°. Qual o módulo da tração em cada fio? (Dados: g = 10 m/s2; cos 30° = √3 2 = 0,87.) a) 1,4 N b) 2,9 N c) 5,8 N d) 5,0 N e) 10,0 N 3 - Um corpo de massa M é pendurado de cinco maneiras diferentes numa corda que tem suas duas extremidades fixas, como mostram as figuras a seguir. A maior força na corda ocorre em: a) I b) II c) III d) IV e) V 4 (MACKENZIE) No sistema ao lado, o peso P está preso ao fio AB por uma argola. Despreze os atritos. Levando a extremidade A do fio ao encontro da extremidade B, a intensidade da tração no fio OA é sempre igual à do fio OB e varia com o ângulo 8 conforme o gráfico dado. O peso P vale: a) 150 N b) 100 N c) 80 N d) 50 N e) 10 N GABARITO 1D 2B 3D 4B EQUILÍBRIO DOS CORPOS EXTENSOS 1 (UNISINOS) Um pintor de parede está parado sobre uma tábua homogênea, sustentada por dois cabos verticais, eqüidistantes das extremidades da tábua, conforme figura. O peso da tábua é a metade do peso do pintor. Sabendo-se que um dos cabos suporta o dobro da tração do outro, o valor de x deve ser igual a: a) 𝑑 5 b) 𝑑 4 c) 𝑑 3 d) 𝑑 2 e) d 2 (CESGRANRIO) Uma prancha homogênea está sustentada, em posição horizontal, pelos dois suportes A e B. Partindo de A, um rapaz caminha sobre a prancha em direção a B, com passos iguais. Ele dá 6 passos para ir de A até B. Quando ele está em A, a ação (vertical para cima) do suporte A sobre a prancha é de 8 • 102 N. Quando ele está em B, a ação daquele mesmo suporte A é de 2 • 102 N. Quantos passos poderá ele dar além de B sem que a prancha tombe? a) 2 b) 3 c) nenhum d) 4 e) 6 3 (ITA) Um canudinho de refresco de massa M e comprimento L = 18 cm acha-se apoiado na borda de uma mesa, com dois terços de seu comprimento jazendo sobre a mesa. Um mosquito de massa M' = 0,75 M parte do repouso caminhando sobre o canudinho, com velocidade constante v = 2,5 mm/s, da extremidade do canudinho, apoiada sobre a mesa, para a extremidade livre, t segundos após o mosquito ter iniciado seu movimento, o canudinho cairá. Isto ocorre para f igual a: a) 70 s b) 64 s c) 62 s d) 58 s e) O canudinho não cairá porque a massa do mosquito é insuficiente para isso. 4 (ITA) Uma chapa de aço de duas toneladas está suspensa por cabos flexíveis, conforme mostra a figura abaixo, na qual R é uma roldana fixa e P o peso necessário para equilibrar a chapa na posição indicada. Desprezando-se a massa dos cabos, a massa da roldana e o atrito no seu eixo, o valor de P deverá ser (g = 10 m/s2): a) 2 3 √3 • 104 N b) 4 • 104 N c) 2 • 104 N d) 1 • 104 N e) nenhum dos valores acima 5- Um quadro pesado deve ser suspenso por meio de uma corda cujas extremidades se prendem a dois pontos A e B em ladosopostos do quadro e distanciados de l m. Haverá maior segurança, isto é, menor perigo de a corda arrebentar, se for usada uma corda de comprimento: a) 1,2 m b) 1,4 m c) 1,6 m d) 1,8 m e) 2,0 m 6 (FATEC) Uma esfera homogênea de peso P e raio R está segura por uma corda fixa a uma parede sem atrito, a uma distância L acima do centro da esfera, como mostra a figura. Sendo L - 2R, a relação entre a intensidade da força exercida pela parede sobre a esfera e o peso desta é: a) 1 b) 2 c) 0,5 d) 3/2 e) zero (pois não havendo atrito tal força é nula) WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 16 7 (FESP-SP) Uma esfera homogênea de peso P = = 1000 N está apoiada em dois planos, como mostra a figura ao lado. As intensidades das forças normais que os planos exercem na esfera são: a) 50 N e 50 N b) 500 N e 500 N c) 1000 N e 1000 N d) 500 N e 1000 N e) 50 N e 500 N 8 (FCC) O coeficiente de atrito estático entre um bloco homogêneo e um plano inclinado vale 0,80. O bloco é colocado em repouso sobre o plano, cuja inclinação vai sendo aumentada a partir de 10° com a horizontal. A inclinação máxima do plano, sem que o bloco deslize ou tombe, é tal que a razão ℎ ℓ vale: a) 1 6 b) 1 4 c) 1 3 d) 1 2 e) 0,8 9 - (ITA) É dado um pedaço de cartolina com a forma de um sapinho cujo centro de gravidade situa-se no seu próprio corpo. A seguir, com o auxílio de massa de modelagem, fixamos uma moeda de 10 centavos em cada uma das patas dianteiras do sapinho. Apoiando-se o nariz do sapinho na extremidade de um lápis, ele permanece em equilíbrio. Nestas condições, pode-se afirmar que o sapinho com as moedas permanece em equilíbrio estável porque o centro de gravidade do sistema: a) continua no corpo do sapinho. b) situa-se no ponto médio entre seus olhos. c) situa-se no nariz do sapinho. d) situa-se abaixo do ponto de apoio. e) situa-se no ponto médio entre as patas traseiras. GABARITO 1B 2A 3B 4C 5E 6C 7C 8D 9D HIDROSTÁTICA 1 (UECE) Os diâmetros dos êmbolos de uma prensa hidráulica estão entre si como 2:1. Se o embolo maior diâmetro se desloca de uma altura H, o deslocamento h do menor diâmetro será: a) h = 4H b) h • H c) h = 1 4 H d) h = 1 4 H 2 (FUVEST) Considere o arranjo da figura, onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos A e B, de áreas a = 80 cm2 e b = 20 cm2, respectivamente. O sistema está em equilíbrio. Despreze os pesos dos êmbolos e os atritos. Se rru = 4,0 kg, qual o valor de mB? a) 4 kg b) 16 kg c) 1 kg d) 8 kg e) 2 kg 3 (UNIP) Uma esfera oca, feita de alumínio, está em equilíbrio, totalmente imersa na água, conforme mostra a figura. Podemos afirmar que: a) a densidade do alumínio é igual à da água. b) a densidade da esfera é menor que a da água. c) a densidade do alumínio é menor que a da água. d) a densidade da esfera é igual à da água e a densidade do alumínio é maior que a da água. e) se a esfera fosse maciça, porém com o mesmo raio, o empuxo aplicado pela água teria intensidade maior. 4 (UFPE) Duas esferas de densidades d1 e d2 são colocadas em um recipiente contendo um líquido de densidade d. A esfera l afunda e a 2 flutua, como mostra a figura. Qual das relações entre as densidades é verdadeira? a) d2 > d1 > d b) d1 > d > d2 c) d2 > d > d1 d) d > d2 > d1 e) d1 > d2 > d 5 (UCMG) Um corpo de densidade d flutua em um liquido de densidade 2d. Nessas circunstâncias, o empuxo sobre o corpo tem intensidade: a) igual ao peso do corpo. b) igual ao dobro do peso do corpo. c) igual à metade do peso do corpo. d) impossível de ser relacionada com o peso do corpo. e) nula. 6 (PUC) Um objeto flutua na água com metade do seu volume emerso, conforme indica a figura. A respeito deste experimento pode-se afirmar que: a) o empuxo da água sobre o objeto tem intensidade igual à metade do peso do objeto. b) o volume da água deslocada pelo objeto é igual ao volume do objeto. c) a massa da água deslocada é igual à metade da massa do objeto. d) o peso da água deslocada tem intensidade igual ao peso do objeto. e) o empuxo tem intensidade igual à metade do peso da água deslocada, 7 (VUNESP) Quatro blocos idênticos, de madeira, são colados dois a dois, formando os objetos mostrados na figura. Quando o objeto l é posto a flutuar na água, sua face inferior ABCD fica na horizontal. A pressão que o líquido exerce nessa face é p i e o volume da parte desse objeto que fica abaixo do nível do líquido é Vp Quando o objeto 2 é posto a flutuar, também na água, sua face inferior EFGH fica na horizontal. A pressão nessa face é p2 e o volume da parte desse objeto que fica abaixo do nível do líquido é V2. Pode-se dizer que: a) V1 = V2 e p1 = p2. b) V1 = V2 e p1 > p2. c) V1 = V2 e p1 < p2. d) V1 > V2 e p1 > p2. e) V1 < V2 e p1 < p2. 8 (UFMG) Observe a figura. Um corpo sólido e maciço A é abandonado na superfície de um líquido B. Verifica-se que o corpo flutua, em equilíbrio, conforme mostrado na figura. Sejam P o peso do corpo, E o empuxo que o líquido exerce sobre ele, dA e dB as densidades do corpo e do líquido, respectivamente. Considerando essas informações, pode-se afirmar que: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 17 a) E = P e dA = dB b) E = P e dA < dB c) E = P e dA > dB d) E >P e dA < dB e) E <P e dA < dB 9 (UFMG) Um barco tem marcados em seu casco os níveis atingidos pela água quando navega com carga máxima no Oceano Atlântico, no Mar Morto e em água doce, conforme a figura. A densidade do Oceano Atlântico é menor que a do Mar Morto e maior que a da água doce. A identificação certa dos níveis I, II e III, nessa ordem, é: a) Mar Morto; Oceano Atlântico; água doce. b) Oceano Atlântico; água doce; Mar Morto. c) água doce; Oceano Atlântico; Mar Morto. d) água doce; Mar Morto; Oceano Atlântico. e) Oceano Atlântico; água doce; Mar morto. 10 (FEI) Um corpo homogêneo flutua em água com seu volume imerso igual a 2 5 de seu volume total. A densidade do corpo relativa à água é: a) 2 5 d) 1 5 b) 2 3 e) 1 3 c) 3 5 11 (FESP-SP) Um corpo de densidade d2 flutua num líquido de densidade d2 com metade de seu volume imerso. A relação entre as densidades d1 e d2 é: a) d1 = 1 2 d2 d) d1 = 4 3 d2 b) d1 = 2d2 e) d1 = d2 c) d1 = 3 4 d2 12 (UFRS) Duas esferas maciças, de mesmo tamanho e de densidades d1 e d2, flutuam na água com 2/3 e 1/2 de seus volumes submersos, respectivamente. A relação d1/d2 é igual a: a) 3/2 b) 4/3 c) 2/3 d) 1/2 e) 1/6 13 (F.Carlos Chagas) Uma esfera maciça e homogênea, de densidade absoluta igual a 2,0 g/cm3, flutua em um líquido, mantendo 20% de seu volume acima do nível do líquido. A densidade absoluta do líquido, em g/cm3, é igual a: a) 1,5 b) 2,0 c) 2,5 d) 3,0 e) 3,5 14 (CESGRANRIO) Um colchão de isopor de 2,0 m de comprimento por 40 cm de largura e 5,0 cm de altura flutua em posição horizontal sobre a água de uma piscina. Um banhista deita-se sobre o colchão, permanecendo este em posição horizontal. Observa-se então que a água aflora justo na superfície superior do colchão. Conclui-se que a massa do banhista vale aproximadamente: a) 100 kg b) 80 kg c) 60 kg d) 40 kg e) 20 kg 15 (FUVEST) Um objeto cilíndrico é formado por um cilindro de madeira com massa de 1 kg e um cilindro de ferro com massa de 1 kg de mesmo diâmetro, colados pela base. O objeto é colocado num tanque com água. Em relação à água, a densidade relativada madeira é 0,5 e a do ferro é 7,5. A situação final de equilíbrio é melhor representada por: 16 (FEI) Duas esferas A e B de raios iguais estão ligadas por um arame de peso e volume desprezíveis e flutuam em água, como ilustrado na figura. Sabendo que as densidades absolutas da água e da esfera A são respectivamente d = 1 g/cm3 e d, = 0,8 g/cm3, a densidade absoluta de B será: a) 0,2 g/cm3 d) 1,2 g/cm3 b) 0,8 g/cm3 e) 1,8 g/cm3 c) 1,0 g/cm3 17 - (VUNESP) Na extremidade inferior de uma vela fixa-se um cilindro de chumbo. A vela é acesa e imersa em água, conforme o esquema, ficando inicialmente em equilíbrio. Supomos que não escorra cera fundida enquanto a vela queima. Nestas condições, enquanto a vela queima: a) x permaneceu constante e y diminuiu b) x aumenta e y diminui c) o valor da relação 𝑥 𝑦 permanece constante d) x chega a zero antes de y e) depois de certo tempo, a vela tende a tombar para o lado GABARITO 1A 2C 3D 4B 5A 6D 7B 8B 9C 10A 11A 12B 13C 14D 15C 16D 17D I N T R O D U Ç Ã O À T E R M O L O G I A 1. (FATEC) Três corpos encostados entre si estão em equilíbrio térmico. Nessa situação: a) os três corpos apresentam-se no mesmo estado físico. b) a temperatura dos três corpos é a mesma. c) o calor contido em cada um deles é o mesmo. d) o corpo de maior massa tem mais calor que os outros dois. e) nenhuma das anteriores. 2. Dois corpos A e B de massa mA e mB estão inicialmente à temperatura tA e tB, respectivamente, com t A ≠ tB. Num dado instante, eles são postos em contato térmico. Após atingir o equilíbrio térmico, teremos: a) t’A > t'B b) t'A = t'B c) t'A < t'B 3. Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, conclui-se que: a) os três acham-se em repouso. b) os dois corpos estão em equilíbrio térmico entre si. c) a diferença entre as temperaturas dos corpos é diferente de zero. d) a temperatura do terceiro corpo aumenta. e) nenhuma das anteriores. 4. (FATEC) Um sistema A está em equilíbrio térmico com outro B e este não está em equilíbrio térmico com um outro C. Então, podemos dizer que: a) os sistemas A e C possuem a mesma quantidade de calor. b) a temperatura de A é diferente da de B. c) os sistemas A e B possuem a mesma temperatura. d) a temperatura de B é diferente da de C, mas C pode ter temperatura igual à do sistema A. e) nenhuma das anteriores. 5. (FMSC) O conteúdo do recipiente abaixo representa um sistema: I. formado por três substâncias simples diferentes. II. constituído por uma única substância. III. trifásico. Responda obedecendo ao seguinte código: a) somente a afirmativa I é correta b) somente a afirmativa II é correta c) somente a afirmativa III é correta WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 18 d) somente as afirmativas II e III são corretas e) as afirmativas I, II e III são corretas 6. As forças de coesão entre as moléculas de uma substância: a) são mais intensas no estado gasoso do que nos estados sólido e líquido, em virtude de maior agitação. b) são menos intensas no estado sólido do que nos estados gasoso e liquido, em vista da estrutura cristalina. c) não dependem do estado de agregação da substância. d) têm maior intensidade no estado sólido e menos intensidade no estado gasoso. e) têm intensidade desprezível no estado sólido. GABARITO 1B 2B 3B 4C 5C 6D A TEMPERATURA E SEUS EFEITOS A MEDIDA DA TEMPERATURA – TERMOMETRIA 1. (FATEC) Certa escala termométrica adota os valores - 20°E e 280°E, respectivamente, para os pontos de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão de 1 atm. A fórmula de conversão entre essa escala. e a escala Celsius é: a) tE = tC + 20 d) tE = 3tC + 20 b) tE = tC – 20 e) tE = 3tC c) tE = 3tC – 20 2 (PUC) Duas escalas termométricas quaisquer, X e Y, relacionam-se conforme o diagrama ao lado. O valor tY na escala Y que corresponde a 50 graus na escala X é: a) -50 b) 0 c) 50 d) 100 e) 150 3. (FAUS-SP) Um estudante, ao calibrar um termômetro de mercúrio que ele mesmo fabricou, determinou erradamente para o primeiro e segundo pontos fixos os seguintes valores na escala de temperatura de seu termômetro: 1° ponto fixo = -37°E (E = escala do estudante) 2°. ponto fixo = 675°E Qual deve ser o valor da temperatura ambiente no laboratório, sabendo que em um termômetro Celsius ela vale 25°C? a) 100°E b) 141°E c) 25°E d) 712°E e) 675°E 4 (MACKENZIE) Um termômetro defeituoso está graduado na escala Fahrenheit, indicando 30°F para o ponto de gelo e 214°F para o ponto de vapor. Nesse termômetro a única temperatura medida corretamente corresponde a: a) 0°C b) 30°C c) 40°C d) 50°C e) 122°C 5 (UFGO) Comparando-se a escala X de um termômetro com uma escala Celsius, obtém-se o gráfico de correspondência entre as medidas. Dessa forma, a temperatura de solidificação da água no termômetro de escala X será: a) 5°X b) -5°X c) 0°X d) -3°X e) 3°X 6 (UECE) Comparando-se a escala E de um termômetro com a escala C (Celsius), obteve-se o seguinte gráfico de correspondência entre as medidas. Quando o termômetro Celsius estiver registrando 90°C, o termômetro E estará marcando: a) 100°E b) 120°E c) 150°E d) 170°E e) 200°E 7 (UEL) A conversão de temperaturas, entre uma escala X e a escala Celsius, está representada no gráfico ao lado. Existe uma temperatura que é representada pelo mesmo valor nas duas escalas. Esse valor é a) -60 b) -3 c) −1 3 d) 20 e) 60 8(UFSE) A equação de conversão de uma escala X para a escala Celsius é dada pela expressão tX = 5 4 tC - 20, onde tX é a temperatura em graus X e tC a temperatura em graus Celsius. Pode-se afirmar que os pontos fixos da escala X correspondentes à fusão do gelo e à ebulição da água sob pressão normal são, respectivamente: a) -20°X e 105°X d) 10°X e 105°X b) -20°X e 125°X e) 20°X e 125°X c) 0°X e 95°X 9 (FATEC) Um termômetro de mercúrio é calibrado de modo que a temperatura de 0°C corresponde a 4 cm de altura da coluna de mercúrio, enquanto 100°C correspondem a 8 cm de altura da coluna. A função termométrica que relaciona t e a altura da coluna h é: a) t = 25h – 4 d) t = 25h - 100 b) t = 100(h - 4) e) NDA c) t = 25h - 25 10 (UFBA) As indicações para os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água sob pressão normal de dois termômetros, um na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, distam 20 cm, conforme a figura. A 5 cm do ponto de fusão do gelo, os termômetros registram temperaturas iguais a: a) 25°C e 77°F d) 25°C e 45°F b) 20°C e 40°F e) 25°C e 53°F c) 20°C e 45°F 11 (UNITAU) Eu dispunha de um termômetro de mercúrio tão usado que sua escala já havia se apagado. Mergulhando-o em água em ebulição, a coluna de mercúrio teve comprimento de 7 cm e, pondo-o em gelo fundente, a coluna teve comprimento de 2 cm. Se tivesse sido mergulhado em água e a coluna de mercúrio tivesse comprimento de 4 cm, qual seria a temperatura da água? a) 40°C b) 38°C c) 55°C d) 13,8°C e) 45°C 12 (FEP-PA) Uma variação de temperatura de 100°C equivale na escala Kelvin ou absoluta a uma variação de: a) 212 K b) 273 K c) 180 K d) 100 K e) 80 K 13 (FSL-SP) Sabe-se que a temperatura de liquefação do hidrogênio é "muito baixa". Dos valores apresentados abaixo o mais provável é: a) -20 K b) 77 K c) -300°C d) 300 K e) 0 K WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 19 14 (FESP) No texto de uma revista científica: "Em Plutão, o planeta mais afastado do Sol, a temperatura vai a 380 graus abaixo de zero". O autor, embora não tenha declarado qual a escala termométrica utilizada, certamente se refere, para a temperatura mencionada, à escala: a) Kelvin. b) Celsius. c) Fahrenheit. d) diferente das anteriores, pois o valor não é compatível com nenhuma das três escalas citadas. 15 (UFPA) Em um certo instante a temperatura de um corpo, medida na escala Kelvin,foi de 300 K. Decorrido um certo tempo, mediu-se a temperatura desse mesmo corpo e o termômetro indicou 68°F. A variação de temperatura sofrida pelo corpo, medida na escala Celsius, foi de: a) -32°C b) -5°C c) -7°C d) 212°C e) 368°C GABARITO 1C 2C 3B 4D 5B 6D 7E 8A 9D 10A 11A 12D 13B 14C 15C DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS 1 (FMPA-MG) Uma lâmina bimetálica é feita soldando-se uma lâmina de cobre de coeficiente de dilatação linear ∝1 = 17 • 10−6 °𝐶−1 e uma lâmina de constantana cujo coeficiente de dilatação linear é ∝2 = 25 • 10 −6 °𝐶−1. Na temperatura ambiente (25°C), a lâmina está reta e é colocada na horizontal, como mostra a figura. Podemos afirmar: a) A 60°C a lâmina se curvará para cima. b) A 60°C a lâmina se curvará para baixo. c) A 60°C a lâmina permanecerá reta. d) Ela se curvará para cima a qualquer temperatura. e) Ela se curvará para baixo a qualquer temperatura. 2 (FASP) Sabendo-se que o coeficiente de dilatação superficial é β𝛽 e o coeficiente de dilatação volumétrica é γ, qual das afirmações é a correta? a) β = 2/3γ b) γ= 2/3 β c) β =γ3 d) γ = β 2 3 (UECE) O coeficiente de dilatação superficial do ferro é 2,4 • 10−5 °𝐶−1. O valor do coeficiente de dilatação cúbica é: a) 1,2 • 10−5°𝐶−1 b) 3,6 • 10−5°𝐶−1 c) 4,8 • 10−5°𝐶−1 d) 7,2 • 10−5°𝐶−1 4 (UNIP) Considere uma chapa metálica, de material homogêneo, com a forma de um quadrado e tendo um orifício circular. Se a chapa for aquecida de modo uniforme e o seu lado aumentar de 1%, então a área do orifício: a) aumentará de 1%. b) diminuirá de 1%. c) aumentará de 2%. d) diminuirá de 2%. e) permanecerá a mesma. 5 (UFMG) O coeficiente de dilatação linear do latão é aproximadamente 1,6 vezes o coeficiente de dilatação linear do aço. Para encaixar-se um pino de latão em um orifício numa chapa de aço, cujo diâmetro é ligeiramente menor do que o diâmetro do pino deve-se: a) aquecer o pino de latão e resfriar a chapa de aço. b) aquecer a chapa de aço e resfriar o pino de latão. c) aquecer igualmente a chapa e o pino. d) manter a temperatura da chapa e aquecer o pino. e) resfriar a chapa e manter a temperatura do pino. 6 (MACKENZIE) Uma chapa plana de uma liga metálica de coeficiente de dilatação linear 2 • 10−5°𝐶−1 tem área A0 à temperatura de 20°C. Para que a área dessa placa aumente 1%, devemos elevar sua temperatura para: a) 520°C b) 470°C c) 320°C d) 270°C e) 170°C 7 (UFRO) Os corpos ocos homogêneos: a) dilatam-se menos que os maciços de mesmo volume. b) dilatam-se mais que os maciços de mesmo volume. c) não se dilatam. d) dilatam-se de modo que o coeficiente de dilatação em cada direção é proporcional à extensão vazia. e) dilatam-se como se fossem maciços. 8 (PUC) Um paralelepípedo a 10°C possui dimensões iguais a 10 • 20 •30 cm, sendo constituído de um material cujo coeficiente de dilatação linear é 8 • 10−6°𝐶−1. Quando sua temperatura aumenta para 110°C, o acréscimo de volume, em cm3, é: a) 144 b) 72,0 c) 14,4 d) 9,60 e) 4,80 9 (FCC) Uma peça sólida tem uma cavidade cujo volume vale 8 cm3 a 20°C. A temperatura da peça varia para 920°C e o coeficiente de dilatação linear do sólido (12 • 10−6°𝐶−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% 10 O volume de certa peça metálica torna-se 1,027 vez maior quando ele é aquecido de 0°C a 500°C. O coeficiente de dilatação linear, suposto constante, nesse intervalo de temperatura é, em °𝐶−1: a) 6 • 10-6 b) 12 • 10-6 c) 15 • 10-6 d) 18 • 10-6 e) 54 • 10-6 11 (PUC) Quando um frasco completamente cheio de líquido é aquecido, ele transborda um pouco. O volume do líquido transbordado mede: a) a dilatação absoluta do líquido. b) a dilatação absoluta do frasco. c) a dilatação aparente do frasco. d) a dilatação aparente do líquido. e) a dilatação do frasco mais a do líquido. 12 (FCC) Um frasco, cuja capacidade a zero grau Celsius é 2.000 cm3, está cheio até a boca com determinado líquido. O conjunto foi aquecido de 0°C a 100°C, transbordando 14 cm3. O coeficiente de dilatação aparente desse líquido, em relação ao material do frasco, é igual a: a) 7,0 • 10−6°𝐶−1 b) 7,0 • 10−5°𝐶−1 c) 7,0 • 10−4°𝐶−1 d) 7,0 • 10−3°𝐶−1 e) 7,0 • 10−2°𝐶−1 13 (UFPA) Um recipiente, de coeficiente de dilatação real c, encontra-se cheio de um líquido cujos coeficientes de dilatação real e aparente são respectivamente b e a. Para pequenas variações de temperatura ∆T, pode-se deduzir que: a) b = a + c b) b = a - c c) b = a + c + 𝑎 𝑐 ∆T d) b = a - c + ac∆T e) b = a + c + 𝑐 𝑎 ∆T 14 (UFRN) Suponha um recipiente com capacidade de 1,0 litro cheio com um líquido que tem o coeficiente de dilatação volumétrica duas vezes maior que o coeficiente do material do recipiente. Qual a quantidade de líquido que transbordará quando o conjunto sofrer uma variação de temperatura de 30°C? a) 0,01 cm3 b) 0,09 cm3 c) 0,30 cm3 d) 0,60 cm3 e) 1,00 cm3 Dado: coeficiente de dilatação volumétrica do líquido = 2 • 10−5°𝐶−1. GABARITO 1A 2A 3B 4C 5B 6D 7E 8C 9C 10D 11D 12B 13A 14C WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 20 CALOR - A ENERGIA TÉRMICA EM TRÂNSITO A MEDIDA DO CALOR - CALORIMETRIA 1 (UCPR) Um corpo de massa 300 g é aquecido através de uma fonte cuja potência é constante e igual a 400 cal/min. O gráfico ilustra a variação da temperatura num determinado intervalo de tempo. Pede-se o calor específico da substância que constitui o corpo. a) 2 cal/g°C b) 20 cal/g°C c) 1/3 cal/g°C d) 1 cal/g°C e) 0,5 cal/g°C 2 (UEL) Um corpo recebe calor na razão de 35 cal/min. A temperatura desse corpo, em função do tempo, está representada no gráfico ao lado. A capacidade térmica desse corpo, em cal/°C, é igual a: a) 1,4 b) 2,5 • 10 c) 3,0 • 10 d) 3,0 • 1O3 e) 3,5 • 1O3 3 (FFS-SP) O gráfico representa a quantidade de calor absorvida por dois corpos M e N de massas iguais em função da temperatura. A razão entre os calores específicos dos dois corpos M e N é: a) 0,5 b) 1,0 c) 2,5 d) 2,0 e) 4,0 4 (UNISINOS) Amargo (Lupicínio Rodrigues) Amigo boleia a perna Puxa o banco e vai sentando Descansa a palha na orelha E o crioulo vai picando Que enquanto a chaleira chia O amargo eu vou cevando. Ao esquentar a água para o chimarrão, um gaúcho utiliza uma chaleira de capacidade térmica 250 cal/°C na qual ele coloca 2 𝓵 de água. O calor específico da água é 1 cal/g°C e sua massa específica é 1 g/cm3. A temperatura inicial do conjunto é + 10°C. Quantas calorias devem ser fornecidas ao conjunto (chaleira + água) para elevar sua temperatura até + 90°C? a) 20.160 b) 160.000 c) 20.000 d) 160 e) 180.000 5 (FUVEST) Um bloco de massa 2,0 kg, ao receber toda a energia térmica liberada por 1.000 g de água, que diminuem a sua temperatura de 1°C, sofre um acréscimo de temperatura de 10°C. O calor específico do bloco em cal/g°C é: a) 0,2 b) 0,1 c) 0,15 d) 0,05 e) 0,01 6 (PUC) Misturam-se massas iguais de glicerina e água. Inicialmente a água está a uma temperatura f2 maior que a temperatura inicial t1 da glicerina. Pode-se afirmar sempre que: a) a temperatura final do sistema é (t1 + t2)/2. b) a temperatura final do sistema é t1 - t2. c) a temperatura final do sistema é maior que t2. d) a temperatura final do sistema é menor que t1. e) a energia é transferida da água para a glicerina. 7 (UFU-MG) Os gráficos mostrara a variação da quantidade de calor absorvida por 200 g de duas substâncias, A e B, em função da temperatura: Misturando-se as duas substâncias, A (50°C) e B (25°C), a temperatura de equilíbrio, em °C, é aproximadamente: a) 27 b) 32 c) 36 d) 40 e) 43 8 (FCC) Em um calorímetro ideal são misturadas duas amostras de um líquido, uma à temperatura de 80°C e outraa 50°C. As massas das amostras são iguais. A temperatura final da mistura, em graus Celsius, é igual a: a) 80 b) 75 c) 70 d) 65 e) 60 9 (UFPE) Uma garrafa térmica contém 0,5 C de café a uma temperatura de 80°C. O café frio de um copo com volume 0,25 𝓵, a 20°C, é despejado de volta na garrafa. Se a capacidade calorífica da garrafa for desprezível, qual será a temperatura do café depois da mistura? a) 25°C b) 30°C c) 40°C d) 50°C e) 60°C 10 (CESGRANRIO) 200 g de água à temperatura de 20°C são adicionados, em um calorímetro, a 100 g de água à temperatura inicial de 80°C. Desprezando as perdas, determine a temperatura final de equilíbrio térmico da mistura. a) 30°C b) 40°C c) 50°C d) 60°C e) 100°C GABARITO 1E 2B 3D 4E 5D 6E 7B 8D 9E 10B MUDANÇAS DE FASE 1 (FUVEST) Nos dias frios, quando uma pessoa expele ar pela boca, forma-se uma espécie de fumaça junto ao rosto. Isto ocorre porque a pessoa: a) expele o ar quente que condensa o vapor d'água existente na atmosfera. b) expele o ar quente e úmido que se esfria, ocorrendo a condensação dos vapores expelidos. c) expele o ar frio que provoca a condensação do vapor d'água na atmosfera. d) provoca a liquefação do ar, com seu calor. e) provoca a evaporação da água existente na atmosfera. 2 (FESP) Dois recipientes contendo água são mantidos em cidades A e B à mesma temperatura. Sabe-se que em A a água está fervendo, mas em B a água não está fervendo. Pode-se dizer que: a) a altitude de A é maior que a de B. b) a altitude de B é maior que a de A. c) a temperatura ambiente em A é maior que em B. d) A e B estão em latitudes diferentes. e) nenhuma das anteriores. 3 (FMPA-MG) A influência da pressão nas mudanças de estado da matéria acarreta que: I. no Rio de Janeiro, a água ferve a uma temperatura mais elevada que em Belo Horizonte. II. no Rio de Janeiro, o gelo funde-se a uma temperatura maior do que a sua temperatura de fusão em Belo Horizonte. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 21 III. aumentando a pressão sobre as substâncias sólidas cristalinas em geral, aumentamos o valor de sua temperatura de fusão. Podemos afirmar que: a) apenas I e II são corretas. b) apenas I é correta. c) apenas I e III são corretas. d) todas são corretas. e) todas são falsas. (FCMMG) Questões 4 e 5. Em cada um dos testes seguintes são feitas três afirmações que podem ser verdadeiras ou falsas. Responda: a) se apenas a I for verdadeira. b) se apenas a II for verdadeira. c) se apenas a III for verdadeira. d) se as três forem falsas. e) se pelo menos duas forem verdadeiras. 4 I. Em uma panela de pressão, ao se cozinhar feijão, a água entra em ebulição numa temperatura superior a 100°C, pois a pressão na panela é superior a uma atmosfera. II. Todos os líquidos aumentam de volume ao se solidificarem, e a prova disso é que uma garrafa bem tampada e cheia d'água arrebenta quando deixada no congelador de uma geladeira. III. Quando bocejamos em uma manhã fria, o "gás" que sai de nossa boca aparece esbranquiçado porque ele contém vapor d'água que se condensa em contato com a atmosfera fria. 5. I. É possível fazer a água ferver à temperatura de 80°C. II. O calor específico da água no estado líquido, sob determinada pressão, é diferente de seu calor específico no estado sólido sob a mesma pressão. III. Para as substâncias que, ao se fundirem, diminuem de volume, um aumento na pressão acarreta um abaixamento na temperatura de fusão. 6 (UFU-MG) Certo volume de um líquido ferve sob pressão p e à temperatura t. O gráfico mostra a curva da pressão de vapor do líquido. Assinale a alternativa correta: a) Se a pressão é mantida constante e a temperatura é aumentada, o líquido pode se transformar em vapor. b) Se a pressão é mantida constante e a temperatura é aumentada, nenhuma parte do líquido é transformada em vapor. c) Se a temperatura é mantida constante e a pressão é aumentada, todo o líquido se transforma em vapor. d) Se a temperatura é mantida constante e a pressão é reduzida, o líquido não se transforma em vapor. e) Mantendo-se a temperatura e reduzindo-se a pressão, o calor deve ser cedido ao líquido. 7 (PUC) Um cilindro dotado de embolo contém certo líquido em equilíbrio com seu próprio vapor. Se reduzirmos o volume V (veja a figura) sem alterar a temperatura: a) mais líquido se vaporiza. d) o líquido ferve. b) mais vapor se condensa. e) NDA c) a proporção de líquido e vapor não se altera. 8 (PUC) No sistema descrito na questão anterior, após a operação de diminuição do volume disponível V, a pressão do vapor: a) é maior que antes. d) não se pode saber o que acontece. b) é menor que antes. e) nenhuma das anteriores. c) é a mesma que antes. 9 (FMS) Analisando as curvas de Andrews de um gás real, NÃO podemos dizer que: a) na temperatura crítica, o gás sofre liquefação a volume constante. b) acima da temperatura crítica, nenhum aumento de pressão liquefará o gás. c) abaixo da curva de saturação, as variações de volume são significativas sob pressão quase constante. d) em pressões e temperaturas baixas, o gás se comporta quase idealmente. e) uma das alternativas acima é falsa. 10 (FMC-SP) Assinale a alternativa correta em relação ao diagrama pV de um gás real apresentado: a) Na região I tem-se vapor insaturado passível de liquefação. b) Na região II tem-se vapor saturado e líquido. c) Na região III tem-se líquido e vapor saturado. d) Na região IV tem-se gás liquefeito e vapor saturado. e) Nenhuma das anteriores. 11 Nos botijões de gás, o gás no seu interior está liquefeito. Isto nos permite concluir que sua temperatura crítica: a) é maior que a temperatura ambiente. b) é menor que a temperatura ambiente. c) é igual à temperatura ambiente. d) é maior ou menor que a temperatura ambiente, dependendo da pressão do gás no botijão. e) é elevadíssima, provavelmente superior a 1.000°C. 12 (UFBA) Se a temperatura crítica da água é 647 K, pode-se considerar que a água está sob a forma de: a) vapor, a 500°C. b) vapor, acima de 500°C. c) gás, a 400°C. d) gás, a 273°C. e) gás, abaixo de 273°C. 13 (UFV-MG) É possível liquefazer-se um gás: a) comprimindo-o a qualquer temperatura. b) aumentando sua temperatura a qualquer pressão. c) resfriando-o até uma temperatura abaixo da crítica e comprimindo-o. d) comprimindo-o a uma temperatura acima da crítica. e) diminuindo sua pressão acima da temperatura crítica. 14 (UFCE) O quociente entre a quantidade de vapor de água realmente contida no ar e a quantidade máxima que ele poderá suportar para atingir o ponto de saturação representa a: a) evaporação. b) umidade absoluta. c) nebulosidade atmosférica. d) umidade relativa. 15 (UERJ) Na evaporação de um líquido: a) a velocidade é maior em ambiente saturado. b) a velocidade não depende da pressão do vapor do líquido no ambiente em que ela se processa. c) a velocidade é constante, mesmo em ambiente fechado. d) a velocidade não depende da temperatura. e) a velocidade é proporcional à área da superfície livre do líquido. 16 (FMS-SP) A maior velocidade da evaporação do éter, quando comparada com a do álcool, mostra que a evaporação depende da: a) temperatura. d) pressão. b) área da superfície livre. e) natureza do líquido. c) pressão de vapor. 17 (UFRO) Costuma-se soprar sobre a superfície de um líquido quente para que ele esfrie mais rapidamente. Quando fazemos isso, o que acontece com a velocidade de evaporação do líquido? a) Diminui. d) Aumenta. b) Não se altera. e) Todas as alternativas estão corretas. c) Não existe velocidade de evaporação. 18 (CESGRANRIO) A sensação de frio que experimentamos quando, num dia ensolarado, saímos da água do mar, se deve fundamentalmente: a) à evaporação da água residual que fica sobre a nossa pele após nos banharmos. b) ao fato de a temperatura da água do mar ser algo menor do que a temperatura ambiente.c) ao elevado calor específico da água. d) à perda do isolamento térmico antes proporcionado pela água quando nela ainda estávamos imersos. e) à filtragem do calor dos raios solares pela água que ainda molha a nossa pele após sairmos da água. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 22 19 (FMU-SP) Numa cidade como São Paulo, onde a umidade relativa do ar é bastante elevada, muitas vezes, mesmo a temperaturas relativamente baixas, 22°C, por exemplo, sentimos um desconforto térmico (sensação de calor opressivo). Isto se dá por que: a) a pressão máxima de vapor independe da temperatura. b) a umidade relativa dificulta a evaporação do suor. c) o vapor de água contido no ar está muito denso. d) o vapor de água contido no ar fornece calor ao organismo. e) nenhuma das anteriores. GABARITO 1B 2A 3C 4E 5E 6A 7B 8C 9D 10C 11A 12C 13C 14D 15E 16E 17D 18A 19B PROPAGAÇÃO DO CALOR 1 (UECE) A transmissão de calor por convecção só é possível: a) nos sólidos. b) nos líquidos. c) nos fluidos em geral. d) nos gases. 2 (UCMG) Todas as situações descritas são aplicações ou consequências da convecção térmica, exceto: a) brisas litorâneas. b) lâmpada de Davy, usada geralmente em minas de carvão. c) movimento de um planador a enormes distâncias, quase horizontais. d) mudança brusca na temperatura das águas superficiais em certas faixas do oceano. e) tiragem de gases por chaminé. 3 (UFMG) Em uma experiência, colocam-se gelo e água em um tubo de ensaio, sendo o gelo mantido no fundo por uma tela de metal. O tubo de ensaio é aquecido conforme a figura. Embora a água ferva, o gelo não se funde imediatamente. As afirmações abaixo referem-se a essa situação: I. Um dos fatores que contribuem para que o gelo não se funda é o de que a água quente é menos densa que a água fria. II. Um dos fatores que concorrem para a situação observada é o de que o vidro é bom isolante térmico. III. Um dos fatores que concorrem para que o gelo não se funda é o de que a água é bom isolante térmico. a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. b) Apenas a afirmativa II é verdadeira. c) Apenas a afirmativa III é verdadeira. d) Todas as afirmativas são corretas. e) Nenhuma das anteriores. 4 (UFSCar) Nas geladeiras, retira-se periodicamente o gelo do congelador. Nos pólos, as construções são feitas sob o gelo. Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã durante o dia e à noite. Relativamente ao texto acima, qual das afirmações abaixo não é correta? a) O gelo é mau condutor de calor. b) A lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante o dia e o resfriamento durante a noite. c) A lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as correntes de convecção. d) O gelo, sendo um corpo a 0°C, não pode dificultar o fluxo de calor. e) O ar é um ótimo isolante para o calor transmitido por condução, porém favorece muito a transmissão do calor por convecção. Nas geladeiras, as correntes de convecção é que refrigeram os alimentos que estão na parte inferior. 5 (MACKENZIE) Assinale a alternativa correta: a) A condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo. b) No vácuo a única forma de transmissão do calor é por condução. c) A convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo nem em materiais no estado sólido. d) A irradiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios materiais. e) A condução térmica só ocorre no vácuo; no entanto, a convecção térmica se verifica inclusive em materiais no estado sólido. 6 (FMABC-SP) Atualmente, os diversos meios de comunicação vêm alertando a população para o perigo que a Terra começa a enfrentar: o chamado "efeito estufa". Tal efeito é devido ao excesso de gás carbônico presente na atmosfera, provocado pelos poluentes, dos quais o homem é responsável direto. O aumento de temperatura provocado pelo fenômeno deve-se ao fato de que: a) a atmosfera é transparente à energia radiante e opaca para as ondas de calor. b) a atmosfera é opaca à energia radiante e transparente para as ondas de calor. c) a atmosfera é transparente tanto para a energia radiante como para as ondas de calor. d) a atmosfera é opaca tanto para a energia radiante como para as ondas de calor. e) a atmosfera funciona como um meio refletor para a energia radiante e como meio absorvente para a energia térmica. 7 (ESAL-MG) A interpretação da Lei de Stefan-Boltzmann (radiação) nos permite concluir que: a) a energia radiante emitida por um corpo é proporcional à temperatura absoluta. b) os corpos só emitem energia radiante a uma temperatura acima de 0°C (273 K). c) a energia radiante emitida por um corpo depende da emissividade do corpo e da temperatura absoluta do corpo elevada à quarta potência. d) um corpo à temperatura de 0°C (273 K) não emite energia radiante. e) a energia radiante emitida por um corpo é proporcional à temperatura absoluta ao quadrado. 8 (FUVEST) Têm-se dois corpos com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N, que 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 do que a de A. d) De início, a temperatura de A decresce (devido à reflexão) e a de TV aumenta. e) As temperaturas de N e de A decrescem (devido à evaporação) e depois crescem. 9 (UFRS) Se o vácuo existente entre as paredes de vidro de uma garrafa térmica fosse total, propagar-se-ia calor de uma parede para a outra apenas por: a) convecção. d) convecção e radiação. b) radiação. e) condução e convecção. c) condução. GABARITO 1C 2B 3D 4D 5C 6A 7C 8C 9B ESTUDO DOS GASES E TERMODINÂMICA ESTUDO DOS GASES 1 (UFRS) A tabela mostra algumas medidas de pressão (p) e volume (V) de um gás (O2), mantido a temperatura constante. Qual o gráfico que melhor identifica a relação entre p e V? 2 (UFP) Um volume de 20 cm3 de gás perfeito encontra-se no interior de um cilindro, sob pressão de 2,0 atm e com temperatura de 27°C. Inicialmente, o gás sofre uma expansão isotérmica, de tal forma que seu volume passa a ser igual a 50 cm3. A seguir, o gás WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 23 sofre uma evolução isométrica e a pressão torna-se igual a 1,2 atm. A temperatura final do gás vale: a) 450°C b) 177°C c) 273°C d) 723°C e) 40,5°C 3 (PUC) Uma certa massa de gás sofre transformações de acordo com o gráfico. Sendo a temperatura em A de l .000 K, as temperaturas em B e C valem, em K, respectivamente: a) 500 e 250 b) 750 e 500 c) 750 e 250 ' d) 1.000 e 750 e) 1.000 e 500 4 (MACKENZIE) Considere o diagrama onde se apresentam duas isotermas T e T'. As transformações gasosas 1, 2 e 3 são, respectivamente: a) isobárica, isocórica e isotérmica. b) isobárica, isotérmica e isocórica. c) isotérmica, isocórica e isobárica. d) isocórica, isobárica e isotérmica. e) isotérmica, isobárica e isocórica. 5 (MACKENZIE) Uma determinada massa de gás perfeito sofre as transformações A — B — C indicadas no diagrama ao lado. Dos diagramas abaixo, aquele que corresponde ao diagrama dado é: 6 (MACKENZIE) Assinale a alternativa abaixo que NÃO É CORRETA. a) As moléculas de um sólido vibram em torno de uma posição fixa. b) As moléculas de um líquido estão arranjadas em um padrão regular. c) As moléculas de um gás perfeito não exercem forças entre elas, exceto durante as colisões. d) A densidade da maioria dos líquidos é maior que a dos gases, pois suas moléculas estão mais ] umas das outras. e) Uma massa gasosa ocupa integralmente o volume do recipiente que a contém. 7 A teoria cinética dos gases propõe um modelo para os gases no qual: a) a pressão do gás não depende da velocidade das moléculas. b) as moléculas são consideradas como partículas que podem colidir inelasticamenteentre si. c) a temperatura do gás está diretamente relacionada com a energia cinética das moléculas. d) a pressão do gás depende somente do número de moléculas por unidade de volume. e) a temperatura do gás depende somente do número de moléculas por unidade de volume. 8 (FMABC-SP) A teoria cinética dos gases nos leva a acreditar que: a) a temperatura de um gás é o resultado do maior ou menor número de partículas que o constituem. b) a pressão que o gás exerce nada tem a ver com o número de partículas, mas só com a velocidade das mesmas. c) o produto pressão x volume depende da temperatura e da natureza do gás. d) a pressão do gás é igual ao quociente da temperatura pelo volume. e) nenhuma das afirmações é verdadeira. 9 (FEI) A pressão que um gás exerce em uma superfície é devida: a) ao choque entre as moléculas. b) à força de atração entre as moléculas. c) ao choque das moléculas contra a superfície considerada. d) à força de repulsão entre as moléculas. e) à força com que a superfície atrai as moléculas. 10 A energia cinética média das moléculas de um gás perfeito é diretamente proporcional: a) à pressão do gás. b) ao volume do gás. c) à temperatura absoluta do gás. d) à temperatura Celsius do gás. e) à variação da temperatura absoluta do gás. 11 (FESP-PE) Numa primeira experiência, expande-se o gás contido em um recipiente, de modo a duplicar o volume, enquanto a pressão permanece constante. Numa segunda experiência, a partir das mesmas condições iniciais, duplica-se a pressão sobre o gás, enquanto o volume permanece constante. A respeito da energia cinética das moléculas do gás pode-se afirmar que: a) duplicou nas duas experiências. b) duplicou na l? experiência e reduziu-se à metade na segunda. c) duplicou na 2? experiência e reduziu-se à metade na primeira. d) permaneceu constante nas duas experiências. e) em ambas as experiências foi multiplicada pela raiz de 2. 12 À mesma temperatura, moléculas de diferentes gases perfeitos têm, em média: a) mesma velocidade. b) mesma aceleração. c) mesmo impulso. d) mesma quantidade de movimento. e) mesma energia cinética. 13 Se a energia cinética média das moléculas de um gás aumentar e o volume permanecer constante: a) a pressão do gás aumentará e a sua temperatura permanecerá constante. b) a pressão permanecerá constante e a temperatura aumentará. c) a pressão e a temperatura aumentarão. d) a pressão diminuirá e a temperatura aumentará. e) todas as afirmações estão incorretas. 14 Se aumentarmos a temperatura do gás contido em um recipiente fechado e isolado: a) a energia cinética média das partículas aumenta. b) a pressão aumenta e a energia cinética média das partículas diminui. c) a energia cinética media não se altera e a pressão aumenta. d) a energia cinética média e a pressão permanecem constantes. e) nada do que foi dito ocorre. 15 (FASP) Um gás real aproxima-se de um gás ideal quando: a) a pressão é alta e a temperatura muito baixa. b) a pressão e a temperatura são muito elevadas. c) a pressão e a temperatura são muito baixas. d) a pressão é muito baixa e a temperatura muito elevada. 16 (UFU) Considere uma amostra de hidrogênio e outra de oxigênio, ambas a uma mesma temperatura. Sabe-se que a massa molecular do hidrogênio é 3,3 • 1027 kg e a do oxigênio é 53 • 1027 kg. Podemos afirmar que: a) se duplicarmos a temperatura absoluta das amostras, os valores das energias cinéticas médias das moléculas não se alteram. b) a energia cinética das moléculas de hidrogênio é menor que a energia cinética das moléculas de oxigênio. c) a velocidade média das moléculas de oxigênio é maior que a velocidade média das moléculas de hidrogênio. d) a energia cinética das moléculas de hidrogênio não se anula no zero absoluto. e) a energia cinética das moléculas de oxigênio se anula no zero absoluto. GABARITO 1D 2B 3E 4B 5E 6B 7C 8C 9C 10C 11A 12E 13C 14A 15D 16E WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 24 AS LEIS DA TERMODINÂMICA 1 (UNIP) Considere o gráfico pressão x volume para l mol de um gás perfeito. Assinale a opção correta: a) Nos estados definidos pelos pontos A, B e C a temperatura do gás é a mesma. b) Na transformação de B para C o gás realiza trabalho maior do que na transformação de A paia B. c) Nos estados definidos pelos pontos A e B, a energia interna do gás é a mesma. d) A transformação AB é isotérmica. e) De A para B o calor recebido pelo gás é maior do que o trabalho por ele realizado. 2 (FMPA-MG) Sobre gases ideais, podemos afirmar que: a) numa transformação isobárica, a energia interna do gás varia. b) numa transformação isotérmica, o gás não troca calor com a sua vizinhança. c) sempre que aumentamos a temperatura de um gás, seu volume se expande. d) numa transformação adiabática, o gás não realiza trabalho. e) nas mesmas condições de temperatura e pressão, todos os gases ocupam o mesmo volume. 3 (PUC) Uma bomba de encher pneus de bicicleta é acionada rapidamente tendo a extremidade de saída do ar vedada. Conseqüentemente, o ar é comprimido, indo do estado l para o estado 2. Nessas condições, podemos afirmar que a transformação termodinâmica verificada na passagem do estado l para o estado 2 aproxima-se mais de: a) uma isométrica, porque o volume do ar se mantém. b) uma isotérmica, porque a temperatura do ar não se altera. c) uma isobárica, porque a pressão do ar não se altera. d) uma adiabática, porque praticamente não há troca de calor do ar com o meio exterior. e) uma isocórica, porque o volume da câmara se mantém 4 (UCMG) Em uma transformação adiabática, o trabalho realizado por um sistema gasoso é: a) proporcional ao calor absorvido pelo sistema. b) proporcional ao calor cedido pelo sistema. c) sempre igual à energia interna final do sistema. d) sempre nulo, porque a energia interna é constante. e) igual, em valor absoluto, à variação da energia interna. 5 (UCPR) Na compressão adiabática de um gás: a) a pressão aumenta e a temperatura diminui. b) a pressão diminui e a temperatura não se altera. c) a pressão permanece constante e a temperatura aumenta. d) a pressão e a temperatura aumentam. e) a pressão e a temperatura permanecem constantes. 6 (UMC-SP) Considere a equação Cp - Cv = R, onde R é a. constante universal dos gases, CT e C\ são, respectivamente, os calores específicos molares de um gás perfeito com pressão e volume constantes. Para um gás ideal monoatômico, Cp = 5/2R. Então, o expoente de Poisson desse gás vale: 7 (VUNESP) Dois gases idênticos são submetidos a processos reversíveis diferentes, como mostra o gráfico. O gás l segue os processos indicados pela linha cheia do gráfico e o gás 2 pela linha tracejada. Ambos partem do ponto (pó, V0) e terminam no ponto (—£-, 2V0) no diagrama p-V, É INCORRETO afirmar que: a) l recebeu mais calor que 2. b) 2 realizou menos trabalho que 1. c) a energia interna no ponto inicial é a mesma para os dois. d) a energia interna de l é maior que a energia interna de 2 no ponto final. e) 2 cedeu calor no primeiro trecho. 8 (ITA) Das afirmações abaixo: I. a energia interna de um gás ideal depende só da pressão; II. quando um gás passa de um estado l para outro estado 2, o calor trocado é o mesmo qualquer que seja o processo; III.quando um gás passa de um estado l para outro estado 2, a variação da energia interna é a mesma qualquer que seja o processo; IV.um gás submetido a um processo quase-estático não realiza trabalho; V. o calor específico de uma substância não depende do processo como ela é aquecida; VI. quando um gás ideal recebe calor e não há variação de volume, a variação da energia interna é igual ao calor recebido; VII. numa expansão isotérmica de um gás ideal o trabalho realizado é sempre menor do que o calor absorvido: As duas corretas são: a) II e III b) III e IV c) III e V d) I e VII e) III e VI. 9 (UECE) Um gás, encerradoem uma câmara, sofre uma evolução termodinâmica, percorrendo o ciclo ABC A, conforme o diagrama ao lado. O trabalho dado pelo gás, ao completar o ciclo, vale, em joules: a) 30 b) 20 c) 10 d) 60 10. (UCMG) Na transformação cíclica de um gás perfeito, mostrada na figura, o trabalho realizado num ciclo, em joules, vale: a) 2 • IO5 b) 6 - IO5 c) 15 - IO5 d) 20 - IO5 e) 25 • IO5 11. (UCS-RS) Certa máquina térmica executa o ciclo da figura, efetuando 20 revoluções por segundo. A potência da máquina, em quilowatts, é igual a: a) 100 b) 10 c) 1,0 d) 0,5 e) 0,20 12. (ITA). Uma molécula-grama de gás ideal sofre uma série de transformações e passa sucessivamente pelos estados A — B — C — D, conforme o diagrama pV ao lado, onde TA = 300 K. Pode-se afirmar que a temperatura em cada estado, o trabalho líquido realizado no ciclo e a variação da energia interna no ciclo são respectivamente: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 25 T A (K) TB (K) Tc (K) TD(K) T(atm•f) ΔU (J) a) 300 900 450 150 20,0 0 b) 300 900 450 150 -20,0 0 c) 300 450 900 150 20,0 0 d) 300 900 450 150 60,0 40 e) nenhuma das anteriores 13. (FMS) O Segundo Princípio da Termodinâmica (ou Segunda Lei) diz o seguinte: 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 com que ela funciona. d) A máquina térmica não pode funcionar sem queda de temperatura e nunca restitui integralmente, sob forma de trabalho, a energia que lhe foi cedida, sob forma de calor. e) A energia total de um sistema isolado é constante. 14. (FMI-MG) O gráfico ao lado representa um Ciclo de Carnot, para o caso de um gás ideal. Assinale, dentre as seguintes, a proposição falsa: a) De A até B, a transformação é isotérmica e o gás recebe calor do meio externo. b) De C até D, a transformação é isotérmica e o gás rejeita calor para o meio externo. c) De B até C, a transformação é adiabática e o gás realiza trabalho contra o meio externo. d) De D até A, a transformação é adiabática e o gás realiza trabalho contra o meio externo. e) Durante o ciclo, o trabalho realizado pelo gás sobre o meio externo é maior que o trabalho realizado pelo meio externo sobre o gás. 15. (MACKENZIE) A importância do Ciclo de Carnot reside no fato de ser: a) o ciclo da maioria dos motores térmicos. b) o ciclo de rendimento igual a 100%. c) o ciclo que determina o máximo rendimento que um motor térmico pode ter entre duas dadas temperaturas. d) o ciclo de rendimento maior que 100%. e) nenhuma das anteriores. 16. (EMC-RJ) O rendimento de certa máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27°C. A temperatura da fonte quente é: a) 5,4°C b) 52°C c) 104°C d) 127°C e) 227°C 17. (CESGRANRIO) Certa máquina térmica cíclica e reversível trabalha entre -73°C e +27ÜC. O seu rendimento máximo é: a) 2/3 b) 1/3 c) 27/73 d) 3/73 18. (VUNESP) Examine as seguintes afirmações: I. A energia mecânica pode ser transformada totalmente em calor. II. O calor pode ser transformado totalmente em energia mecânica. III. O calor de um gás ideal depende apenas de sua temperatura. IV. O calor cedido a um gás se converte em energia interna e em energia mecânica se a expansão é permitida. V. A energia cinética média das moléculas de um gás ideal depende apenas da temperatura e da densidade. VI. O calor específico a pressão constante é sempre maior que o calor específico a volume constante em qualquer gás. Assinale a alternativa em que todas as afirmações são corretas: a) I, III e V. d) I e V. b) l, IV e VI. e) V e VI. c) II, IV e VI. 19. (UFPA) A Segunda Lei da Termodinâmica pode ser encarada como um princípio da degradação da energia porque: a) o calor não pode passar espontaneamente de um corpo para outro de temperatura mais baixa que o primeiro. b) para produzir trabalho, continuamente, uma máquina térmica, operando em ciclos, deve necessariamente receber calor de uma fonte fria e ceder parte dele a uma fonte quente. c) é possível construir uma máquina, operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo em uma quantidade equivalente de trabalho. d) é impossível se converter totalmente calor em outra forma de energia. e) a Termodinâmica independe de qualquer teoria atômico-molecular. 20. (UFV-MG) De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, a entropia do Universo: a) não pode ser criada nem destruída. b) acabará transformada em energia. c) tende a aumentar com o tempo. d) tende a diminuir com o tempo. e) permanece sempre constante. GABARITO 1C 2A 3D 4E 5D 6B 7D 8E 9A 0E 11B 12A 13D 14D 15C 16D 17B 18B 19D 20C Ó P T I C A G E O M É T R I C A INTRODUÇÃO À ÓPTICA GEOMÉTRICA 1. (UFRO) A formação de sombra evidencia que: a) a luz se propaga em linha reta. b) a velocidade da luz não depende do referencial. c) a luz sofre refração. d) a luz é necessariamente fenômeno de natureza corpuscular. e) a temperatura do obstáculo influi na luz que o atravessa. 2. Uma fonte luminosa projeta luz sobre as paredes de uma sala; um pilar intercepta parte dessa luz_ 4 penumbra que se observa é devida: a) ao fato de não ser pontual a fonte luminosa. b) ao fato de não se propagar a luz rigorosamente em linha reta. c) aos fenômenos de interferência da luz depois de tangenciar os bordos do pilar. d) aos fenômenos de difração. e) à incapacidade do globo ocular em concorrer para uma diferenciação eficiente da linha divisória <•«•! luz e penumbra. 3. (CESGRANRIO) Um disco fino e opaco é iluminado por duas fontes pontuais, F e F', simetricamente dispostas em relação ao eixo de rotação do disco. Do outro lado do disco, e paralelamente a ele, coloca-se um anteparo plano e opaco na posição mostrada na figura. Em qual das opções a seguir é mais bem representada a figura que efetivamente se observa sobre o anteparo? (Nas opções, as partes densamente listradas |//////////| correspondem às regiões de sombra, as esparsamente listradas |/ / / / /| correspon- dem às regiões de penumbra e as sem listras, às iluminadas pelas duas fontes F e F'.) 4. (ITA) Um edifício iluminado pelos raios solares projeta uma sombra de comprimento L = 72,0 m. Simultaneamente, uma vara vertical de 2,50 m de altura, colocada ao lado do edifício, projeta uma sombra de comprimento l = 3,00 m. Qual é a altura do edifício? a) 90,0 m b) 86,0 m c) 60,0 m d) 45,0 m e) n.d.a. 5. (UFGO) Um feixe luminoso, partindo de fonte puntiforme, incide sobre um disco de 10 cm de diâmetro. Sabendo-se que a distância da fonte ao disco é 1/3 (um terço) da distância deste WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 26 ao anteparo e que os ' planos da fonte, do disco e do anteparo são paralelos, pode-se afirmar que o raio da sombra projetada sobre o anteparo é de: a) 20 cm b) 25 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 15 cm 6. (UEL) Durante um eclipse solar, um observador, a) no cone de sombra, vê um eclipse parcial. b) na região da penumbra, vê um eclipse total. c) na região plenamente iluminada, vê a Lua eclipsada. d) na região da sombra própria da Terra, vê somente a Lua. e) na região plenamente iluminada, não vê o eclipse solar. 7. (FATEC) Mediante câmara escura de orifício, obtém-se uma imagem do Sol, conforme o esquema anexo: São dados: Distância do Sol à Terra a = 1,5 • 10" m Distância do orifício ao anteparo b = 1,0 m Diâmetro da imagem d = 9,0 mm Para o diâmetro D do Sol resulta, aproximadamente: a) 1,7 • 10'° m d) 1,4 . IO12 m b) 1,4 • IO9 m e) nenhuma das anteriores c) 1,7 • IO7 m 8. (UECE) Um homem de 2,0 metros de altura coloca-se 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 md) 1,4 m 9. (CESGRANRIO) O esquema ao lado representa um objeto situado em frente a uma câmara escura com orifício. No esquema, o é a altura do objeto, p a distância do objeto ao orifício da câmara, e p' a distância do orifício à imagem, ou o comprimento da caixa. Esse dispositivo ilustra como funciona uma máquina fotográfica, onde a luz atravessa o diafragma e atinge o filme, sensibilizando-o. Chamando a altura da imagem formada de i, o gráfico que melhor representa a relação entre 1 e p é: 10. (FMSC-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. Um observador que está atrás da câmara, x olhasse diretamente para o céu, veria o Cruzeiro do Sul conforme o esquema I. Olhando a imagem no papel vegetal, por trás da câmara, o observador vê o Cruzeiro conforme o esquema: a) I b) II c) III d) IV e) V GABARITO 1A 2A 3A 4C 5A 6E 7B 8C 9A 10C REFLEXÃO DA LUZ. ESPELHOS PLANOS 1. (PUC) Quais dos objetos A, B, C, D e E são vistos pelo observador P ao olhar para o espelho plano esquematizado? a) A, B, C, D e E b) A, E e B c) A, B, e C d) B, C e D e) C, D e E 2. (PUC) Se um espelho plano se afasta uma certa distância de um objeto fixo, podem afirmar que sua imagem: a) desloca-se em um tempo igual ao dobro daquele do espelho. b) afasta-se a mesma distância que o espelho. c) permanece na mesma posição. d) desloca-se com velocidade igual à do espelho. e) afasta-se o dobro da distância percorrida pelo espelho. 3. (UEPI) Um observador se encontra fixo diante de um espelho plano. Se o espelho se desloca com velocidade v, numa direção normal ao seu plano, podemos assegurar que a imagem do observador, com relação a ele próprio, se desloca com velocidade: a) v b) v/4 c) v/2 d) 4v e) 2v 4. (ITA) Um raio luminoso incide com um ângulo 𝜃 em relação à normal, sobre um espelho plano reflete-Se esse espelho girar de um ângulo igual a 𝜃 em torno de um eixo que passa pelo ponto P e é perpendicular ao plano da figura, qual o ângulo de rotação do raio refletido? a) 𝜃 b) 3,5 𝜃 c) 2,1 𝜃 d) 2,0 𝜃 e) 4,0 𝜃 5. (UFPA) Um ponto luminoso está colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 45°. O número de imagens desse ponto luminoso é igual a: a) 8 b) 7 c) 10 d) 11 e) 12 6. (CEFET) Dois espelhos planos fornecem de um objeto II (onze) imagens. Logo, podemos concluir que os espelhos podem formar um ângulo de: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 27 a) 10° b) 25° c) 30° d) 36° e) 72° 7. Dois espelhos planos, formando entre si um ângulo diedro ∝, fornecem um certo número n de imagens de um objeto P. Sendo ∝ = 36°, pode-se afirmar que n é igual a: a) 5, somente se P estiver no plano bissetor de a. b) 5, qualquer que seja a posição de P entre os espelhos. c) 9, qualquer que seja a posição de P entre os espelhos. d) 9, somente se P estiver no plano bissetor de a. e) 10, qualquer que seja a posição de P entre os espelhos. 8. (UFSCar) Dois espelhos planos verticais são montados em ângulo reto, como na figura: Um observador segura um livro de FÍSICA L aberto na posição normal de leitura e, por cima dele, observa a imagem refletida L', na qual lê: 9. (FUVEST) 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. 10. (VUNESP) Dois espelhos planos E1 e E2 formam um ângulo de 110º entre si. Um raio de luz que incide em E1 com um ângulo de 40°, como mostra a figura, é refletido sucessivamente por E1 e E2. O ângulo que o raio refletido por E2 forma com o plano de E2 é igual a: a) 20° b) 30° c) 40° d) 50° e) 60º 11. (ITA) As figuras representam as interseções de dois espelhos planos perpendiculares ao papel e formando os ângulos indicados. Em qual das situações um raio luminoso r, contido no plano do papel, que incide sobre o espelho I, formando ângulo 𝜃 entre 0 e 𝜋/2 emergirá de II paralelo ao raio incidente? 12. (CESGRANRIO) Um periscópio é formado por dois espelhos planos paralelos, dispostos como mostra a figura. As setas na figura representam o caminho de um raio luminoso que, ao sair do periscópio, incide no olho de um observador. Frente ao espelho superior, coloca-se um cartaz com a palavra JÁ escrita. Um observador que olhe normalmente (e não através do periscópio) para o cartaz verá a palavra JÁ. O observador que olha através do periscópio verá no cartaz: GABARITO 1D 2E 3E 4D 5B 6C 7C 8C 9C 10B 11C 12D ESPELHOS ESFÉRICOS 1 (UCPR) Em um espelho côncavo um objeto real é colocado entre o foco e o vértice do espelho. A imagem será: a) real, direita e ampliada. b) virtual, direita e diminuída. c) real, invertida e diminuída. d) real, direita e diminuída. e) virtual, direita e ampliada. 2 (FMPA-MG) Uma pessoa se encontra a 50 cm de distância de um espelho côncavo de distancia focal igual a 25 cm. Sua imagem será: a) real, invertida e de mesmo tamanho que a pessoa. b)real, direita e menor que a pessoa. c) virtual, direita e de mesmo tamanho que a pessoa. d) virtual, invertida e maior que a pessoa. e) diferente das descritas nas opções anteriores. 3 (FATEC) Um espelho esférico côncavo fornece de um objeto colocado perpendicularmente ao principal do espelho, entre o foco e o centro de curvatura, imagem: a) virtual, menor e invertida. b) real, menor e invertida. c) real, maior e invertida. d) virtual, maior e invertida. e) nenhuma das anteriores. 4 (CESGRANRIO) Um estudante coloca um pequeno cartaz (Figura a) bem próximo e defronte de um esférico côncavo (Figura b). Assim fazendo, ele consegue observar a imagem do cartaz formada "dentro” do espelho. Qual das opções abaixo melhor representa essa imagem, tal como é vista pelo estudante? 5 (UFFRJ) A figura ao lado representa um objeto O e sua imagem I formada por um espelho côncavo. O eixo do espelho coincide com o eixo x, que está graduado em centímetros. Se o WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 28 objeto for deslocado para a posição x = l cm, a posição de sua nova imagem será, em cm: a) -2 b) -1 c) 0,5 d) 1 e) 2 6 (ITA) Um jovem estudante, para fazer a barba mais eficientemente, resolve comprar um espelho esférico que aumente duas vezes a imagem do seu rosto quando ele se coloca a 50 cm dele. Que tipo de espelho ele deve usar e qual o raio de curvatura? a) Convexo com R = 50 cm. b) Côncavo com R = 200 cm. c) Côncavo com R = 33,3 cm. d) Convexo com R = 67 cm. e) Um espelho diferente dos mencionados. 7 (UFU) A distância entre uma lâmpada e a sua imagem projetada em um anteparo por um espelho esférico é 30 cm. A imagem é quatro vezes maior que o objeto. Podemos afirmar que: a) o espelho é convexo. b) a distância da lâmpada ao espelho é 40 cm. c) a distância do espelho ao anteparo é 10 cm. d) a distância focal do espelho é 7 cm. e) o raio de curvatura do espelho é 16 cm. 8 (FCC) Um espelho esférico fornece uma imagem real de um objeto também real perpendicular ao eixo principal do espelho. A altura da imagem é três vezes maior que a do objeto. Sendo f a distância focal do espelho e p a distância do objeto ao espelho, é correto que: a) f > O e p = 3f/4 b) f < O e p = 3f/4 c) f > O e p = 4f/3 d) f < O e p = 4f/3 e) f > O e p = 3f 9 (FEI) Um objeto retilíneo, de altura h encontra-se em frente de um espelho côncavo, de raio de curvaturaK, a uma distância d do mesmo. Para que sua imagem real tenha altura h/2, a distância d deve valer: a) 1 3 R b) 2 3 R c) 3 4 R d) 3 2 R e) 3R 10 (UFGO) Um espelho côncavo, cujo raio de curvatura mede 20 cm, fornece uma imagem de um objeto colocado entre o centro de curvatura e o foco principal. Se afastarmos o objeto 5 cm do espelho, sua imagem se formará a 20 cm do vértice. A distância primitiva do objeto ao espelho é: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 15 cm 11 (UFPA) Dois espelhos coaxiais, separados por uma distância de 16,0 cm, têm suas superfícies refletoras uma em frente à outra. Um dos espelhos é côncavo, tendo raio de curvatura 12,0 cm. Um objeto pequeno é colocado a meio caminho entre eles, e sua imagem, após a reflexão da luz, primeiro no outro espelho e depois no espelho côncavo, também fica no meio. Qual o tipo do outro espelho? a) Côncavo. b) Convexo. c) Plano. d) Elíptico. e) Parabólico. GABARITO 1E 2A 3C 4D 5A 6B 7E 8C 9D 10E 11C REFRAÇÃO LUMINOSA 1 (FMSA-SP) De um barco, um observador que olha perpendicularmente para baixo vê um peixe que parece situar- se a 60 cm da superfície livre da água límpida e tranqüila de um lago. Sabendo-se que, para a água o índice de refração é n = 4/3, a profundidade em que realmente o peixe se encontra é a) 20 cm d) 80 cm b) 45 cm e) NDA c) 60 cm 2 (UFU-MG) A profundidade de uma piscina vazia é tal que sua parede, revestida com azulejos de 12 cm de lado, contém 12 azulejos justapostos verticalmente. Um banhista, na borda da picina cheia de água (índice de refração da água igual a 4/3), olhando quase perpendicularmente, verá a parede da piscina formada por: a) 12 azulejos de 9 cm de lado vertical. b) 9 azulejos de 16 cm de lado vertical. c) 16 azulejos de 9 cm de lado vertical. d) 12 azulejos de 12 cm de lado vertical. e) 9 azulejos de 12 cm de lado vertical. 3 (UFRS) Um raio luminoso, propagando-se no ar, incide sobre a superfície de uma lâmina de vidro comum faces paralelas. Dentre as trajetórias do raio refratado propostas nas figuras das alternativas, qual é fisicamente possível? (para maior clareza não foram traçados os raios refletidos) 4 (PUC) Uma lâmina de vidro, de faces paralelas, está imersa no ar. Dois raios luminosos Monocromáticos 1 e 2 incidem sobre uma das faces da lâmina, conforme o esquema abaixo. Os percursos desses raios luminosos, ao atravessarem a lâmina, estão melhor representados no esquema: 5 (MACKENZIE) Qualquer que seja a forma e a posição de um objeto, visto por um observador através de uma lâmina de vidro de faces paralelas, no ar, sua imagem é: a) virtual e mais próxima da lâmina. b) virtual e mais afastada da lâmina. c) real e mais próxima da lâmina. d) real e mais afastada da lâmina. e) nenhuma das anteriores. 6 (FMC) Um prisma tem n = √2; um raio luminoso, que incide perpendicularmente a uma das faces, emerge tangenciando a outra; logo, a abertura do prisma é de: a) 45° b) 60° c) 75° d) 90° e) 120° 7 (MACKENZIE) Para que haja desvio mínimo em um prisma é necessário que: a) o ângulo de refração, no interior do prisma, seja igual à metade do ângulo de refringência. b) o ângulo de refração, no interior do prisma, seja igual ao ângulo de refringência. c) o ângulo de incidência seja igual à metade do ângulo de emergência. d) o ângulo de refringência seja igual ao dobro do ângulo limite. e) nenhuma das anteriores. 8 (UERJ) Quando o raio incidente sobre uma das faces de um prisma toma, no interior deste, uma direção perpendicular ao plano bissetor do ângulo de refringência do prisma, podemos concluir que: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 29 a) o desvio produzido pelo prisma é mínimo. b) o desvio produzido pelo prisma é máximo. c) o ângulo de incidência é maior que o de emergência. d) o ângulo de incidência é menor que o de emergência. e) todas as respostas acima estão erradas. 9 (UERJ) Um prisma óptico de abertura 90° não permite que se obtenham desvios menores do que 30° os raios luminosos que o atravessam no ar. O índice de refração desse prisma em relação ao ar vale: a) √6 2 b) 4 3 c) √3 2 d) √3 3 e) nenhuma das anteriores 10 (FUVEST) Alguns instrumentos de óptica utilizam "prismas de reflexão total" como espelhos, como no caso da figura. O valor do índice de refração do vidro desse prisma deve ser maior que: a) 2,00 b) 1,73 c) 1,41 d) 1,00 e) 0,707 11 (MACKENZIE) Dois prismas idênticos encontram-se no ar, dispostos conforme a figura ao lado. O raio luminoso proveniente do ponto P segue a trajetória indicada e atinge o ponto Q. Nesse caso, podemos afirmar que: a) os prismas são constituídos de material de índice de refração menor que l. b) os prismas são constituídos de material de índice de refração igual a l. c) o ângulo limite do material desses prismas é superior a 45°. d) o ângulo limite do material desses prismas é inferior a 45°. e) o ângulo limite do material desses prismas é 90°. 12 (VUNESP) Um raio de luz I, de uma única cor, incide num prisma e descreve o caminho mostrado na figura. Se o ângulo 𝜃 for diminuído, a trajetória do raio R será melhor descrita por: 13 (UNITAU) O ângulo de refringência de um prisma óptico é 75°. Um raio luminoso incide na face desse prisma, cujo índice de refração é √2. Então, podemos afirmar que: a) todos os raios incidentes serão emergentes. b) não haverá raio emergente. c) se o raio incidente tiver ângulo de incidência menor do que 30°, será emergente. d) só emergem os raios cujo i ≥ 45°. e) nenhuma das anteriores. (Dados: sen 45° = √2 2 ; sen 30° = 1 2 14 (ITA) A luz solar, ao atravessar um prisma de vidro, é separada em luzes de diversas cores, porque: a) a transparência do material do prisma varia com a cor da luz incidente. b) o índice de refração do material do prisma (vidro) é diferente para luzes de cores diferentes. c) a luz atravessa mais lentamente os meios mais densos. d) o índice de refração do material do prisma depende da densidade do meio. e) NDA 15 (FUVEST) Um feixe de luz, composto das cores azul e vermelha, incide perpendicularmente sobre a face AB de um prisma imerso no ar. Os índices de refração do prisma são nv = 1,26 e na = 1,53 para o vermelho e o azul, respectivamente. O prisma separa a luz emergente na face BC em dois feixes, um vermelho e outro azul. Qual a figura que melhor representa esse fenômeno? 16 (PUC) O índice de refração de um certo meio é √2 para a luz vermelha e √3T para a violeta. Dois raios luminosos monocromáticos, um vermelho e outro violeta, após propagarem-se no meio considerado, passam para o ar. O ângulo de incidência de ambos é de 30°. O ângulo formado pelos dois raios refratados entre si vale: a) 0° b) 15° c) 30° d) 45° e) 60° Dados: sen 30° = 1 2 ; sen 45° = √2 2 ; sen 60° = √3 2 .) 17 (UFPE) É comum encontrarmos desenhos do arco-íris com as cores colocadas em ordem diferente da distribuição real. Considerando que o ordenamento das cores é o mesmo obtido quando a luz branca atravessa um prisma, e levando em conta que o desvio de cada cor é determinado pela sua freqüência, indique qual a ordem espacial com que as cores indicadas abaixo aparecem no arco-íris: a) vermelho - verde - amarelo - azul b) verde - amarelo - azul - vermelho c) amarelo - verde - vermelho – azul d) azul - verde - amarelo – vermelho e) azul - amarelo - verde - vermelho 18 (UNIMEP) Uma pessoa sobre a Terra pode ver o Sol, mesmo quando ele se encontra abaixo horizonte, principalmente porque a atmosfera: a) refrata a luz.d) polariza a luz. b) difunde a luz. e) NDA. c) reflete a luz. 19 (UFBA) Dê como resposta a soma dos números que precedem as proposições corretas. E comum, estradas retas e longas, ter-se a impressão de ver o asfalto molhado à nossa frente, em dias quente de verão. Diante desse fenômeno, pode-se argumentar que: 01. como a densidade absoluta do ar diminui com a temperatura, os raios luminosos que atingem os olho do observador curvam-se para cima. 02. sendo a atmosfera constituída de inúmeras camadas horizontais superpostas, a refringência diminui ú cima para baixo, nas camadas próximas ao solo. 04. as camadas de ar podem ser consideradas um conjunto de dioptros planos através dos quais a luz que chega aos olhos do observador sofre múltiplas refrações. 08. à medida que um raio luminoso proveniente das camadas mais elevadas se aproxima do solo, vai-se avizinhando da normal até um valor limite, saindo rasante à última camada. 16. após a reflexão total, os raios luminosos passam a propagar-se em direção às camadas superiora diminuindo progressivamente de velocidade. 32. a ilusão de óptica caracterizada pela impressão de se ver o asfalto molhado resulta da luminosidade refletida especularmente pelas camadas quentes de ar, próximas do solo. GABARITO 1D 2A 3E 4C 5A 6A 7A 8A 9A 10C 11D 12A 13D 14B 15A 16B 17D 18A 19(5) WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 30 LENTES ESFÉRICAS DELGADAS 1 (UFGO) Tendo em vista a figura, qual das opções seguintes melhor representa a imagem do objeto PQ? a) ↑ b) ↓ c) → d) ← e) ↗ 2 (CESGRANRIO) De um objeto colocado a 20 cm de uma parede, uma lente convergente, entre ambas, forma, sobre essa parede, uma imagem de tamanho igual ao do objeto. A distância focal dessa lente vale: a) 5,0 cm b) 10 cm c) 15 cm d) 20 cm e) 40 cm 3. (PUC) Responda o teste a seguir com base na figura ao lado, que mostra um processo para determinar a distância focal f de uma lente de vidro, delgada e convergente, e nas afirmativas apresentadas. A lente pode ser imersa em diferentes meios, como ar, água, óleo, álcool etc. I. A distância f não depende do meio. II. Quanto maior o índice de refração do meio, maior será a distância focal f da lente converge III. Se o índice de refração do meio for maior que o do vidro a lente será divergente. A análise da figura e das afirmativas permite concluir que: a) apenas a I é correta. d) a I e a II são corretas. b) apenas a II é correta. e) a II e a 111 são corretas. c) apenas a III é correta. 4 (UnB) Uma lente biconvexa feita de vidro com índice de refração 1,50 tem raios de curvatura 3 cm e 5 cm. A distância focal da lente, suposta no ar, é: a) 3,75 cm b) 3,25 cm c) 4,25 cm d) 4,5 cm 5 (OSEC) Duas lentes biconvexas de raios de curvatura iguais, imersas no ar, têm índices de refração 1,5 e 1,7 respectivamente. A relação entre suas distâncias focais é: a) 15/17 d) 5/7 b) 17/15 e) não pode ser calculada c) 7/5 6 (ITA) Uma vela se encontra a uma distância de 30 cm de uma lente plano-convexa que projeta uma imagem nítida de sua chama em uma parede a 1,2 m de distância da lente. Qual é o raio de curvatura da parte curva da lente se o índice de refração da mesma é 1,5? a) 60 cm b) 30 cm c) 24 cm d) 12 cm e) é outro valor, diferente dos anteriores 7 (UFU) Um objeto AB encontra-se diante de uma lente divergente, como mostra a figura. Analise as afirmativas seguintes e indique aquela que está CORRETA: a) A distância da imagem à lente é 12 cm. b) O aumento fornecido pela lente é 3. c) O tamanho,da imagem é 30 cm. d) A lente divergente fornece sempre uma imagem invertida e menor do que o objeto, qualquer que seja a posição deste sobre o eixo principal da lente. e) A lente divergente fornece sempre uma imagem virtual, qualquer que seja a posição do objeto real sobre o eixo principal da lente. 8 (FMVR-RJ) O esquema representa uma lente delgada convergente que fornece de um objeto real de abscissa x uma imagem cuja abscissa tem módulo 2x. A distância focal da lente é: a) x d) um valor diferente desses b) 𝑥 2 e) não pode ser calculada c) 2x 9 (FUVEST) A distância entre um objeto e uma tela é de 80 cm. O objeto é iluminado e, por meio de uma lente delgada posicionada adequadamente entre o objeto e a tela, uma imagem do objeto, nítida e ampliada 3 vezes, é obtida sobre a tela. Para que isso seja possível, a lente deve ser: a) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 20 cm do objeto. b) convergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto. c) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto. d) divergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto. e) divergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto. 10 (ITA) 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 cm b) 26,2 cm c) 67,3 cm d) 32,7 cm e) NDA 11 Uma vela acesa está a 2 m de um anteparo branco opaco. Colocando-se entre ambos uma lente gente de distância focal 40 cm, em quantas posições da lente haverá projeção de uma imagem m vela sobre o anteparo? a) nenhuma d) três b) uma e) mais que três c) duas 12 Numa experiência de Óptica, você observa a imagem de um objeto formada por uma lente sobre anteparo de vidro fosco. As posições relativas do objeto, da lente, do anteparo e do observador são mostradas na figura. Essa figura representa também o objeto: é um disco dividido em quatro quadrantes cada um caracterizado por um símbolo diferente. O centro do disco está sobre o eixo óptico da lente, o diâmetro PQ é vertical, com P embaixo e Q em cima. O diâmetro RS é horizontal, com R à esquerda à direita do observador. A imagem observada é: 13 (FMSC) Numa experiência de óptica geométrica dispuseram- se um toco de vela e uma lente convergente L, de distância focal igual a 20 cm, como mostra a figura. O toco de vela foi deslocado de X0 a x1, com velocidade escalar igual a 1,0 cm/s. Enquanto o toco de vela foi deslocado, o módulo da velocidade média da imagem foi, em cm/s, igual a: a) 5,0 b) 4,0 c) 3,0 d) 2.0 e) 1,0 14 (OSEC) Duas lentes convergentes, de distâncias focais 10 cm e 20 cm respectivamente, têm seus eixos principais coincidentes. Um objeto é colocado a 20 cm da primeira lente e a imagem final é real c i mesmo tamanho que o objeto. A distância d entre as duas lentes é de: a) 20 cm b) 40 cm c) 50 cm d) 60 cm e) 80 cm GABARITO 1C 2A 3E 4A 5C 6D 7E 8C 9A 10C 11C 12D 13D 14D WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 31 INSTRUMENTOS ÓPTICOS 1 (UCMG) Com relação à luneta astronômica, é correto afirmar-se que: a) ambas as lentes são convergentes. b) a ocular tem grande distância focal. c) a imagem final é direita. d) a objetiva é convergente e a ocular divergente. e) apenas a ocular é convergente. 2 (PUC) Uma luneta improvisada foi construída com duas lentes de óculos cujas distâncias focais são 200 cm e 20 cm. O aumento visual dessa luneta é de: a) 4.000 vezes d) 180 vezes b) 220 vezes e) 10 vezes c) 200 vezes 3 (UMC-SP) Dentre os seguintes instrumentos de óptica, aquele que dá imagem final real é: a) o microscópio simples (lupa). d) o telescópio. b) o microscópio composto. e) a máquina fotográfica. c) a luneta terrestre. 4 (FOC-SP) No olho humano, a íris possui um orifício chamado pupila, cujo diâmetro v como um diafragma de máquina fotográfica. A variação de diâmetro da pupila tem por finalidade: a) proteger a íris. b) focalizar o objeto que sequer enxergar. c) permitir a percepção de diferentes cores. d) controlar a entrada de luz no olho. 5 (FUVEST) Na formação das imagens na retina da vista humana normal, o cristalino funciona como uma lente: a) convergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas. b) divergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas. c) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas. d) divergente, formando imagens virtuais, direitas e ampliadas. e) convergente, formando imagens virtuais, invertidas e diminuídas. 6 (EMC-RJ) O cristalino funciona como lente biconvexa que tem a propriedade de alterar a sua convertÊ»! cia, de modo que a imagem se forme sempre à distância de 16 mm do centro óptico. Quando um objeM visto com nitidez a 10 m se aproxima até 25 cm do centro óptico, isso requer, para conservar a nitidez 4H imagem, que o cristalino altere sua convergência: a) aumentando-a de 0,4 di. b) diminuindo-a de 0,4 di. c) aumentando-a de 3,9 di. d) diminuindo-a de 3,9 di. e) nenhuma das respostas anteriores. 7 (FATEC) Na figura, o homem A é visto pelo homem B, representado pelo olho em corte. À medida que A se aproxima de B e supondo que o olho é normal: a) a curvatura do cristalino aumenta para aumentar a distância focal. b) a curvatura do cristalino diminui para diminuir a distância focal. c) a curvatura do cristalino não se altera porque o olho é normal. d) a curvatura do cristalino aumenta para diminuir a distância focal. e) a curvatura do cristalino diminui para aumentar a distância focal. 8 (UFU) Um vestibulando sofre de miopia e outro de hipermetropia. As formas de 9M lentes corretoras podem ser, respectivamente: 9 (PUC) A miopia é um defeito da visão onde a imagem de um objeto ao longe se forma na frente M retina. Uma pessoa portadora dessa deficiência terá sua visão corrigida usando óculos cujas lentes são: a) divergentes. d) biconvexas. b) plano-convexas. e) cilíndricas. c) convergentes. 10 (UECE) Aline, em 1980, usava óculos para correção de miopia, com lentes divergentes de 2,0 dioptrias; em 1985, teve que passar a utilizar outras, de 2,5 dioptrias. Logo, no período referido (1980 a 1985), as lentes tiveram sua distância focal, em módulo: a) reduzida em 10 cm. c) reduzida em 0,5 cm. b) aumentada em 10 cm. d) aumentada em 0,5 cm. 11 (FMPA-MG) A receita de óculos para um míope indica que ele deve usar "lentes de 2,0 graus", isto é, o valor da convergência das lentes deve ser 2,0 dioptrias. Podemos concluir que as lentes desses óculos devem ser: a) convergentes, com 2,0 m de distância focal. b) convergentes, com 50 cm de distância focal. c) divergentes, com 2,0 m de distância focal. d) divergentes, com 20 cm de distância focal. e) divergentes, com 50 cm de distância focal. 12 (FMT-SP) A hipermetropia é um defeito do olho que deve ser corrigido com uso de lentes: a) esféricas convergentes. d) parabólicas. b) esféricas divergentes. e) nenhuma das anteriores. c) cilíndricas. 13 (FMSA-SP) Uma pessoa, para ler um jornal, precisa colocá- lo à distância de 50 cm; se quiser lê-lo à distância de 25 cm, deverá utilizar óculos com lentes esféricas de distância focal: a) 50 cm b) 25 cm c) -50 cm d) -25 cm e) 20 cm 14 (UFV -MG) A Figura I ilustra um olho míope e a Figura U um olho hipermetrope, ambos focalizando um objeto no infinito. A correção desses dois defeitos de visão é feita pelo uso de óculos (ou lentes de contato) convergentes ou divergentes, conforme o caso (não necessariamente em correspondência com a seqüência das figuras). Outro defeito da visão, que surge com a idade, é a presbiopia (Figura III), que consiste na incapacidade do cristalino de focalizar na retina um objeto próximo do olho. Se uma pessoa míope ou hipermetrope se tornar também presbíope, então a lente que usa deverá ser alterada para: a) menos divergente, se hipermetrope. b) mais convergente, se míope. c) mais divergente, se hipermetrope. d) menos convergente, se míope. e) menos divergente, se míope. GABARITO 1A 2E 3E 4D 5C 6C 7D 8D 9A 10A 11E 12A 13A 14E O N D A S MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES (MHS) 1 (UNISINOS) No gráfico do movimento harmônico simples, representado na figura, a amplitude é.m e a frequência é..Hz. As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por: a) 5; 0,25 b) -5; 0,25 c) 5; 2 d) 5; 4 e) 10; 4 2 (CESGRANRIO) O gráfico mostra como varia com o tempo a posição de uma partícula presa à extremidade de uma mola ideal (oscilador harmônico simples). Qual a amplitude da oscilação? WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 32 a) 10 cm d) 60 cm b) 40 cm e) 90 cm c) 50 cm 3 (UNITAU) O gráfico mostra a posição de um ponto em função do tempo. Assim, o período e a frequência são, respectivamente: a) 0,8 s e 1,25 Hz d) 4 s e 0,25 Hz b) 2 s e 0,5 Hz e) 0,5 s e 2 Hz c) 1,5 s e 2/3 Hz (FESP-PE) Observe os dois movimentos oscilatórios representados pelo gráfico abaixo e responda as questões 4 e 5. 4. A razão entre as frequências de A e de B é: a) 1 b) 1/3 c) 1/2 d) 3 e) 2 5. A razão entre as amplitudes de A e de B é: a) 1 b) 1/3 c) 1/2 d) 3 e) 2 6. (PUC) Nas figuras aparece um corpo denso suspenso por uma mola helicoidal elástica. Na figura A, o corpo está em repouso e na B, oscilando em torno da posição de repouso, isto é, entre M e N. Levando em consideração somente a força peso do corpo e a força elástica da mola, o movi harmônico simples. Assim, a velocidade do corpo em função da posição é melhor representada no gráfico: (PUC) As questões seguintes de números 7 a 10 referem-se a uma senóide para t > 0, indicando a velocidade do ponto P móvel na trajetória (0, x) em função do tempo: 7. O movimento a que se refere o diagrama da figura é um movimento: a) uniforme. b) uniformemente acelerado. c) uniformemente retardado. d) circular uniforme. e) harmônico simples. 8. Sendo a origem O o centro da trajetória do movimento a que se refere o diagrama de velocidade da questão anterior, temos que, nesse movimento, o ponto móvel: a) parte da origem, com velocidade nula. b) parte da origem, mas não com velocidade nula. c) não parte da origem, mas a velocidade inicial é nula. d) não parte da origem, mas tem velocidade inicial não-nula. e) nenhuma das respostas anteriores é correta. 9. No movimento a que se refere o diagrama dado, a maior distância que o móvel alcança da origem O é: a) infinita b) 10 cm c) 5 cm d) cm e) 0,5 cm 10. No movimento a que se refere o diagrama dado, a aceleração máxima que o móvel adquire é (em cm/s2): a) zero b) 5 c) 10 d) 20 e) 25 11. (UFRS) A figura mostra um pêndulo que pode oscilar livremente entre as posições A e B. Sete segundos após ter sido largado da posição A, o pêndulo atinge o ponto B pela quarta vez. Qual e o período desse pêndulo, em segundos? a) 1/2 b) 7/3 c) 7/4 d) 1 e) 2 12. (MACKENZIE) O sistema da figura é conhecido por pêndulo simples. O fio de comprimento, f é ideal, m é a massa suspensa e T é o período do pêndulo nessas condições. Ao dobrarmos a massa suspensa, o período será: a) 4T b) 2T c) T d) T/2 e) T/4 13. (FMABCSP) Para um pêndulo simples com pequena amplitude, é correto afirmar: a) Duplicando-se o comprimento do pêndulo, o período permanece constante. b) Se a massa do pêndulo é triplicada, a frequência fica dividida por v3. c) Se a massa do pêndulo é triplicada,o período fica multiplicado por V3. d) Duplicando-se o período, a frequência também duplicará. e) Se a amplitude do pêndulo for reduzida, seu período permanecerá constante. 14. (UFMG) Um pêndulo simples, constituído por uma esferazinha dependurada por um fio a um suporte, oscila entre as posições M e N, como ilustra a figura, realizando oscilações de pequena abertura. Pode-se afirmar que: a) quanto maior for o comprimento do fio, maior será o período de oscilação do pêndulo. b) quanto maior for a massa da esferazinha, menor será o período de oscilação do pêndulo. c) quanto maior for o raio da esferazinha, maior será o período de oscilação do pêndulo. d) o período de oscilação do pêndulo não será alterado se alterarmos proporcionalmente a esferazinha e o comprimento do fio. e) o período de oscilação do pêndulo não será alterado se o pêndulo for levado para o alto de montanha e, simultaneamente, aumentarmos a massa da esferazinha, pois isso compensará a da aceleração gravitacional. 15. (ITA) Um pêndulo simples oscila com um período de 2,0 s. Se cravarmos um pino a uma distância do ponto de suspensão e na vertical que passa por aquele ponto, como mostrado na figura, qual >: novo período do pêndulo? Desprezar os atritos. Considere ângulos pequenos tanto antes quanto atingir o pino. a) 1,5 s b) 2,7 s c) 3,0 s d) 4,0 s e) o período de oscilação não se altera GABARITO 1A 2B 3A 4B 5E 6B 7E 8C 9C 10D 11E 12C 13E 14A 15A WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 33 ONDAS 1 (FATEC) A figura abaixo representa esquematicamente ondas produzidas na água por uma fonte de frequência 5 Hz localizada em O. As linhas cheias representam cristas, e as tracejadas, vales. No ponto B há uma pequena bóia localizada a 40 cm de O. O intervalo de tempo para que um pulso gerado em O atinja B é de: a) 10 s b) 8 s c) 4 s d) 2 s e) 1 s 2 (UFES) Um garoto produz vibrações, de 0,5 em 0,5 s, na extremidade livre de uma corda esticada, cujo comprimento é 8 m. O tempo que cada crista da onda gerada leva para atingir a outra extremidade fixa é 5,0 s. O comprimento de onda das ondas assim formadas é: a) 8 cm b) 20 cm c) 40 cm d) 60 cm e) 80 cm 3 (FCC) Ondas periódicas propagam-se na superfície da água. Um observador em repouso registra a passagem de uma crista de onda a cada 0,50 s. Quando o observador se move no sentido contrário ao da propagação das ondas, com velocidade de 12 cm/s, observa a passagem de uma crista de onda a cada 0,20 s. Com base nesses dados, pode-se afirmar corretamente que o comprimento de onda, em cm, é igual a: a) 2,4 b) 4,0 c) 6,0 d) 24 e) 60 4 (UFRS) Ondas periódicas que se propagam na superfície da água contida em um tanque são produzidas na razão de 20 cristas a cada 10 s e têm um comprimento de onda igual a 10 cm. Passando-se a produzir 40 cristas em 10 s, qual o comprimento de onda dessas ondas na superfície da água? a) 2 cm d) 20 cm b) 5 cm e) 60 cm c) 10 cm 5 (CESGRANRIO) Uma estação de rádio transmite seus programas em ondas curtas de 40 m. Sabendo que a velocidade de propagação das ondas é igual a 300.000 km/s, a frequência será de: a) 7,5 • IO5 Hz d) 1.200 • IO6 Hz b) 7,5 • IO6 Hz e) 7,5 • IO9 Hz c) 750 • IO6 Hz 6 (FATEC) Certas ondas podem sofrer amortecimento à medida que se propagam em um certo meio. Por exemplo, quanto mais distante da fonte sonora, mais difícil torna-se ouvir o som emitido. O amortecimento de uma onda é caracterizado por uma variação: a) na frequência da onda. b) na amplitude da onda. c) na velocidade de propagação da onda. d) no comprimento de onda. e) nenhuma das anteriores. 7 (ITA) Uma onda se propaga de acordo com a função y = Acos (bt - ax), onde a = 2,00 m-1 b = 6,0 • 103 rad/s. Nesse caso: a) o comprimento de onda é igual a 2,00 m. b) o período da onda é 2,00 • IO"3 s. c) a onda se propaga com a velocidade de 3,0 • IO3 m/s. d) a velocidade da onda é 3,4 • IO2 m/s. e) nenhuma das afirmações acima é correta. 8 (FAU-SP) O Princípio de Huygens estabelece que: a) cada ponto de uma frente de onda serve de fonte para ondas secundárias. b) as frentes de onda primárias e secundárias são sempre paralelas. c) a luz é constituída de partículas e ondas. d) o som é onda transversal. e) nenhuma das anteriores é correta. 9 (FATEC) Um pulso reto P propaga-se na superfície da água em direção a um obstáculo M rígido, onde se reflete. O pulso e o obstáculo estão representados na figura. A seta indica o sentido de propagação de P. Assinale a alternativa contendo a figura que melhor representa P depois de sua reflexão em M. 10 (CESGRANRIO) Numa experiência em um tanque de ondas, uma frente de onda retilínea MN incide na linha de separação entre duas regiões do tanque, em que as velocidades de propagação de ondas são respectivamente v1 e v2, sendo v2 > v1. Na figura, a frente de onda está representada no instante em que a extremidade M atinge a linha de separação entre as duas regiões. Alguns instantes mais tarde, a frente de onda terá a forma: 11 (UFCE) Para que ocorra difração, a onda deve encontrar: a) um obstáculo de dimensões muito menores que seu comprimento de onda. b) uma fenda de dimensões muito maiores que seu comprimento de onda. c) uma fenda de dimensões muito menores que seu comprimento de onda. d) uma fenda ou obstáculo de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda. 12 (FMFA-MG) O diagrama mostra ondas na água passando através de um orifício numa barreira colocada dentro de um tanque. O diagrama representa o fenômeno ondulatório denominado: a) reflexão. d) interferência. b) refração. e) polarização. c) difração. 13 (LFRS) O fenômeno de as ondas sonoras contornarem um edifício é conhecido como: a) reflexão. d) interferência. b) refração. e) difração. c) dispersão. 14 (UFRS) A principal diferença entre o comportamento de ondas transversais e de ondas longitudinais consiste no fato de que estas: a) não produzem efeitos de interferência. d) não se difratam. b) não se refletem. e) não podem ser polarizadas. c) não se refratam. 15 (UNICAP-PE) O som é uma onda longitudinal porque não apresenta: a) reflexão. d) interferência. b) polarização. e) difração. c) refração. 16 (UNICAP-PE) A luz é uma onda transversal, pois apresenta: a) reflexão. d) interferência. b) polarização. e) difração. c) refração. GABARITO 1D 2E 3B 4B 5B 6B 7C 8A 9A 10A 11D 12C 13E 14E 15B 16B WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 34 INTERFERÊNCIA DE ONDAS 1 (FMPA-MG) A figura mostra ondas estacionárias produzidas numa corda que tem uma extremidade fixa e outra extremidade presa a um vibrador elétrico de frequência f = 50 Hz. Podemos dizer que a velocidade de propagação das ondas nessa corda, em m/s, é de: a) 10 b) 20 c) 40 d) 60 e) 80 2 (UnB-DF) Dois geradores de ondas movendo-se em fase produzem ondas circulares numa superfície líquida. A linha nodal é o lugar geométrico dos pontos onde ocorre: a) interferência destrutiva. c) interferência construtiva. b) dispersão. d) refração. 3 (UFU) Dois objetos pequenos A e B batem em fase na superfície de um liquido produzindo ondas de mesmo comprimento de onda X. Supondo um ponto P qualquer, na superfície do líquido, podemos afirmar que: a) se PA = PB a interferência será destrutiva. b) se PA = PB = X a interferência será construtiva. c) se PA - PB = X/2 a interferência será construtiva. d) se PA - PB = 2X a interferência será destrutiva. e) não é possível ter interferência construtiva. 4 (UFRS) Em um tanque de ondas, duas fontes FI e F2 oscilamcom a mesma frequência e sem diferença de fase, produzindo ondas que se superpõem no ponto P, como mostra a figura. A distância entre F, e P é de 80 cm e entre F2 e P é de 85 cm. Para qual dos valores de comprimento de onda das ondas produzidas por F1 e F2 ocorre um mínimo de intensidade (interferência destrutiva) no ponto P? a) 1,0 cm b) 2,5 cm c) 5,0 cm d) 10 cm e) 25 cm 5 (LIFES) A interferência da luz mostra que a luz é: a) um fenômeno corpuscular. b) um fenômeno mecânico. c) um fenômeno elétrico. d) 10 cm e) 25 cm f) uma onda longitudinal. g) um fenômeno ondulatório. 6 (FEMPAR-PR) O fenômeno da formação de franjas de interferência só ocorre quando as fontes de luz utilizadas forem coerentes, isto é: a) apresentarem a mesma fase. b) forem de mesma amplitude. c) apresentarem as mesmas frequências, amplitude e fase. d) constituírem um feixe de raios paralelos. e) forem de luz branca. 7 (UCMG) Na figura, F e F' são fontes de luz coerentes. Para que haja interferência destrutiva em P, a diferença de caminhos (PF’ - PF) deve ser igual a: a) p 𝜆 2 (p: número par) d) zero b) i 𝜆 2 (i: número ímpar) e) L c) d 8 (UCS-RS) Um ponto P pertence à primeira franja de interferência máxima com luz proveniente de duas fontes luminosas coerentes F1 eF2. A diferença F1P - F2P, em meios comprimentos de onda, vale: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 9 (ITA) Numa experiência de interferência de Young, os orifícios são iluminados com luz monocromática de comprimento de onda 𝜆 = 6 • 10-5 cm, a distância d entre eles é de 1 mm e a distância 𝓵 deles ao anteparo é 3 m. A posição da primeira franja brilhante, em relação ao ponto O (ignorando a franja central) é: a) +5 mm b) -5 mm c) ±3 cm d) ±6,2 mm e) ±1,8 mm GABARITO 1C 2A 3B 4D 5E 6C 7B 8B 9E S O M 1 (FEI) Com dois diapasões obtém-se batimentos se ambos vibrarem com: a) mesma amplitude. b) amplitudes pouco diferentes entre si. c) frequências bem distintas. d) frequências iguais. e) frequências pouco diferentes entre si. 2 (UCMG) Para que um ser humano normal perceba o fenômeno "batimento", gerado por duas ondas, é necessário, entre outras coisas, que tais ondas sejam: a) eletromagnéticas, de comprimentos de onda bem diferentes, e audíveis. b) eletromagnéticas, de frequências bem afastadas, e visíveis. c) mecânicas, de comprimentos de onda idênticos, e audíveis. d) mecânicas, de frequências bem próximas, e estejam na faixa audível, e) de amplitudes ligeiramente diferentes, podendo ser de qualquer natureza. 3 (UFRS) Duas cordas de violão foram afinadas de modo a emitirem a mesma nota musical. Golpeando-se uma delas, observa-se que a outra também oscila, embora com menor intensidade. Esse fenômeno é conhecido por: a) batimentos. d) ressonância. b) interferência. e) amortecimento. c) polarização. 4. (CESGRANRIO) Uma corda de violão é mantida tensionada quando presa entre dois suportes fixos no laboratório. Posta a vibrar, verifica-se que a mais baixa frequência em que se consegue estabelecer uma onda estacionaria na corda é f0 = 100 Hz. Assim, qual das opções a seguir apresenta a sucessão completa das quatro próximas frequências possíveis para ondas estacionárias na mesma corda? a) 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz, 300 Hz b) 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz, 450 Hz c) 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, 500 Hz d) 200 Hz, 400 Hz, 600 Hz, 800 Hz e) 300 Hz, 500 Hz, 700 Hz, 900 Hz 5. (CESESP-PE) Em uma corda de 7,5 cm de comprimento, fixa em ambas as extremidades, são produzidas ondas cujos comprimentos de onda, correspondentes ao modo fundamental e aos dois harmônicos seguintes, são, em centímetros: a) 7,5; 5; 3,5 d) 5; 7,5; 15 b) 15; 7,5; 5 e) 3,5; 5; 15 c) 7,5; 3,5; 5 6. (UFRJ) Uma corda de cavaquinho tem 30,0 cm de comprimento. Sabendo-se que a velocidade de propagação de uma onda nessa mesma corda é de 360 m/s, pode-se afirmar WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 35 que a frequência do som fundamenta! que essa corda pode emitir, em Hz, é: a) 12,0 b) 108 c) 216 d) 300 e) 600 7. (FMABCSP) Um violinista obtém diferentes notas musicais, tocando uma mesma corda, prendendo-a em pontos diferentes do braço do violão. Desse modo, ele varia o comprimento da parte da corda que vibra, conseguindo, assim, emitir sons de diversas frequências. Isso ocorre porque: a) a frequência do som é tanto menor quanto maior for o comprimento da parte que vibra (da corda). b) a frequência do som é tanto maior quanto menor for a força tensora da parte que vibra. c) a frequência do som será tanto maior quanto maior for a massa da corda. d) a frequência do som não depende da massa da corda vibrante, e) a frequência do som não depende da força tensora na corda vibrante. 8. (ITA) Uma corda de comprimento f = 50,0 cm e massa m = 1,00 g está presa em ambas as extremidades sob tensão F = 80,0 N. Nessas condições, a frequência fundamental de vibração dessa corda é: a) 400 Hz d) 100 Hz b) 320 Hz e) NDA. c) 200 Hz 9. (UFMG) Uma corda esticada produz um som de frequência fundamental 1.000 Hz. Para que a mesma corda produza um som de frequência fundamental 2.000 Hz, a tensão da corda deve ser: a) quadruplicada. d) reduzida à metade. b) dobrada. e) reduzida a um quarto. c) multiplicada por V2. 10. (CESGRANRIO) Ao tanger uma corda de violão, duas ondas são estabelecidas. Uma é a onda transversal e estacionaria na própria corda. E a outra é a onda sonora, longitudinal e progressiva, que chega até os , nossos ouvidos. Sejam as velocidades de propagação destas duas ondas, respectivamente, vcorda e vsom e seus correspondentes comprimentos de onda, 𝜆 corda e 𝜆 som. Pode-se sempre afirmar que: 11. (MACKENZIE) Considere as alternativas: I. O comprimento de onda do som fundamental emitido por um tubo sonoro aberto é o quádruplo do comprimento do tubo. II. O comprimento de onda do som fundamental emitido por um tubo sonoro fechado em uma extremidade é o dobro do comprimento do tubo. III. Os tubos sonoros fechados em uma extremidade podem emitir a série completa dos harmônicos do som fundamental. Assinale: a) se somente I estiver correta. b) se somente II estiver correta. c) se somente II e III estiverem corretas. d) se todas estiverem corretas. e) se nenhuma delas estiver correta. 12. (MACKENZIE) Uma onda estacionaria se forma num tubo sonoro fechado, como ilustra a figura. Admitindo ser de 340 m/s a velocidade do som no ar, podemos afirmar que a frequência do som emitido pelo tubo é: a) 100 Hz d) 200 Hz b) 150 Hz e) 340 Hz c) 170 Hz 13. (UCS-RS) Um tubo sonoro aberto emite o 5º. harmônico com frequência de 1.700Hz. Supondo a velocidade do som igual a 340 m/s, o comprimento do tubo vale: a) 5 cm b) 17 cm c) 34 cm d) 50 cm e) 68 cm 14. (UFRS) O som fundamental da nota lá, produzida em um tubo de órgão, tem uma frequência de 440 Hz. Quando se toca a oitava imediatamente superior, cuja frequência é o dobro da do som fundamental: a) o período dobra. b) o período não se altera. c) o comprimento de onda se reduz à metade. d) a velocidade da onda dobra. e) a velocidade da onda se reduz à metade. 15. (PUC) Temos dois tubos sonoros, A e B, cheios de ar. A é aberto e B, fechado, ambos com comprimento de 85 cm. Quais as frequências fundamentais, em Hz, em A e B, respectivamente, se a velocidade do som no ar é de 340 m/s? a) 100 e 200 d) 300 e 400 b) 100 e 400 e) 400 e 300 c) 200 e 100 16. (VUNESP) A figura nos apresenta os modos de vibração de um tubo aberto e de um tubo fechado, v é a velocidade das ondas longitudinais na coluna. Nessas condições, as frequências fundamentais do tubo aberto e dotubo fechado, nessa ordem, são, respectivamente: a) 𝑣 2ℓ e 𝑣 4ℓ b) 𝑣 2ℓ e 𝑣 2ℓ c) 𝑣 ℓ e 𝑣 2ℓ d) 𝑣 4ℓ e 𝑣 ℓ e) 𝑣 4ℓ e 𝑣 4ℓ 17. (PUC) São dados 2 tubos sonoros, de mesmo comprimento 𝓵, sendo um deles (A) aberto e outro (B) fechado numa das extremidades. O comprimento do som fundamental do primeiro tubo A é 𝜆A. Então, o comprimento de onda \B do som fundamental emitido pelo tubo B será: a) 1/4 𝜆A b) 1/2 XA c) 𝜆A d) 2𝜆A e) 4𝜆A 18. (FMS) Um especialista em conserto de instrumentos musicais foi chamado para consertar um órgão. Todos os tubos estavam dando as notas corretas, à exceção de um, pois deveria ter como frequência fundamental 130 Hz e estava apresentando 260 Hz. O especialista verificou que a velocidade do som no ar era 340 m/s e deu o seguinte diagnóstico: a) O tubo de 1,30 m está aberto (arrebentado numa extremidade). b) O tubo de 2,60 m está fechado (entupido). c) O tubo de 0,65 m está aberto. d) O tubo de 1,95 m está fechado. e) O tubo de 2,60 m está aberto. 19. (FAUS-SP) O ruído de um avião (principalmente avião a jato) que se aproxima da gente é diferente do ruído de quando ele se afasta. No entanto, a gente sabe que o piloto ouve o mesmo ruído o tempo todo. Se f é a frequência do som ouvido pelo piloto, f i é a frequência que a gente ouve durante a aproximação e f2 a frequência que a gente ouve durante o afastamento, então: a) f = f1 < f2 d) f > f1 > f2 b) f < f, < f2 e) f1 > f2 = f c) f1 > f > f2 20. (UFV-MG) As afirmativas abaixo referem-se ao fenômeno de propagação da onda sonora. I. O som emitido por uma fonte sonora que se aproxima de um observador em repouso é percebido com uma frequência maior que a emitida. II. O som emitido por uma fonte sonora que se afasta de um observador em repouso é percebido com uma frequência menor que a emitida. III. O som recebido por um observador que se aproxima de uma fonte em repouso possui uma frequência maior que a emitida pela fonte. Dentre as afirmativas acima, são VERDADEIRAS: a) apenas a III d) II e III b) I e II e) I e III c) I, II e III 21. (ITA) Considere a velocidade máxima permitida nas estradas como sendo exatamente 80 km/h. A sirene de um posto rodoviário soa com uma frequência de 700 Hz, enquanto um veículo de passeio e um policial rodoviário se aproximam emparelhados. O policial dispõe de um medidor de frequências sonoras. Dada a velocidade do som, de 350 m/s, ele deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir uma frequência sonora de, no mínimo: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 36 a) 656 Hz d) 740 Hz b) 745 Hz e) 860 Hz c) 655 Hz 22. (ITA) Um observador que viaja num trem à velocidade de 46,8 km/h ouve o silvo de outro trem, o qual se aproxima paralelamente a ele, e percebe a nota si4. Após o cruzamento, ouve a nota Iá4. Dadas as frequências relativas da escala musical (dó = 1, ré = 9/8, mi = 5/4, fá = 4/3, sol = 3/2, lá = 5/3, si = 15/8, dó = 2) e a velocidade do som no ar, igual a 347 m/s, podemos afirmar que o segundo trem passou com uma velocidade de aproximadamente: a) 25 km/h d) 337 km/h b) 27 km/h e) -28 m/s c) 334 km/h 23. (VUNESP) Um físico está parado à margem de uma rodovia, munido de um medidor de frequências sonoras (frequencímetro). Duas ambulâncias (A e B) vêm pela estrada, com a mesma velocidade e no mesmo sentido, mantendo entre elas uma distância razoável. As duas ambulâncias estão com as sirenes ligadas e estas emitem frequências puras fA e fB. Quando a primeira ambulância (A) já passou pelo físico, ele observa no seu instrumento que as frequências das duas sirenes são iguais. Qual a relação 𝑓𝐴 𝑓𝐵 ··? velocidade do som = 340 m/s , velocidade das ambulâncias = 125 km/h a) 1,00 b) 2,46 c) 0,50 d) 0,8 e) 1,23 24. (UFU) Observando-se o espectro da luz emitida por galáxias distantes, observou-se uma variação de cores. A frequência das cores recebidas está diminuindo, aproximando-se da frequência da luz vermelha, o que indica um afastamento da fonte emissora das radiações. Assim, os cientistas concluíram que as galáxias estão se afastando de nós com grande velocidade. Os cientistas chegaram a essa conclusão. baseando-se: a) no efeito Doppler. d) no Princípio de Huygens. b) na lei de Coulomb. e) na hipótese de De Broglie. c) no efeito fotoelétrico. GABARITO 1E 2D 3D 4C 5B 6E 7A 8C 9A 10C 11E 12C 13D 14C 15C 16A 17D 18C 19C 20C 21B 22B 23E 24A C A R G A S E L É T R I C A S E M R E P O U S O ELETRIZAÇÃO. FORÇA ELÉTRICA 1 (PUC) Inicialmente, a força elétrica atuando entre dois corpos, A e B, separados por uma distância d, é repulsiva e vale F. Se retirarmos metade da carga do corpo A, qual deve ser a nova separação entre os corpos para que a força entre eles permaneça igual a F? a) d b) 𝑑 2 c) 𝑑 √2 d) 𝑑 √3 e) 𝑑 3 2 (FMTM-MG) A distância entre duas partículas carregadas é d e a força de interação entre elas é F. Suponha que elas sejam afastadas entre si a distâncias iguais a 2d, 3d e 4d, sem que nada mais se altere além da distância. A alternativa, com os respectivos valores assumidos pela força de interação entre elas, é: a) 2F, 3F e 4F d) 𝐹 4 , 𝐹 9 𝑒 𝐹 16 b) 4F, 9F e 16F e) 4F, 6F e 8F c) 𝐹 2 , 𝐹 3 𝑒 𝐹 4 3 (MACKENZIE) Duas esferas metálicas idênticas, separadas pela distância d, estão eletrizadas com cargas elétricas Q e — 5Q. Essas esferas são colocadas em contato e em seguida são separadas de uma distância 2d. A força de interação eletrostática entre as esferas, antes do contato, tem módulo F1 e, após o contato, tem módulo F2. A relação — é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 4 (UFPI) Duas massas iguais de 4,8 gramas cada uma, originalmente neutras, estão fixadas em pontos separados entre si pela distância d. Um número n de elétrons é retirado de cada uma das massas de modo que a força de repulsão eletrostática entre elas compense exatamente a força de atração gravitac10nal. A constante da lei de Coulomb é dada por k0 = 9,0 • 109 𝑁 . 𝑚2 𝐶2 , a constante da lei de Newton da gravitação é G = 6.7 • 10-11 𝑁 . 𝑚2 𝑘𝑔2 e a carga elementar é e = 1,6 • 10-19. O número n de elétrons retirados de cada uma das massas é igual a: a) 2,6 • 102 d) 2,6 • 105 b) 2,6 • 103 e) 2,6 • 106 c) 2,6 • 104 5 (FUVEST) Duas pequenas esferas metálicas idênticas, inicialmente neutras, encontram-se suspensas por f10s inextensíveis e isolantes. Um jato de ar perpendicular ao plano da figura é lançado durante um certo intervalo de tempo sobre as esferas. Observa- se então que ambas as esferas estão fortemente eletrizadas. Quando o sistema alcança novamente o equilíbr10 estático, podemos afirmar que as tensões nos f10s: a) aumentaram e as esferas se atraem. b) diminuíram e as esferas se repelem. c) aumentaram e as esferas se repelem. d) diminuíram e as esferas se atraem. e) não sofreram alterações. 6 (FUVEST) Duas cargas elétricas -q e +q estão fixas nos pontos A e B, conforme a figura. Uma terceira carga positiva Q é abandonada num ponto da reta AB. Podemos afirmar que a carga Q: a) permanecerá em repouso se for colocada no me10 do segmento AB. b) mover-se-á para a direita se for colocada no me10 do segmento AB. c) mover-se-á para a esquerda se for colocada à direita de B. d) mover-se-á para a direita se for colocada à esquerda de A e) permanecerá em repouso em qualquer posição sobre a reta AB . 7 (MACKENZIE) Três pequenos corpos A, B e C, eletrizados com cargas elétricas idênticas, estão dispostos como mostra a figura. A intensidade da força elétrica que A exerce em B ê 0,50 N. A força elétrica resultante que age sobre o corpo C tem intensidade de: a) 3,20 N b) 4,68 N c) 6,24 N d) 7,68 N e) 8,32 N 8 (PUC) As cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2, posicionadas em pontos fixos conforme o esquema,mantêm, em equilíbrio, a carga elétrica puntiforme q alinhada com as duas primeiras. De acordo com as indicações do esquema, o módulo da razão 𝑄1 𝑄2 é igual a: a) 36 b) 9 c) 2 d) 3 2 e) 2 3 9 (CESGRANRIO) No esquema a seguir, as cargas + 0 de mesmo módulo estão fixas, enquanto a carga +q, inicialmente em repouso na origem do sistema de eixos, pode deslizar sem atrito sobre os eixos x e y. O tipo de equilíbr10 que a carga +q experimenta nos eixos x e y, respectivamente, é: a) estável, estável. d) instável, estável. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 37 b) instável, instável. e) estável, indiferente. c) estável, instável. 10 (FESP-PE) Três cargas elétricas idênticas iguais a Q estão distribuídas nos vértices de um triângulo eqüilátero de lado d posic10nado no plano vertical, de acordo com a figura. As cargas em A e B estão fixas, enquanto em C a carga está livre. Sendo k a constante eletrostática no vácuo e g a aceleração da gravidade, para que a carga colocada no vértice C permaneça em equilíbr10 é necessár10 que sua massa seja igual a: a) 𝑘𝑄2 𝑔𝑑2 b) 𝑘𝑄 (𝑔𝑑)2 c) √3 . 𝑘𝑄2 𝑔𝑑2 d) √3 . 𝑔2𝑘 𝑄𝑑2 11 (FUVEST) Pequenas esferas, carregadas com cargas elétricas negativas de mesmo módulo Q, estão dispostas sobre um anel isolante e circular, como indicado na figura I. Nessa configuração, a intensidade da força elétrica que age sobre uma carga de prova negativa, colocada no centro do anel (ponto P), é Ft. Se forem acrescentadas sobre o anel três outras cargas de mesmo módulo Q, mas positivas, como na figura II, a intensidade da força elétrica no ponto P passará a ser: a) zero b) 1 2 • 𝐹1 c) 3 4 • 𝐹1 d) 𝐹1 e) 2 • 𝐹1 12 (UEL-PR) Quatro cargas elétricas estão fixadas nos vértices de um quadrado de lado L, como na figura, estando indicados os módulos e os sinais das cargas. Para que a força elétrica total em uma das cargas + q seja nula, o módulo da carga -Q deve ser igual a: a) q√2 b) q c) 𝑞 2 d) 𝑞√2 2 e) 𝑞√2 4 13 (MACKENZIE) Na figura a seguir a carga Q1 = 0,50 𝜇C fixa em A tem massa igual a 3,0 – 10-3 kg. A canga Q2 de massa 1,5 • 10-3 kg é abandonada no topo do plano inclinado perfeita- mente liso e permanece em equilíbr10. Adotando g = 10 m/s2 e k0 = 9,0 • 109 𝑁 . 𝑚2 𝐶2 podemos afirmar que a carga Q2 vale: a) 10𝜇C b) 5,0 𝜇C c) 1,0 𝜇C d) 0,50 𝜇C e) 0,25 𝜇C 14 (FUVEST) Um pequeno objeto, com carga elétrica positiva, é largado da parte superior de um plano inclinado, no ponto A, e desliza, sem ser desviado, até atingir o ponto P. Sobre o plano, estão fixados 4 pequenos discos com cargas elétricas de mesmo módulo. As figuras representam os discos e os sinais das cargas, vendo-se o plano de cima. Das configurações abaixo, a única com- patível com a trajetória retilínea do objeto é: 15 (PUC) Duas esferas condutoras iguais estão dispostas conforme a figura I. Após receberem uma carga total Q > O, elas se mantêm na configuração de equilíbr10 indicada na figura II. (Dados: comprimento do f10 L = 20 cm; peso de cada esfera = 1,8 • 10 2 N; e a constante da lei de Coulomb (k = 9 • 109 𝑁 . 𝑚2 𝐶2 ) A carga de cada esfera em coulomb é: a) 4,00 • 10-14 d) 3,24 • 10-5 b) 2,00 • 10-7 e) 3,60 • 10-2 c) 2,00 • 10-5 16 (OBF) Os corpos A e B, de massas m e M respectivamente, estão atados por uma corda que passa por duas roldanas. O corpo A está carregado com carga + Q e sofre a ação de uma outra carga - Q, que se encontra a uma distância d (figura a seguir). Nessa situação, todo o sistema encontra-se em equilíbr10. Se as massas de A e B quadruplicarem, qual deve ser a nova distância entre as cargas para que o sistema fique em equilíbrio? Considere desprezíveis a massa da corda e o atrito nas roldanas. a) d b) 𝑑 2 c) 𝑑 2 d) 2d e) 4d 17 (PUC) Em cada um dos vértices de uma caixa cúbica de aresta l foram fixadas cargas elétricas de módulo q cujos sinais estão indicados na figura. Sendo k a constante eletrostática do me10, o módulo da força elétrica que atua sobre uma carga pontual de módulo 2q colocada no ponto de encontro das diagonais da caixa cúbica é: a) 4𝑘𝑞2 3ℓ 2 b) 8𝑘𝑞2 3ℓ2 c) 16𝑘𝑞 2 3ℓ2 d) 8𝑘𝑞2 ℓ2 e) 4𝑘𝑞2 ℓ2 GABARITO 1C 2D 3E 4E 5C 6D 7E 8B 9C 10D 11E 12E 13D 14E 15B 16B 17C CAMPO ELÉTRICO 1 (CESGRANRIO) Quatro partículas carregadas estão fixas nos vértices de um quadrado. As cargas das partículas têm o mesmo módulo q, mas os seus sinais se alternam conforme é mostrado na figura. Identifique a opção que melhor representa o vetor campo elétrico no ponto M assinalado na figura. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 38 2 (PUC) Seis cargas elétricas puntiformes se encontram no vácuo fixas nos vértices de um hexágono regular de lado L As cargas têm mesmo módulo, |Q|, e seus sinais estão indicados na figura. Dados: constante eletrostática do vácuo = =k60 = 9,0•109N•m2/C2 𝓵 = 3,0- 101 cm |Q| = 5,0- 10-5 C No centro do hexágono, o módulo e o sentido do vetor campo elétrico resultante são, respectivamente: a) 5,0 • 106 N/C; de E para B b) 5,0 • 106 N/C; de B para E c) 5,0 • 106 N/C; de A para D d) 1,0 • 107 N/C; de B para E e) 1,0 • 107 N/C; de E para B 3 (UFAC) Nos vértices de um quadrado de 1,0 m de lado são colocadas as cargas q- = 1,0 • 10-7 C; q2 = 2,0•10-7C; q3 = - 1,0•10-7 C e q4 = 2,0 • 10-7 C, como mostra a figura. A intensidade do campo elétrico no centro do quadrado será: a) 2,0 • 103 N/C d) 16,0 • 103 N/C b) 3,6 • 103 N/C e) 32,0 • 103 N/C c) 8,0 • 103 N/C (Dado: k0 = 9 • 109 𝑁 . 𝑚2 𝐶2 ) 4 (PUC) A figura representa uma linha de força de um campo elétrico. P A direção e sentido do vetor campo elétrico em P é: 5 (UFMA) A figura representa, na convenção usual, a configuração de linhas de força associadas a duas cargas puntiformes Q1 e Q2. Podemos afirmar, corretamente, que: a) Q1 e Q2 são neutras. b) Q1 e Q2 são cargas negativas. c) Q1 é positiva e Q2 é negativa. d) Q1i é negativa e Q2 é positiva. e) Q1 e Q2 são cargas positivas. 6 (MACKENZIE) Uma carga pontual positiva é lançada com velocidade va no campo elétrico representado por suas linhas de força como mostra a figura. Então: a) nos pontos A e B a carga possui acelerações iguais. b) a aceleração da carga no ponto A é menor que no ponto B. c) a aceleração da carga no ponto A é ma10r que no ponto B. d) a velocidade da carga em A é ma10r que a velocidade em B. e) a velocidade da carga é a mesma em A e em B. 7 (VUNESP) Uma partícula de massa m e carga q é liberada, a partir do repouso, num campo elétrico uniforme de intensidade E. Supondo que a partícula esteja sujeita exclusivamente à ação do campo elétrico, a velocidade que atingirá / segundos depois de ter sido liberada será dada por: a) 𝑞𝐸𝑡 𝑚 b) 𝑚𝑡 𝑞𝐸 c) 𝑞𝑚𝑡 𝐸 d) 𝐸𝑡 𝑞𝑚 e) 𝑡 𝑞𝑚𝐸 8 (UNAERP-SP) Um campo elétrico uniforme existe na região entre duas placas planas paralelas com cargas de sinais opostos. Um elétron de massa m ≅ 9 • 10-31 kg e carga q = -1,6 • 10-19 C é abandonado em repouso junto à superfície da placa carregada negativamente e atinge a superfície da placa oposta, a 12 cm de distância da primeira, em um intervalo de tempo de 3 • 10-7 s. Determine a intensidade do campo elétrico e a velocidade do elétron no momento em que atinge a segunda placa. Identifique a opção correta. a) E = 15 N/C; v = 8 • 105 m/s b) E = 200 N/C; v = 4 km/h c) E= 100N/C;v = 2• 106m/s d) E= 106 N/C; v = 2• 106 m/s e) E = 5 N/C; v = 8 • 105 m/s 9 (UFJF-MG) Uma gotícula de óleo, de massa m = 9,6 • 10-15 kg e carregada com carga elétrica q = -3,2 • 10-19 C, cai verticalmente no vácuo. Num certo instante, liga-se nessa região um campo elétrico uniforme,vertical e apontando para baixo. O módulo desse campo elétrico é ajustado até que a gotícula passe a cair com movimento retilíneo e uniforme. Nessa situação, qual o valor do módulo do campo elétrico? a) 3,0 • 105 N/C c) 5,0 • 103 N/C b) 2,0 • 107 N/C d) 8,0• 10-3 N/C (Dado: g = 10 m/s2) 10 (INATEL-MG) Uma pequena esfera de carga conhecida q e massa desconhecida m, inicialmente em repouso, cai de uma altura h na presença de um campo elétrico uniforme E dirigido verticalmente para baixo. A esfera chega ao solo com uma velo- cidade v = 2√𝑔ℎ . O valor da massa m da esfera em função de E,q e g é expressa na forma: a) 𝑞𝐸 𝑔 b) 𝑔𝐸 𝑞 c) 𝐸 𝑞𝑔 d) 𝑞𝑔 𝐸 e) 𝑞 𝐸𝑔 11 (FUVEST) Três grandes placas, P1 P2 e P3, com, respectivamente, cargas +Q, -Q e +2Q, geram campos elétricos uniformes em certas regiões do espaço. As figuras abaixo mostram, cada uma, intensidade, direção e sentido dos campos criados pelas respectivas placas P1, P2 e P3, quando vistas de perfil. Colocando-se as placas próximas, separadas pela distância D indicada, o campo elétrico resultante, gerado pelas três placas em conjunto, é representado por: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 39 Nota: onde não há indicação, o campo elétrico é nulo. GABARITO 1A 2E 3B 4B 5E 6B 7A 8A 9A 10A 11E TRABALHO E POTENCIAL ELÉTRICO 1 (UNIUBE-MG) Em uma região de campo elétrico uniforme de intensidade E = 20.000 N/C, uma carga q = 4 • 10-8 C é levada de um ponto A, onde VA = 200 V, para um ponto B, onde VB = 80 V. O trabalho realizado pela força elétrica no deslocamento da carga entre A e B e a distância entre os pontos A e B são, respectivamente, iguais a: a) 4,8 • 10-6 N e 6 • 10-3 m b) 4,8 •10-6 J e 6- 10-3 m c) 2,4 • 10-5 J e 8 • 10-3 m d) 2,4 • 10-5 N e 6 • 10-3 m e) O e 8 • 10-3 m 2 (UEM-PR) O campo elétrico entre duas placas condutoras vale E = 2,0 x 104 N/C e a distância entre elas é d = 7,0 mm. Suponha que um elétron (qe = -1,6 x 10-19 C e me = 9,1 x 10-31 kg) seja liberado em repouso nas proximidades da placa negativa. O campo gravitac10nal é considerado desprezível. Com base na situação descrita, assinale o que for correto. (01) A força F que atuará sobre o elétron terá a mesma direção e sentido do campo elétrico. (02) O módulo da força F que atuará sobre o elétron é igual a 3,2 x 10-15 N. (04) Sabendo que o peso do elétron é desprezível em comparação com a força elétrica que atuará sobre ele, pode-se afirmar que o movimento do elétron será retilíneo uni- formemente variado e que o módulo da aceleração adquirida por ele é, aproximadamente, 3,5 x 1015 m/s2. (08) O tempo que o elétron gastará para ir de uma placa a outra será 4,0 x 10-9 s. (16) A velocidade do elétron ao chegar à placa positiva é 14,0 X 106 m/s. (32) A diferença de potencial entre as placas é 140 V. (64) O trabalho que o campo elétrico realiza sobre o elétron, ao deslocá-lo da placa negativa para a placa positiva, é 2,24 x 10-18 N • m. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 3 (PUC) Considere dois pontos M e N, de um campo elétrico uniforme de intensidade 5,0 • 103 N/C, conforme mostra o esquema a seguir. Sabendo que o potencial elétrico no ponto M vale 40 V, é correto afirmar que: a) o potencial elétrico no ponto N vale -10 V. b) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma carga q = 2,0 • 10-6 C, de M até N, vale -2,0 • 10-4 J. c) o potencial elétrico no ponto N vale 40 V. d) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma carga q = 2,0 • 10-6 C, de M até N, vale 2,0- 10-4 J. e) o potencial elétrico do ponto N vale 90 V. 4 (FUVEST) Seja o sistema formado por duas placas planas P1 e P2 eletrizadas com cargas elétricas de sinais opostos e separadas de 10 mm entre si. Na figura, são mostradas as interseções das placas P, e P2 e de algumas superfícies equipotenciais com o plano do papel. Ao longo do eixo méd10 AA\ o campo elétrico é uniforme entre as placas e seu valor é E = 105 V/m. As superfícies equipotenciais indicadas estão igualmente espaçadas de l mm ao longo do eixo. Uma carga q – 10-14 C é levada do ponto O ao ponto P. indicados na figura. O trabalho realizado é: a) 0 J b) 5 • 10-12 J c) 1 • 10-11 J d) 4-10-12 J e) 1 • 10-10 J 5 (EN) Uma partícula eletrizada, possuindo carga elétrica positiva igual a +2,0 • 10-9 C e massa igual ai,O- 10-10 kg,é abandonada do repouso num ponto P de um campo elétrico uniforme, horizontal e de módulo igual a 400 V/m. Despre- zando-se a ação gravitac10nal, a perda de energia potencial no deslocamento de 4,0 m até um outro ponto Q é: a) 32 • 10-7 J b) 16 • 10-7 J c) 8 • 10-7 J d) 32- 10-9 J e) 16- 10-6 J 6 (UESB) Uma partícula permanece em repouso em um campo elétrico vertical e dirigido para cima, produzido entre duas placas paralelas e horizontais, igualmente carregadas com cargas de sinais opostos e distantes 2 cm. Se a partícula em questão possui massa igual a 4 • 10-13 kg e carga positiva 2,5 • 10-18 C, a diferença do potencial V, em 104 volts, entre as placas, é: a) 1,3 d) 3,2 b) 1,8 e) 3,8 c) 2,6 (Dado: g = 10 m/s2) 7 (ITA) Um pêndulo simples é construído com uma esfera metálica de massa m = 1 ,0 • 10-4 kg carregada com uma carga elétrica de 3.0 • 10-5 C e um f10 isolante de comprimento L = 1,0 m de massa desprezível. Esse pêndulo oscila com período T num local em que g = 10,0 m/s2. Quando um campo elétrico uniforme e constante £ é aplicado verticalmente em toda região do pêndulo, o seu período dobra de valor. A intensidade do campo elétrico E é de: a) 6,7- 103 N/C b) 42 N/C c) 6,0 • 10-6 N/C d) 33 N/C e) 25 N/C 8 (UNIFESP) Uma carga positiva Q em movimento retilíneo uniforme, com energia cinética W, penetra em uma região entre duas placas paralelas eletrizadas, como ilustrado na figura. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 40 Mantendo o movimento retilíneo, em direção perpendicular às placas, ela sai por outro orifíc10 na placa oposta com velocidade constante e energia cinética reduzida para 𝑊 4 devido à ação do campo elétrico entre as placas. Se as placas estão separadas por uma distância L, pode-se concluir que o campo elétrico entre as placas tem módulo: a) 3𝑊 4𝑄𝐿 e aponta no sentido do eixo x. b) 3𝑊 4𝑄𝐿 e aponta no sentido contrário a x. c) 𝑊 2𝑄𝐿 e aponta no sentido do eixo x. d) 𝑊 2𝑄𝐿 e aponta no sentido contrário a x. e) 𝑊 4𝑄𝐿 e aponta no sentido do eixo x. 9 (FUVEST) Uma fonte F emite partículas (elétrons, prótons e nêutrons) que são lançadas no inter10r de uma região onde existe um campo elétrico uniforme. As partículas penetram perpendicularmente às linhas de força do campo. Três partículas emitidas atingem o anteparo A nos pontos P, Q e R. Podemos afirmar que essas partículas eram respectivamente: a) elétron, nêutron e próton. b) próton, nêutron e elétron. c) elétron, próton e próton. d) nêutron. elétron e elétron. e) nêutron. próton e próton. 10 (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 dessa trajetória é: a) A partícula tem carga negativa, e a placa A tem carga positiva. b) A partícula tem carga positiva, e a placai 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. 11 (UFG) Em uma impressão jato de tinta, as letras são formadas por pequenas gotas de tinta que incidem sobre o papel. A figura a seguir mostra os principais elementos desse tipo de impressora. As gotas, após serem eletrizadas na unidade de carga, têm suas trajetórias modificadas no sistema de deflexão (placas carregadas),atingindo o papel em posições que dependem de suas cargas elétricas. Suponha que uma gota, de massa m e de carga elétrica q, entre no sistema de deflexão com velocidade v0 ao longo do eixo x. Considere a diferença de potencial, V, entre as placas, o comprimento, L, das placas e a distância, d. entre elas. Se a gota descrever a trajetória mostrada na figura, pode-se afirmar que: (01) o módulo de sua aceleração é 𝑞𝑉 𝑚𝑑 ; (02) 𝐿 𝑣0 é o tempo necessár10 para ela atravessar o sistema de deflexão (04) sua carga elétrica é positiva; (08) ocorre um aumento de sua energia potencial elétrica; Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmações corretas. 12 (UFPI) Uma partícula, com carga elétrica q = 2 • 10-9 C, é liberada do repouso numa região onde existe um campo elétrico externo. Após se afastar alguns centímetros da posição inicial, a partícula já adquiriu uma energia cinética, dada por EC = 4 • 10-6 J. Qual a diferença de potencial (AV = Vf – Vi) entre essas duas posições? a) -2kV c) 0 e) +2kV b)-4kV d)+4kV 13 (ACAFE-SC) A tabela mostra as energias cinéticas final e inicial, respectivamente, nos pontos A e B de um campo elétrico, para três cargas q1, q2 e q3. Sabendo-se que a ddp nos três casos é a mesma, a relação entre as três cargas é: a) q1 < q2 < q3 d) q1 = q2 > q3 b) q1 = q2 = < q3 e) q1> q2 =qQ3 c) q1 > q2 > q3 14 (PUC) Um elétron-volt (eV) é, por definição, a energia cinética adquirida por um elétron quando acelerado, a partir do repouso, por uma diferença de potencial de 1,0 V. Considerando a massa do elétron 9,0 • 10-31 kg e sua carga elétrica em valor absoluto 1,6 • 10-19 C, a velocidade do elétron com energia cinética 1,0 eV tem valor aproximado de: a) 6,0 • 105 m/s d) 5,0 • 104 m/s b) 5,0 • 105 m/s e) 6,0 • 104 m/s c) 4,0 • 105 m/s GABARITO 1B 2.soma = 38(02+04+32) 3A 4D 5A 6D 7E 8B 9E 10A 11.soma = 3(01+02) 12A 13D 14A CONDUTORES EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO. CAPACITÂNCIA ELETROSTÁTICA 1 (UCSAL-BA) Uma esfera metálica pequena eletrizada negativamente toca uma esfera metálica isolada, muito maior, inicialmente descarregada. Supondo a inexistência de perdas de carga para o ambiente, é correto afirmar que a esfera pequena: a) não cede carga para a esfera maior. b) cede um pouco de sua carga para a esfera muito maior. c) cede a maior parte de sua carga para a esfera muito maior. d) cede toda a sua carga para a esfera muito maior. e) cede 50% de sua carga para a esfera muito maior. 2 (MACKENZIE) Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, Sérgio dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com 4,0 𝜇C e a B com 5,0 uC. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas elétricas das esferas serão, respectivamente: a) QA = 1,0 𝜇C e QB= 8,0 𝜇C b) QA = 8,0 𝜇C e QB= 1,0 𝜇C c) QA = 4,5 𝜇C e QB= 4,5 𝜇C d) QA = 6,0 𝜇C e QB= 3,0 𝜇C e) QA = 3,0 𝜇C e QB= 6,0 𝜇C 3 (UFOP) Considere duas esferas de cobre, de diâmetros d1 = 10 x 10-2m e d2 = 4 x 10-2m, inicialmente isoladas, muito afastadas e carregadas com carga negativa Q1 = — 21 X 10-6 C e com carga positiva Q2 = 35 X 10-6 C, respectivamente. Ligando-se as esferas por meio de um fio de cobre muito fino, após se estabelecer o equilíbrio eletrostático, as cargas nas esferas serão, respectivamente: a) 4 x 10-6 C e 10 x 10-6 C WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 41 b) 10 x 10-6 C e 4x 10-6 C c) 40 x 10-6 C e 16 x 10-6 C d) 16 x 10-6 C e 40 x 10-6 C 4 (UFBA) A figura representa duas esferas condutoras A e B, de raios R e 2R, respectivamente, no vácuo, ligadas por um fio condutor ideal. Antes da ligação, A encontrava-se eletricamente neutra e B possuía carga Q. Considere-se k0, a constante eletrostática do vácuo. Após o equilíbrio eletrostático do sistema, pode-se afirmar que: (01) a carga de B tem módulo igual a 2𝑄 3 ; (02) na superfície de A, o potencial elétrico é igual a 𝐾0𝑄 3𝑅 (04) na superfície de A e de B, o campo elétrico tem a mesma intensidade; (08) o campo elétrico, no centro de A, é mais intenso do que no centro de B; (16) a intensidade da força elétrica, entre as esferas, é igual a 𝑘0𝑄 2 4𝑅2 Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 5 (PUC) O sistema de condutores da figura consta de duas esferas de raios R1 = a e R2 = 2a, interligadas por um fio condutor de capacidade nula. Quando o sistema é eletrizado com carga positiva Q, após o equilíbrio eletrostático ser alcançado, o condutor de raio R1 apresenta densidade elétrica superficial 𝜎1, e o de raio R2 apresenta densidade elétrica superficial 𝜎2. Nesta situação a relação 𝜎1 𝜎2 vale: a) zero b) 0,5 c) 1,0 d) 1,5 e) 2,0 6 (ITA) Uma esfera condutora de raio 0,500 cm é levada a um potencial de 10,0 V. Uma segunda esfera, bem afastada da primeira, tem raio 1,00 cm e está ao potencial 15,0 V. Elas são ligadas por um fio de capacitância desprezível. Sabendo que o meio no qual a experiência é realizada é homogêneo e isotrópico, podemos afirmar que os potenciais finais das esferas serão: a) 12,5 V e 12,5 V b) 8,33 V para a primeira e 16,7 V para a segunda c) 16,7 V para a primeira e 8,33 V para a segunda d) 13,3 V e 13,3 V e) zero para a primeira e 25,0 V para a segunda 7 (UFV) Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia. Pode-se afirmar que os passageiros: a) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus. b) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade. c) serão parcialmente atingidos, pois a descarga será homogeneamente distribuída na surperfície interna do ônibus. d) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como blindagem. e) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um pára-raios em sua carroceria. 8 (UFRN) Mauro ouviu no noticiário que os presos do Carandiru, em São Paulo, estavam comandando, de dentro da cadeia, o tráfico de drogas e fugas de presos de outras cadeias paulistas, por meio de telefones celulares. Ouviu também CUT uma solução possível para evitar os telefonemas, em virtude de ser difícil controlar a entrada de telefones no presídio, era fazer uma blindagem das ondas eletromagnéticas, usando telas de tal forma que as ligações não fossem completadas. Mauro ficou em dúvida se as telas eram metálicas ou plásticas. Resolveu, então, com seu celular e o telefone fixo de sua casa, fazer duas experiências bem simples. 1a) Mauro lacrou um saco plástico com seu celular dentro. Pegou o telefone fixo e ligou para o celular. A ligação foi completada. 2a) Mauro repetiu o procedimento, fechando uma lata metálica com o celular dentro. A ligação não foi completada. O fato de a ligação não ter sido completada na segunda experiência, justifica-se porque o interior de uma lata metálica fechada: a) permite a polarização das ondas eletromagnéticas diminuindo a sua intensidade. b) fica isolado de qualquer campo magnético externo. c) permite a interferência destrutiva das ondas eletromagnéticas. d) fica isolado de qualquer campo elétrico externo. 9 (PUC) A presença do corpo eletrizado A perturba a experiência que um estudante realiza com um aparelho elétrico B. Para anular esse efeito, mantendo A carregado, o estudante pode: a) envolver A com uma esfera metálica sem ligá-la ao solo. b) envolver A com uma esfera isolante sem ligá-la ao solo. c) envolver A com uma esfera isolante, ligando-a ao solo. d) envolver A com uma esfera metálica,ligando-a ao solo. e) colocar entre .4 e B uma placa metálica. 10 (UFBA) Aviões com revestimento metálico, voando em atmosfera seca, podem atingir elevado grau de eletrização, muitas vezes evidenciado por um centelhamento para a atmosfera, conhecido como fogo-de-santelmo. Nessas circunstâncias é correto afirmar que: (01) a eletrização do revestimento dá-se por indução: (02) o campo elétrico no interior do avião, causado pela eletrização do revestimento, é nulo; (04) a eletrização poderia ser evitada revestindo--se o avião com material isolante; (08) o centelhamento ocorre preferencialmente nas partes pontiagudas do avião; (16) o revestimento metálico não é uma superfície equipotencial. pois, se o fosse, não haveria centelhamento: (32) dois pontos quaisquer no interior do avião estarão a um mesmo potencial, desde que não haja outras fontes de campo elétrico. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. GABARITO 1C 2E 3B 4.soma = 3(01+02) 5E 6D 7D 8D 9D 10.soma = 42(02+08+32) CARGAS ELÉTRICAS EM MOVIMENTO CORRENTE ELÉTRICA 1 (UNISA-SP) um chuveiro elétrico quando sob ddp de 220 V é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 10 A. Qual é a energia elétrica consumida, em kWh, em 15 min de funcionamento? a) 33 b) 3,3 c) 1,21 d) 5,5 e) 0,55 2 (UEPB) Uma residência usa alguns equipamentos elétricos, cuja potência de cada um e o tempo de funcionamento em um mês encontram-se especificados na tabela abaixo. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 42 A energia elétrica total consumida, em quilowatt-hora (kWh), pelos equipamentos vale: a) 42,0 b) 66,0 c) 32,0 d) 54,0 e) 72,0 3 (OPF) Preocupadas com o "apagão", dona Josefa, dona Carolina e dona Eneida tomaram algumas providências para economizar energia elétrica: I. Dona Josefa deixou de usar o forno de microondas de 2.000 W, que costumava ligar durante l hora por dia. II. Dona Carolina trocou 10 lâmpadas incandescentes de 100 W cada, que ficavam acesas durante 5 horas diárias, por igual quantidade de lâmpadas fluorescentes de 20 W. III. Dona Eneida conseguiu reduzir de l hora para 0,5 hora por dia o tempo de banho de chuveiro elétrico de 4.000 W. Sabendo-se que a energia elétrica é paga em kWh e que a quantidade de energia é determinada pelo produto da potência em kW (1.000 W) pelo tempo de uso em horas e considerando-se as providências anteriores, podemos afirmar que: a) Todas economizaram a mesma quantidade de energia elétrica. b) Dona Carolina foi quem conseguiu economizar mais energia elétrica. c) Dona Eneida foi quem economizou menos energia elétrica. d) Dona Josefa economizou mais energia elétrica do que dona Carolina. e) Não houve economia de energia elétrica nas três situações, havendo apenas economia na potência elétrica dos aparelhos utilizados. 4 (UFTM-MG) Após um mês de incansáveis ... apaga a luz!.......desliga o chuveiro!... a esposa comunica ao marido a redução de 130 kWh no consumo mensal de energia. Não dando o braço a torcer, o marido atribui ao sucesso da economia o fato de não mais se ter deixado acesa durante a noite aquela lâmpada de 100 W do corredor, que sua esposa achava indispensável ficar acesa. Apesar de o não uso dessa lâmpada ter contribuído para a economia obtida, ela jamais poderia ter sido a única responsável, uma vez que, com a energia economizada, essa lâmpada poderia permanecer ininterruptamente acesa por, aproximadamente: a) 33 dias b) 38 dias c) 46 dias d) 54 dias e) 61 dias 5 (UFRGS) Para iluminar sua barraca, um grupo de campistas liga uma lâmpada a uma bateria de automóvel. A lâmpada consome uma potência de 6 W quando opera sob uma tensão de 12 V. A bateria traz as seguintes especificações: 12 V, 45 A • h. sendo o último valor a carga máxima que a bateria é capaz de armazenar. Supondo-se que a bateria seja ideal e que esteja com a metade da carga máxima, e admitindo-se que a corrente fornecida por ela se mantenha constante até a carga se esgotar por completo, quantas horas a lâmpada poderá permanecer funcionando continuamente? a) 90 h d) 22 h 30 min b) 60 h e) 11 h 15 min c) 45 h 6 (VUNESP) As companhias de eletricidade geralmente usam medidores calibrados em quilowatt-hora (kWh). Um kWh representa o trabalho realizado por uma máquina desenvolvendo potência igual a l kW durante l hora. Numa conta mensal de energia elétrica de uma residência com 4 moradores, leem-se, entre outros, os seguintes valores: Cada um dos 4 moradores toma um banho diário, um de cada vez, num chuveiro elétrico de 3 kW. Se cada banho tem duração de 5 minutos, o custo ao final de um mês (30 dias) da energia consumida pelo chuveiro é de: a) R$ 4,50 d) R$ 22,50 b) R$ 7,50 e) R$ 45,00 c) R$ 15,00 7 (FUVEST) No medidor de energia elétrica usado na medição do consumo de residências, há um disco, visível externamente, que pode girar. Cada rotação completa do disco corresponde a um consumo de energia elétrica de 3,6 watt-hora. Mantendo-se, em uma residência, apenas um equipamento ligado, observa-se que o disco executa uma volta a cada 40 segundos. Nesse caso, a potência "consumida" por esse equipamento é de, aproximadamente: a) 36 W d) 324 W b) 90 W e) 1.000 W c) 144 W A quantidade de energia elétrica de 3,6 watt-hora é definida como aquela que um equipamento de 3,6 W consumiria se permanecesse ligado durante 1 hora. O enunciado a seguir refere-se aos testes 8 e 9. (ENEM) A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico abaixo. 8 Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis: I. potência do equipamento; II. horas de funcionamento; III. número de equipamentos. O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de: a) I, apenas d) II e III, apenas b) II, apenas e) I, II e III c) I e II, apenas, 9 Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh. Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5.000 W. pode-se concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de: a) 2,5 b) 5,0 c) 7,5 d) 10,0 GABARITO 1E 2D 3B 4D 5C 6B 7D 8E 9C RESISTORES 1 (UFV-MG) Dois chuveiros elétricos, um de 110 V e outro de 220 V, de mesma potência, adequadamente ligados, funcionam durante o mesmo tempo. Então, é correto afirmar que: a) o chuveiro ligado em 110 V consome mais energia. b) ambos consomem a mesma energia. c) a corrente é a mesma nos dois chuveiros. d) as resistências dos chuveiros são iguais. e) no chuveiro ligado em 220 V a corrente é maior. 2 A chave de ligação de um chuveiro pode ser colocada em três posições: fria, morna, quente. A resistência elétrica que aquece a água varia com essas posições, assumindo, não respectivamente, os valores média, baixa, alta. A correspondência certa é: a) água quente, resistência baixa. b) água fria, resistência baixa. c) água quente, resistência média. d) água morna, resistência alta. e) nenhuma das correspondências anteriores é correta. 3 (FATEC) Em um apartamento, há um chuveiro elétrico que dissipa 6.000 W de potência, quando usado com o seletor de temperatura na posição inverno, e 4.000 W, quando usado com o seletor de temperatura na posição verão. O casal que reside nesse apartamento utiliza o chuveiro em média 30 minutos por dia, sempre com o seletor na posição inverno. Assustado com o alto valor da conta de luz, o marido informa a sua esposa que, a partir do dia seguinte, o chuveiro passará a ser utilizado apenas com o seletor na posição verão. Com esse procedimento, nummês de 30 dias, a economia de energia elétrica, em quilowatts-hora, será de: a) 10 b) 30 c) 100 d) 8.000 e) 60.000 4 (UNIP) Considere um resistor para chuveiro elétrico e uma lâmpada elétrica com os seguintes dados nominais: resistor: 220 V — 2.200 W; lâmpada: 110V — 110 W. Verifique qual a WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 43 opção correta, supondo que o resistor e a lâmpada estão ligados na tensão correta. a) O resistor e a lâmpada têm resistências elétricas iguais. b) O resistor e a lâmpada são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. c) A lâmpada e o resistor consomem a mesma energia elétrica para o mesmo tempo de utilização. d) A corrente elétrica na lâmpada é dez vezes mais intensa do que no resistor. e) O resistor consome energia elétrica vinte vezes maior que a da lâmpada, para o mesmo tempo de utilização. 5 (FUVEST) Usando todo o calor produzido pela combustão direta de gasolina, é possível, com 1,0 litro de tal produto, aquecer 200 litros de água de 10 °C a 45 °C. Esse mesmo aquecimento pode ser obtido por um gerador de eletricidade, que consome 1,0 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11𝛺, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água. Nessas condições, o aquecimento da água obtido através do gerador, quando comparado ao obtido diretamente a partir da combustão, consome uma quantidade de gasolina, aproximadamente: a) 7 vezes menor d) 4 vezes maior b) 4 vezes menor e) 7 vezes maior c) igual (Dados: densidade da água =1,0 kg/𝓵; calor específico da água = 1,0 cal/g • °C; 1 cal = 4 J) 6 Têm-se cinco fios condutores F1, F2, F3, F4 e F5, de mesmo material e à mesma temperatura. Os fios apresentam comprimento e área de seção transversal dados pela tabela: Sendo R a resistência elétrica de F1, podemos afirmar que F2, F3, F4 e F5 têm resistências elétricas, respectivamente: a) 2R; 2R; 𝑅 2 ·; R d) 𝑅 2 ;2R;2R;R b) 2R; 𝑅 2 ·; 2R; 4R e) R; 2R; 𝑅 2 ·; 4R c) 2R; 𝑅 2 ; 2R; R 7 (PUC) Um condutor elétrico tem comprimento L, diâmetro d e resistência elétrica R. Se duplicarmos seu comprimento e diâmetro, sua nova resistência elétrica passará a ser: a) R b) 2R c) 𝑅 2 d) 4R e) 𝑅 4 8 (OPF) Um fio de chumbo tem resistividade que é oito vezes maior que aquela do alumínio. O fio de chumbo tem um comprimento de 1,0 m e raio de 0,01 m. O fio de alumínio tem comprimento de 3,0 m e raio de 2,0 cm. Qual é a razão entre a resistência do fio de chumbo e a do fio de alumínio? a) 1 3 b) 32 3 c) 4 3 d) 8 3 e) NDA 9 (MACKENZIE) Para a transmissão de energia elétrica, constrói-se um cabo composto por 7 fios de uma liga de cobre de área de secção transversal 10 mm2 cada um, como mostra a figura. A resistência elétrica desse cabo, a cada quilômetro, é: a) 2,1 𝛺 b) 1,8 𝛺 c) 1,2 𝛺 d) 0,6 𝛺 e) 0,3 𝛺 Dado: resistividade da liga de cobre = 2,1-10 2 Q • mm2/m 10 (UNIFOR) Um fio metálico, de comprimento L e resistência elétrica R, ê estirado de forma que seu novo comprimento passa a ser 2L. Considere que a densidade e a resistividade do material permaneçam invariáveis. À mesma temperatura, sua nova resistência elétrica será: a) 4R b) 2R c) R d) 𝑅 2 e) 𝑅 4 11 (UEL-PR) O físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) constatou que a intensidade da corrente elétrica i que percorre um fio condutor é diretamente proporcional à ddp U que a ocasionou, ou seja, U = R • i, onde esta constante de proporcionalidade R é chamada resistência elé- trica do condutor. Entretanto, para vários condutores, a resistência varia com a temperatura. como em uma lâmpada de filamento, ou em um gás ionizado. Esses condutores são ditos não lineares ou não-ôhmicos. Embora a razão entre a ddp e a intensidade da corrente não seja constante para os condutores não-lineares, usa-se, assim mesmo, o termo resistência para essa razão. Para esses materiais, a variação da resistência com a temperatura, dentro de uma larga faixa de tem- peraturas, é dada por R = R0 • [1 +∝ (T - T0)]. onde R é a resistência à temperatura T, R0 a resistência à temperatura T0, e ∝ o coeficiente de variação térmica da resistência. Uma lâmpada de filamento é constituída de um bulbo de vidro, no interior do qual existe vácuo ou gás inerte, e de um fio fino, quase sempre de tungstênio, que se aquece ao ser percorrido por uma corrente elétrica. A lâmpada de uma lanterna alimentada por uma bateria de 3 V tem um filamento de tungstênio (∝ = 4,5 x 10-3 °C-1), cuja resistência à temperatura ambiente (20 °C) é de 1.0 𝛺. Se, quando acesa, a corrente for de 0,3 A, a temperatura do filamento será: a) 1.500 ºC d) 5.400 °C b) 2.020 °C e) 6.465 °C c) 2.293 °C GABARITO 1B 2A 3B 4E 5E 6B 7C 8B 9E 10A 11B ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES 1 (MACKENZIE) Três lâmpadas, L1, L2 e L3, identificadas, respectivamente, pelas inscrições (2 W — 12 V), (4 W — 12 V) e (6 W — 12 V), foram associadas conforme mostra o trecho de circuito abaixo. Entre os terminais A e B aplica-se a ddp de 12 V. A intensidade de corrente elétrica que passa pela lâmpada L3 é: a) 2,5 • 10-1 A d) 1,6 A b) 3,3 • 10-1 A e) 2,0 A c) 1,0 A 2 (UFES) Duas lâmpadas de mesma resistência são ligadas em série e o conjunto é submetido a uma tensão U. Nessa configuração, o conjunto dissipa uma potência total PS = 200 W. Se essas mesmas lâmpadas forem ligadas em paralelo e o conjunto submetido à mesma tensão U, a potência total PP dissipada pelo conjunto será de: a) 100 W d) 600 W b) 200 W e) 800 W c) 400 W 3 (FUVEST) Um circuito doméstico simples, ligado à rede de 110 V e protegido por um fusível F de 15 A, está esquematizado abaixo. A potência máxima de um ferro de passar roupa, que pode ser ligado, simultaneamente, a uma lâmpada de 150 W, sem que o fusível interrompa o circuito, é aproximadamente de: a) 1.100 W d) 2.250 W WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 44 b) 1.500 W e) 2.500W c) 1.650 W 4 (UEL-PR) Num chuveiro elétrico há, de modo geral, dois resistores internos iguais que podem ser usados isoladamente, em série ou em paralelo, resultando em diferentes níveis de aquecimento. Além disso, a potência dissipada num resistor é diretamente proporcional ao quadrado da tensão elétrica aplicada e inversamente proporcional à sua resistência. Considerando que a tensão elétrica a que está submetido o chuveiro não pode ser variada, é correto afirmar: a) O menor aquecimento corresponde à situação na qual a corrente elétrica passa por apenas um resistor. b) O aquecimento intermediário corresponde à situação na qual a corrente elétrica passa por uma associação em série dos dois resistores. c) O maior aquecimento corresponde à situação na qual a corrente elétrica passa por uma associação em paralelo dos dois resistores. d) O aquecimento intermediário corresponde à situação na qual a corrente elétrica passa por uma associação em paralelo dos dois resistores. e) O maior aquecimento corresponde à situação na qual a corrente elétrica passa por uma associação em série dos dois resistores. 5 (MACKENZIE) Um chuveiro elétrico apresenta a inscrição: e, ligado corretamente, está protegido, na rede que o alimenta, por um fusível com tolerância de até 30 A. Se ligarmos, em paralelo ao chuveiro, sob a mesma ddp de 220 V, uma torneira elétrica com a inscrição 2.000 W — 220 V J, poderemos afirmar que: a) o fusível queimará somente se o chuveiro estiver ligado no "Verão". b) o fusível queimará somente se o chuveiro estiver ligado no "Inverno". c) o fusível queimará de qualquer forma, ou seja, tanto se o chuveiro estiver ligado no "Verão" como no "Inverno". d) o fusível não queimará de maneira alguma. e) o fusível queimarámesmo sem ser ligada a torneira. 6 (FUVEST) Um circuito é formado de duas lâmpadas L1 e L2, uma fonte de 6 V e uma resistência R, conforme desenhado na figura. As lâmpadas estão acesas e funcionando em seus valores nominais (L1: 0,6 W e 3 V e L2: 0,3 W e 3 V). O valor da resistência R é: a) 15 𝛺 b) 20 𝛺 c) 25 𝛺 d) 30 𝛺 e) 45 𝛺 7 (FGV) Uma fábrica de lâmpadas utiliza a mesma liga de tungstênio para produzir o filamento de quatro modelos de lâmpadas para tensão de 127V. Os modelos diferenciam-se entre si pelo comprimento e área da seção transversal do filamento, conforme indicado na tabela a seguir. Quando ligadas em paralelo a uma mesma fonte de tensão de 127 V, as potências P1, P2, P3 e P4 das respectivas lâmpadas guardam a relação a) P1 > P2 > P3 > P4 d) P3 > P4 > P1 > P2 b) P4>P3>P2> P1 e) P2> P1= P4> P3 c) P1 = P2 > P3 > P4 8 (PUC) Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas a não ser pelo fato de que o filamento de B é mais grosso que o filamento de A. Se cada uma estiver sujeita a uma ddp de 110 volts: a) A será a mais brilhante, pois tem a maior resistência. b) B será a mais brilhante, pois tem a maior resistência. c) A será a mais brilhante, pois tem a menor resistência. d) B será a mais brilhante, pois tem a menor resistência. e) ambas terão o mesmo brilho. 9 (UFT-TO) Duas lâmpadas — uma de 60 W e a outra de 100 W, ambas especificadas para 220 V — estão ligadas a uma tomada, como mostrado na figura. Com base nessas informações, julgue os itens seguintes. (01) A resistência elétrica da lâmpada de 60 W é maior que a da lâmpada de 100 W, (02) A corrente elétrica na lâmpada de 60 W é maior que na lâmpada de 100 W. (04) Se a lâmpada de 60 W se queimar, a corrente na lâmpada de 100 W aumentará. (08) Se a lâmpada de 60 W se queimar, a corrente nos fios da tomada permanecerá a mesma. (16) Uma lâmpada de 100 W, especificada para 120 V, consome mais energia elétrica que uma de 100 W, especificada para 220 V, ligadas durante o mesmo intervalo de tempo. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmações corretas. 10 (ENEM) Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da rede elétrica em que serão ligadas. Em 1997, contudo, lâmpadas projetadas para funcionar com 127 V foram retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se lâmpadas concebidas para uma tensão de 120 V. Segundo dados recentes, essa substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127 V. A tabela abaixo apresenta algumas características de duas lâmpadas de 60 W, projetadas respectivamente para 127 V (antiga) e 120 V (nova), quando ambas encontram-se ligadas numa rede de 127 V. Acender uma lâmpada de 60 W e 120 V em um local onde a tensão na tomada é de 127 V. comparativamente a uma lâmpada de 60 W e 127 V no mesmo local tem como resultado: a) mesma potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade. b) mesma potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade. c) maior potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade. d) maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidac- e) menor potência, menor intensidade de luz e menor durabilidade. 11 (UFMA) Na associação de lâmpadas abaixo, todas elas são iguais. Podemos afirmar, corretamente, que: a) nenhuma das lâmpadas tem brilho igual. b) a lâmpada L1 brilha mais que todas as outras. c) todas as lâmpadas têm o mesmo brilho. d) as lâmpadas L1, L2 e L3 têm o mesmo brilho. e) a lâmpada L1 brilha mais que a L2. 2.200 W (Verão)/4.400 W (Inverno) — 220 V WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 45 12 (FMV-RJ) Três lâmpadas: L1 de 20 W—110 V L2 de 100 W—110 V L3 de 500 W—110 V são conectadas de três formas diferentes, conforme é mostrado nos esquemas I, II e III. Em cada caso, o circuito assim formado é ligado à rede (l 10 V) por seus terminais livres (M e A7). Qual das opções abaixo indica corretamente a lâmpada de maior brilho em cada uma dessas três ligações? (I) (II) (III) a) L1 L1 L3 b) L1 L2 L3 c) L3 L1 L1 d) L3 L2 L1 e) L3 L3 L3 13 (UFV-MG) Em alguns circuitos de iluminação de árvores de Natal, possuindo lâmpadas de mesmas resistências, observa-se que, quando uma lâmpada "queima", um segmento apaga, enquanto outros segmentos continuam normalmente acesos. Além disso, mesmo com alguma lâmpada "queimada", as lâmpadas acesas devem estar submetidas a uma mesma diferença de potência, a fim de apresentarem a mesma luminosidade. Pode-se então afirmar que, dos diagramas abaixo ilustrados, o que melhor representa esse tipo de circuito de iluminação è: 14 (UCSAL-BA) O circuito esquematizado abaixe compreende um gerador, três lâmpadas iguais L1, L2 e L3 e uma chave interruptora Ch. Com a chave Ch aberta, as lâmpadas L1 e L2 ficam acesas apresentando brilhos normais. Ao fechar a chave, observa-se que: a) os brilhos de L1 e L2 aumentam. b) os brilhos de L1 e L2 diminuem. c) os brilhos de L1, L2 e L3 apresentam-se normais. d) o brilho de L1 aumenta e o de L2 diminui. e) o brilho de L2 aumenta e o de L1 diminui GABARITO 1A 2E 3B 4C 5D 6D 7E 8D 9.soma = 01 10D 11E 12C 13B 14D MEDIDAS ELÉTRICAS 1 (ITA) A resistência de um resistor é medida usando-se um voltímetro e um amperímetro. Quando o voltímetro é ligado diretamente nos terminais do resistor, as leituras obtidas são 50 V e 0,55 A (figura I). Quando o voltímetro é ligado de acordo com a figura II, as leituras são 54,3 V e 0,54 A. A resistência do voltímetro é de 1.000 𝛺. Nessas condições, as resistências do resistor e do amperímetro são, respectivamente: a) 50 𝛺 e 0,23 𝛺 d) 0,50 𝛺 e 0,46 𝛺 b) 100 𝛺 e 1 𝛺 e) 100 𝛺 e 0,56 𝛺 c) 75 𝛺 e 0, 75 𝛺 2 (PUC) A figura mostra o esquema de uma ponte de Wheatstone. Sabe-se que U=3V;R2=R3 = 5 𝛺 e o galvanômetro é de zero central. A ponte entra em equilíbrio quando a resistência R1 = 2 𝛺. As correntes i1 e i2 (em ampère) valem, respectivamente: a) zero e zero d) 0,30 e 0,75 b) 2 e 2 e) 0,43 e 0,43 c) 0,75 e 0,30 3. (FESP-SP) O dispositivo da figura é chamado de ponte de Wheatstone. O galvanômetro G acusa corrente ig = 0. Assinale a alternativa falsa. a) A ddp VB – VD = 0. b) Os resistores R1 e R2 são atravessados pela mesma corrente. c) Os resistores R3 e R4 são atravessados por correntes de intensidade diferentes. d) Verifica-se que VA - VB = VA - VD e VB – VC = VD – VC. e) É satisfeita a relação R1R3 = R2R4. 4. (UNISA-SP) No circuito abaixo, R1 = 210 𝛺, R2 = 30,0 𝛺, AB é um fio homogêneo de seção constante e resistência 50,0 𝛺 e comprimento 500 mm. Obteve-se o equilíbrio da ponte para L = 150 mm. O valor de X é em ohms: a) 120 b) 257 c) 393 d) 180 e) 270 5. (UNISA-SP) Dado o esquema, a potência dissipada no resistor de 6𝛺 é: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 46 a) 50 W b) 10 W c) 2 W d) 0,5 W e) zero 6. (FUVEST) No circuito, as resistências são idênticas e, consequentemente, é nula a diferença de potencial entre B e C. Qual a resistência equivalente entre A e D? a) 𝑅 2 b) R c) 5𝑅 2 d) 4R e) 5R 7. (MACKENZIE) Na associação da figura a ddp entre os terminais A e B ê 78V. As intensidades de corrente nos resistores de 5.0 𝛺. 6,0 𝛺 e 24 𝛺 são, respectivamente: a) zero, zero e zero b) 2,0 A, 2,0 A e 2,0 A c) 2,0 A, zero e 6,0 A d) 6,0 A, 6,0 A e 6,0 A e) 6,0 A, zero e 2,0 A 8. Fechando-se a chave Ch, no circuito esquematizado, observa- se que o galvanômetro G não acusará corrente elétrica. A intensidadeda corrente elétrica que atravessa o gerador é igual a: a) 1 A b) 2 A c) 3 A d) 4 A e) 5 A 9. (UFAL) Considere o circuito elétrico esquematizado abaixo. Sabendo que o galvanômetro G não acusa passagem de corrente elétrica, analise, considerando os dados do esquema, as afirmações que seguem. (01) A resistência R vale 15𝛺. (02) A resistência equivalente entrei e B vale 40 𝛺. (04) A ddp entre A e B vale 40 V (08) A potência elétrica dissiparia ao resistor de 20 𝛺 vale 5,0 W. (16) A intensidade da corrente elétrica no resistor de 18 𝛺 vale 2,0 A. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 10. (UFPI) No circuito abaixo todos os resistores são idênticos e os amperímetros A1 e A2 são ideais (resistência interna nula). O amperímetro A1 registra uma corrente i = 2,0 A. Podemos assegurar que o amperímetro A2 registra uma corrente igual a: a) 12 A b) 10 A c) 8,0 A d) 6,0 A e) 4,0 A 11. (EN) Os oito resistores representados na figura são idênticos. Aplicando-se uma diferença de potencial entre os pontos A e H, qual o par de terminais que você pode segurar simultaneamente com as duas mãos, sem que haja perigo de sofrer "choque"? a) A e B b) C e E c) D e E d) C e G e) A e H 12. (ITA) Considere um arranjo em forma de tetraedro construído com 6 resistências de 100 𝛺, como mostrado na figura. Pode-se afirmar que as resistências equivalentes RAB e RCD entre os vértices A, B e C, D, respectivamente, são: a) RAB = RCD = 33,3 𝛺 2 b) RAB = RCD = 50 𝛺 2 c) RAB = RCD = 66,7 𝛺 2 d) RAB = RCD = 83,3 𝛺 2 e) RAB = 66,7 e RCD = 83,3 GABARITO 1E 2C 3C 4E 5E 6B 7E 8B 9.soma = 13(01+04+08) 10D 11B 12B GERADORES ELÉTRICOS 1 (UFFRJ) Alessandro Volta foi o primeiro cientista a produzir um fluxo contínuo de corrente elétrica, por volta do ano 1800. Isso foi conseguido graças ao artefato que inventou, ao "empilhar" vários discos de cobre e zinco, separados por discos de papelão embebidos em água salgada. O artefato recebeu o nome de pilha voltaica. A força eletromotriz £ e a resistência interna r de uma pilha podem ser determinadas, medindo-se, simultaneamente, a diferença de potencial entre seus terminais e a corrente através da pilha em duas situações distintas. Para fazer essas medidas, dispõe-se de dois resistores diferentes. R1 e R2, um voltímetro V, um amperímetro A e uma chave S que pode fechar o circuito de duas maneiras distintas. Assinale a opção que representa o circuito que permite realizar os dois conjuntos de medidas, alternando-se a posição da chave S entre os pontos designados por 1 e 2. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 47 2 (FUVEST) No circuito da figura, o amperímetro e 1 o voltímetro são ideais. O voltímetro marca 1,5 V quando a chave K está aberta. Fechando-se a chave K o amperímetro marcará: a) 0 mA b) 7,5 Ma c) 15 mA d) 100 mA e) 200 mA 3 (PUC) Considere o circuito simples representado com os valores indicados. Ligando entre os pontos M e N um amperímetro ideal e, a seguir, substituindo-o por um voltímetro ideal, suas indicações serão, respectivamente: a) 8 A e 80 V d) 2 A e 40 V b) 4 A e 40 V e) 2 A e 20 V c) 4 A e 20 V 4 (FUVEST) O amperímetro A e o voltímetro V do circuito da figura são ideais. Com a chave K ligada, o amperímetro marca 1 mA e o voltímetro 3V. Desprezando-se a resistência interna da bateria, quais os valores de R e E? a) R= 1.500 𝛺 e E = 7,5 V d) R= 1,5 𝛺 2 e E = 5V b) R = 3.000 𝛺 e E = 15 V e) R = 3,0 𝛺 2 e E = 15 V c) R = 500 𝛺 e E = 3 V 5 (ITA) Uma bateria de fem E e resistência interna r foi ligada a um reostato R, conforme a figura, onde A é um amperímetro ideal e V um voltímetro também ideal. Aumentando-se R, tem-se que as indicações de: a) V e A aumentam. b) V aumenta e A diminui. c) V diminui e A aumenta. d) V e A diminuem. e) V diminui e A permanece constante. 6. (PUC) Um bateria de fem 12 V, com resistência interna r1 = 20 𝛺, alimenta o condutor cilíndrico mostrado na figura. Sabendo-se que a leitura no miliamperímetro de resistência interna desprezível é de 100 mA. podemos afirmar que a resistividade do condutor cilíndrico é de: a) 0,25 𝛺 • cm d) 100 𝛺 • cm b) 1,00 𝛺 • cm e) 250 𝛺 • cm c) 25 𝛺 • cm 7 (FUVEST) Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de potencial V, estão ligadas a um aparelho, com resistência elétrica R, na forma esquematizada na figura. Nessas condições, a corrente medida pelo amperímetro A, colocado na posição indicada, é igual a: a) 𝑉 𝑅 b) 2𝑉 𝑅 c) 2𝑉 3𝑅 d) 3𝑉 𝑅 e) 6𝑉 𝑅 8 (FUVEST) As figuras ilustram pilhas ideais associadas em série (1º arranjo) e em paralelo (2º arranjo). Supondo as pilhas idênticas, identifique a alternativa correta. a) Ambos os arranjos fornecem a mesma tensão. b) O primeiro arranjo fornece uma tensão maior que o segundo. c) Se ligarmos um voltímetro nos terminais do segundo arranjo, ele indicará uma diferença de potencial nula. d) .Ambos os arranjos, quando ligados a um mesmo resistor, fornecem a mesma corrente. e) Se ligarmos um voltímetro nos terminais do primeiro arranjo, ele indicará uma diferença de potencial nula. 9 (FUVEST) Com 4 pilhas ideais de 1,5 V, uma lâmpada de 6 V e fios de ligação, podem-se montar os circuitos esquematizados abaixo. Em qual deles a lâmpada brilhará mais intensamente? 10 (PUC) A resistência de um conjunto de n pilhas idênticas, de resistência interna r e força eletromotriz E é 10 𝛺, quando associadas em série, e 0,4 𝛺, quando associadas em paralelo. Nesse caso r e n têm valores respectivamente iguais a: a) 2 𝛺 e 5 d) 5 𝛺 e 2 b) 5 𝛺 Q e 5 e) 2 𝛺 e 2 c) 4 𝛺 e 5 11 (UEL-PR) Em telefones celulares são utilizadas, com freqüência, baterias de níquel-metal hidreto onde são encontrados os seguintes dados técnicos: 4,8 V, 1200 mAh. Eles nos dão, respectivamente, a voltagem de operação da bateria e sua capacidade de carga. Considerando que tais baterias são compostas de 4 pilhas de 1,2 V cada. pode-se afirmar: a) A bateria é composta de 2 celas que são ligadas em paralelo com 2 outras em série e tem uma carga disponível de 3.320 C que, se operada continuamente em 120 mA, duraria 1 h. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 48 b) Na bateria, todas as celas estão ligadas em série e a carga disponível é de 4.320 C que, se operada continuamente em 120 mA, duraria 10 h. c) Na bateria, todas as celas estão ligadas em paralelo e a carga disponível é de 3.320 C que. se operada continuamente em 120 mA, duraria 10 h. d) A bateria é composta de 2 celas ligadas em paralelo com 2 outras em série e tem uma carga disponível de 4.320 C que, se operada continuamente em 120 mA, duraria 1 h. e) Na bateria, 3 celas estão ligadas em série e 1 em paralelo e a carga disponível é de 3.320 C que, se operada continuamente em 120 mA, duraria 1 dia. 12 (ITA) No circuito desenhado a seguir, têm-se 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, respectivamente: a) 1,5 V e 0,75 A c) 3,0 V e 0 A b) 1,5 V e 1,5 A d) 2,4 V e 1,2 A e) NDA 13 (FUVEST) O circuito da figura é formado por 4 pilhas ideais de tensão Vê dois resistores idênticos de resistência R. Podemos afirmar que as correntes i1 e i2 indicadas na figura valem: a) i1 = 2𝑉 𝑅 e i2 = 4𝑉 𝑅 d) i1 = zero e i2 = 4𝑉 𝑅 b) i1 = zero e i2 = 2𝑉 𝑅 e) i1 = 2𝑉 𝑅 e i2 = zero c) i1 = 2𝑉 𝑅 e i2 = 2𝑉 𝑅 14 (VUNESP) Três resistores idênticos, cadaum deles com resistência R, duas pilhas P1 e P2, e uma lâmpada L estão dispostos como mostra a figura. Dependendo de como estão as chaves C1 e C2, a lâmpada L pode brilhar com maior ou menor intensidade, ou mesmo ficar apagada, como é a situação mostrada na figura. Sabendo que em nenhum caso a lâmpada se queimará, podemos afirmar que brilhará com maior intensidade quando as chaves estiverem na configuração mostrada na alternativa: 15 (MACKENZIE) Uma bateria real está fornecendo máxima potência a um circuito externo. O rendimento da bateria, nessas condições, é: a) 50% b) 25% c) 75% d) 100% e) NDA 16 (UFES) Nem toda a energia transformada em energia elétrica por um gerador é fornecida ao circuito externo. Parte da potência elétrica gerada é dissipada devido à resistência interna do gerador. Considere um gerador de fem E e resistência interna r. A intensidade de corrente elétrica para que a potência fornecida seja máxima e o valor dessa potência máxima são, respectivamente: a) 𝐸 𝑟 e 𝐸2 𝑟 d) 𝐸 2𝑟 e 𝐸2 4𝑟 b) 𝐸 2𝑟 e 𝐸2 𝑟 e) 𝐸2 𝑟 e 𝐸 𝑟 c) 𝐸 𝑟 e 𝐸2 4𝑟 17 (UERJ) No circuito abaixo, o gerador tem fem 20 V e resistência interna 4 H. Para esse gerador lançar a máxima potência ao circuito externo, a resistência R do reostato deve ser igual a: a) 0 b) ∞ c) 1𝛺 d) 4 𝛺 e) NDA 18 (UNIP) Considere um gerador (E, r), ligado a um resistor (R). Para que a potência útil do gerador seja máxima devemos associar ao resistor (R): a) em série, um outro resistor de resistência elétrica 2,0 𝛺. b) em paralelo, um outro resistor de resistência elétrica 2,0 𝛺. c) em série, um outro resistor de resistência elétrica 1,O 𝛺. d) em paralelo, um outro resistor de resistência elétrica 1,0 𝛺 e) em paralelo, um resistor de resistência elétrica desprezível (curto-circuito). 19 (UNIRIO) WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 49 O diagrama acima representa a curva de potência lançada de um gerador cuja força eletromotriz vale £ e a resistência elétrica vale r. Os valores de E e r são, respectivamente: a) 1,0 V e 10 𝛺 b) 5,0 V e 1,0 𝛺 c) 10 V e 1.0 𝛺 d) 25 V e 5,0 𝛺 e) 25 V e 10 𝛺 20 (UFSCar-SP) Deseja-se ferver água em um recipiente no menor tempo possível. Para isso, dispõe-se de uma bateria de fem 6 V e resistência interna 3 𝛺, e de dois resistores, sendo um de 3 𝛺 e outro de 6 𝛺. Para se conseguir esse propósito, é preciso: a) usar somente o resistor de 3 𝛺. b) usar somente o resistor de 6 𝛺. c) associar os dois resistores em paralelo. d) associar os dois resistores em série. e) não utilizar nenhuma das disposições acima, mas fazer o curto-circuito entre os terminais da bateria GABARITO 1A 2C 3C 4A 5B 6C 7B 8B 9C 10A 11B 12D 13B 14E 15A 16D 17A 18B 19C 20A RECEPTORES ELÉTRICOS 1 (AFA-SP) Um motor elétrico tem resistência interna de 2 𝛺, força contraeletromotriz de 100 V e é percorrido por uma corrente de 5 A, quando está em rotação plena. Se o eixo do motor for travado, mantida a mesma tensão elétrica, a corrente que passará por ele valerá: a) 20 A b) 25 A c) 36 A d) 55 A 2 (ITA) As duas baterias da figura estão ligadas em oposição. Suas fems e resistências internas são, respectivamente: 18,0 V e 2,00 𝛺; 6,00 V e 1,00 𝛺, sendo i a corrente no circuito, VAB a tensão VA - VB e Potd a potência total dissipada, podemos afirmar que: a) i = 9,00 A; VAB = -10,0 V; Potd = 12,0 W b) i = 6,00 A; VAB = 10,0 V; Potd = 96,0 W c) i = 4,00 A; VAB = -10,0 V; Pofd = 16,0 W d) i = 4,00 A; VAB = 10,0 V; Potd = 48,0 W e) i = 4,00 A; VAB = 24,0 V; Potd = 32,0 W 3 (UFMG) Nessa figura, são indicadas as potências fornecidas ao motor e às duas lâmpadas, todos ligados a uma mesma bateria, bem como a leitura do amperímetro introduzido no circuito. Sabe-se que a força eletromotriz da bateria é 12 V e que o voltímetro e o amperímetro são ideais. A resistência interna r da bateria e a leitura do voltímetro valem: a) r=0 𝛺 e U = 12 V d) r= 0,8 𝛺 e U = 12 V b) r=0 𝛺 e U = 80 V e) r = 10 𝛺 e U = 80 V c) r = 0,4 𝛺 e U = 8 V 4 (UFC-CE) Os circuitos I e II da figura foram montados para a determinação do valor da força eletromotriz, fem, da bateria B. Neles foram utilizados os mesmos componentes elétricos. Na montagem do circuito I, o amperímetro A indicou uma corrente I1 = 1 A e, na montagem do circuito H. indicou uma corrente I2 = 3 A. As resistências internas das duas baterias e do amperímetro são de valor desprezível. O valor da fem da bateria B é: a) 18 V b) 15 V c) 12 V d) 9 V e) 6 V 5 (UFPR) Em uma construção, é utilizado um motor de corrente contínua para elevar baldes contendo argamassa, conforme a figura abaixo. O motor funciona sob uma tensão de 20 V e o seu rendimento é de 70%. Supondo-se que um balde de argamassa possua 28 kg e que esteja sendo elevado à velocidade constante de 0,5 m/s, considerando-se a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, o módulo da intensidade de corrente elétrica no motor é: a) 10 A b) 14 A c) 7,0 A d) 4,9 A e) 0,7 A 6 (VUNESP) Uma bateria de 50 pilhas, cada uma das quais de fem 2,3 V e resistência interna 0,10 ohm, deve ser carregada numa fonte de corrente contínua de 210 V e resistência interna desprezível. A corrente máxima que pode circular pelo sistema é 6,0 A. Qual é a resistência extra que deve ser inserida no circuito? a) 10,8 ohms d) 15,9 ohms b) 30 ohms e) 35 ohms c) 20,9 ohms GABARITO 1D 2D 3C 4E 5A 6A AS LEIS DE KIRCHHOFF 1 (VUNESP) Um voltímetro, cuja resistência interna é muito grande, é usado para medir a diferença de potencial entre os pontos A e B do circuito mostrado na figura. Devemos esperar que a leitura seja: a) 9 V b) 0 V c) 6 V d) 2 V e) 3 V 2 (UFLA-MG) No circuito elétrico mostrado abaixo, as resistências R1, R2, R3 e R4 são iguais. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 50 Dobrando-se o valor da resistência R4, a tensão UAB entre os pontos A e B, em módulo e em relação à tensão UXY, será de: a) 1 2 • UXY b) 1 3 • UXY c) 1 6 • UXY d) 1 4 • UXY e) UXY 3 (ITA) No circuito dado, quando o cursor é colocado no ponto C, o amperímetro A não acusa passagem de corrente. Qual a diferença de potencial entre os ponto? C e B? a) 4 V b) 6 V c) 10 V d) 16V e) NDA 4 No circuito da figura, quando a ligação do eu móvel se faz no ponto X, tal que AX = 80 cm, o amperímetro A não acusa passagem de corrente. O fio AB ê homogêneo de seção transversal constante e tem 100 cm de comprimento As resistências dos geradores e dos fios de ligação são desprezíveis. Considere as seguintes afirmações: I. As diversas partes do circuito, nas condições dadas, não são percorridas por corrente elétrica. II. A fem E’ é igual à fem E. III. A fem E'vale 1,6 V. a) Só a I é correta. b) Só a II é correta. c) Só a III é correta. d) Há, pelo menos, duas corretas. e) Nenhuma das anteriores. GABARITO 1E 2C 3B 4C CAPACITORES 1 (PUC) Sejam três capacitores iguais de capacidade C cada um. Vamos associá-los em série e depois em paralelo. Se aplicarmos uma tensão U na associação paralela, qual deve ser a tensão na associação em série, para que ambas as associa- ções tenham as mesmas cargas? a) 𝑈 9 b) 𝑈 3 c) 1U d) 3U e) 9U 2 (VUNESP) Três capacitores, de capacitância C1, C2 e C3, tais que: C1 = 2C2 = 3C3 são ligados em paralelo a uma fonte de tensão que fornece uma diferença de potencial V. Sendo Q1 a carga de C1, qual das opções abaixo representa a capacitância (Ca), a carga (Qa) e a diferença de potencial (Va) da associação? Ca Qa Va a) 3C1 3Q1 3V b) 𝐶1 3 𝑄1 3 𝑉 3 c) 5,5 C311𝑄1 6 V d) 11𝐶1 6 3Q1 V e) 11𝐶2 3 11𝑄1 6 3V 4 (UNEMAT-MT) Dois capacitores C1 e C2 são constituídos por placas metálicas, paralelas e isoladas por ar. Nos dois capacitores. a distância entre as placas é a mesma, mas a área das placas de C1 é o dobro da área das placas de C2 Ambos estão carregados com a mesma carga Q. Se eles forem ligados em paralelo, a carga de C2 será: a) 2Q b) 3𝑄 2 c) Q d) 2𝑄 2 e) 𝑄 2 5 (FUVEST) Dois capacitores planos C1 e C2 . com placas de mesma área e com afastamento d e 2d, respectivamente, são ligados aos terminais A e B, entre os quais existe uma diferença de potencial. Representando por Q1 e Q2 as cargas respectivas dos capacitores e por V1 e V2 as diferenças de potencial, respectivamente, entre os terminais desses capacitores, temos: a) Q1= 1 2 Q2 e V1 = V2 b) Q1 = 2Q2 e V1 = 2V2 c) Q1 = 1 2 Q2 e V1 = 1 2 V2 d) Q1 = 2Q2 e V1 = V2 e) Q1 = 3𝑄2 2 e V1 = 2 V2 6 (UFU-MG) No circuito abaixo, um capacitor ligado entre os pontos X e K fará com que a diferença de potencial elétrico nos terminais desse capacitor seja o dobro da diferença de potencial elétrico nos terminais A e B. A capacitância do capacitor ligado entre X e Y vale: a) 𝐶 4 b) 𝐶 2 c) C d) 2C e) 3C 7 (MACKENZIE) Nas figuras abaixo, estão ilustradas duas associações de capacitores, as quais serão submetidas a uma mesma ddp de 12 V, assim que as respectivas chaves, kA e kB, forem fechadas. As relações entre as cargas elétricas (Q) adquiridas pelos capacitores serão: a) Q1 = Q3 e Q2 = Q4 d) Q1 = 5 4 Q3 e Q2 = 5Q4 b) Q1 = Q3 e Q2 = 1 5 Q4 e) Q1 = 1 4 Q3 e Q2 = 1 4 Q4 c) Q1 = 4Q3 e Q2 = 4Q4 8 (UFPA) Constroem-se dois capacitores idênticos (A e C). Em um deles é introduzido um dielétrico (A), enquanto o outro (C) contém ar a pressão normal. Uma bateria B carrega os dois capacitores até a mesma diferença de potencial. Nessas condições afirmamos que: a) a carga acumulada no capacitor A é menor que a acumulada no capacitor C. b) a carga acumulada no capacitor A é maior que a acumulada no capacitor C. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 51 c) o capacitor A tem capacitância nula. d) os capacitores A e C acumulam a mesma carga. e) os capacitores A e C possuem a mesma capacitância. 9 As placas de um capacitor plano distam 3 mm. O dielétrico é o ar. Introduz-se entre as placas e simetricamente em relação a elas uma lâmina metálica de espessura 1 mm. Ligando-se os terminais do capacitor a um gerador de 100 volts, o gráfico que melhor representa a variação do potencial entre as placas, em função da distância, é: 10 Referindo-se ao teste anterior, o gráfico que melhor representa o módulo do campo elétrico entre as placas, em função da distância, é: 11 (UFLA-MG) Em quais dos circuitos abaixo é possível garantir que, transcorrido um intervalo de tempo muito longo após fechar a chave S, todas as lâmpadas estarão acesas? Suponha que a bateria satisfaça as condições necessárias para que as lâmpadas fiquem acesas e não se queimem. a) I, II, III d) III, IV, VI b) I, V, VI e) IV, V, VI c) II, IV, VI 12 (MACKENZIE) No circuito abaixo, o capacitor está carregado com carga Q = 100 𝜇C. Substituindo-se esse capacitor por um resistor de 9 𝛺. a corrente que atravessa o gerador tem intensidade 2 A. A resistência interna do gerador vale: a) 5 Ω b) 4 Ω c) 3 Ω d) 2 Ω e) 1 Ω 13 (ITA) No circuito mostrado na figura, a força eletromotriz da bateria é E = 10 V e a sua resistência interna é r = 1,0 𝛺. Sabendo-se que R = 4,0 𝛺 e C = 2.0 𝜇F e que o capacitor já se encontra totalmente carregado, considere as seguintes afirmações: I. A indicação no amperímetro é de 0 A. II. A carga armazenada no capacitor é 16 𝜇C. III. A tensão entre os pontos a e b é 2,0 V. IV. A corrente na resistência R é 2,5 A. Das afirmativas mencionadas, é (são) correta(s): a) apenas I. b) I e II. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV. 14 (ITA) Considere o circuito da figura, assentado nas arestas de um tetraedro, construído com 3 resistores de resistência R, um resistor de resistência R1, uma bateria de tensão U e um capacitor de capacitância C. O ponto S está fora do plano definido pelos pontos P, W e T. Supondo que o circuito esteja em regime estacionado, pode-se afirmar que: a) a carga elétrica no capacitor é de 2.0 • 10-6 C, se R1 = 3R. b) a carga elétrica no capacitor é nula, se R1 = R. c) a tensão entre os pontos W e S é de 2,0 V, se R1 = 3R. d) a tensão entre os pontos W e S é de 16 V, se R1 = 3R. e) nenhuma das respostas acima é correta. 15 (MACKENZIE) Num trabalho experimental, necessitou-se determinar a carga elétrica armazenada nos capacitores do circuito ilustrado abaixo. Quando a chave K foi ligada ao ponto A, o amperímetro ideal acusou uma intensidade de corrente de 500 mA. Quando a chave K foi ligada ao ponto B, caca um dos capacitores ficou eletrizado com uma carga de: a) 10 pC b) 15 pC c) 20 pC d) 30 pC e) 90 pC 16 (ITA) O circuito da figura é composto de resistências, R1 = 1,0 x 103 𝛺 e R2 = 1,5 x 103 𝛺. respectivamente, e de dois capacitores, de capacitâncias C1 = 1,0 x 10-9 F e C2 = 2,0 x 10-9 F, respectivamente, além de uma chave S, inicialmente aberta. Sendo fechada a chave S, a variação da carga ∆Q no capacitor de capacitância C1, após determinado período, é de: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 52 a) -8, 0 x 10-9 C d) -4, 0 x 10-9 C b) -6.0 x 10-9 C e) -8.0 x 10-9 C c) -4.0 x 10-9 C 17 (ITA) Quantas vezes podemos carregar urr. condensador de 10 𝜇F com o auxílio de uma bateria de 6.0 V, extraindo dela a energia total de 1,8 • 104 joules? a) 1.8 • 104 vezes d) 1,0 • 1010 vezes b) 1,0 • 106 vezes e) 9,0 • 1012 vezes c) 1.0 • 108 vezes 18 (UFAL) Considere o circuito constituído por um gerador, um resistor ôhmico e três capacitores, como mostra o esquema. De acordo com o esquema e os valores nele indicados, analise as afirmações que seguem. (01) A capacidade do capacitor equivalente à associação de capacitores representada no esquema vale 6,0 𝜇F. (02) A carga elétrica armazenada no capacitor C2 é o dobro da armazenada em C1. (04) A energia potencial elétrica armazenada em C3 vale 5,76 • 10-4 J. (08) A ddp nos terminais do capacitor C1 vale 16 3 V. (16) A potência elétrica total dissipada no circuito vale 24 W. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. GABARITO 1E 2C 4D 5D 6C 7D 8B 9E 10B 11D 12E 13B 14B 15A 16B 17C 18.soma = 28(04+08+16) ELETROMAGNETISMO 1 (FATEC) Dois fios metálicos retos, paralelos e longos são percorridos por correntes i e 3i de sentidos iguais (entrando no papel, no esquema). O ambiente é vácuo. O campo magnético resultante produzido por essas correntes é nulo no ponto P, tal que: a) 𝑦 𝑥 = 3 b) 𝑦 𝑥 = 1 3 c) 𝑦 𝑥 = 9 d) 𝑦 𝑥 = 1 9 e) nenhuma das anteriores 2 (UEL-PR) Dois fios longos e retilíneos são dispostos perpendicularmente entre si e percorridos por correntes elétricas de intensidades i1 e i2 como mostra a figura a seguir. O módulo do campo magnético resultante, gerado pelas correntes nos dois fios, pode ser nulo somente em pontos dos quadrantes: a) I e II b) I e III c) I e IV d) II e III e) II e I 3 (Unisa-SP) Dois condutores retilíneos e infinitamente longos estão no mesmo plano e são perpendiculares entre si, como mostra a figura. As distâncias são AM = 4,0 cm e QA = 2,0 cm, e as intensidades das correntes, i1 = 8 A e i2 = 7 A. O módulo do vetor indução magnética no ponto A é de: a) 1,0 • 10-5 T d) 12,5• 10-5 T b) 3,0 • 10-5 T e) 15,0 • 10-5 T c) 10,6 • 10-5 T Dado: 𝜇0 = 4𝜋 • 10-7 𝑇 • 𝑚 𝐴 4. (UFMG) Dois fioscondutores WX e YZ, retos e longos, estão dispostos sobre duas arestas de um cubo imaginário, como mostra a figura. Correntes elétricas iguais estão presentes nos dois fios. O campo magnético B resultante de tais correntes, no ponto P, é indicado na figura. Nessas condições, as correntes elétricas nos fios têm os sentidos: a) de X para W e de Y para Z. b) de X para W e de Z para Y. c) de W para X e de V para Z. d) de W para X e de Z para Y. 5. (FUVEST) Três fios verticais e muito longos atravessam uma superfície plana e horizontal, nos vértices de um triângulo isósceles, como na figura abaixo desenhada no plano. Por dois deles ⊙, passa uma mesma corrente que sai do plano do papel e pelo terceiro ⊗, uma corrente que entra nesse plano. Desprezando-se os efeitos do campo magnético terrestre, a direção da agulha de uma bússola, colocada equidistante deles, seria melhor representada pela reta: a) AA b) BB' c) CC' d) DD' e) perpendicular ao plano do papel 6. (ITA) Uma espira circular de raio R é percorrida por uma corrente i. A uma distância 2R de seu centro encontra-se um condutor retilíneo muito longo que é percorrido por uma corrente i1 (conforme a figura). WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 53 As condições que permitem que se anule o campo de indução magnética no centro da espira são. respectivamente: a) 𝑖1 𝑖 = 2𝜋 e a corrente na espira no sentido horário, b) 𝑖1 𝑖 = 2 𝜋 e a corrente na espira no sentido anti-horário. c) 𝑖1 𝑖 = 𝜋 e a corrente na espira no sentido horário. d) 𝑖1 𝑖 = 𝜋 e a corrente na espira no sentido anti-horário. e) 𝑖1 𝑖 = 2 e a corrente na espira no sentido horário. 7. (FEI) A intensidade do campo magnético produzido no interior de um solenoide muito comprido, percorrido por corrente, depende basicamente: a) só do número de espiras do solenoide. b) só da intensidade da corrente. c) do diâmetro interno do solenoide. d) do número de espiras por unidade de comprimento e da intensidade da corrente. e) do comprimento do solenoide. 8. (UNISA-SP) Um solenoide possui 20.000 espiras por metro. A intensidade do vetor indução magnética originado na região central do solenoide, devido à passagem de uma corrente de intensidade 0,5 A, é de: a) 4 𝜋 • 10-3 T d) 4 𝜋 • 10-3 T b) 5 𝜋 • 10-4 T e) 6 𝜋 • 10-3 T c) 6 𝜋 • 10-2 T Dado: 𝜇0 = 4𝜋 • 10-7 𝑇 • 𝑚 𝐴 9. (UFSCar) A figura representa um solenoide, sem núcleo, fixo a uma mesa horizontal. Em frente a esse solenoide está colocado um ímã preso a um carrinho que se pode mover facilmente sobre essa mesa, em qualquer direção. Estando o carrinho em repouso, o solenoide é ligado a uma fonte de tensão e passa a ser percorrido por uma corrente contínua cujo sentido está indicado pelas setas na figura. Assim, é gerado no solenoide um campo magnético que atua sobre o ímã e tende a mover o carrinho: a) aproximando-o do solenoide. b) afastando-o do solenoide. c) de forma oscilante, aproximando-o e afastando-o do solenoide. d) lateralmente, para dentro do plano da figura. e) lateralmente, para fora do plano da figura. 10. (UEL-PR) Não há registro concreto de quando o ímã foi utilizado pela primeira vez na navegação. Há referências de que por volta do ano 1150 era obrigatória, para os viajantes chineses, em suas viagens tanto terrestres como marítimas, a utilização de uma caixa contendo uma agulha, uma pedra de magnetita (ímã) e uma linha. Pode-se considerar esse simples aparato como sendo o embrião das atuais bússolas, que são úteis à navegação, pois orientam-se na direção norte--sul terrestre. Em relação ao campo magnético terrestre, é correto afirmar: a) A Terra, ao girar, provoca uma distorção do campo gravitacional na direção norte-sul, dando origem ao campo magnético. b) Existem cargas em movimento no interior da Terra que fazem com que a Terra se comporte como um enorme ímã. c) A Terra, ao girar, cria uma aceleração centrípeta em sua superfície, que faz com que a agulha de uma bússola alinhe-se ao longo do seu eixo de rotação, como se a Terra fosse um enorme ímã em movimento. d) Os polos terrestres estão repletos de gelo. que cria um excesso de carga elétrica nessas regiões, fazendo com que a Terra se comporte como um enorme ímã. e) As correntes marítimas transportam cargas elétricas que polarizam os continentes no sentido norte-sul, fazendo com que a Terra se comporte como um enorme ímã. 11. (UNIRIO) Os antigos navegantes usavam a bússola para orientação em alto-mar, devido a sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético. Linhas do campo magnético terrestre Analisando a figura onde estão representadas essas linhas, podemos afirmar que: a) o polo sul do ponteiro da bússola aponta para o polo Norte geográfico porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético. b) o polo norte do ponteiro da bússola aponta para o polo Norte geográfico porque as linhas do campo magnético não são fechadas. c) o polo sul do ponteiro da bússola aponta para o polo Sul geográfico porque o Sul geográfico corresponde ao Sul magnético. d) o polo norte do ponteiro da bússola aponta para o polo Sul geográfico porque o Norte geográfico corresponde ao Norte magnético. e) o polo sul do ponteiro da bússola aponta para o polo Sul geográfico porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético. 12. Num dado momento, no laboratório de Física, a bússola assumiu a posição representada na figura, acusando a presença de um campo magnético B, além do terrestre. Uma das orientações possíveis do campo B é: 13. (UFRN) Um escoteiro recebeu do seu instrutor a informação de que a presença de uma linha de alta tensão elétrica pode ocasionar erro na direção que é fornecida, para o norte da Terra, por uma bússola. Supondo-se que a linha de alta tensão seja de corrente elétrica contínua, pode-se afirmar que o erro na direção fornecida pela bússola será maior quando: a) a distância da bússola à linha for pequena, a corrente que passa na linha for intensa e a linha estiver orientada na direção norte-sul. b) a distância da bússola à linha for grande, a corrente que passa na linha for intensa e a linha estiver orientada na direção leste-oeste. c) a distância da bússola à linha for pequena, a corrente que passa na linha for fraca e a linha estiver orientada na direção leste-oeste. d) a distância da bússola à linha for grande, a corrente que passa na linha for fraca e a linha estiver orientada na direção norte-sul. 14. (UEL-PR) Nos anos 40 tiveram início as investigações sobre a possibilidade da utilização do campo magnético da Terra como mecanismo de orientação e navegação animal. Hoje, sabe-se que algumas espécies de organismos (pombos, tubarões, abelhas, tartarugas etc.) e também micro--organismos (bactérias, algas etc.) fazem uso do campo magnético da Terra, cuja intensidade é de aproximadamente 0,5 gauss = 0,5 • 10-4 tesla para se orientarem. Existe uma espécie de bactéria que apresenta no interior de seu citoplasma uma cadeia de cristais de magnetita (oxido magnético de ferro Fe3O4). Como essa bactéria está em suspensão na água, essa WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 54 cadeia de magnetita funciona como uma bússola. Suponha que durante uma tempestade, um relâmpago libere uma corrente elétrica da ordem de 10.000 ampères e incida sobre uma haste metálica encravada perpendicularmente ao solo na beira de uma lagoa que contenha esse tipo de bactéria. No instante em que o relâmpago incidir, as bactérias, que se comportam como pequenas bússolas, situadas próximas a um ponto que se encontra a 1 m de distância do lugar por onde ocorreu a descarga: a) se alinharão na direção da linha que liga esse ponto ao ponto de incidência da descarga, paralelamente à superfície da água, pois a intensidade do campo magnético criado pela corrente é, nesse ponto, mais intenso que o campo magnético terrestre.b) se alinharão na direção perpendicular à linha que liga esse ponto ao ponto de incidência da descarga, paralelamente à superfície da água, pois a intensidade do campo magnético cria- do pela corrente é, nesse ponto, mais intenso que o campo magnético terrestre. c) se alinharão na direção paralela à direção de incidência da descarga, pois a intensidade do campo magnético criado pela corrente é, nesse ponto, mais intenso que o campo magnético terrestre. d) se alinharão na direção do campo magnético da Terra, pois a essa distância o campo magnético criado pela descarga tem pouca intensidade. e) se alinharão aleatoriamente no ponto em que se encontram, pois a intensidade do campo magnético criado pela corrente é, nesse ponto, menos intenso que o campo magnético terrestre. 15. (UFRGS) Em certa localidade, a componente horizontal do campo magnético terrestre tem módulo Bh Uma agulha de bússola, que só pode se mover no plano horizontal, encontra-se alinhada com essa componente. Submetendo a bússola à ação de um campo magnético adicional, dirigido horizontalmente na direção perpendicular a Bh, a agulha assume nova posição de equilíbrio, ficando orientada a 45° em relação à direção original. Pode-se concluir que o módulo do campo adicional é: a) 𝐵ℎ √2 b) 𝐵ℎ 2 c) Bh d) √2 • Bh e) 2Bh 16. (CESGRANRIO) Uma agulha magnética gira livremente em tornq.de um eixo horizontal. Quando colocada num ponto do globo terrestre situado próximo do polo Norte, ela forma com a horizontal um ângulo, em radianos, igual a: a) 7𝜋 b) 2 𝜋 c) 𝜋 4 d) 𝜋 2 e) NDA 17. (FATEC) Dois condutores retos, paralelos, longos, separados por distância igual a 10 cm, são percorridos por correntes opostas e de intensidades 5,0 A e 10,0 A. Como são dirigidos os campos de indução que eles produzem nos pontos A, B e C? 18. (PUC) Dois condutores retilíneos, paralelos, muito longos, percorridos por correntes de intensidades respectivamente iguais a i e 2i estão situados no plano xy e separados por uma distância 2d. O campo de indução magnética B. criado nos pontos M, N e Q do plano xy, é representado por vetores paralelos ao eixo z. Assinale a alternativa que representa os sentidos do vetor B nos pontos M, N e Q, respectivamente: 19. (VUNESP) A figura representa uma espira condutora por onde circula uma corrente i = constante, no sentido indicado. O plano da espira coincide com o plano xy e o seu centro está na origem do referencial cartesiano. Um fio condutor, retilíneo e muito longo, por onde passa também uma corrente i = constante, é paralelo ao eixo z, furando o plano da espira no ponto P. Escolha a seguir a opção que melhor representa o vetor indução magnética resultante no ponto O. 20. (UNIP) Considere dois condutores retilíneos muito longos, percorridos por correntes elétricas de intensidades constantes, dispostas perpendicularmente ao plano do pape: com os sentidos de corrente indicados na figura a seguir. O condutor percorrido pela corrente elétrica i1 produz em A um campo magnético cujo vetor indução magnética tem intensidade B1 O campo magnético resultante em A, pela ação i1 e i2, é nulo. O campo magnético resultante em C, pela ação de i1 e i2, tem um vetor indução magnética de intensidade: a) zero b) 3B1 c) 2B1 d) 4B1 e) B1 21. (ITA) Um condutor é dobrado na forma de uma circunferência de raio R, de modo que não haja contato elétrico no ponto P. O fio encontrase num meio de permeabilidade magnética 𝜇0 e através dele circula uma corrente i. Nessas condições, pode-se afirmar que: a) o campo de indução magnética no centro C da espira é nulo. b) o fio retilíneo cria no ponto C um campo entrando na folha de papel cuja intensidade vale 𝜇0 • 𝑖 2𝑅 . c) o campo resultante no ponto C vale 𝜇0 • 𝑖 2𝑅 • (1 − 1 𝜋 ) e é perpendicular ao plano da espira. d) o campo resultante no ponto C vale 𝜇0 • 𝑖 2𝑅 • ( 1 𝜋 − 1) e é perpendicular ao plano da espira. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 55 e) o campo magnético resultante no ponto C é a soma dos módulos dos campos de indução magnética devidos ao fio retilíneo e à espira percorridos pela corrente i e vale 𝜇0 • 𝑖 2𝑅 • ( 1 𝜋 + 1). 22. Duas espiras circulares iguais são dispostas com centros comuns, segundo planos perpendiculares entre si, sendo percorridas por correntes constantes de intensidades iguais. No centro das espiras, o vetor campo magnético resultante: a) forma ângulo de 45° com os planos das espiras. b) está contido em um dos planos das espiras. c) não tem direção constante. d) é nulo. e) nada do que se afirmou é correto GABARITO 1A 2B 3B 4B 5A 6B 7D 8A 9A 10B 11E 12A 13A 14B 15C 16D 17B 18E 19B 20D 21E 22A FORÇA MAGNÉTICA 1 (PUC) Um guerreiro do futuro dispara, horizontalmente, seu canhão de prótons em direção a uma fortificação inimiga, mas um sistema de defesa faz acionar a criação de um campo unifor- me de direção e módulo constantes, de tal forma que o feixe se desvia para a direita em relação ao guerreiro e não atinge a fortificação. Escolha, entre as opções abaixo, a que corresponda àquele campo capaz de produzir o efeito mencionado: a) Um campo magnético vertical para cima, se a trajetória após a aplicação do campo for um arco de parábola. b) Um campo elétrico horizontal para a esquerda em relação ao guerreiro, se a trajetória após a aplicação do campo for um arco de circunferência. c) Qualquer campo elétrico que seja perpendicular a um campo magnético. d) Um campo elétrico horizontal para a direita em relação ao guerreiro, se a trajetória após a aplicação do campo for um arco de circunferência. e) Um campo magnético vertical para cima, se a trajetória após a aplicação do campo for um arco de circunferência. 2 (FUVEST) Um feixe de elétrons, todos com mesma velocidade, penetra em uma região do espaço onde há um campo elétrico uniforme entre duas placas condutoras, planas e paralelas, uma delas carregada positivamente e a outra, negativamente. Durante todo o percurso, na região entre as placas, os elétrons têm trajetória retilínea, perpendicular ao campo elétrico. Ignorando efeitos gravitacionais, esse movimento é possível se entre as placas houver, além do campo elétrico, também um campo magnético, com intensidade adequada e: a) perpendicular ao campo elétrico e à trajetória dos elétrons. b) paralelo e de sentido oposto ao do campo elétrico. c) paralelo e de mesmo sentido que o do campo elétrico. d) paralelo e de sentido oposto ao da velocidade dos elétrons. e) paralelo e de mesmo sentido que o da velocidade dos elétrons. 3 (UFBA) Um feixe de partículas eletricamente carregadas é lançado horizontalmente numa região entre duas placas planas e paralelas, que contém campo elétrico e campo magnético uniformes, dispostos conforme a figura. Desprezando-se a ação do campo gravitacional sobre o feixe de partículas, é correto afirmar: (01) A força elétrica que atua nas partículas de carga negativa é perpendicular ao campo magnético. (02) As partículas de carga negativa não sofrem a ação da força magnética. (04) Quando as partículas de carga positiva entram na região, a força magnética que atua sobre elas aponta no sentido contrário ao do campo elétrico. (08) A força elétrica atuante em cada partícula se mantém constante. (16) As partículas de carga positiva passarão pela fenda f, qualquer que seja a velocidade do lançamento. (32) As partículas de carga negativa serão aceleradas, ao atravessarem a região entre as placas, qualquer que seja a velocidade do lançamento. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 4 (MACKENZIE) No estudo da Física de altas energias, duas partículas são bem conhecidas: a partícula alfa (∝), de carga elétrica +2e e massa 4 unidades de massa atômica, e o elétron (- 𝛽), de carga elétrica -e e massa 5 • 10 4 unidades de massa atômica.Num equipamento de laboratório, temos entre as placas de um condensador plano a existência simultânea de um campo elétrico e de um campo de indução magnética, ambos uniformes e perpendiculares entre si, conforme mostra a figura abaixo. Sabe-se que uma partícula alfa descreve a trajetória tracejada, com velocidade v, quando a intensidade do campo elétrico é E e a do campo de indução magnética é B. As ações gravitacionais são desprezadas. Para que um elétron descreva a mesma trajetória, separadamente da partícula alfa, com a mesma velocidade v, deveremos: a) inverter o sentido do campo elétrico e conservar as intensidades E e B. b) inverter o sentido do campo magnético e conservar as intensidades E e B. c) conservar os sentidos dos campos e mudar suas intensidades para 2E e 4B. d) conservar os sentidos dos campos e mudar suas intensidades para 4E e 2B. e)conservar os sentidos dos campos, bem como suas respectivas intensidades. 5 (UFU-MG) Conforme representado na figura abaixo, em uma região do espaço há um campo elétrico uniforme, E, de 1,0 • 106 V/m na direção x; nessa região também há um campo magnético uniforme, B, na direção y. Um feixe de partículas eletricamente carregadas, conhecidas como mésons, desloca-se com velocidade 𝑐 3 (c é a velocidade da luz no vácuo, cujo valor é 3,0 • 108 m/s), e passa nessa região em linha reta na direção z. Considerando as informações acima, analise as seguintes afirmativas e responda de acordo com o código: I. O campo magnético tem módulo 1,0 • 10-2 T. II. Com esse experimento pode-se dizer que a carga do méson é positiva. III. Se desligarmos o campo elétrico (E = 0), o feixe descreverá uma trajetória circular contida no plano xz. a) Apenas I é correta, b) I e III são corretas, c) I e II são corretas. d) Apenas II é correta. 6 (UFPI) Um tipo de seletor de velocidades para partículas carregadas pode ser simplesmente uma região do espaço onde estejam presentes, simultaneamente, um campo elétrico e um campo magnético adequadamente ajustados, de modo que uma partícula, com a velocidade desejada, atravesse a região com aceleração nula. Considere um tal seletor constituído de duas placas metálicas paralelas separadas por uma distância d = 2,0 • 10-3 m, tendo entre elas um campo magnético uniforme de intensidade B = 1,2 T. Nosso objetivo é selecionar íons cuja velocidade é v = 3,5 • 106 m/s. Para produzir o campo elétrico correto, temos de aplicar entre as placas uma diferença de potencial ∆V igual a: a) 2,4 • 103 volts b) 4,2 • 103 volts c) 7,0 • 103 volts d) 8,4 • 103 volts e) 9,2 • 103 volts 7 (UFRN) O trilho eletromagnético é um dispositivo em que a força magnética acelera intensamente um projétil, fazendo-o WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 56 atingir uma grande velocidade num pequeno intervalo de tempo. A base de funcionamento desse trilho é mostrada nas figuras abaixo. Na figura I, um projétil está bem encaixado entre os trilhos quando uma corrente elétrica muito intensa circula por eles, passando por um fusível, conforme a ilustração. Essa corrente, quase que instantaneamente, derrete e vaporiza o fusível, transformando-o num gás condutor. A circulação de corrente, nesse sistema, produz um campo magnético B capaz de originar uma força magnética F no gás, fazendo com que este impulsione o projétil (figura II). Tomando como referência a figura II, pode-se afirmar que o vetor indução magnética B está: a) na mesma direção e no mesmo sentido da força magnética. b) saindo perpendicularmente ao plano da página. c) entrando perpendicularmente ao plano da página. d) na mesma direção e no sentido oposto da força magnética. 8 (UFLA-MG) Um condutor retilíneo AB é alimentado por uma bateria de força eletromotriz E, conforme mostra a figura. Colocando-se esse condutor entre os pólos norte e sul de um ímã e fechando-se a chave C, o condutor AB: a) será atraído pelo polo norte. b) será atraído pelo polo sul. c) irá se deslocar para cima. d) irá se deslocar para baixo. e) será atraído e repelido de forma alternada. 9 (UFMT) Suponha um condutor elétrico retilíneo longo (fio elétrico) sendo percorrido por uma corrente elétrica de 500 mA. Um determinado trecho do condutor, de comprimento l m, está sob a ação de um campo magnético externo de 2 teslas. Nessa situação, podemos afirmar que: (01) se o campo magnético aplicado no trecho do condutor tem a mesma direção e o mesmo sentido da corrente que o percorre, então a força resultante de origem eletromagnética nesse trecho do fio tem valor nulo. (02) o vetor campo magnético produzido pela corrente que percorre o condutor, nas proximidades deste, tem sempre a direção ortogonal à direção do comprimento do fio, ao longo de uma circunferência centrada no fio. (04) se o campo magnético externo for aplicado em uma direção perpendicular à direção do comprimento do fio, a força de origem eletromagnética aplicada ao fio será máxima e terá um valor em módulo igual a 1 N. (08) se o sentido da corrente que percorre o condutor for invertido, mantendo-se a mesma direção, sentido e módulo do campo magnético externo, o sentido da força eletromagnética aplicada sobre o fio será invertido e o módulo dessa força será alterado. (16) se invertermos simultaneamente os sentidos do vetor do campo magnético externo e da corrente que percorre o condutor e mantivermos os seus módulos e direções constantes, o vetor força eletromagnética aplicado ao condutor não se alterará. Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 10 (UEPB) Um professor de Física resolve fazer um experimento de eletromagnetismo que objetiva determinar o valor do campo magnético entre os pólos do ímã. Para isso, ele utiliza um ímã, uma bateria que fornece 4,8 V a um condutor cilíndrico AC com massa 5 g, comprimento de 10 cm e resistência elétrica igual a 0,10𝛺. Ao ligar a bateria ao circuito, mostrado na figura, o condutor cilíndrico fica suspenso em equilíbrio. Considerando-se que as linhas do campo são perpendiculares ao condutor, que a resistência elétrica dos fios é 0,02 𝛺, que a massa dos fios é desprezível e adotando g = 10 m/s2, o professor concluiu que o campo magnético, em teslas, tem valor igual a: a) 12,5 • 10-3 d) 12,5 • 10-2 b) 125 e) 1.250 c) 1,25 • 10-4 11 (UEA-AM) Considere um condutor retilíneo AB, de 10 cm de comprimento, sustentado por duas molas e colocado perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 0,5 T, conforme a figura. O condutor está ligado a uma pilha e a uma chave interruptora C, aberta. Ao fecharmos a chave C. circulará uma corrente elétrica de 2 A. Acerca da força magnética, podemos afirmar que terá valor de: a) 0,10 N e irá suspender o condutor AB. b) 5,0 N e irá suspender o condutor AB. c) 5,0 N e irá esticar as molas. d) 1,5 N e irá esticar as molas. e) 0,10 N e deslocará lateralmente o condutor AB. 12 (UFSCar) Um fio AC, de 20 cm de comprimento, está posicionado na horizontal, em repouso, suspenso por uma mola isolante de constante elástica k, imerso num campo magnético uniforme horizontal B = 0,5 T, conforme mostra a figura. Sabendo-se que a massa do fio é m = 10 g e que a constante da mola é k = 5 N/m, a deformação sofrida pela mola, quando uma corrente i = 2A passar pelo fio, será de: a) 3 mm b) 4 mm c) 5 mm d) 6 mm e) 20 mm Adote g = 10 m/s2. 13 (ITA) Uma espira retangular é colocada em um campo magnético com o plano da espira perpendicular à direção do campo, conforme mostra a figura. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 57 Se a corrente elétrica flui no sentido mostrado, pode-se afirmar em relação à resultante das forças, e ao torque total em relação ao centro da espira, que: a) a resultante das forças não é zero, mas o torque total é zero. b) a resultante das forças e o torque total são nulos. c)o torque total não é zero, mas a resultante das forças é zero. d) a resultante das forças e o torque total são nulos. e) o enunciado não permite estabelecer correlações entre as grandezas consideradas. 14 (ITA) Um campo magnético B é perpendicular ao papel e orientado do papel para o observador. Uma corrente i passa na espira circular de raio r, cujo plano coincide com o do papel. As forças que agem sobre a espira são tais que tendem a produzir nela: a) um encolhimento. b) um alargamento. c) uma rotação no sentido horário em torno de um eixo vertical, pelo seu centro. d) uma rotação no sentido anti-horário em torno do eixo vertical, pelo centro. e) uma rotação em torno do eixo EE' do plano da espira. 15 (UFG-GO) Peter Barlow (1776-1862), cientista e engenheiro inglês, foi um dos primeiros a inventar um motor de corrente contínua, esquematizado na figura. O circuito elétrico fecha-se no encontro da ponta de um raio da roda com o mercúrio. Devido ao campo magnético produzido pelo ímã, de pólos C e D, a roda gira, mantendo sempre um raio em contato com o mercúrio. Assim, vê-se a roda girando no sentido: a) horário, se C for polo norte e a corrente fluir, no contato, do raio para o mercúrio. b) anti-horário, se C for polo sul e a corrente fluir, no contato, do raio para o mercúrio. c) horário, se C for polo norte e a corrente fluir, no contato, do mercúrio para o raio. d) anti-horário, se C for polo norte e a corrente fluir, no contato, do mercúrio para o raio. e) horário, se C for polo sul e a corrente fluir, no contato, do mercúrio para o raio. 16 (UFSM-RS) A figura representa uma espira ligada a uma bateria por meio de uma chave S e imersa numa região de campo magnético. Ao se ligar a chave S, a espira tende a: a) girar ao redor do eixo X, no sentido Y→ Z. b) girar ao redor do eixo X, no sentido Z → Y. c) se deslocar, sem girar, na direção do eixo Z. d) escapar da região de campo ao longo do eixo X. e) escapar da região de campo ao longo do eixo Y. 17 (UFPel-RS) Dois condutores metálicos x e y são percorridos por correntes de mesma intensidade e sentidos opostos, como mostra a figura. Com relação à força magnética exercida pelo condutor x sobre o condutor y, podemos afirmar que é: a) de repulsão, porque o vetor indução magnética em y aponta para dentro do plano do papel. b) nula, porque a soma dos vetores indução magnética em y é nula. c) de atração, porque o vetor indução magnética em y aponta para dentro do piar.o do papel. d) de atração, porque o vetor indução magnética em y aponta para fora do piano do papei. e) de repulsão, porque o vetor indução magnética em y aponta para fora do plano do papel. 18 (UFPI) No circuito da figura abaixo, composto de uma bateria, um resistor e um fio condutor longo, existe uma corrente elétrica. Podemos afirmar que, devido à corrente: a) haverá uma força de atração, entre cargas, que tende a aproximar os segmentos de fio AB e CD. b) haverá uma força magnética, que tende a separar os segmentos de fio AB e CD. c) haverá uma força magnética, que tende a aproximar os segmentos de fio AB e CD. d) haverá uma força de repulsão, entre cargas, que tende a separar os segmentos de fio AB e CD. e) não haverá qualquer tipo de força eletromagnética entre os segmentos AB e CD. 19 (PUC) Dois condutores retos, extensos e paralelos, estão separados por uma distância d = 2,0 cm e são percorridos por correntes elétricas de intensidades i1 = 1,0 A e i2 = 2,0 A, com os sentidos indicados na figura. a) 2 • 10-5, sendo de repulsão. b) 2 • 10-5, sendo de atração. c) 2𝜋 • 10-5, sendo de atração. d) 2 𝜋 • 10-5, sendo de repulsão. e) 4 𝜋 • 10-5, sendo de repulsão. 20 (CEFET) Dois fios longos e paralelos A e B estão no vácuo, a 2 cm de distância um do outro. Os fios são percorridos por correntes de sentidos opostos, valendo 4 A e 5 A. respectivamente. Considerando a permeabilidade magnética do vácuo igual a 4 𝜋 • 10-7 T • m/A. a força por unidade de comprimento que um fio exerce sobre o outro é de: a) repulsão e vale 2 • 10-4 ; N m. b) repulsão e vale 4 • 10-4 ; N m. c) repulsão e vale 8 • 10-4; N. d) atração e vale 2 • 10-4 ; N/m. e) atração e vale 4 • 10-4; N/m. 21 (ITA) NO colégio de Patópolis, a sineta era controlada por um grande relógio de pêndulo colocado na entrada do corredor principal. A bola do pêndulo do relógio era de ferro. Dois alunos, Zezinho e WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 58 Luisinho, costumavam pregar peça no professor Ludovico do seguinte modo: eles tinham um ímã muito forte que, ao entrarem às 8 h, colocavam perto do relógio, para que ele se adiantasse. Às 12 h, ao saírem, mudavam a posição do ímã, para que o relógio se atrasasse Em que lugar eles colocavam o ímã? a) Na frente do relógio, pela manhã, e atrás dele, à tarde. b) Atrás do relógio, pela manhã, e na frente, à tarde. c) Atrás do número 8 do mostrador, pela manhã, e atrás do número 12, à tarde. d) Embaixo do relógio, pela manhã, e em cima, à tarde. e) Em cima do relógio, pela manhã, e embaixo, à tarde. 22 (PUC) A figura mostra um prego de ferro envolto por um fio fino de cobre esmaltado, enrolado muitas vezes ao seu redor. O conjunto pode ser considerado um eletroímã quando as extremidades do fio são conectadas aos pólos de um gerador, que, no caso, são duas pilhas idênticas, associadas em série. A respeito do descrito, fazem-se as seguintes afirmações: I. Ao ser percorrido por corrente elétrica, o eletroímã apresenta polaridade magnética. Na representação da figura, a extremidade A (cabeça do prego) será um polo norte e a extremidade B será um polo sul. II. Ao aproximar-se um prego de ferro da extremidade A do eletroímã e outro da extremidade B, um deles será atraído e o outro será repelido. III. Ao substituir-se o conjunto de duas pilhas por outro de 6 pilhas idênticas às primeiras, também associadas em série, a intensidade do vetor indução magnética no interior e nas ex- tremidades do eletroímã não sofrerá alteração, uma vez que esse valor independe da intensidade da corrente elétrica que circula no fio. Está correto apenas o que se afirma em: a) I e II b) II e III c) I e III d) I e) III GABARITO 1E 2A 3.soma = 13(01+04+08) 4E 5B 6D 7C 8C 9.soma = 23(01+02+04+16) 10A 11A 12E 13B 14B 15C 16A 17A 18B 19B 20A 21D 22D INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 1 (UEL-PR) Na figura abaixo, um resistor de peso P encontra- se inicialmente em uma posição tal que duas molas, M1, e M2, feitas com o próprio fio condutor, não se encontram distendidas. Os fios condutores que formam a espira são presos aos suportes P e Q, fixos. Todo o sistema encontra-se em um plano perpendicular ao plano do solo. Nessa região, um campo magnético, de módulo B constante e paralelo ao solo. "penetra" na espira perpendicularmente ao seu plano. Abandonando-se o resistor ao efeito do campo gravitacional. este efetuará um movimento oscilatório. Com base nesses dados e nas leis do Eletromagnetismo, é correto afirmar: a) Aparece no circuito uma corrente constante, no sentido anti-horário, independente do movimento de subida ou de descida do resistor. b) Aparece no circuito urna corrente variável, no sentido horário, quando o resistor está descendo, e essa corrente inverte-se quando o resistor está subindo. c) Aparece no circuito uma corrente variável, no sentido anti- horário, quando o resistor está descendo, e essa corrente inverte-se quando o resistor está subindo. d) Aparece no circuito uma corrente constante, no sentido horário, quando o resistor está descendo, e essa corrente inverte-se quando o resistor está subindo e) Aparece no circuito uma corrente constante, rio sentido anti- horário, quando o resistor está descendo, e essa corrente inverte-se quando o resistor está subindo. 2 (ITA) Um fio retilíneo e longo acha-se percorrido por uma corrente i, que pode aumentarou diminuir com o tempo. Uma espira condutora circular de raio R acha-se nas proximidades desse fio, com o seu eixo de simetria disposto perpen- dicularmente ao fio, como mostra a Qualquer variação na corrente i que percorre o fio irá, segundo a lei de indução de Faraday, induzir uma corrente Iind. na bobina, cujo sentido será ditado pela lei de Lenz, ou seja, essa corrente induzida Iind. tem sentido tal que tende a criar um fluxo de Iind. através da bobina, oposto à variação do fluxo de B que lhe deu origem. Se a corrente i que percorre o fio estiver crescendo ou decrescendo no tempo, a corrente Iind. deverá ter seu sentido indicado na configuração: e) Nenhuma das configurações acima é correta. 3 (FUVEST) Um fio retilíneo, bastante longo, está no plano de uma espira retangular, paralelo a um de seus lados, conforme indicado na figura I. A corrente I1 no fio varia em função do tempo t, conforme indicado na figura II. O gráfico que melhor representa a corrente I2 induzida na espira é: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 59 4 (UFMG) A figura mostra um circuito composto de uma bateria e de um reostato (resistor do qual se pode variar a resistência). Esse circuito está ao lado de uma espira metálica. Na espira metálica não haverá corrente elétrica quando: a) a espira se deslocar em linha reta na direção do ponto P. b) a espira se deslocar em linha reta na direção do ponto Q. c) a espira se deslocar em Unha reta na direção do ponto R. d) a resistência no reostato estiver sendo alterada. 5 (ITA) Na montagem da figura a seguir, A e B são enrolamentos de fios condutores, G é um galvanômetro e N um núcleo de ferro. 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. 6 (FMIT-MG) Analisando a figura abaixo e sabendo-se que as espiras (1) e (2) são condutores e estão no plano do papel, podemos afirmar que: I. no instante em que a chave Ch é fechada, o sentido da corrente na espira (2) será horário. II. no instante em que a chave Ch é aberta, o sentido da corrente na espira (2) será horário. III. enquanto a chave Ch permanece fechada e o conjunto constituído pelo circuito (1) e pela espira (2) se move para a direita, com velocidade constante, o sentido da corrente na espira (2) é anti-horário. a) Apenas I está correta. b) Apenas II está correta. c) Apenas 111 esta correta. d) I e 111 estão corretas, e) II e III estão corretas. 7 (UFOP-MG) Considere uma espira circular rígida de cobre em um campo magnético constante (não muda com o tempo) e uniforme (é o mesmo em todo lugar). Inicialmente, o plano da espira é normal à direção do campo magnético. Então, uma corrente elétrica sempre será induzida na espira durante: a) o giro da espira em torno de um diâmetro. b) o deslocamento da espira no plano em que se encontrava inicialmente. c) o deslocamento da espira na direção do campo magnético. d) o giro da espira em torno do eixo paralelo ao campo e que contém o seu centro. 8 (ITA) Considere as situações representadas abaixo. À situação que contraria a lei de indução de Faraday será: a) ímã que se desloca com uma velocidade v. b) espira em deformação (diminuindo). c) circuito ??? deslocando-se com uma velocidade v. d) logo após o instante em que se fecha a chave S. e) logo após o instante em que se abre a chave S. 9 (FUVEST) Dois anéis circulares iguais, A e B, construídos com fio condutor, estão frente a frente. O anel A está ligado a um gerador, que pode lhe fornecer uma corrente variável. Quando a corrente i que percorre A varia como no gráfico I, uma corrente é induzida em B e surge, entre os anéis, uma força repulsiva (representada como positiva), indicada no gráfico II. Considere agora a situação em que o gerador fornece ao anel A uma corrente como indicada no gráfico III. Nesse caso, a força entre os anéis pode ser representada por: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 60 10 (UFRGS-RS) O gráfico registra o fluxo magnético através de um anel metálico ao longo de 5 segundos. Em quais dos intervalos de tempo a seguir relacionados (valores em segundos) surgirá no anel uma corrente elétrica induzida? a) Somente em (1, 2). b) Somente em (0, 1) e (2, 3). c) Somente em (0, 1) e (4, 5). d) Somente em (0, 1), (1, 2) e (2, 3). e) Somente em (0, 1), (2, 3), (3, 4) e (4, 5). 11 Uma espira circular de fio condutor está sujeita a uma variação de fluxo magnético, dada em weber, em relação ao tempo, conforme o gráfico. Qual é, em volts, o módulo da força eletromotriz induzida na espira durante esse intervalo de tempo? a) 100 b) 10 c) 9,0 d) 1,0 e) 0,01 12 (FATEC) Em um campo de indução uniforme, com intensidade B = 1,0T(tesla = Wb/m2), situa-se uma espira retangular tendo área A = 100 cm2. A espira é giratória em torno da reta que passa pelos centros de dois lados opostos, normal ao campo e mantida fixa. Inicialmente o plano da espira é normal ao campo (ver esquema). Gira-se a espira de um ângulo reto (90º = 𝜋 2 𝑟𝑎𝑑) em duração ∆𝑡 = 1,0 • 10-2 s. A força eletromotriz média induzida na espira é: a) 1,0 • 10-2 V d) 100 V b) 1,0 V e) NDA c) 1,0 • 10-2 V 13 (UNIUBE-MG) Uma espira retangular de dimensões (4 cm x 10 cm) é disposta perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme de intensidade 1 • 10-2 T. Constata-se que a intensidade do campo magnético se reduz a zero em 2 s. O valor da fem induzida média nesse intervalo de tempo, em módulo, vale: a) 2 • 10-2 V d) 3 • 10-5 V b) 1 • 10-3 V e) 4 • 10-5 V c) 2 • 10-5 V 14 (MACKENZIE) Uma bobina de 100 espiras de área 8 • 10-3 m2 cada uma tem resistência de 12 𝛺 Um campo de indução magnética, paralelo ao eixo da bobina, induz corrente 1 • 10-3 A. A variação uniforme do campo em 1 s é de: a) 1,0 • 10-2 T d) 1,5 • 10-2 T b) 2,0 • 10-2 T e) 6,5 • 10-2 T c) 3,0 • 10-2 T 15 (FUVEST) Um anel de alumínio suspenso por um fio isolante oscila entre os pólos de um ímã, mantendo-se, inicialmente, no plano perpendicular ao eixo N-S e eqüidistante das faces polares. O anel oscila, entrando e saindo da região entre os pólos, com uma certa amplitude. Nessas condições, sem levar em conta a resistência do ar e outras formas de atrito mecânico, pode-se afirmar que, com o passar do tempo: a) a amplitude de oscilação do anel diminui. b) a amplitude de oscilação do anel aumenta. c) a amplitude de oscilação do anel permanece constante. d) o anel é atraído pelo polo norte do ímã e lá permanece. e) o anel é atraído pelo polo sul do ímã e lá permanece. 16 Toda massa metálica móvel em campo magnético constante ou fixa em campo magnético variável dissipará calor, o que é explicado pela existência das correntes de Foucault. Para limitar essas correntes em máquinas elétricas empregam-se: a) peças metálicas maciças. b) substâncias boas condutoras de calor. c) lâminas metálicas finas empilhadas e isoladas. d) substâncias de baixo calor específico. e) nenhuma das anteriores. GABARITO 1C 2D 3E 4A 5A 6A 7A 8E 9C 10E 11A 12B 13C 14D 15A 16C NOÇÕES DE CORRENTE ALTERNADA 1 (UFSM-RS) Para obter uma voltagem de 120 V, um leigo em Eletromagnetismo ligou aos terminais de uma bateria de 12 V o primário de 400 espiras de um transformador cujo secundário tinha 4.000 espiras. A voltagem desejada não apareceu no secundário, porque: a) o número de espiras do secundário deveria ser 120. b) o número de espiras do primário deveria ser 120 e do secundário, 12. c) os papéis do primário e do secundário foram trocados. d) a bateria não tem energia suficiente para a transformação.e) o transformador não funciona com corrente contínua. 2. (CEUMA-MA) Aplicando-se uma tensão alternada de valor eficaz 120 volts ao primário de um transformador elétrico, com 100% de rendimento construído com 200 espiras de fio no primário e 400 no secundário, obtém-se uma tensão alternada de saída de valor eficaz, em volts, igual a: a) 240 b) 120 c) 60 d) 30 e) 15 WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 61 3. (UFV-MG) As figuras abaixo representam diferentes arranjos de transformadores num sistema de transmissão de energia elétrica. NA, NB, NC, e ND representam o número de voltas dos enrolamentos nos transformadores. Supondo que NA<NB e que NC > ND, o arranjo correto de transformadores para a transmissão de energia elétrica desde a usina até a casa, por uma rede muito longa, é: 4. (UFRN) Transformadores de voltagem são utilizados em redes de distribuição de energia elétrica, em reguladores de voltagem para eletrodomésticos, em eliminadores de pilha e no interior de vários aparelhos eletrônicos. Nas fotos reproduzidas abaixo, são mostrados dois transformadores idênticos, em que o número de espiras no enrolamento primário é o dobro do número de espiras no enrolamento secundário. Na primeira foto, o transformador está ligado à rede elétrica de 220 V, 60 Hz, e, na segunda foto, o transformador está ligado a uma bateria automotiva de 12 V. Os valores das medidas das voltagens nos terminais dos enrolamentos secundários dos transformadores das duas figuras, realizadas com um multímetro digital, são, respectivamente: a) 110 V e 6 V b) 440 V e 0 (zero) V c) 110 V e 0 (zero) V d) 440 V e 24 V 5. As linhas de transmissão de energia a longas distâncias operam sob altas ddps, porque: a) são percorridas por correntes de maiores intensidades. b) favorecem a transmissão de corrente contínua. c) há menos perda de energia por efeito Joule (aquecimento dos fios). d) menor quantidade de energia elétrica se transfere ao ar atmosférico. e) é possível utilizar fios com maior área de seção transversal. 6. (UEPB) O cientista inglês Michael Faraday (1791-1867) dedicou seus estudos a diversos ramos da Física, entre eles o Eletromagnetismo. Nesse ramo, sua grande contribuição foi, sem dúvida, a descoberta do fenômeno da indução eletromag- nética, que possibilitou o surgimento e o desenvolvimento dos grandes geradores elétricos e transformadores, equipamentos imprescindíveis aos atuais sistemas elétricos de energia, utiliza- dos em todo o mundo. A respeito dessas informações, analise as proposições a seguir. I. O fenômeno da indução magnética consiste na geração de uma força eletromotriz entre os terminais de um fio condutor quando sub- metido a um fluxo magnético que varia com o tempo. II. Os transformadores podem aumentar ou diminuir a tensão a eles fornecida, permitindo a adequação dos valores da intensidade de corrente transmitida e reduzindo perdas por efeito Joule, mas só funcionam em corrente contínua. III. A preferência pela distribuição de energia elétrica através de corrente alternada em vez de corrente contínua deve-se à possibilidade de transformar e ajustar os valores da corrente e da tensão de acordo com a necessidade. A partir da análise feita, assinale a alternativa correta: a) Apenas as proposições I e II são verdadeiras. b) Apenas as proposições I e III são verdadeiras. c) Apenas a proposição I é verdadeira. d) Apenas a proposição II é verdadeira. e) Todas as proposições são verdadeiras. GABARITO 1E 2A 3D 4C 5C 6B ONDAS ELETROMAGNÉTICAS 1 (UNIFESP) "Cientistas descobriram que a exposição das células humanas endoteliais à radiação dos telefones celulares pode afetar a rede de proteção do cérebro. As micro-ondas emitidas pelos celulares deflagram mudanças na estrutura da proteína dessas células, permitindo a entrada de toxinas no cérebro." (Folha de S.Paulo, 25.7.2002) As micro-ondas geradas pelos telefones celulares são ondas de mesma natureza que a: a) do som, mas de menor frequência. b) da luz, mas de menor frequência. c) do som, e de mesma frequência. d) da luz, mas de maior frequência. e) do som, mas de maior frequência. 2 (UNIFACS-BA) Uma radiografia abdominal exibe sinais de tintas com chumbo, que, embora não sejam mais fabricadas, ainda constituem um perigo. A partir da análise das informações, aliadas aos conhecimentos sobre mecânica ondulatória, é correto afirmar: a) Os raios X, produzidos pelo impacto dos elétrons sobre um alvo, são ondas mecânicas longitudinais. b) Os sinais de tintas com chumbo, revelados na radiografia, evidenciam o fenômeno de reflexão dos raios X. c) Os raios X se propagam no organismo humano com velocidade de propagação igual à da radiação luminosa no vácuo. d) Os raios X são ondas eletromagnéticas que apresentam as propriedades ondulatórias da radiação eletromagnética emitida naturalmente pelo Sol. e) Os ossos e os sinais de tintas aparecem mais claros, na radiografia, porque os átomos pesados, como chumbo e cálcio, refletem integralmente os raios X. 3 (UDESC) Analise as afirmações abaixo, com relação às ondas eletromagnéticas. I. Os raios gama são radiações eletromagnéticas de frequência maior do que a luz visível. II. As micro-ondas são ondas eletromagnéticas que se propagam, no ar, com velocidade maior do que as ondas de rádio. III. Os campos elétricos e magnéticos em uma radiação infravermelha vibram paralelamente à direção de propagação da radiação. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa II é verdadeira. c) Somente a afirmativa III é verdadeira. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Somente a afirmativa I é verdadeira. 4 (UNIRIO) Os raios X, descobertos em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Rõntgen, são produzidos quando elétrons são desacelerados ao atingirem um alvo metálico de alto ponto de fusão como, por exemplo, o tungstênio. Essa desaceleração produz ondas eletromagnéticas de alta frequência denominadas raios X, que atravessam a maioria dos materiais conhecidos e impressionam chapas fotográficas. A imagem do corpo de uma pessoa em uma chapa de raios X representa um processo em que parte da radiação é: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 62 a) refletida, e a imagem mostra apenas a radiação que atravessou o corpo, e os claros e escuros da imagem devem-se aos tecidos que refletem, respectivamente, menos ou mais os raios X. b) absorvida pelo corpo, e os tecidos menos e mais absorventes de radiação representam, respectivamente, os claros e escuros da imagem c) absorvida pelo corpo, e os claros e escuros da imagem representam, respectivamente, os tecidos mais e menos absorvedores de radiação. d) absorvida pelo corpo, e os claros e escuros na imagem são devidos à interferência dos raios X oriundos de diversos pontos do paciente sob exame. e) refletida pelo corpo e parte absorvida, sendo que os escuros da imagem correspondem à absorção e os claros, aos tecidos que refletem os raios X. 5 (ENEM) Os níveis de irradiância ultravioleta efetiva (IUV) indicam o risco de exposição ao Sol para pessoas de pele do tipo II — pele de pigmentação clara. O tempo de exposição (TES) corresponde ao tempo de exposição aos raios solares sem que ocorram queimaduras de pele. A tabela mostra a correlação entre riscos de exposição, IUV e TES. Uma das maneiras de se proteger contra queimaduras provocadas pela radiação ultravioleta é o uso dos cremes protetores solares, cujo fator de proteção solar (FPS) é calculado da seguinte maneira: FPS = 𝑇𝑃𝑃 𝑇𝑃𝐷 TPP = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele protegida (em minutos). TPD = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele desprotegida (em minutos). O FPS mínimo que uma pessoa de pele tipo II necessita para evitar queimaduras ao seexpor ao Sol, considerando TPP o intervalo das 12:00 às 14:00, num dia em que a irradiância efetiva é maior que 8, de acordo com os dados fornecidos, é a) 5 b) 6 c) 8 d) 10 e) 20 6 (UFRGS-RS) Identifique a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo. As emissoras de rádio emitem ondas ___ que são sintonizadas pelo radiorreceptor. No processo de transmissão, essas ondas devem sofrer modulação. A sigla FM adotada por certas emissoras de rádio significa ____ modulada. a) eletromagnéticas - frequência b) sonoras - faixa c) sonoras - fase d) sonoras - frequência 7 (PUC) O esquema a seguir apresenta valores de frequência (f) e comprimento de onda (𝜆) de ondas componentes do trecho visível do espectro eletromagnético. O quociente 𝑦 𝑥 é igual a: a) 5 4 b) 6 7 c) 4 3 d) 7 6 e) 3 2 8 (UnB) Ressonância magnética nuclear (RMN) No fenômeno da ressonância magnética nuclear (RMN), certos núcleos atômicos, os prótons em especial, colocados em um campo magnético, absorvem e reemitem ondas de rádio com frequências bem definidas. Descobriu-se que sinais de rádio emitidos por núcleos de átomos de hidrogênio em células sadias são diferentes daqueles emitidos em células cancerígenas. Por esse motivo, a técnica de imagem por RMN tem-se tornado cada vez mais importante no diagnóstico de câncer. Para se obter uma imagem, o paciente é colocado no interior de uma bobina que produz um campo magnético com intensidade da ordem de 0,4 tesla. Os núcleos atômicos dos átomos de hidrogênio do corpo do paciente são, então, excitados por ondas de rádio com frequência na faixa de MHz. Os núcleos reemitem as ondas, com características definidas pelo tipo de tecido, que são captadas por um conjunto de receptores. Considerando que a permeabilidade magnética do vácuo 𝜇0 = 1,26 • 10-6 N/A2 e sabendo que um campo magnético uniforme de intensidade B armazena, em um volume V, uma quantidade de energia dada por 𝐵2𝑉 2𝜇0 , julgue os itens a seguir. 1) A intensidade do campo magnético no interior de uma bobina não depende do número de espiras que a compõem. 2) Se a bobina for feita com fios de material cuja resistência elétrica seja zero, então, em funcionamento, ela não se aquecerá. 3) A energia armazenada em uma bobina cilíndrica de 80 cm de diâmetro interno e de 2 m de comprimento, mantendo um campo magnético de 0,4 tesla em seu interior, é maior que a energia cinética de um objeto de l kg movendo-se a 300 m/s. 4) A utilização do equipamento de RMN é motivo para preocupação, pois cátions e ânions, presentes na corrente sanguínea de um paciente, sofrem grandes variações de energia cinética devido ao campo magnético aplicado. GABARITO 1B 2D 3E 4C 5B 6A 7D 8 corretas: 2 e 3 I N T R O D U Ç Ã O À F Í S I C A M O D E R N A 1 (UEL-PR) A teoria da relatividade restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, é revolucionária porque mudou as ideias sobre o espaço e o tempo, mas em perfeito acordo com os resultados experimentais. Ela é aplicada, entretanto, somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a teoria geral da rela- tividade, válida não só para referenciais inerciais. mas também para referenciais não-inerciais. Sobre os referenciais inerciais, considere as seguintes afirmativas: I. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade constante. II. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade variável. III. Observadores em referenciais inerciais diferentes medem a mesma aceleração para o movimento de uma partícula. Identifique a alternativa correta. a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. b) Apenas a afirmativa II é verdadeira. c) As afirmativas I e II são verdadeiras. d) As afirmativas II e III são verdadeiras. e) As afirmativas I e III são verdadeiras. 2 (UNEMAT-MT) Com o advento da teoria da relatividade de Einstein, alguns conceitos básicos da Física newtoniana, entre eles o espaço e o tempo, tiveram de ser revistos. Qual a diferença substancial desses conceitos para as duas teorias? 3 (UFSC) Identifique a(s) proposição(ões) correta(s): (01) A teoria da relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência. (02) A Mecânica Clássica não impõe limitação para o valor da velocidade que uma partícula pode adquirir, pois, enquanto atuar uma força sobre ela, haverá uma aceleração e sua velocidade poderá crescer indefinidamente. (04) A teoria da relatividade não limita a velocidade que uma partícula pode adquirir. (08) Tanto a Mecânica Clássica como a teoria da relatividade asseguram que a massa de uma partícula não varia com a velocidade. (16) Pela teoria da relatividade podemos afirmar que a luz se propaga no vácuo com velocidade constante c = 300.000 km/s, independentemente da velocidade da fonte luminosa ou da velocidade do observador; então é possível concluir que a luz se propaga em todos os meios com velocidade constante e igual a c. (32) A teoria da relatividade permite concluir que quanto maior for a velocidade de uma partícula, mais fácil será aumentá-la, ou seja, quanto maior for a velocidade, menor será a força necessária para produzir uma mesma aceleração. WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 63 Dê como resposta a soma dos números que precedem as proposições apontadas como corretas. 4 No instante t = 0, um pulso de luz é emitido do ponto O. O tempo que a luz demora para percorrer a distância Lê t = 𝐿 𝑐 , onde c é a velocidade da luz no vácuo. Se a fonte luminosa estivesse se deslocando para a direita quando da emissão do pulso, o tempo para percorrer a distância L seria: a) menor do que 𝐿 𝑐 . c) igual a 𝐿 𝑐 . b) maior do que 𝐿 𝑐 . d) impossível de ser determinado. 5 (UFC-CE) Considere o parágrafo abaixo. Uma nave espacial, aproximando-se da Terra com uma velocidade constante V, emite um sinal luminoso na direção da superfície da Terra. Um observador dentro da nave mede a velocidade da luz e encontra o valor c = 3 X 108 m/s. Um observador na Terra, por sua vez, por achar que se trata apenas de um caso comum de soma de velocidades, encontra c + V. Hoje sabemos que a medida do observador na Terra estaria errada, pois este deveria ter encontrado o mesmo valor c, graças aos experimentos de Michelson e Morley, de 1887, e, fundamentalmente, devido aos famosos trabalhos de Albert Einstein, realizados em 1905. Dentre as alternativas abaixo, assinale aquela que corresponde ao enunciado do segundo postulado da relatividade especial de Einstein. a) A aceleração da luz no vácuo é sempre a mesma em qualquer sistema de referência inercial e não depende do movimento do observador ou da fonte. b) A velocidade da luz no ar é sempre a mesma em qualquer sistema de referência inercial e não depende do movimento do observador ou da fonte. c) A quantidade de movimento da luz no vácuo é variável em qualquer sistema de referência acelerado e depende do movimento do observador ou da fonte. d) A velocidade da luz no vácuo é sempre a mesma em qualquer sistema de referência inercial e não depende do movimento do observador ou da fonte. e) A aceleração da luz no éter é diferente em qualquer sistema de referência inercial e não depende do movimento do observador ou da fonte. 6 (UDESC) Uma espaçonave passa sobre a Terra com velocidade igual a 0,80c, sendo c a velocidade da luz no vácuo. O tripulante observa a pista de pouso de um aeroporto — orientada paralelamente à direção do movimento da nave — que, medida segundo o referencial da Terra, possui comprimento l0. O comprimento da pista observado pelo tripulante será: a) 60% maior do que l0. d) 80% maior do que l0. b) igual a l0. e) 36% menor do que l0. c) 40% menor do que l0. 7 (UFRN) Bastante envolvida com seus estudos para a prova do vestibular, Sílvia selecionou o seguinte texto sobre teoriada relatividade para mostrar à sua colega Tereza: "À luz da teoria da relatividade especial, as medidas de comprimento, massa e tempo não são absolutas quando realizadas por observadores em referenciais inerciais diferentes. Conceitos inovadores como massa relativística, contração de Lorentz e dilatação temporal desafiam o senso comum. Um resultado dessa teoria é que as dimensões de um objeto são máximas quando medidas em repouso em relação ao observador. Quando o objeto se move com velocidade v, em relação ao observador, o resultado da medida de sua dimensão paralela à direção do movimento é menor do que o valor obtido quando em repouso. As suas dimensões perpendiculares à direção do movimento, no entanto, não são afetadas." Depois de ler esse texto para Tereza, Sílvia pegou um cubo de lado Lü que estava sobre a mesa e fez a seguinte questão para ela: Como seria a forma desse cubo se ele estivesse se movendo, com velocidade relativística constante, conforme direção indicada na figura abaixo? A resposta correta de Tereza a essa pergunta foi: 8 (UFRN) Nos dias atuais, há um sistema de navegação de alta precisão que depende de satélites artificiais em órbita, em torno da Terra. Para que não haja erros significativos nas posições fornecidas por esses satélites, é necessário corrigir relativisticamente o intervalo de tempo medido pelo relógio a bordo de cada um desses satélites. A teoria da relatividade especial prevê que, se não for feito esse tipo de correção, um relógio a bordo não marcará o mesmo intervalo de tempo que outro relógio em repouso na superfície da Terra, mesmo sabendo-se que ambos os relógios estão sempre em perfeitas condições de funcionamento e foram sincronizados antes de o satélite ser lançado. Se não for feita a correção relativística para o tempo medido pelo relógio de bordo: a) ele se adiantará em relação ao relógio em terra enquanto ele for acelerado em relação à Terra. b) ele ficará cada vez mais adiantado em relação ao relógio em terra. c) ele se atrasará em relação ao relógio em terra durante metade de sua órbita e se adiantará durante a outra metade da órbita. d) ele ficará cada vez mais atrasado em relação ao relógio em terra. 9 (UFRN) André está parado com relação a um referencial inercial e Regina está parada com relação a outro referencial inercial, que se move com velocidade (vetorial) constante em relação ao primeiro. O módulo dessa velocidade é v. André e Regina vão medir o intervalo de tempo entre dois eventos que ocorrem no local onde esta se encontra. (Por exemplo, o intervalo de tempo transcorrido entre o instante em que um pulso de luz é emitido por uma lanterna na mão de Regina e o instante em que esse pulso volta à lanterna, após ser refletido por um espelho.) A teoria da relatividade restrita nos diz que, nesse caso, o intervalo de tempo medido por André (∆𝑡André) está relacionado ao intervalo de tempo medido por Regina (∆𝑡 Regina) através da expressão: (∆𝑡André) = Y • (∆𝑡 Regina). Nessa relação, a letra gama (𝛾) denota o fator de Lorentz. O gráfico abaixo representa a relação entre 𝛾 e 𝑣 𝑐 , na qual c é a velocidade da luz no vácuo. Imagine que, realizadas as medidas e comparados os resultados, fosse constatado que: (∆𝑡André) = 2 • (∆𝑡 Regina) Usando essas informações, é possível estimar-se que, para se obter esse resultado, a velocidade v teria de ser aproximadamente: a) 50% da velocidade da luz no vácuo. b) 87% da velocidade da luz no vácuo. c) 105% da velocidade da luz no vácuo. d) 20% da velocidade da luz no vácuo. 10 Um nêutron, à velocidade vn = 0,9c, desintegra-se, tendo-se um próton, um elétron e um antineutrino como produtos finais. Com respeito ao nêutron, ou seja, a um observador que se locomove juntamente com ele, a velocidade do elétron é ve = 0,8c (c é a velocidade da luz no vácuo). Se vn e ve são paralelas, a velocidade do elétron, medida por um observador estacionário, seria: a) 1,7 𝑐 1,72 b) 1,72 𝑐 1,7 c) 1,7 1,72𝑐 d) 1,72 1,7 𝑐 e) NDA 11 (UNEMAT-MT) De acordo com a teoria da mecânica relativística, a massa m de uma partícula que está se movendo com velocidade v é dada pela equação: M = 𝑚0 √1− 𝑣2 𝑐2 em que: m0 é a massa de repouso da partícula v é a velocidade da partícula c é a velocidade da luz no vácuo Com base nessa equação de Einstein, analise os itens abaixo. 0) Para que m seja igual a m0, v tem que ser igual a zero. 1) Para que a massa m da partícula seja infinitamente grande, é necessário que o valor de v seja igual a c. 2) A equação estabelece um limite superior para a velocidade dos corpos materiais. 3) A inércia de uma partícula, ou seja, a "dificuldade" que a partícula apresenta para ser acelerada é tanto maior quanto mais rapidamente ela estiver se movendo, o que confirma as ideias de Einstein. 12 Um corpo atinge 80% da velocidade da luz no vácuo. A razão entre a massa do corpo, a essa velocidade, e a massa de repouso vale: a) 10 6 b) 10 8 c) 100 64 d) 100 36 e) NDA 13 (UFLA-MG) Quando aceleramos um elétron até que : ele atinja uma velocidade v = 0,5c, em que c é a i velocidade da luz, o que acontece com a massa? WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 64 a) Aumenta, em relação à sua massa de repouso, por um fator 𝛾 = 1 √0,75 . b) Aumenta, em relação à sua massa de repouso, por um fator 𝛾 = 1 √0,5 . c) Diminui, em relação à sua massa de repouso, por um fator 𝛾 =√0,75. d) Diminui, em relação à sua massa de repouso, por um fator 𝛾 =√0,5. e) Não sofre nenhuma alteração. 14 (UFPI) A famosa equação de Einstein, ∆E = Am • c2, estabelece que, ao fornecermos uma quantidade de energia, ∆𝐸, a um objeto, estamos aumentando sua massa de um valor ∆m, que obedece à relação acima. Suponha que é fornecida energia a um objeto de massa inicial igual a 1,0 kg e que essa energia é suficiente para acelerá-lo do repouso até a velocidade de 100 m/s. A variação na massa do objeto será mais próxima de: a) 10-2 kg b) 10-6 kg c) 10-8 kg d) 10-14 kg e) 10-20 k g 15 (UFC-CE) Uma fábrica de produtos metalúrgicos do Distrito Industrial de Fortaleza consome, por mês, cerca de 2,0 • 106 kWh de energia elétrica (1 kWh = 3,6 • 106 J). Suponha que essa fábrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia elétrica, de acordo com a relação de Einstein, E = mc2. Nesse caso, a massa necessária para suprir a energia requerida pela fábrica, durante um mês, é, em gramas: a) 0,08 b) 0,8 c) 8 d) 80 e) 800 16 (UFC-CE) A energia cinética de um elétron relativístico é N vezes a sua energia de repouso. A energia cinética relativística é: K = Mc2 • ( 1 √1− 𝑣2 𝑐2 − 1) (c é a velocidade da luz no vácuo e M a massa de repouso do elétron no referencial em que sua velocidade é v) Se 𝑣 𝑐 = √ 15 16 , o valor de N é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 GABARITO 1E 2D 3.soma = 3(01+02) 4C 5D 6C 7A 8D 9B 10A 11.corretas: 0,1,2 e 3 12A 13A 14D 15A 16C FÍSICA QUÂNTICA 1 (UFMG) A luz emitida por uma lâmpada fluorescente é produzida por átomos de mercúrio excitados, que, ao perderem energia, emitem luz. Alguns dos comprimentos de onda de luz visível emitida pelo mercúrio, nesse processo, estão mostrados na tabela. Considere que, nesse caso, a luz emitida se propaga no ar. Considerando essas informações, é correto afirmar que, em comparação com os de luz violeta, os fótons de luz amarela têm: a) menor energia e menor velocidade. b) maior energia e maior velocidade. c) menor energia e mesma velocidade. d) maior energia e mesma velocidade. 2 (UFRGS) Identifique a alternativa que preenche corretamente a lacuna do parágrafo a seguir. O ano de 1900 pode ser considerado o marco inicial de uma revolução ocorrida na Física do século XX. Naquele ano, Max Planck apresentou um artigo à Sociedade Alemã de Física, introduzindo a ideia da ____ da energia, daqual Einstein se valeu para, em 1905, desenvolver sua teoria sobre o efeito fotoelétrico. a) conservação d) conversão b) quantização e) propagação c) transformação 3 (UEPB) Quanta do latim Plural de quantum Quando quase não há Quantidade que se medir Qualidade que se expressar Fragmento infinitésimo Quase que apenas mental... O trecho citado é da música Quanta, que faz referência ao quanta, denominação atribuída aos pequenos pacotes de energia emitidos pela radiação eletromagnética, segundo o modelo desenvolvido por Max Planck, em 1900. Mais tarde Einstein admite que a luz e as demais radiações eletromagnéticas deveriam ser consideradas como um feixe desses pacotes de energia, aos quais chamou de fótons, que significa "partículas de luz", cada um transportando uma quan- tidade de energia. Adote h = 6,63 • 10-34 J • s e 1 e V = 1 ,6 • 10-19 J. Com base nas informações do texto citado, pode-se afirmar que: a) quando a frequência da luz incidente numa superfície metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera elétrons. b) as quantidades de energia emitidas por partículas oscilantes independem da frequência da radiação emitida. c) saltando de um nível de energia para outro, as partículas não emitem nem absorvem energia, uma vez que mudaram de estado quântico. d) a energia de um fóton de frequência 100 MHz é de 663- 10~28eV. e) o efeito fotoelétrico consiste na emissão de fótons por uma superfície metálica, quando atingida por um feixe de elétrons. 4 (UFRGS) Em 1887, quando pesquisava sobre a geração e a detecção de ondas eletromagnéticas, o físico Heinrich Hertz (1857- 1894) descobriu o que hoje conhecemos por efeito fotoelétrico. Após a morte de Hertz, seu principal auxiliar, Philip Lenard (1862-1947), prosseguiu a pesquisa sistemática sobre o efeito descoberto por Hertz. Entre as várias constatações experimentais daí decorrentes, Lenard observou que a energia cinética máxima, Kmáx, dos elétrons emitidos pelo metal era dada por uma sentença matemática bastante simples: Kmáx = B • f - C, onde B e C são duas constantes cujos valores podem ser determinados experimentalmente. A respeito da referida expressão matemática, considere as seguintes afirmações. I. A letra f representa a frequência das oscilações de uma força eletromotriz alternada que deve ser aplicada ao metal. II. A letra B representa a conhecida constante de Planck, cuja unidade no Sistema Internacional é J • s. III. A letra C representa uma constante, cuja unidade no Sistema Internacional é J, que corresponde à energia mínima que a luz incidente deve fornecer a um elétron do metal para removê-lo do mesmo. Quais estão corretas? a) apenas I d) apenas II e III b) apenas II e) l, II e III c) apenas l e III 5 (UFRN) Quando a luz incide sobre a superfície de uma placa metálica, é possível que elétrons sejam arrancados dessa placa, processo conhecido como efeito fotoelétrico. Para que um elétron escape da superfície do metal, devido a esse efeito, a energia do fóton incidente deve ser, pelo menos, igual a uma energia mínima, chamada função trabalho Φ, uma grandeza característica de cada material. A energia de cada fóton da luz incidente é igual ao produto h • f, onde h é a constante de Planck e fé a frequência da luz incidente. Quando a energia do fóton incidente é maior que Φ, a energia restante é transformada em energia cinética do elétron. Dessa forma, a energia cinética máxima do elétron arrancado é dada por: Ec(Máx)= h • f - Φ Considere o experimento no qual um feixe de luz, que contém fótons com energias associadas a um grande intervalo de frequências, incide sobre duas placas, P1 e P2, constituídas de metais diferentes. Para esse experimento pode-se afirmar que o gráfico representando a energia cinética máxima dos elétrons emitidos, em função das frequências que compõem a luz incidente, é: 6 (UFPI) Uma luz de comprimento de onda 𝜆 = 5,46 • 10-7 m penetra em uma fotocélula de cátodo de césio, cuja função trabalho é de 2 e V. Podemos afirmar, corretamente, que a frequência de corte para o césio e a energia cinética máxima valem, respectivamente: a) 2,4 • 1014 s-1 e 4,4 • 10-20 J b) 4,8 • 1014 s-1 e 6,8 • 10-20 J c) 4,8 • 1014 s-1 e 4,4 • 10-20 J d) 4,3 • 10-20 s-1 e 2,4 • 1014 J e) 6,8 • 1014 s-1 e 4,8 • 10-20 J (Dados: 1 e V = 1,6 • 10-19 J; h = 6,63 • 10-34 J • s; c = 3 • 108 m/s) 7 (UFJF-MG) No esquema da figura abaixo, está representado o arranjo experimental para observar o efeito fotoelétrico. A luz incidente entra no tubo de vidro sem ar em seu interior e ilumina a placa B. As placas metálicas A e B estão conectadas à bateria V. O amperímetro G pode registrar a intensidade da corrente que percorre o circuito. Podemos variar a intensidade e a frequência da luz incidente na placa B. No início da experiência, usando luz de baixa frequência, a corrente no amperímetro é nula. Nesse caso, podemos afirmar que: WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 65 a) aumentando suficientemente a intensidade da luz, surgirá uma corrente no amperímetro. b) aumentando suficientemente o tempo de incidência da luz, surgirá uma corrente no amperímetro. c) desligando a bateria V e conectando-a novamente ao circuito com a polaridade invertida, surgirá uma corrente no amperímetro. d) aumentando suficientemente a frequência da luz, surgirá uma corrente no amperímetro. 8 (UFG-GO) Um tubo de raios X acelera elétrons com uma ddp de U volts. Ao atingirem a placa metálica do tubo, esses elétrons excitam os átomos do metal, o qual emite fótons de raios X. Sejam: 𝜆 o comprimento de onda do fóton emitido; c a velocidade da luz no vácuo; e a carga do elétron e h a constante de Planck. Supondo que toda a energia cinética do elétron seja absorvida, o comprimento mínimo de onda dos fótons emitidos é: a) 𝜆 = 𝑐𝑈 𝑒ℎ b) 𝜆 = 𝑐𝑒ℎ 𝑈 c) 𝜆 = 𝑒𝑈 𝑐ℎ d) 𝜆 = 𝑐𝑈ℎ 𝑒 e) 𝜆 = 𝑐ℎ 𝑒𝑈 9 (UFMG) Dois feixes de raios X, I e II, incidem sobre uma placa de chumbo e são totalmente absorvidos por ela. O comprimento de onda do feixe II é três vezes maior que o comprimento de onda do feixe I. Ao serem absorvidos, um fóton do feixe I transfere à placa de chumbo uma energia E1 e um fóton do feixe II, uma energia E2. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: a) E2 = 9 E1 b) E2 = 3 E1 c) E2 = E1 d) E2 = E1 3 10 (UFSC) Dispõe-se de uma placa metálica M, e de uma esferinha metálica P, muito leve, suspensa por um fio isolante, ambas inicialmente neutras e isoladas. Um feixe de luz violeta incide sobre a placa e, logo em seguida, a bolinha é atraída. Repetindo-se a operação com luz vermelha, isso não ocorre. As figuras abaixo ilustram o desenrolar dos fenômenos. Sobre esses fenômenos, é correto afirmar: (01) A intensidade da luz vermelha foi menor que aquela da luz violeta. (02) A placa M, ao ser iluminada pelo feixe violeta, ficou eletrizada. (04) A placa M estava pintada com tinta violeta. (08) A massa das partículas luminosas do feixe violeta é maior do que a do feixe vermelho. (16) O fóton de luz violeta tem maior energia que o fóton de luz vermelha. (32) Aumentando-se o tempo de iluminação da placa M com luz vermelha, ela passaria a atrair a esferinha P. Dê como resposta a soma dos números associados às proposições que você considera verdadeiras. 11 (UFSC) Em um laboratório, são fornecidas a um estudante duas lâmpadas de luz monocromática. Uma emite luz com comprimento de onda correspondente ao vermelho (𝜆 = 6,2 • 10-7 m) e com potência de 150 W. A outra lâmpada emite luz com comprimento de onda correspondente ao violeta (𝜆 ≅ 3,9 • 10-7 m) e cuja potência é de 15 W. O estudante deve realizar uma experiência sobre o efeito fotoelétrico. Inicialmente ele ilumina uma placa de lítio metálico com a lâmpada de 150 W e, em seguida, ilumina a mesma placa coma lâmpada de 15 W. A frequência-limite do lítio metálico é aproximadamente 6,0 • 1014 Hz. Em relação ã descrição apresentada, identifique a(s) proposição(ões) correta(s). (01) Ao iluminar a placa de lítio com a lâmpada de 15 W, elétrons são ejetados da superfície metálica. (02) Como a lâmpada de luz vermelha tem maior potência, os elétrons serão ejetados da superfície metálica, ao iluminarmos a placa de lítio com a lâmpada de 150 W. (04) A energia cinética dos elétrons, ejetados da placa de lítio, aumenta com o aumento da frequência da luz incidente. (08) Quanto maior o comprimento de onda da luz utilizada, maior a energia cinética dos elétrons ejetados da superfície metálica. (16) Se o estudante iluminasse a superfície de lítio metálico com uma lâmpada de 5 W de luz monocromática, com comprimento de onda de 4,6 • 10-7 m (luz azul), os elétrons seriam ejetados da superfície metálica do lítio. (32) Se o estudante utilizasse uma lâmpada de luz violeta de 60 W, a quantidade de elétrons ejetados da superfície do lítio seria quatro vezes maior que a obtida com a lâmpada de 15 W. (64) A energia cinética dos elétrons ejetados, obtida com a lâmpada de luz vermelha de 150 W, é dez vezes maior que a obtida com a lâmpada de luz violeta de 15 W. 12 (UFC-CE) De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, a enegia total de uma partícula satisfaz a equação E2 = p2 • c2 + m0 2 • c4, onde p é a quantidade de movimento linear da partícula, m0 é sua massa de repouso e c é a velocidade da luz no vácuo. Ainda de acordo com Einstein, uma luz de frequência f pode ser tratada como sendo constituída de fótons, partículas com massa de repouso nula e com energia E = h • f, onde h é a constante de Planck. Com base nessas informações, você pode concluir que a quantidade de movimento linear p de um fóton é: a) p = h • c d) p = h • f c b) p = h • c f e) p = c • f h c) p = 1 ℎ • 𝑐 13 (UFPI) Sobre o modelo de Bohr para o átomo, podemos afirmar, corretamente, que: a) a teoria postula que, se o átomo ganha energia, o elétron move-se para uma órbita mais próxima do núcleo. b) a força eletrostática de atração entre o núcleo e o elétron não retém o elétron nas suas órbitas. c) um dos postulados do modelo estabelece que o elétron emite energia quando orbita em torno do núcleo. d) uma vez que o átomo de hidrogênio contém apenas um elétron, seu aspecto de energia deve mostrar apenas uma linha. e) para o átomo de hidrogênio, o nível de menor energia (n = 1) vale cerca de -13,6 e V. 14 (UFRN) Um átomo de hidrogênio, ao passar de um estado quântico para outro, emite ou absorve radiação eletromagnética de energias bem definidas. No diagrama abaixo, estão esquematicamente representados os três primeiros níveis de energia do átomo de hidrogênio. Considere dois fótons, f1 e f2, com energias iguais a 10,2 e V e 8,7 e V, respectivamente, e um átomo de hidrogênio no estado fundamental. Esse átomo de hidrogênio poderá absorver: a) apenas o fóton f2. c) ambos os fótons. b) apenas o fóton f1. d) nenhum dos dois fótons. 15 (UFJF-MG) A figura abaixo mostra os níveis de energia do átomo de hidrogênio. Se inicialmente o elétron está no estado quântico fundamental (de menor energia), qual a sua energia cinética após o átomo ter sido ionizado por um fóton de energia 20 e V? a) 33.6 eV b) 13,6 eV c) 6,4 eV d) 10,2 eV 16 (ITA) O diagrama mostra os níveis de energia (n) de um elétron em um certo átomo. Qual das transições mostradas na figura representa a emissão de um fóton com o menor comprimento de onda? a) I b) II c) III d) IV e) V 17 (UFC-CE) Na figura abaixo, as flechas numeradas de 1 até 9 representam transições possíveis de ocorrer entre alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio, de acordo com o modelo de Bohr. Para ocorrer uma transição, o átomo emite (ou absorve) um fóton cuja energia ℎ •𝑐 𝜆 é igual a |∆𝐸| (h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz no vácuo, 𝜆 é o comprimento de onda do fóton e ∆𝐸 é a diferença de energia entre os dois níveis envolvidos na transição). Suponha que o átomo emite os fótons X e Y, cujos comprimentos de onda são, respectivamente, 𝜆x = 1,03 • 10-7 m e 𝜆Y = 4,85 • 10-7 m. As transições corretamente associadas às emissões desses dois fótons são: a) 4 e 8 b) 2 e 6 c) 3 e 9 d) 5 e 7 e) 1 e 7 (Use h = 4,14 • 10-15 eV • s e c = 3,0 • 108 m/s.) 18 (ITA) O átomo de hidrogênio no modelo de Bohr é constituído de um elétron de carga -e e massa m, que se move em órbitas circulares de raio r em torno do próton, sob a influência da atração coulombiana. O raio r é quantizado, dado por r = n2 • a0, onde a0 é o raio de Bohr e n = 1, 2,.... O período orbital para o nível n, envol- vendo a permissividade do vácuo 𝜀0, é igual a: a) 𝑒 4 • 𝜋 • 𝑎0• 𝑛 3 • √𝜀0•𝑚 •𝑎0 d) 4 • 𝜋 • 𝑎0• 𝑛 3 • √𝜋 • 𝜀0•𝑚 •𝑎0 𝑒 b) 4 • 𝜋 • 𝑎0• 𝑛 3 • √𝜀0•𝑚 •𝑎0 𝑒 e) 𝑒 4 • 𝜋 • 𝑎0• 𝑛 3 • √𝜋 • 𝜀0•𝑚 •𝑎0 c) 𝜋 • 𝑎0• 𝑛 3 • √𝜋 • 𝜀0•𝑚 •𝑎0 𝑒 19 (ITA) Fragmento infinitésimo, WWW.CURSOZEROUM.COM.BR 66 Quase que apenas mental, Quantum granulado no mel, Quantum ondulado do sal, Mel de urânio, sal de rádio Qualquer coisa quase ideal. Um trecho da música Quanta, de Gilberto Gil, é reproduzido no destaque acima. As frases "Quan-tum granulado no mel" e "Quantum ondulado do sal" relacionam-se, na Física, com: a) conservação de energia. b) conservação da quantidade de movimento. c) dualidade partícula-onda. d) princípio da causalidade. e) conservação do momento angular. 20 (UNEMAT-MT) Na história da Física, existem vários exemplos de conceitos que exigiram revisão ou mesmo substituição, quando novos dados experimentais se opuseram a eles. Em relação à natureza do comportamento da luz, isso não foi diferente, sendo resolvido somente no último século pela Mecânica Quântica. Qual é a natureza do comportamento da luz para a Mecânica Quântica? a) Natureza corpuscular. b) Natureza ondulatória. c) Natureza dual, ou seja, às vezes se comporta como onda e às vezes como partícula. d) Natureza dual, ou seja, sempre se comporta como partícula. e) Natureza dual, ou seja, sempre se comporta como onda. 21 (UNIOESTE-PR) Sobre a natureza e propagação da luz, é correto afirmar que: (01) A luz, nos dias atuais, é interpretada como um pacote de energia que, nas interações com a matéria, apresenta dois aspectos: em certas interações se comporta como partícula e em outras interações se comporta como onda. (02) O físico Albert Einstein elaborou uma teoria sobre a natureza da luz, afirmando que a luz é formada por um fluxo de corpúsculos chamados fótons. (04) Maxwell anunciou, na segunda metade do século XIX, que a luz é energia carregada nos campos elétricos e magnéticos das ondas eletromagnéticas. Essa teoria mostra a absoluta prevalência da teoria ondulatória da luz, que é considerada a única válida até os dias atuais. (08) Isaac Newton afirmava, no século XVII, que a luz consiste em um fluxo de partículas microscópicas que se movem em linha reta, penetram nos materiais transparentes, saltam ao chocar-se contra superfícies de materiais opacos e, ao penetrarem em nossos olhos, estimulam o sentido da visão. (16) Thomas Young confirmou a teoria ondulatória da luz de Christian Huygens, verificando que a luz, ao passar por duas fendas extremamente finas, combina-se, formando regiões claras e escuras. (32) A teoria ondulatória da luz é a única utilizada para explicar o efeito fotoelétrico, fenômeno pelo qual elétrons são arrancados de metais devido à transformação de energia luminosa em energia cinética. (64) Após uma longa controvérsia científica sobre a questão da natureza da luz, iniciada por volta do ano 500 a.C., apenas no século XIX conseguiu-se a compreensão total da questão, através da confirmação da natureza ondulatóriada luz. 22 (UFMT) A porta automática de um shopping center, as calculadoras e relógios que funcionam com energia solar são recursos tecnológicos utilizados no dia-a-dia de uma cidade e que envolvem energia luminosa e cargas elétricas, constituindo o fenômeno físico conhecido como "efeito fotoelétrico". Sobre esse tema, julgue as afirmativas: (0) A energia luminosa constitui-se de "pacotes discretos" denominados fótons, que podem ser considerados partículas. (1) Quando um fóton incide sobre um pedaço de metal e interage com um elétron, este absorve a energia daquele e pode ser arrancado do metal. (2) A velocidade dos elétrons que se desprendem do metal devido à incidência da luz depende da frequência e da intensidade da luz. (3) A luz tem natureza dual (onda-partícula), sendo o efeito fotoelétrico uma manifestação do aspecto corpuscular. 23 (PUC) O dualismo onda-partícula refere-se a características corpusculares presentes nas ondas luminosas e a características ondulatórias presentes no comportamento de partículas, tais como elétrons. A Natureza nos mostra que características corpusculares e ondulatórias não são antagônicas, mas sim complementares. Dentre os fenômenos listados, o único que não está relacionado com o dualismo onda-partícula é: a) o efeito fotoelétrico. b) a ionização de átomos pela incidência de luz. c) a difração de elétrons. d) o rompimento de ligações entre átomos pela incidência de luz. e) a propagação, no vácuo, de ondas de rádio de frequência média. 24 (ITA) Dobrando-se a energia cinética de um elétron não- relativístico, o comprimento de onda original de sua função de onda fica multiplicado por: a) 1 √2 b) 1 2 c) 1 4 d) √2 e) 2 25 (UFRN) Amanda, apaixonada por História da Ciência, ficou surpresa ao ouvir de um colega de turma o seguinte relato: J. J. Thomson recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1906, pela descoberta da partícula elétron. Curiosamente, seu filho, G. P. Thomson, recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1937, por seu im- portante trabalho experimental sobre difração de elétrons por cristais. Ou seja, enquanto um verificou aspectos de partícula para o elétron, o outro percebeu a natureza ondulatória do elétron. Nesse relato, de conteúdo incomum para a maioria das pessoas, Amanda teve a lucidez de perceber que o aspecto ondulatório do elétron era uma comprovação experimental da teoria das ondas de matéria, proposta por Louis De Broglie, em 1924. Ou seja, o relato do colega de Amanda estava apoiado num fato bem estabelecido em •Física, que é o seguinte: a) O princípio da superposição, bastante usado em toda a Física, diz que aspectos de onda e de partícula se complementam um ao outro e podem se superpor num mesmo experimento. b) O princípio da incerteza, de Heisenberg, afirma que uma entidade física exibe ao mesmo tempo suas características de onda e de partícula. c) A teoria da relatividade, de Einstein, afirma ser tudo relativo; assim, dependendo da situação, características de onda e de partícula podem ser exibidas simultaneamente. d) Aspectos de onda e de partícula se complementam um ao outro, mas não podem ser observados simultaneamente num mesmo experimento. 26 (UFJF-MG) O modelo atômico de Bohr, aperfeiçoado por Sommerfeld, prevê órbitas elípticas para os elétrons em torno do núcleo num sistema planetário. A afirmação "um elétron encontra-se exatamente na posição de menor distância ao nú- cleo com velocidade exatamente igual a 107 m/s" é correta do ponto de vista do modelo de Bohr. mas viola o princípio: a) da relatividade restrita, de Einstein. b) da conservação da energia. c) de Pascal. d) da incerteza, de Heisenberg. e) da conservação de momento linear. 27 (ITA) No modelo proposto por Einstein. a luz se comporta como se sua energia estivesse concentrada em pacotes discretos, chamados de quanta de luz, e atualmente conhecidos por fótons. Estes possuem momento p e energia E relacionados pela equação E = p • c, em que c é a velocidade da luz no vácuo. Cada fóton carrega uma energia E = h • f, em que h é a constante de Planck e fé a frequência da luz. Um evento raro. porém possível, é a fusão de dois fótons, produzindo um par elétron-pósitron, sendo a massa do pósitron igual à massa do elétron. A relação de Einstein associa a energia da partícula à massa do elétron ou pósitron, isto é, E = me • c2. Assinale a frequência mínima de cada fóton, para que dois fótons, com momentos opostos e de módulo iguais, produzam um par elétron-pósitron após colisão. a) f = 4 • 𝑚𝑒• 𝑐 2 ℎ d) f = 𝑚𝑒• 𝑐 2 2 • ℎ b) f = 𝑚𝑒• 𝑐 2 ℎ e) f = 𝑚𝑒• 𝑐 2 4 • ℎ c) f = 2 • 𝑚𝑒• 𝑐 2 ℎ GABARITO 1C 2B 3A 4D 5A 6C 7D 8E 9D 10.soma = 18(02+16) 11.corretas: (01),(04),(16) e (32) 12D 13E 14B 15C 16C 17B 18D 19C 20C 21.corretas: (01),(0),(08) e (16) 22.corretas: (0),(1) e (3) 23E 24A 25D 26D 27B