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VestCursos Militares – prof Renato Brito – Página 1 REVISÃO CIRCUITOS E CAPACITORES FÍSICA PARA ESCOLAS MILITARES Questão 01 Uma moeda está no fundo de um copo contendo dois líquidos imiscíveis água (índice de refração n2) e óleo (índice de refração n1 < n2). Se a camada de água tem espessura H2 e a camada de óleo tem espessura H1, a moeda será vista a uma profundidade aparente h dada por: H1 H2 n2 n1 n2 n1 h R e n a to B ri to R e n a to B ri to a) 1 1 2 2n H n H+ b) 1 2 1 2 H H n n + c) 1 2 1 2 H H n n + + d) 1 2 2 1 H H n n + Questão 02 Um bloco de massa m = 34 kg, eletrizado com carga elétrica +2C, é abandonado do repouso do topo de um plano inclinado liso a uma altura h = 5 m de uma mola isolante de constante elástica K = 2000 N/m. Se a gravidade local vale g = 10 N/kg e o campo elétrico uniforme vertical para baixo tem intensidade E = 5 V/m, o Prof. Renato Brito pede que você determine a máxima deformação atingida pela mola: a) 0,1 m b) 0,2 m c) 0,3 m d) 0,4 m e) 0,5 m 30 o K m g E h Prof Renato Brito Questão 03 Um bloco de massa 10 kg é abandonado do repouso sobre uma rampa lisa na posição indicada na figura, num local onde g = 10 m/s2. O prof. Renato Brito pede que você determine a energia cinética máxima atingida pelo bloco durante seu movimento de descida. Dados: Q = +150C, q = +4 C, k = 9.109 N.m2/C2, = 37o, sen37o = 0,6 a) 8 J b) 12 J c) 16 J d) 24 J e) 30 J + + 90 cm +Q +q Prof Renato Brito Questão 04 Um vagão de estrada de ferro percorre uma curva de raio R = 300 m. A distância entre os trilhos é d = 1,60 m e o centro de massa G do vagão situa-se à altura h = 1,50 m acima dos trilhos. Considerando que a aceleração local da gravidade vale g = 10 m/s2, o prof.Renato Brito pede que você determine aproximadamente a velocidade máxima com que o vagão pode passar pela curva sem tombamento. a) 25 m/s b) 30 m/s c) 40 m/s d) 45 m/s e) 35 m/s D H G Questão 05 No circuito abaixo, sabendo que todas as resistências valem R, o prof. Renato Brito pede que você determine a resistência equivalente entre os pontos A e B. a) 3R/4 b) 4R/5 c) 2R/3 d) 3R/5 e) 2R/5 A B R R R R R R R Questão 06 Um cilindro adiabático vertical foi dividido em duas partes por um êmbolo de 6,0 kg de massa que pode deslizar sem atrito. Na parte superior, fez-se vácuo e na inferior foram colocados 2 mols de um gás ideal monoatômico. Um resistor de resistência elétrica ôhmica R igual a 1 é colocado no interior do gás e ligado a um gerador elétrico que fornece uma corrente elétrica i, constante, de 400 mA, conforme ilustrado na figura abaixo. Fechando-se a chave Ch durante 12,5 min, o êmbolo desloca-se 80 cm numa expansão isobárica de um estado de equilíbrio para outro. Nessas condições, a variação da temperatura do gás foi, em C, de : (constante universal dos gases perfeitos: R 8 J/ mol K= ) a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 5,0 Questão 07 Três capacitores, inicialmente descarregados, foram uma de suas extremidades conectadas ao ponto comum O, e as demais extremidades conectadas aos pontos A, B e D, cujos potenciais elétricos valem respectivamente VA, VB e VD. O prof. Renato Brito pede que você determine o potencial elétrico do ponto O comum: A B D O C1 C2 C3 VestCursos Militares – prof Renato Brito – Página 2 FÍSICA PARA ESCOLAS MILITARES – PROF RENATO BRITO a) A B D V V V 3 + + b) A 1 B 2 D 3 1 2 3 V C V C V C C C C + + + + c) A 1 B 2 D 3 1 2 3 V C V C V C 3.(C C C ) + + + + d) A B D 1 2 3 1 2 3 V V V (C C C ) C C C + + + + e) 1 2 3A B D 1 2 3 (C C C )V V V C C C 3 + + + + Questão 08 Um capacitor a vácuo (ko = 1) é formado por um par de placas planas paralelas de área A cuja distância entre elas vale d. A sua capacitância inicial vale C = 10 F. Admita que, em seguida, o meio entre as placas foi preenchido com um par de dielétricos de mesma espessura d, constantes dielétricas k1 = 2 e k2 = 4 e áreas iguais à metade área A das placas do capacitor. Determine a nova capacitância do capacitor assim formado. K1 K2 Questão 09 Um capacitor é formado por um par de placas planas paralelas de área A cuja distância entre elas vale d = 5 cm. O meio entre as placas é inicialmente preenchido com vácuo (ko = 1), situação em que a sua capacitância vale C = 20 F. Admita que, em seguida, uma placa de cobre de espessura b = 3 cm será inserida entre as placas do capacitor, paralelamente às mesmas, a uma distância qualquer entre as placas. Determine a nova capacitância do capacitor assim formado. d metal bd Questão 10 No circuito abaixo, o capacitor de 5 F encontra-se inicialmente descarregado. Determine: + - 6 k i C=5F12V 32 a) a corrente elétrica fornecida pela bateria logo após a chave k ser fechada; b) a corrente elétrica fornecida pela bateria quando o capacitor estiver plenamente carregado. c) a carga elétrica final armazenada pelo capacitor. Questão 11 (ITA 2008) A figura 1 mostra um capacitor de placas paralelas com vácuo entre as placas, cuja capacitância é C0. Num determinado instante, uma placa dielétrica de espessura d/4 e constante dielétrica K é colocada entre as placas do capacitor, conforme a figura 2. Tal modificação altera a capacitância do capacitor para um valor C. Determine a razão C0 /C1. a) 3K 1 4K + b) 4K 3K 1+ c) 4 12k 3 + d) 3 4 12K+ Questão 12 Um capacitor de capacitância C foi carregado até atingir uma carga Qo. Em seguida, foi conectado a um conjunto de resistores RA, RB e RC em série, como mostra a figura a seguir. Fechando-se a chave, o capacitor se descarrega através dos resistores, dissipando toda a sua energia armazenada em efeito joule através dos resistores. Determine a energia dissipada em cada resistor. RA RBC RC ++ ++ -- -- Qo Questão 13 Um capacitor de capacitância C foi carregado até atingir uma carga Qo. Em seguida, foi conectado a um conjunto de resistores RA, RB e RC em paralelo, como mostra a figura a seguir. Fechando-se a chave, o capacitor se descarrega através dos resistores, dissipando toda a sua energia armazenada em efeito joule através dos resistores. Determine a energia dissipada em cada resistor. RA RBC RC ++ ++ -- -- Qo Questão 14 Um capacitor a vácuo é inicialmente conectado a uma bateria de tensão Uo até ser carregado. Em seguida, a bateria é desconectada e um bloquinho de porcelana, de constante dielétrica k e espessura b, é introduzido pelo prof. Renato Brito entre as placas do capacitor, paralelamente às mesmas. Se a distância entre as placas do capacitor vale d > b, a tensão elétrica final entre as placas do capacitor vale: a) o b 1 U 1 k d k + − b) o d 1 U 1 1 b k + − c) o b 1 U 1 1 d k + − d) o d 1 U 1 k b k + − VestCursos Militares – prof Renato Brito – Página 3 REVISÃO CIRCUITOS E CAPACITORES FÍSICA PARA ESCOLAS MILITARES Questão 15 Um capacitor é carregado até atingir uma ddp de 120 V. Em seguida, ele é conectado a um resistor de resistência R e, 1 segundo depois, a ddp do capacitor já caiu para 90 V. O prof. Renato Brito pede que você determine a ddp do capacitor 2 s após ele ter sido conectado ao resistor, sabendo que a carga Q do capacitor decai exponencialmente, em função do tempo, de acordo com a expressão: t R.C oQ Q .e − = a) 32,5 V b) 45,5 V c) 62,5 V d) 67,5 V e) 72,5 V Questão 16 Duas esferas idênticas são ligadas às extremidades de uma mola e pendurados ao teto por um fio, conforme ilustra a figura ao lado. Quando o conjunto está em equilíbrio o fio é cortado. Sendo g a aceleraçãolocal da gravidade, os valores das acelerações iniciais das esferas 1 e 2 serão, respectivamente: a) g e g b) 2g e g c) g e 2g d) 0 e g e) 2g e 0. m m K 1 2 Questão 17 Uma haste metálica rígida AB, de peso P e comprimento L , está suspensa por um fio de nylon CB de comprimento a, e se apoia na parede vertical lisa no ponto A . Determinar a posição da haste, definida pela distância x, para qual ocorre equilíbrio. a) 2 2(a L ) / 2− b) 2 2(a L ) / 3− c) 2 2(a L ) / 4+ d) 2 2(a 2L ) / 2− C B a A x L Questão 18 Três blocos cúbicos iguais de arestas a estão empilhados conforme sugere a figura a seguir. Nessas condições, a máxima distância x para que ainda se tenha equilíbrio é: a) a / 2 b) 7a / 8 c) a d) 11a / 12 e) 3a / 4 a a x Questão 19 Qual a temperatura máxima atingida por um mol de gás ideal que evolui, no plano PV, sobre a curva 𝑃 = 𝑃0 – 𝛼𝑉, onde e Po são constantes dadas ? Adote 𝑅 constante universal dos gases. a) Po2 / R b) Po2 / 2R c) Po2 / 4R d) Po / 4R e) Po /2R Questão 20 A figura abaixo mostra o diagrama PV de um ciclo termodinâmico percorrido por n mols de um gás ideal monoatômico. P V 3p p v 3v A B CD A respeito desse ciclo, responda as seguintes perguntas: a) Em qual estado termodinâmico o gás apresenta maior temperatura ? b) Em qual estado termodinâmico o gás apresenta menor temperatura ? c) Em quais etapas a temperatura aumenta ? d) Em quais etapas o gás Receber calor ? e) Em quais etapas o gás cede calor ? f) Qual o calor total recebido pelo gás nesse ciclo ? g) Qual o rendimento desse ciclo ? Questão 21 - Escola Naval 2021 a) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) 10 m/s Questão 22 - Escola Naval 2021 VestCursos Militares – prof Renato Brito – Página 4 FÍSICA PARA ESCOLAS MILITARES – PROF RENATO BRITO Questão 23 Uma bateria ideal de 46V alimenta um conjunto de resistores como mostra a figura abaixo. O prof. Renato Brito pede que você determine a corrente elétrica i, sabendo que R = 0,4 K . a) 1 mA b) 2 mA c) 3 mA d) 5 mA e) 10 mA 6R 4R R 2R R R 2R 46V i Questão 24 Doze capacitores idênticos de mesma capacitância C = 3 F inicialmente descarregados foram conectados formando um cubo como mostra a figura abaixo. Em seguida, uma bateria foi conectada ao sistema até atingir o equilíbrio eletrostático. Ao final do processo, o capacitor em destaque atingiu uma carga Q = 8mC. Em seguida, a bateria foi eliminada do circuito e substituída por um resistor de resistência r = 10 que estava imersa no interior de um recipiente adiabático que continha 1 kg de gelo inicialmente a 0oC. O prof. Renato Brito pede que você determine a massa de gelo que se funde. a) 10 g b) 25 g c) 150 g d) 250 g e) 600 g C Renato Brito Questão 25 A figura mostra um condutor abcd homogêneo, de massa m= 300 g, articulado em suas extremidades e imerso num campo magnético uniforme dado por ( )B 40.i 30j mT= − e num campo gravitacional uniforme de intensidade g = 10 N/kg. Sabendo que o condutor encontra-se em equilibrio, o prof Renato Brito pede que você determine a intensidade da corrente elétrica I que o atravessa. a) 36 A b) 32 A c) 64 A d) 128 A e) 150 A O CURSO DE FÍSICA PARA ESCOLAS MILITARES agora custa apenas R$ 30,00 ! O preço caiu mas o curso ficou ainda mais completo ! 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