PROVA N2 Ondas, Eletricidade e Magnetismo

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Pergunta 1
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Comentário
da resposta:
De acordo com a lei de Hooke, uma mola, a qual um agente externo dá uma
elongação que aumenta ou diminui o seu comprimento de equilíbrio, tende a
voltar ao seu comprimento original, exercendo, sobre o agente externo, uma
força de intensidade proporcional à elongação. Um carro de possui um
conjunto de amortecedores em total estado de desgaste. Uma pessoa com o
peso de se desloca até o centro de gravidade do carro, fazendo com que
ele baixe . Em seguida, o carro passa por uma estrada que possui um
buraco. Isso, então, faz com que ocorra uma oscilação vertical de MHS (utilize
 ). 
 
 
 PALANDI, J. et al. Movimento circular uniforme, movimento harmônico
simples e ondas . Disponível em: http://coral.ufsm.br/gef/arquivos/osciond.pdf .
Acesso em: 5 dez. 2019.
 
 Considerando o carro e a pessoa como uma única massa apoiada sobre uma
mola, analise as afirmativas a seguir:
 
 I. A constante elástica da mola apresentada será igual a .
 II. A massa total, que faz o movimento de oscilação, é igual a .
 
III. O período de oscilação que corresponde ao sistema é igual a .
 IV. A constante elástica da mola apresentada será igual a .
 
 Está correto o que se afirma em:
 
 
II e III, apenas.
II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a constante elástica pode ser
calculada a partir da relação entre a força e o deslocamento apresentado, levando-
nos ao seguinte cálculo: , fato que torna as
afirmativas I e IV incorretas. A soma das massas é igual a , já que a
massa do carro é dada e o peso da pessoa dividido pela gravidade nos leva a 
. Assim, ao efetuarmos a soma, verificamos que a afirmativa II está correta.
Ademais, ao calcularmos o período encontramos um valor igual a 
, o que torna a afirmativa III correta.
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http://coral.ufsm.br/gef/arquivos/osciond.pdf
Pergunta 2
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Comentário
da resposta:
Para entendermos a origem da carga elétrica de um corpo, é necessário
entendermos um pouco sobre a estrutura atômica da matéria. Os prótons e os
nêutrons se localizam no núcleo do átomo, que é um caroço central com
diâmetro da ordem de . Os elétrons orbitam em torno do núcleo. 
 
 ROQUE, A. Aula 1. Carga elétrica e Lei de Coulomb . Disponível em: htt
p://sisne.org/Disciplinas/Grad/FisicaBasica2IBM/aula1.pdf . Acesso em: 5 dez. 2019.
 
 Com base no exposto, se colocarmos duas esferas carregadas, porém
afastadas cerca de , elas irão se atrair com uma força de . Assim, se
uma delas tiver o dobro de carga da segunda, qual é a carga das duas esferas? 
 (Considere ). 
 e 
 e 
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto
das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Ao saber que essa força
vale e a distância dada entre as cargas é igual a , podemos calcular o
produto entre as cargas. Assim, . Desse
modo, se uma das cargas possui o dobro do valor da outra, chegamos ao valor
adequado.
Pergunta 3
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Comentário
da resposta:
A Lei de Coulomb trata da força de interação entre as partículas eletrizadas e, a
partir dessa Lei, sabemos que as partículas de mesmo sinal se repelem e as de
sinais opostos se atraem. Em um sistema que possui duas esferas com cargas 
 e , estas são colocadas em contato e, após separadas,
ambas ficam eletrizadas, respectivamente, com outros valores de carga. É
correto afirmar, então, que as cargas elétricas adquiridas por ambas são:
 
4 C e -4 C.
2 C e 2 C.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, já que podemos observar
que as cargas iniciais não devem ser as mesmas cargas que temos no final, pois,
ao serem colocadas em contato, elas adquirem o equilíbrio eletrostático. Desse
modo, o somatório da carga resultante se divide entre as duas cargas em contato,
fazendo com que tenhamos cargas com o mesmo sinal em cada esfera e metade
da carga total para cada uma.
Pergunta 4
Um material de alta resistência é usado como isolante entre os condutores de
um comprimento de cabo coaxial. O material de resistência, que forma um tubo
oco, possui um raio interno A e um raio externo B, e o isolador fornece uma
resistência R entre os condutores. Se um segundo isolador, feito do mesmo
material e com o mesmo comprimento, for fabricado com o dobro do raio interno
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http://sisne.org/Disciplinas/Grad/FisicaBasica2IBM/aula1.pdf
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Comentário
da resposta:
e do raio externo do primeiro, podemos inferir que alternativa correta que contém
a resistência por ele fornecida entre os condutores é:
2 R.
R.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois pela segunda lei de
Ohm que a resistência depende diretamente do comprimento e inversamente da
área. Nesse problema o comprimento é a diferença entre os raios internos e
externos e a área é a do cilindro. Desse modo, a mudança nos raios interno e
externo.
Pergunta 5
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Comentário
da resposta:
Analise a figura a seguir:
 
 
 
Fonte: o próprio autor.
 
Podemos afirmar que uma fonte de tensão que produz uma força eletromotriz,
não produz força, mas sim uma diferença de potencial. No entanto, o termo força
eletromotriz, também abreviado como fem, é usado apenas por convenção
histórica. A fem gera a diferença de potenciais necessária para produzir a
formação de uma corrente elétrica no circuito. O circuito da figura apresentada
contém 5 lâmpadas idênticas. A fem é 110 V. Nesse sentido, assinale a
alternativa que contém as lâmpadas com maior brilho:
A e B: porque estão mais próximos dos terminais da bateria.
E: Como a diferença de potencial entre E é a da bateria.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois ao analisar o circuito,
percebemos que as lâmpadas A e B estão em série. Do mesmo modo, verificamos
que as lâmpadas também estão em série, fazendo com que o potencial em cada
uma dessas lâmpadas seja a metade do potencial da bateria. Como o potencial se
mantém constante em elementos que estão em paralelo com a fonte, então a
lâmpada E possui o mesmo potencial da bateria e assim terá maior brilho.
Pergunta 6
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Comentário
Um eletricista instala dois fios paralelos e longos, separados por , cada
um carrega uma corrente de . Essas duas correntes são direcionadas de
maneira oposta. Determine qual será a magnitude do campo magnético em um
ponto entre os dois fios se é a distância entre um dos dois fios até o
ponto. E em seguida assinale a alternativa correta.
2,0 mT
2,0 mT
Resposta correta. A alternativa está correta, pois como as correntes estão no
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da resposta: mesmo sentido, no ponto entre as duas correntes veremos que o campo deve se
subtrair. Outro ponto importante é que, se a distância entre os dois fios é de 
 e o ponto está localizado a de distância, o outro deve estar
localizado a Logo, o campo de cada corrente é dado por e ao
subtrairmos os dois campos, encontraremos o respectivo resultado.
Pergunta 7
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Comentário
da resposta:
A Teoria do Som foi publicada pela primeira vez em 1877, especificamente pelo
cientista inglês Lorde Rayleigh. Esse tratado praticamente inaugurou a física
acústica moderna. Atualmente, a ultrassonografia, ou ecografia, é uma técnica
de geração de imagens que usa ondas sonoras de alta frequência (ultrassom) e
seus ecos.
 
ULTRASSONOGRAFIA. Biofísica . Disponível em: http://www.ufrgs.br/biofisica/Ecografia.pdf . Acesso em: 5 dez. 2019. 
 
Considere que, em uma clínica, é utilizado um aparelho semelhante a um alto
falante, a fim de realizar o diagnóstico médico. Logo, pode-se afirmar que a 
frequência de oscilação do aparelho é de Assim, a frequência angular
do alto falante é igual a:
 
 
.
.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois podemos verificar que a
frequência angular é dada pelo produto entre a frequência linear e a constante .
Assim, qualquer outro resultado difere da definição, não concordando com os
cálculos. Ou seja:
Pergunta 8
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Comentário
da resposta:
Um segmento de fio transporta uma corrente de ao longo do eixo que vai
de a e, em seguida, ao longo do eixo indo da posição a 
 Nesta região do espaço, o campo magnético é igual a na direção
positiva do eixo Dessa forma qual será a magnitude da força nesse segmento
de fio.
2.0 N
2.0 N
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a força magnética deve ser
calculada a partir do produto vetorial entre o comprimento do fio, no sentido da
corrente elétrica, e o campo magnético. Nesse caso, temos que o deslocamento
da corrente em duas direções coordenadas, de modo que a corrente que se
desloca na direção não produz força magnética, gerando força magnética
apenas sobre a corrente que se desloca na direção .
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http://www.ufrgs.br/biofisica/Ecografia.pdf
Quarta-feira, 3 de Fevereiro de 2021 19h41min58s BRT
Pergunta 9
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Comentário
da resposta:
Uma partícula ( ) se move em um campo magnético
uniforme com uma velocidade de magnitude de e uma direção a do
campo magnético. Observa-se que a partícula possui uma aceleração com
magnitude de . Assinale a alternativa correta de qual é a magnitude do
campo magnético.
4,7 mT
4,7 mT
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a segunda lei de Newton é dada
pelo produto entre a massa e a aceleração. Assumindo que a força magnética tem
resultante dada pela segunda lei de Newton, temos . Deste modo,
podemos calcular o campo magnético como a razão .
Pergunta 10
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Comentário
da resposta:
Um condutor cilíndrico comprido com raio de 2,0 cm carrega uma corrente de 40
A, que é distribuída uniformemente sobre uma seção transversal do fio. 
Determine qual será a magnitude do campo magnético em um ponto a 1,5 cm do
eixo do fio.
0,30 mT
0,30 mT
Resposta correta. A alternativa está correta, pois pela lei de Ampère, onde
 e a corrente é proporcional ao raio envolvido, podemos chegar
a relação , onde é o raio interno e é o raio total do cilindro.
Realizando os cálculos necessários, verificamos o resultado.
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