PROVA SUBSTITUTIVA (A6) - ONDAS, ELETRICIDADE E MAGNETISMO

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Pergunta 1
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Uma partícula (   ,  ) que se move em uma região onde um campo magnético possui componentes   
 e  O instante em que a velocidade da partícula é de   e a direção de sua velocidade é de 120° em relação
ao campo magnético. Assinale corretamente a alternativa que apresenta a aceleração da partícula.
39 m/s 2
39 m/s2
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a princípio temos que calcular a relação entre a força magnética com relação a segunda Lei de
Newton. Deste modo, temos que a aceleração é dada por  , onde o módulo do vetor   é dado por  . Realizando
a substituição do resultado encontramos a aceleração.
Pergunta 2
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Frequência de oscilação é o número de oscilações de onda por um certo período. A unidade de frequência do Sistema Internacional (SI)
é o hertz (   ), que equivale a 1 segundo, sendo representada pela letra  . Então, quando se afirma que uma onda vibra a  ,
significa que ela oscila 50 vezes por segundo. Suponha que um bloco com massa de   se desloca em uma superfície horizontal
sem atrito, estando preso a uma mola com  . O deslocamento do bloco é dado por  , a partir da posição em que a mola
está em repouso. No instante  , o bloco passa por   com uma velocidade de   no sentido positivo da trajetória  . 
 
 RESUMO de Física. Guia do Estudante , 16 mai. 2017. Disponível em: https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/resumo-de-fisica-cal
culando-frequencias/ . Acesso em: 5 dez. 2019. 
 
 Referente ao exposto, qual é a frequência de oscilação?
 
   
.
.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois sabemos que a frequência linear é dada pela razão entre a frequência angular e a constante  .
É preciso conhecer, também, a relação que nos leva à frequência angular que, por definição, é  . Obtemos, assim, o resultado correto,
fazendo .
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https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/resumo-de-fisica-calculando-frequencias/
Pergunta 3
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Analise a imagem a seguir:
 
    
 
Fonte: o próprio autor.
 
Qualquer corpo que armazena carga independente da sua função possui uma capacitância. A energia vai sendo transformada dentro do
sistema e então sendo armazenada, logo, a partir das informações em relação aos capacitores podemos calcular variáveis do circuito.
Nesse contexto, assinale a alternativa que apresenta a energia armazenada no capacitor de 50 m F quando Va - Vb = 22 V:
0,48 mJ.
0,48 mJ.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois podemos calcular a capacitância equivalente da associação em série dos três capacitores, assim
teremos uma capacitância de 10 mF. Em seguida calculamos a energia para a associação de capacitores em série, que é proporcional a metade da
capacitância total com o produto da diferença de potencial aplicada entre eles, levando ao resultado encontrado.
Pergunta 4
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A resistência é a quantidade que determina a corrente resultante da tensão em um circuito simples. Quando a resistência aumenta para
uma tensão fixa então a corrente diminui, mas se a resistência diminui a corrente aumenta. Nesse contexto, uma lâmpada pequena é
classificada em 7,50 W quando operada a 125 V. O filamento de tungstênio possui um coeficiente de temperatura de resistividade 𝜶 =
4,50 x 10 -3 / °C. Quando o filamento está quente e brilhante, sua temperatura é sete vezes a temperatura ambiente (20°C). Nesse
sentido, assinale a alternativa que apresenta a resistência do filamento (em ohms) à temperatura ambiente (Nota:  ):
1 350.
1 350.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a potência é dada pela razão entre o quadrado do potencial elétrico e a resistência. A partir
desse valor, e assumindo que o objeto possui as mesmas dimensões no início e no final, calculamos a resistência a temperatura ambiente a partir
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da razão entre o valor anteriormente dividido por  .
Pergunta 5
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Em algumas situações, tomamos um choque quando tocamos em um objeto metálico. O que ocorre, nesse caso, é que o objeto estava
carregado e parte de sua carga passa para o nosso corpo ou o usa como meio de migrar para a terra. A carga que os objetos podem
acumular é popularmente denominada “eletricidade estática”. Suponha que uma força elétrica atuando entre dois corpos   e  ,
separados por uma distância  , são repulsivas e valem  . Após retirarmos metade da carga do corpo  , teremos uma nova ordenação
do sistema.
 
 LABORATÓRIO de Eletricidade e Magnetismo. Introdução à Eletrostática . Disponível em: http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teachi
ng/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf . Acesso em: 5 dez. 2019. 
 
 Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente a nova separação entre os corpos para que a força entre eles
permaneça igual a  
.
.
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Como a
força não deve variar e a carga   perde metade do valor, temos de calcular a nova distância entre as cargas. Assim, com 
 eliminando os fatores iguais, chegamos ao resultado correto.
Pergunta 6
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/arqui
vos/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:
 
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http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf
http://coral.ufsm.br/gef/arquivos/osciond.pdf
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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.
Pergunta 7
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Um capacitor é um dispositivo formado por dois condutores separados e carregados com uma carga +Q e –Q respectivamente, sendo
que a capacitância é sempre uma qualidade positiva, por definição. Sendo assim dependente da distribuição geométrica. Um capacitor
de 25 m F carregado em 50 V e um capacitor C carregado em 20 V são conectados um ao outro, com as duas placas positivas
conectadas e as duas placas negativas conectadas.A diferença de potencial final no capacitor 25 m F é 36 V. Nesse contexto, assinale a
alternativa que contém o valor aproximado da capacitância de C:
22 mF.
22 mF.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois nesse caso, calculamos a carga em cada um dos capacitores como o produto entre a
capacitância e o potencial elétrico. Em seguida, como temos uma associação em paralelo, podemos assumir que a capacitância equivalente é a
soma das capacitâncias. Como o potencial final é o mesmo, podemos assumir que a razão entre a soma das cargas e a soma das capacitâncias é
esse valor. Fazendo a álgebra necessária, encontraremos o valor da capacitância requerida.
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Pergunta 8
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Uma transmissão elétrica é planejada com dois fios paralelos longos são separados por uma distância de  . A corrente em um dos
fios é duas vezes a intensidade da outra corrente. Se a magnitude da força em um comprimento de   de um dos fios for igual a 
  qual é a maior das duas correntes?
0.40 A
0.40 A
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o campo magnético total é dado pelo somatório dos campos em um ponto de referência. Como
uma corrente é três vezes o valor da outra corrente, podemos substituir e encontrar a força total resultante em um ponto de referência. A partir
desse ponto é possível definir o valor da corrente.
Pergunta 9
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Para estudar a energia mecânica do oscilador harmônico, tomaremos, como exemplo, o sistema corpo-mola. A energia cinética do
sistema está no corpo de massa m. A mola não tem energia cinética, porque é uma mola ideal que, além de obedecer à lei de Hooke,
tem massa desprezível. Um corpo de comprimento   e massa   está suspenso por uma de suas extremidades. Assim, deve-se tratar
esse corpo como um pêndulo físico associado a um momento de inércia, semelhante ao de uma barra homogênea. 
 
 SILVA, R. T. da. Notas de Aula de Física . Disponível em: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/06_forca_de_atrito.pdf . Acesso em: 5
dez. 2019. 
 
 Com base no exposto, é correto afirmar que o período de movimento oscilatório em relação a um pêndulo simples é igual a:
 
   
.
.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois não condiz com a relação entre o período do pêndulo físico e o pêndulo simples,
uma vez que o período do pêndulo físico é igual a   . Ao comparar com o período de um pêndulo simples, o qual possui período igual a
, chegamos ao resultado apresentado. Concluímos, assim, que o resultado não está de acordo com o assinalado.
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http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/06_forca_de_atrito.pdf
Pergunta 10
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A força tem natureza vetorial e, como tal, deve ser assim expressa. Além disso, devemos buscar uma expressão de caráter vetorial que
descreva os fenômenos de atração ou repulsão entre as cargas. A presença de cargas puntiformes   e  , separadas por uma
distância  , gera uma força de repulsão eletrostática de módulo  . Todavia, se os valores das cargas mudarem para   e 
 , a distância muda para  .
 
 FÍSICA Geral e Experimental III. A Lei de Coulomb . Disponível em: http://www.fotoacustica.fis.ufba.br/daniele/FIS3/Coulomb.pdf .
Acesso em: 5 dez. 2019.
 
 A partir do exposto, é correto afirmar que o valor da nova força será:
 
  
   
   
   
   
  
 
 
 
 
 
 
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Na
definição inicial, temos que a força é dada por  . Com a posterior mudança, temos que a força é calculada a partir das novas
relações, assim   levando-nos ao resultado adequado.
http://www.fotoacustica.fis.ufba.br/daniele/FIS3/Coulomb.pdf