físicaeletricidade e física moderna QUESTÕES DE VESTIBULARES 2017.1 (1o semestre) 2017.2 (2o semestre) sumário ELETROSTÁTICA VESTIBULARES 2017.1............................................................................................................................... 2 VESTIBULARES 2017.2............................................................................................................................... 9 ELETRODINÂMICA VESTIBULARES 2017.1..............................................................................................................................13 VESTIBULARES 2017.2..............................................................................................................................28 ELETROMAGNETISMO VESTIBULARES 2017.1..............................................................................................................................37 VESTIBULARES 2017.2..............................................................................................................................45 FÍSICA MODERNA VESTIBULARES 2017.1..............................................................................................................................49 VESTIBULARES 2017.2..............................................................................................................................55
[email protected] ELETRICIDADE (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: E Duas cargas elétricas A e B contêm 1,0 coulomb cada e estão sepa- ELETROSTÁTICA radas 1,0 metro uma da outra, como mostra a figura. VESTIBULARES 2017.1 (PUC/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: D Duas cargas pontuais q 1 e q 2 são colocadas a uma distância R en- Considerando a constante eletrostática do meio entre as cargas tre si. Nesta situação, observa-se uma força de módulo F0 sobre a igual a k, os módulos da força elétrica entre elas e do campo elétrico carga q 2 . que uma gera na outra, respectivamente, são iguais a Se agora a carga q 2 for reduzida à metade e a distância entre as a) k e 2k. d) k2 e k2. cargas for reduzida para R/4, qual será o módulo da força atuando b) 2k e k. *e) k e k. em q 1 ? c) 2k e 2k. a) F0 /32 b) F0 /2 (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: A c) 2F0 Considere um condutor elétrico inicialmente neutro e um corpo iso- *d) 8F0 lante carregado positivamente. O condutor e o corpo são aproxima- e) 16F0 dos um do outro, mas sem que ocorra contato físico entre eles, de modo a se efetuar o processo de indução elétrica do condutor, atra- vés de uma ligação com a terra, como mostra a figura. (UNICENTRO/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: D Considerando-se uma partícula carregada com carga positiva, de massa 0,2 mg, que parte do repouso em uma região onde existe um campo elétrico uniforme de intensidade igual a 25 kN/C e ad- quire uma energia cinética de 0,4 kJ, ao percorrer uma distância de 0,8 dam, é correto afirmar que a carga elétrica dessa partícula, em mC, é igual a a) 5,0. b) 4,0. c) 3,0. *d) 2,0. e) 1,0. Durante o processo de eletrização do condutor houve *a) migração de elétrons da terra para o condutor, eletrizando-o ne- (UNIFENAS/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: A gativamente. Duas cargas elétricas −Q e + q são mantidas nos pontos A e B, que b) migração de elétrons da terra para o condutor, eletrizando-o po- distam 40 cm um do outro. Ao se medir o potencial elétrico no ponto sitivamente. C, no ponto médio de A e B, encontra-se qual valor para o potencial c) migração de elétrons do condutor para a terra, eletrizando-o ne- elétrico resultante? Considere |Q| = 3.10−2 C, |q |= 1.10−2 C e que a gativamente. constante eletrostática do meio seja 9.109 N.m2.C−2. d) migração de elétrons do condutor para a terra, eletrizando-o po- sitivamente. *a) − 9.108 Volts. e) migração de elétrons do condutor para o corpo isolante, eletrizan- b) −9.107 Volts. do o condutor positivamente. c) −9.106 Volts. d) −9.105 Volts. (UNESP-2017.1) - ALTERNATIVA: E e) −9.104 Volts. Três esferas puntiformes, eletrizadas com cargas elétricas q1 = q2 = +Q e q3 = – 2Q, estão fixas e dispostas sobre uma circunferência de (UNICENTRO/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: D raio r e centro C, em uma região onde a constante eletrostática é A figura representa três pequenas esferas, A, B e C, fixadas no vá- igual a k0, conforme representadona figura. cuo e eletrizadas com a mesma carga Q. Considerando-se que a força de repulsão entre A e B tem intensi- dade igual a 40,0 N, é correto afirmar que a intensidade da força elétrica exercida por A e B sobre a esfera C, em N, é igual a a) 210 b) 230 Considere VC o potencial eletrostático e EC o módulo do campo elé- c) 250 trico no ponto C devido às três cargas. Os valores de VC e EC são, *d) 270 respectivamente, 4 · k0 · Q (PUC/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: D a) zero e r2 Um sistema de cargas pontuais é formado por duas cargas positi- vas +q e uma negativa – q, todas de mesma intensidade, cada qual 4 · k0 · Q k0 · Q b) e fixa em um dos vértices de um triângulo equilátero de lado r. Se r r2 substituirmos a carga negativa por uma positiva de mesma intensi- c) zero e zero dade, qual será a variação da energia potencial elétrica do sistema? A constante de Coulomb é denotada por k. 2 · k0 · Q 2 · k0 · Q d) e a) 2kq2/r *d) 4kq2/r r r2 b) – 2kq2/r e) kq2/r 2 · k0 · Q c) –4kq2/r *e) zero e r2
[email protected] 2 (VUNESP/Uni·FACEF-2017.1) - ALTERNATIVA: A (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: B A tabela mostra uma série triboelétrica envolvendo seis materiais. Ao A figura representa linhas de força entre duas cargas puntiformes. se atritar dois desses materiais, o de valor mais alto cede elétrons para o de valor mais baixo. Material Valor couro 15 vidro 12 lã 9 âmbar 7 PVC 5 (www.cienciasacm.xpg.com.br) teflon 2 Assinale a alternativa correta. a) Uma dessas cargas é negativa e a outra é nula. Suponha que os seis materiais estão inicialmente neutros eletrica- *b) Essas cargas possuem sinais contrários. mente. Depois de a lã ser atritada com o couro, o PVC com o vidro e c) Essas cargas são necessariamente positivas. o teflon com o âmbar, haverá atração eletrostática entre d) Essas cargas são necessariamente negativas. *a) o couro e o PVC. e) Uma dessas cargas é positiva e a outra é nula. b) o couro e o vidro. c) o PVC e o teflon. (UNITAU/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A d) o âmbar e o vidro. Dois capacitores idênticos, de capacitância igual a 2 μF, estão liga- e) o âmbar e o couro. dos em série, conforme a figura abaixo. (FAC. ISRAELITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A Observe a figura abaixo onde duas esferas de massas iguais a m estão eletrizadas com cargas elétricas Q, iguais em módulo, porém de sinais contrários. Estando o sistema em equilíbrio estático, deter- mine a distância d entre os centros das esferas. Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a g, a constante eletrostática do meio igual a k e a tração na corda igual a T. √ k *a) d = | Q | . T – m.g Sobre esses capacitores, é CORRETO afirmar: √ T – m.g b) d = | Q | . *a) As cargas, em cada um dos dois capacitores, são iguais a 10 ‒ 4 C. k b) As cargas são diferentes nos dois capacitores. m c) As diferenças de potencial entre as placas dos capacitores são √ T – m.g iguais a 100 V em cada um. c) d = d d) As diferenças de potencial entre as placas dos dois capacitores k|Q| são diferentes. e) As tensões nas placas dos dois capacitores são iguais, apesar de √ 1 . k.T as cargas serem diferentes. d) d = |Q| m.g (FAC. CATÓLICA/TO-2017.1) - ALTERNATIVA: B Nos aparelhos celulares modernos com câmera fotográfica é comum (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: D a utilização de lâmpadas de flash para melhorar a qualidade da foto Considere um condutor esférico eletrizado com carga . Para pontos digital em algumas situações. Esse dispositivo pode ser composto externos a esse condutor, o potencial elétrico foi medido em função por um tubo preenchido com gás xenônio, com eletrodos em cada da distância do seu centro, conforme o gráfico a seguir. extremidade. Nesse tipo de flash pode-se usar capacitores com a fi- nalidade de se armazenar energia elétrica em quantidade suficiente para se efetuar um disparo. Considere a figura abaixo como sendo a associação de capacitores utilizada nesse aparelho contendo os capacitores C1 = 100 μ F, C2 = 300 μ F e C3 = 25 μ F. Qual é a carga elétrica desse condutor esférico, em Coulomb? Supondo que a bateria do celular esteja ligada exclusivamente à Dado: Constante da lei de Coulomb k = 9,0 × 109 Nm2/C2 associação de capacitores e que ela fornece uma diferença de po- a) 12 ·10–12 tencial de 3 V, marque a alternativa correta que dá o valor da carga b) 8,0 ·10–15 elétrica no capacitor “C1” após o carregamento total. c) 6,0·10–9 a) 100 μ C d) 300 μ C *d) 35 ·10–14 *b) 225 μ C e) 150 μ C e) 1,5 ·10–6 c) 75 μ C
[email protected] 3 (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: B (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: E Duas cargas de mesmo módulo e com sinais contrários foram fixa- Ao se atritar um bastão de vidro com um pedaço de lã, inicialmente das conforme a figura a seguir. neutros, ambos se eletrizam por atrito, de modo que o bastão fica eletrizado positivamente e o pedaço de lã fica eletrizado negativa- mente. Nesse processo de eletrização, o bastão de vidro a) ganha elétrons e perde prótons. b) ganha prótons, apenas. c) ganha elétrons, apenas. d) perde elétrons e ganha prótons. *e) perde elétrons, apenas. Avaliando-se os efeitos eletrostáticos das cargas Q 1 e Q 2 , no ponto (UNICEUB/DF-2017.1) - RESPOSTA: 90 E; 91 C ; 92 C P, verifica-se que Em algumas condições, o músculo cardíaco apresenta contração a) o vetor campo elétrico da carga Q 2 tem a mesma direção que deficiente na propulsão do sangue. Essa arritmia, chamada fibrila- aquele de Q 1 . ção, pode ser letal se não for interrompida a tempo. Uma intervenção *b) o potencial elétrico é dado pela soma algébrica dos potenciais adotada envolve o uso de um desfibrilador, equipamento eletrônico de Q 1 e Q 2. utilizado para, diretamente ou por meio de eletrodos, aplicar no pa- c) a intensidade é a mesma tanto para o potencial de Q 1 como para ciente descargas elétricas, graduadas de acordo com a necessidade Q2 . para a reversão do caso. d) o campo elétrico de Q 1 tem uma dependência inversa com a dis- tância ao ponto. e) a carga de prova q 0 , se colocada nesse ponto, seguirá na direção da carga Q 1 . (FAC. CATÓLICA/TO-2017.1) - ALTERNATIVA: C Um pêndulo simples está preso ao teto por um fio de 1,015 m, leve, inextensível e isolante, sendo que a massa suspensa por ele está inicialmente neutra. Um campo elétrico uniforme de intensidade igual a 50 N/C é aplicado para baixo paralelamente à força peso do pêndulo. Adotando-se a aceleração da gravidade local como 10 m/s2, tem-se: Considerando que os eletrodos de um desfibrilador sejam os termi- I. Enquanto a carga elétrica do pêndulo permanecer neutra o perío- nais de um capacitor de 70 μ F, com carga de 7 C, e que toda a ener- do do mesmo será igual a 2 segundos gia elétrica utilizada no processo de desfibrilação seja armazenada II. Se a massa do pêndulo for 5 g e a carga igual a –1 mC então o no capacitor e, em seguida, aplicada diretamente no paciente, julgue mesmo deixará de oscilar e tencionar o fio. os itens a seguir como CERTO (C) ou ERRADO (E). III. Se uma carga elétrica de 500 μ C for agora colocada na massa do 90. Caso a carga do capacitor seja dobrada e sua capacitância seja pêndulo, então o período do mesmo aumentará. mantida, a energia nele armazenada será duplicada. IV. Se uma carga elétrica de – 500 μ C for colocada na massa do 91. A tensão elétrica nos terminais desse desfibrilador é de 100 000 V. pêndulo, então o período do mesmo diminuirá. 92. O referido desfibrilador armazena 350 kJ de energia. Está(ão) correta(s): a) a sentença I, apenas. b) a sentença II, apenas. (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) Considere duas pequenas esferas metálicas, feitas do mesmo mate- *c) as sentenças I e II. rial e com o mesmo tamanho, uma com carga elétrica de 3 × 10–8 C e d) as sentenças I e III. outra com 12 × 10–8 C, localizadas no vácuo a uma distância de 3 m e) as sentenças I e IV. uma da outra. Em relação ao enunciado, assinale o que for correto. Dados: k0 = 9 × 109 N · m2/C2. (CESUPA-2017.1) - ALTERNATIVA: D Sabemos que a força eletrostática F entre duas cargas elétricas pon- 01) Para a distância de 3 m, a força elétrica na esfera de carga de tuais Q1 e Q2 obedece à Lei de Coulomb e a intensidade desta força 3 × 10–8 C é 3,6 m N. varia com o inverso do quadrado da distância entre as duas cargas. 02) O campo elétrico total é zero em um ponto situado entre as duas Como o campo elétrico associado a uma carga Q1 pode ser definido esferas e a 1 m da esfera de carga de 3 × 10–8 C. pela razão entre a força que ela exerce sobre a carga Q2 e o valor 04) Se colocarmos as duas esferas em contato, após o equilíbrio, desta carga, qual dos gráficos abaixo representa a variação da in- cada uma das esferas terá uma carga de 15 × 10–8 C. tensidade do campo elétrico com a distância? 08) No ponto, situado entre as duas esferas, onde o valor do campo elétrico total é zero, o valor do potencial elétrico não é necessaria- a) c) mente zero. campo elétrico campo elétrico (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08) Duas esferas idênticas, A e B, têm cargas iguais a q . Elas estão separadas por uma distância muito maior que seus diâmetros, e a força elétrica entre elas tem módulo F. Uma terceira esfera, C, é idêntica às outras duas e pode ou não estar eletricamente carrega- distância distância da. Assinale o que for correto. 01) C está descarregada e é encostada em A e depois em B, e então removida. A força elétrica resultante entre A e B é 3F/4 . b) *d) 02) C está descarregada e é encostada em A e então removida. A força elétrica resultante entre A e B é F/2 . campo elétrico campo elétrico 04) C está carregada com q e é encostada em A e depois em B, e então removida. A força elétrica resultante entre A e B é 2F. 08) C está carregada com −q e é encostada em A e então removida. A força elétrica resultante entre A e B é nula. 16) C está carregada com −q e é encostada em A e depois em B, e distância distância então removida. A força elétrica resultante entre A e B é F/2 .
[email protected] 4 (VUNESP/CFSA-2017.1) - ALTERNATIVA: B (VUNESP/CEFSA-2017.1) - ALTERNATIVA: B A tabela a seguir constitui o que se chama de série triboelétrica, em Analise a imagem na qual se vê uma sequência de eletrização por que os materiais estão ordenados de acordo com sua capacidade de contato entre dois condutores A e B feitos com o mesmo material, serem eletrizados. Se dois deles forem atritados entre si, aquele que mas de tamanhos diferentes, sendo inicialmente A neutro e B eletri- aparece na série acima do outro torna-se positivo, e o outro, abaixo camente positivo. na série, torna-se negativo. Os corpos A e B, após o contato, são levados a uma posição tal que efeitos de indução passam a ser desprezíveis. O resultado final é: a) A e B ficam carregados com sinais contrários. *b) A e B ficam carregados positivamente, mas em quantidades de- siguais de cargas. c) A fica positivamente carregado, e B se neutraliza. d) A e B ficam carregados positivamente e com a mesma quantidade de carga. e) A permanece neutro, e B permanece carregado positivamente. (FUVEST/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A Um objeto metálico, X, eletricamente isolado, tem carga negativa 5,0 × 10–12 C. Um segundo objeto metálico, Y, neutro, mantido em contato com a Terra, é aproximado do primeiro e ocorre uma faís- ca entre ambos, sem que eles se toquem. A duração da faísca é 0,5 s e sua intensidade é 10–11 A. No final desse processo, as cargas elétricas totais dos objetos X e Y são, respectivamente, Analisando essa tabela, conclui-se corretamente que *a) zero e zero. a) pele humana seca, couro, pele de coelho e vidro irão receber elé- b) zero e – 5,0 × 10–12 C. trons se forem atritados com papel, algodão, aço ou madeira. *b) os metais cobre, ouro, prata e latão irão ceder elétrons se forem c) – 2,5 × 10–12 C e – 2,5 × 10–12 C. atritados com poliuretano, polietileno ou polipropileno. d) – 2,5 × 10–12 C e +2,5 × 10–12 C. c) borracha dura não se eletriza com nenhum outro material por ser e) + 5,0 × 10–12 C e zero. isolante elétrico. d) se um pente de madeira for usado para pentear o cabelo humano, ele não se eletrizará, apenas o cabelo ficará eletrizado. (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 02 (02) e) se um pedaço de pano de algodão for atritado com um filme de Considere uma esfera condutora S, que tem 0,5 metro como me- PVC, ele ficará eletrizado negativamente e o filme positivamente. dida do raio, eletrizada com carga Q e no vácuo. Seja P um ponto, situado a 2 m do centro de S, e que em P exista um campo elétrico com 9×10–2 V/m de intensidade. Considerando a carga elétrica Q > (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) 0 e o valor da constante eletrostática k0 = 9×109 N.m2/C2, é correto Em um laboratório de Física, duas esferas metálicas de tamanhos afirmar que: diferentes estão penduradas por fios isolantes, sem terem contato 01) A distância de P até a superfície de S é indeterminada. entre si (despreze a atração eletrostática entre elas). A esfera 1 tem 02) A carga elétrica, distribuída na superfície de S, vale 4×10–11 C. raio r1 e está carregada com uma carga q1 . A esfera 2 tem raio r 2 04) Toda reta que passa por P ou tem interseção com S em dois e está descarregada. As duas esferas são, então, conectadas por pontos, ou não possui interseção com S. meio de um fio condutor de resistência desprezível (a presença de 08) O potencial elétrico no ponto P é igual a 9 V. carga no fio também é desprezível). Após a conexão, as esferas 16) Se um plano passa por P e tem interseção com S, então ele passam a ter cargas q1* e q2* , respectivamente. V1 é o potencial elé- determina em S uma circunferência. trico da esfera 1 na situação inicial. V1* e V2* são os potenciais das esferas 1 e 2, respectivamente, após a conexão. Sobre a carga elé- trica e o potencial elétrico das esferas, antes e depois da conexão, (MACKENZIE/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B → assinale o que for correto. A intensidade do campo elétrico ( E ) e do potencial elétrico (V) em 01) V1 = V1* + V2* . um ponto P gerado pela carga puntiforme Q são, respectivamente, 50 N/C e 100 V . A distância d que a carga puntiforme se encontra 02) q1* = q2* . do ponto P, imersa no ar, é 04) q2* / q1* = r2 / r1 . a) 1,0 m d) 4,0 m 08) q1* = q2* = q1 . *b) 2,0 m e) 5,0 m c) 3,0 m 16) V1* = V2* . (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: C (UNICEUB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: B Considere dois capacitores, C1 = 2 μ F e C2 = 3 μ F, ligados em série Um pequeno fragmento de limalha de ferro de massa m = 2×10–4 g, inicialmente neutro, foi eletrizado até ficar com uma carga negativa e inicialmente descarregados. Supondo que os terminais livres da Q = 1,6 × 105 C. Após este processo a massa final do fragmento de associação foram conectados aos polos de uma bateria, é correto limalha passa a ser afirmar que, após cessar a corrente elétrica, a) as cargas nos dois capacitores são iguais e a tensão elétrica é a) 2,1 × 10–4 g Adote: maior em C2. *b) 3,0 × 10–4 g b) a carga é maior em C2 e a tensão elétrica é igual nos dois. 17 Massa do elétron: me = 1 × 10–31 kg. c) 2,6 × 10 g *c) as cargas nos dois capacitores são iguais e a tensão elétrica é Carga do elétron: e = 1,6 × 10–19 C. d) 1,0 × 104 g maior em C1. e) 2,0 × 104 g d) a carga é maior em C1 e a tensão elétrica é igual nos dois.
[email protected] 5 (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: C (UNINORTE/AC-2017.1) - ALTERNATIVA: C → Um cosmonauta russo estava a bordo da estação espacial MIR Um feixe de elétrons com velocidade v0 penetra, horizontalmente, quando um de seus rádios de comunicação quebrou. Ele constatou na região entre as placas do capacitor plano, representado na figura. que dois capacitores do rádio de 3 μ F e 7 μ F ligados em série esta- vam queimados. Em função da disponibilidade, foi preciso substituir os capacitores defeituosos por um único capacitor que cumpria a mesma função. Qual foi a capacitância, medida em μ F, do capacitor utilizado pelo cosmonauta? a) 0,10 b) 0,50 *c) 2,1 d) 10 e) 21 Sabendo-se que m e q são, respectivamente, a massa e a carga do elétron em valor absoluto, desprezando os efeitos gravitacionais, (IFSUL/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: B bem como as variações do campo elétrico, E, nas bordas do capa- As cargas elétricas puntiformes q1 = 20 mC e q2 = 64 mC estão fixas citor, pode-se afirmar que a trajetória dos elétrons na região plana no vácuo (k0 = 9 × 109 Nm2/C2), respectivamente nos pontos A e B, entre as placas, é determinada pela relação conforme a figura abaixo. 2qE mE 2 a) y = x d) y = x mv02 2qv0 mE qE 3 b) y = x e) y = x 2qv02 2mv0 O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de qE *c) y = x2 a) 3,0 × 106 N/C. 2mv02 *b) 3,6 × 106 N/C. c) 4,0 × 106 N/C. (UFJF/MG-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO d) 4,5 × 106 N/C. Duas cargas elétricas, q1 = +1 μC e q2 = – 4 μC , estão no vácuo, fixas nos pontos 1 e 2, e separadas por uma distância d = 60 cm, (FPS/PE-2017.1) - ALTERNATIVA: C como mostra a figura abaixo. Dado: k = 9×109 N m2/C2. Uma partícula de massa M e carga Q é liberada do repouso numa região de vácuo entre duas placas carregadas, onde existe um cam- po elétrico uniforme de módulo E e direção horizontal (ver figura a seguir). Como base nas informações, determine: a) A intensidade, a direção e o sentido do vetor campo elétrico resul- tante no ponto médio da linha reta que une as duas cargas. b) O ponto em que o campo elétrico resultante é nulo à esquerda de q1. RESPOSTA UFJF/MG-2017.1: a) ER = 5×105 N/C, horizontal e apontando para a direita. b) ER é nulo a 60 cm à esquerda de q1 (na posição x = 0). A ação das forças peso e elétrica sobre a partícula faz com que (UFJF/2017.1) - ALTERNATIVA: A a sua trajetória seja diagonal, formando um ângulo de 45º com a Duas pequenas esferas condutoras idênticas estão eletrizadas. A vertical. O módulo da aceleração da gravidade é denotado por g. Po- primeira esfera tem uma carga de 2Q e a segunda uma carga de de-se afirmar que a razão carga massa (Q/M) da partícula é igual a 6Q. As duas esferas estão separadas por uma distância d e a força eletrostática entre elas é F1. Em seguida, as esferas são colocadas a) g E d) E /g em contato e depois separadas por uma distância 2d. Nessa nova b) 1/(gE) e) (g E)2 configuração, a força eletrostática entre as esferas é F2 . Pode-se *c) g /E afirmar sobre a relação entre as forças F1 e F2 , que: *a) F1 = 3F2 . (UNIMONTES/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: A b) F1 = F2 /12 . O circuito misto capacitivo consegue armazenar uma carga total de 45 μ C ao ser alimentado por uma bateria de 15 V. c) F1 = F2 / 3 . d) F1 = 4F2 . e) F1 = F2 . (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) As afirmativas abaixo dizem respeito à grandeza potencial elétrico. Nesse âmbito, marque o que for correto. Sabendo que todos os capacitores do circuito possuem a mesma 01) O potencial elétrico é uma grandeza escalar. capacitância, o valor da carga armazenada somente no capacitor 02) O potencial elétrico pode ser medido em coulomb/segundo, grandeza esta que no sistema internacional é chamada de joule (J). C1 vale: 04) O potencial elétrico num ponto localizado a uma certa distância *a) 15 μ C. de uma carga elétrica negativa, é também negativo e independe do b) 10 μ C. valor das cargas de prova que por ventura sejam ai colocadas. c) 30 μ C. 08) Nas associações em série de capacitores, cada capacitor será d) 25 μ C. submetido a mesma diferença de potencial da associação.
[email protected] 6 (UFJF/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: B (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Em uma experiência realizada em sala de aula, o professor de Física Um capacitor plano a vácuo é constituído por duas placas metálicas usou três esferas metálicas, idênticas e numeradas de 1 a 3, sus- com área de 0,10 m2 cada e separadas por uma distância de 5 cm. pensas por fios isolantes em três arranjos diferentes, como mostra Este capacitor é ligado a uma bateria de 500 V. Sobre o assunto, a figura abaixo: assinale o que for correto. Dados: e0 = 8,85×10−12 F/m. 01) Umas das funções básicas de um capacitor é o armazenamento de energia elétrica. 02) O valor da carga armazenada no capacitor será igual a 8,85×10−9 C. 04) Mantendo as condições apresentadas no enunciado, se for colo- cado entre as placas do capacitor um material dielétrico de constan- Inicialmente, o Professor eletrizou a esfera 3 com carga negativa. te elétrica igual a 2 e que irá preencher totalmente a região entre as Na sequência, o professor aproximou a esfera 1 da esfera 3 e elas placas, o valor da carga elétrica armazenada nas placas irá dobrar se repeliram. Em seguida, ele aproximou a esfera 2 da esfera 1 e em relação ao valor sem dielétrico. elas se atraíram. Por fim, aproximou a esfera 2 da esfera 3 e elas se 08) Uma das consequências da introdução de um material dielétrico atraíram. Na tentativa de explicar o fenômeno, 6 alunos fizeram os entre as placas de um capacitor é o aumento do valor do campo seguintes comentários: elétrico na região entre as placas. João: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera 2, 16) A capacitância do capacitor a vácuo, apresentado no enunciado, positivamente. é 3×10−11 F. Maria: A esfera 1 pode estar eletrizada positivamente e a esfera 2 negativamente. (UFSM/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D Letícia: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera Ana e Bruno presenciaram uma cena enquanto conversavam em 2 neutra. frente a uma cafeteria: uma terceira pessoa reclamava de ter levado Joaquim: A esfera 1 pode estar neutra e a esfera 2 eletrizada posi- um choque ao tocar a porta do caminhão no qual estava viajando há tivamente. muitos quilômetros em clima seco. Bruno apressou-se em fornecer a explicação a seguir. Marcos: As esferas 1 e 2 podem estar neutras. Marta: As esferas 1 e 2 podem estar eletrizadas positivamente. Durante a viagem, cargas elétricas são criadas no veículo em decor- rência do atrito entre a carroceria e o ar atmosférico. Como consequ- Assinale a alternativa que apresenta os alunos que fizeram comen- ência, o potencial elétrico no caminhão se torna diferente do poten- tários corretos com relação aos fenômenos observados: cial elétrico da Terra. Ao tocar o caminhão, a pessoa participa como a) somente João e Maria. um meio condutor que permite o escoamento de cargas elétricas *b) somente João e Letícia. entre o veículo e a Terra. Assim, uma corrente elétrica se estabelece c) somente Joaquim e Marta. nesta pessoa, cuja sensação fisiológica é o choque elétrico. d) somente João, Letícia e Marcos. e) somente Letícia e Maria. Ana, entretanto, está mais avançada que Bruno em seus estudos de Física e percebeu uma incorreção na explicação acima. Qual é a correção que Ana deveria ter feito em relação à explicação de Bruno (VUNESP/FAMERP-2017.1) - ALTERNATIVA: D para o fenômeno observado? Quatro cargas elétricas puntiformes, Q1 , Q2 , Q3 e Q4 , estão fixas a) O choque elétrico é a sensação fisiológica associada à diferença nos vértices de um quadrado, de modo que |Q1 | = |Q2 | = |Q3 | = |Q4 |. de potencial elétrico, e não à corrente elétrica. As posições das cargas e seus respectivos sinais estão indicados b) A pessoa que toca o caminhão não pode servir como meio condu- na figura. tor, visto que a resistência elétrica dos organismos é sempre muito alta. c) Uma vez que o caminhão se encontra em contato com a superfí- cie, seu potencial elétrico deve ser necessariamente igual ao poten- cial elétrico da Terra. *d) Cargas elétricas não são criadas em hipótese alguma, apenas transferidas entre as partes de um sistema elétrico. e) O atrito não pode eletrizar corpos metálicos, apenas isolantes, como plástico e papel. (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D Seis cargas elétricas iguais a Q estão dispostas, formando um hexá- gono regular de aresta R, conforme mostra a figura abaixo. Q Se E for o módulo do campo elétrico no ponto P, centro do quadrado, Q R Q devido à carga Q1 , o campo elétrico resultante no ponto P, devido à presença das quatro cargas, terá módulo a) zero R b) 4·E Q Q c) √2·E *d) 2·√2·E Q e) 4·√2·E Com base nesse arranjo, sendo k a constante eletrostática, conside- re as seguintes afirmações. I - O campo elétrico resultante no centro do hexágono tem módulo (ITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: E igual a 6kQ /R2. Carregada com um potencial de 100 V, flutua no ar uma bolha de II - O trabalho necessário para se trazer uma carga q, desde o infinito sabão condutora de eletricidade, de 10 cm de raio e 3,3 × 10–6 cm até o centro do hexágono, é igual a 6kQq /R. de espessura. Sendo a capacitância de uma esfera condutora no ar III- A força resultante sobre uma carga de prova q, colocada no cen- proporcional ao seu raio, assinale o potencial elétrico da gota esféri- tro do hexágono, é nula. ca formada após a bolha estourar. Quais estão corretas? a) 6 kV d) 9 kV a) Apenas 1. *d) Apenas II e III. b) 7 kV *e) 10 kV b) Apenas II. e) I, II e III. c) 8 kV c) Apenas I e III.
[email protected] 7 (UCB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: A (UNIFOR/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: A Capacitores são dispositivos utilizados para armazenar cargas elé- A membrana celular ou biomembrana é uma estrutura complexa, tricas e podem ser associados em série, em paralelo ou de forma que consiste em duas camadas de moléculas de proteínas separa- mista. Ao realizar o arranjo em paralelo, obtêm-se uma significativa das por uma camada de moléculas de fosfolipídeos. A biomembrana capacitância e um grande acúmulo de carga. Além disso, quando os tem uma espessura da ordem de 10 nm que separa dois meios de- capacitores são conectados em paralelo, eles compartilham a (o) nominados intracelular e extracelular. Esses meios são líquidos em mesma(o) forma de solução com características salinas. Moléculas suspensas *a) diferença de potencial. nesses líquidos encontram-se ionizadas, movendo-se livremente; b) carga. mesmo assim, os líquidos são quase eletricamente neutros, ou seja, c) dielétrico. a concentração ânions é muito próxima da concentração de cátions. d) área superficial. As biomembranas apresentam permissividade elétrica elétrica maior e) distância entre as placas. do que a do ar e alta resistência elétrica decorrente da extensa su- perfície líquida, o que implica uma diferença de potencial elétrico re- lativamente elevada da ordem de 100 mV entre o interior e o exterior (UNIFOR/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: C da célula. A membrana de um axônio pode ser modelada como uma Uma carga negativa se encontra numa região do espaço onde há um campo elétrico dirigido verticalmente para baixo. Pode-se afirmar fina casca cilíndrica de raio da ordem de 10–5 m, tendo um compri- que a força elétrica atuante sobre ela é: mento de 10,0 cm. A membrana tem carga positiva de um lado e car- a) nula. ga negativa no outro, e age como um capacitor de placas paralelas. b) para baixo. Considerando que a membrana tenha uma capacitância de 16,0 nF, *c) para cima. qual a carga positiva acumulada na membrana e a intensidade do d) horizontal para esquerda. campo elétrico? e) horizontal para direita. *a) 1,6 nC ; 107 V/m b) 1,6 × 103 C ; 10,0 V/m (ETEC/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D c) 1,6 nC ; 10–4 V/m Um caminho para a sustentabilidade é intensificar a reciclagem de d) 1,6 nC ; 0 materiais como o plástico. Os plásticos, sejam sobras de processos e) 1,6 × 103 C ; 1,6 × 10–19 V/m industriais ou mesmo recuperados do lixo, passam por uma triagem, que separa os diferentes tipos para, em seguida, serem lavados e transformados em pequenos grãos. Esses grãos podem, então, ser usados na confecção de novos materiais. Em sua fase final de reciclagem, os grãos sofrem muita agitação e podem ser eletrizados com carga positiva. Nessas condições, é correto afirmar que eles passaram por um pro- cesso de a) adição de prótons. *d) remoção de elétrons. b) adição de nêutrons. e) remoção de nêutrons. c) remoção de prótons. (IF/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: B Num livro de eletricidade você encontra três informações: a primeira afirma que isolantes são corpos que não permitem a passagem da corrente elétrica; a segunda afirma que o ar é isolante; e a terceira afirma que, em média, um raio se constitui de uma descarga elétrica correspondente a uma corrente de 10 000 ampères que atravessa o ar e desloca, da nuvem à Terra, cerca de 20 coulombs. Pode-se concluir que essas três informações são a) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0 s. *b) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 0,002 s. c) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 0,002 s. d) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0 s. e) conflitantes e que não é possível avaliar o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica. (FEI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D Quatro cargas estão colocadas nos vértices de um quadrado de lado l e conforme indicação na figura. q l q l l 2q 2q l Se uma carga q for colocada no centro do quadrilátero, a força sobre ela terá módulo: K4q2 Kq2 Kq2 2 a) b) c) √ l l l 2√2Kq2 6K2q *d) 2 e) l l2
[email protected] 8 VESTIBULARES 2017.2 (UNIFOR/CE-2017.2) - ALTERNATIVA: E A figura mostra o momento exato em que um raio cai sobre um mo- nólito, em Quixadá, a 158 Km de Fortaleza. Isso foi registrado em (SENAI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D um vídeo na quinta-feira, 23 de março, e tem repercutido em grupos Na época de verão, no clima tropical, é frequente a ocorrência de de WhatsApp. A descarga elétrica atingiu a estrutura geológica, que chuvas e temporais com grande incidência de raios. Edifícios e gran- fica localizada ao lado da Galinha Choca, um dos principais pontos des estruturas, geralmente, têm para-raios instalados, para realizar turísticos de Quixadá. a proteção contra descargas elétricas atmosféricas. Comumente, os para-raios se constituem de uma haste metálica colocada no ponto mais alto da construção para atrair as descargas elétricas e condu- zi-las ao solo através de cabos metálicos. Para as pessoas que não estão protegidas em construções, reco- menda-se evitar que se abriguem embaixo de árvores ou permane- çam em lugares abertos. Estando em local aberto, e não havendo possibilidade de se dirigir a outro local, o ideal é que a pessoa fique na posição agachada, permaneça calçada (tênis, sapato ou sandá- lia) e evite contato com o solo. A análise dessas informações permitiu as seguintes conclusões: I. os para-raios funcionam como isolante elétrico; II. árvores agem como condutores elétricos entre o solo e as nuvens; III. os calçados funcionam como um isolante elétrico. É correto o que se concluiu em a) I, II e III. *d) II e III, apenas. b) I e II, apenas. e) III, apenas. c) I e III, apenas. “Raio em Quixadá impressiona população” Disponível em: http://www.opovo.com.br/noti- cias/ceara/quixada/2017/03/raioem-quixada-impressiona-populacao-veja-video.html. Acesso em 10 de abril de 2017. (UNESP-2017.2) - ALTERNATIVA: A A adição de cloreto de sódio na água provoca a dissociação dos Este fenômeno ocorre devido íons do sal. Considerando a massa molar do cloreto de sódio igual a) à diminuição de cargas elétricas na nuvem, diminuindo a dife- a 58,5 g/mol, a constante de Avogadro igual a 6,0 × 1023 mol–1 e a rença de potencial entre a nuvem e o monólito, superando a rigidez dielétrica do ar e criado a enorme descarga elétrica. carga elétrica elementar igual a 1,6 × 10–19 C, é correto afirmar que, b) à igualdade dos sinais algébricos das cargas elétricas na nuvem quando se dissolverem totalmente 117 mg de cloreto de sódio em e no monólito, mantendo constante a diferença de potencial elétrico água, a quantidade de carga elétrica total dos íons positivos é de entre a nuvem e o monólito, superando a rigidez dielétrica do ar e *a) 1,92 × 102 C. d) 1,92 × 104 C. criado a enorme descarga elétrica. 2 b) 3,18 × 10 C. e) 3,18 × 104 C. c) à diminuição de cargas elétricas na nuvem, que anula a diferença de potencial entre a nuvem e o monólito, superando a rigidez dielé- c) 4,84 × 102 C. trica do ar e criando a enorme descarga elétrica. d) ao acúmulo de cargas elétricas na nuvem, aumentando o poten- (PUC/PR-2017.2) - ALTERNATIVA: E cial elétrico da nuvem e o potencial elétrico do monólito, não supe- Uma indústria automotiva faz a pintura de peças de um veículo usan- rando a rigidez dielétrica do ar e criado a enorme descarga elétrica. do a pintura eletrostática, processo também conhecido como pintura *e) ao acúmulo de cargas elétricas na nuvem, aumentando a dife- a pó. Nele, a pinça de um braço robótico condutor que segura a peça rença de potencial elétrico entre a nuvem e o monólito, superando a é ligada a um potencial de 1 kV. A pinça junto com a peça é imersa rigidez dielétrica do ar e criado a enorme descarga elétrica. em um tanque de tinta em pó à 0 V. A diferença de potencial promove a adesão da tinta à peça, que depois é conduzida pelo mesmo braço (CEDERJ-2017.2) - ALTERNATIVA: B robótico a um forno para secagem. Após essa etapa, o robô libera a Uma partícula de carga elétrica negativa entra na região central deli- peça pintada e o processo é reiniciado. A ilustração a seguir mostra mitada por duas placas planas e paralelas cujas dimensões são mui- parte desse processo. to maiores do que a separação entre elas. Os potenciais elétricos das placas esquerda e direita são, respectivamente, iguais a 100 V e 200 V. A indústria tem enfrentado um problema com a produção em série: após duas ou três peças pintadas, a tinta deixa de ter adesão nas Analise peças. Uma possível causa para tal problema é: I o lado para o qual a partícula será defletida nessas condições; a) o movimento do braço robótico carregando a peça no interior da II o que ocorre com a deflexão da partícula caso os valores dos tinta gera atrito e aquece o sistema, anulando a diferença de poten- potenciais elétricos de ambas as placas sejam acrescidos de cial e impedindo a adesão eletrostática. 300 V, passando a ter valores iguais a 400 V e 500 V, respectiva- b) a ausência de materiais condutores faz com que não exista dife- mente. rença de potencial entre a peça e a tinta. É correto afirmar que: c) cada peça pintada diminui a diferença de potencial até que, após a) A partícula será defletida para a direita e a deflexão aumenta com duas ou três peças pintadas, ela torne-se nula. o acréscimo nos pontenciais. d) quando a pinça e a peça são imersas na tinta, ambos entram em *b) A partícula será defletida para a direita e a deflexão não se altera equilíbrio eletrostático, o que impede que a tinta tenha aderência com o acréscimo nos pontenciais. sobre a superfície da peça. c) A partícula será defletida para a esquerda e a deflexão não se *e) com o tempo, a pinça acaba ficando recoberta por uma camada altera com o acréscimo nos pontenciais. de tinta que atua como isolante elétrico anulando a diferença de po- d) A partícula será defletida para a esquerda e a deflexão aumenta tencial entre a peça e a tinta. com o acréscimo nos pontenciais.
[email protected] 9 (UNESP-2017.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO (FEI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D O mecanismo de formação das nuvens de tempestade provoca a Três corpos A, B e C, com a mesma carga elétrica q , são colocados separação de cargas elétricas no interior da nuvem, criando uma conforme indica a figura abaixo. diferença de potencial elétrico U entre a base da nuvem e o solo. Ao se atingir certo valor de potencial elétrico, ocorre uma descarga elétrica, o raio. A intensidade da força elétrica que o corpo A exerce no corpo B é FAB = 2×10–6 N. A intensidade da força que o corpo C exerce sobre o corpo B vale: a) 4×10–7 N b) 2×10–6 N U=1,8×108 V c) 4×10–6 N *d) 5×10–7 N e) 2×10–7 N (VUNESP/CEFSA-2017.2) - ALTERNATIVA: D Considere duas cargas puntiformes, A e B, de cargas elétricas q e (http://pt.wikipedia.org. Adaptado.) 2q, respectivamente, separadas pela distância d. Se a distância en- tre elas for dobrada, mantendo-se a carga de A, a nova carga de Suponha que, quando a diferença de potencial entre a nuvem e o B, para que a força de repulsão entre elas se mantenha inalterada, solo atingiu o valor de 1,8 × 108 V, ocorreu um raio que transferiu deverá ser de uma carga elétrica de 30 C, em módulo, da nuvem para o solo, no a) 2q. intervalo de 200 ms. Calcule a intensidade média da corrente elé- trica, em ampères, estabelecida pelo raio. Considerando que uma b) 4q. bateria de capacidade 50 A· h acumula energia para fornecer uma c) 6q. corrente de 50 A durante uma hora, calcule quantas baterias de 10 V *d) 8q. e capacidade 50 A·h poderiam ser totalmente carregadas supondo e) 16q. que toda a quantidade de energia desse raio pudesse ser transferida a elas. Apresente os cálculos. RESPOSTA UNESP-2017.2: (IFSUL/RS-2017.2) - ALTERNATIVA: A i = 150 A ; n = 3 000 baterias se considerar que a diferença de Capacitores são componentes eletrônicos que têm por função básica potencial entre a nuvem e o solo permanece constante durante a armazenar cargas elétricas e, consequentemente, energia potencial descarga elétrica ou n = 1 500 baterias se considerar que a nuvem e elétrica. Em circuitos elétricos compostos apenas por capacitores, o solo constituem um capacitor plano. eles podem ser associados em série, em paralelo ou de forma mista. Em relação às características desses tipos de associação, quando associados em série, (IFNORTE/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: D *a) os capacitores armazenam cargas iguais. Raquel atritou um balão de borracha com um pedaço de tecido e o b) os capacitores submetem-se sempre à mesma diferença de po- aproximou de uma lata de refrigerante vazia, como ilustra a FIGURA tencial. 09: c) a carga total estabelecida na associação é igual à soma das car- FIGURA 09 gas de cada capacitor. d) a capacitância equivalente da associação é igual à soma das ca- pacitâncias individuais. (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D Considere um capacitor de placas paralelas com separação d e car- regado com carga Q. Sobre a energia no capacitor, é correto afirmar que a) está armazenada nas cargas elétricas das placas. b) é nula, pois a soma das cargas das placas é zero. c) é nula, pois a soma das cargas das placas é diferente de zero. *d) está armazenada no campo elétrico gerado pelas cargas das Disponível em: <https://www.exploratorium.edu>. Acesso em: 10 de abr. 2017. (Adaptado). placas. Em seguida, a estudante deslocou o balão, afastando-o da lata, e observou que ela passou a rolar no sentido indicado. Dentre as seguintes, a afirmação física CORRETA em relação ao fenômeno (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: B descrito é: Considere duas massas puntiformes de mesmo valor m, com cargas a) O balão está eletrizado com carga positiva e a lata com carga elétricas de mesmo valor Q e sinais opostos, e mantidas separadas negativa. de uma certa distância. Seja G a constante de gravitação universal b) O balão, com certeza, está eletrizado com carga negativa e a lata e k a constante eletrostática. A razão entre as forças de atração ele- com carga positiva. trostática e gravitacional é c) A lata está eletricamente neutra e o balão, com certeza, está ele- trizado positivamente. Gm2 . *d) A lata está eletricamente neutra e o balão pode estar eletrizado a) Q 2k tanto positiva como negativamente. Q 2k . (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D *b) Gm2 Considere as seguintes grandezas físicas: tempo, massa, campo elétrico. Essas grandezas são, respectiva- mente, Q 2G . c) a) escalar, vetorial e vetorial. km2 b) vetorial, vetorial e vetorial. c) vetorial, escalar e escalar. QG . d) *d) escalar, escalar e vetorial. km
[email protected] 10 (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: A (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) Considere dois capacitores ligados em série e conectados a uma O comportamento de uma carga elétrica de prova de 1,2 × 10–8 C, bateria. Um dos capacitores tem capacitância maior que a do outro. situada no vácuo, está representado no diagrama (Ep X d), em que É correto afirmar que a capacitância equivalente Ep é a energia potencial e d é a distância do ponto considerado até *a) é menor que qualquer uma das capacitâncias individuais. a carga elétrica geradora do campo elétrico. Considere a constante b) é maior que qualquer uma das capacitâncias individuais. eletrostática k0 = 9 × 109 N.m2/C2. c) tem valor entre as duas capacitâncias da associação. d) depende da tensão na bateria. (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: C Considere duas pilhas alcalinas de 1,5 V ligadas em paralelo, com polos de mesmo sinal ligados entre si. Nessa configuração, a tensão entre os terminais da associação é, em Volts, a) 0,5. b) 7,5. *c) 1,5. d) 3,0. (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: B Considere dois capacitores com diferentes capacitâncias, ligados em paralelo e conectados a uma bateria. É correto afirmar que, após carregados, Assinale o que for correto. a) a tensão entre os terminais do de maior capacitância é menor. *b) a tensão entre os terminais dos dois capacitores é a mesma. 01) O campo e o potencial elétrico gerados pela carga de prova são grandezas escalares. c) a corrente fornecida pela bateria é sempre maior que zero. 02) O potencial elétrico independe da carga de prova. Ele é função d) a corrente fornecida pela bateria é sempre menor que zero. da carga geradora, do meio em que esta se encontra e da distância do ponto considerado até a carga elétrica geradora. (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D 04) O potencial elétrico para uma distância de 4 cm será de 12 500 V. Considere a energia potencial elétrica armazenada em dois siste- 08) O valor da carga elétrica geradora é de aproximadamente mas compostos por: (i) duas cargas elétricas de mesmo sinal; (ii) 55,6 × 10–9 C. duas cargas de sinais opostos. A energia potencial no primeiro e no 16) Para 50 cm de distância, o potencial elétrico será de 1 000 V. segundo sistema, respectivamente, a) aumenta com a distância crescente entre as cargas e diminui com (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08) a redução da separação. Seja ABD um triângulo equilátero, cujo lado mede 24 cm. Suponha b) diminui com a distância decrescente entre as cargas e não depen- que, em B, exista uma carga elétrica puntiforme Q1 = 8,0×10−6 C; de da separação. em D, outra carga elétrica puntiforme Q2 = −8,0×10−6 C, e que todo c) aumenta com a distância crescente entre as cargas e não depen- o sistema esteja situado no vácuo. Seja M um ponto no segmento de da separação. BD e que diste 8cm de D. Considere que a constante de proporcio- *d) diminui com o aumento da distância entre as cargas e aumenta nalidade, no sistema internacional, é k0 = 9,0×109 N · m2/C2 e que o se a separação cresce. potencial elétrico é nulo, se observado infinitamente distante. Em relação a esses dados, assinale o que for correto. (VUNESP/UEFS-2017.2) - ALTERNATIVA: E 01) O potencial elétrico criado pelas duas cargas no ponto A é Três partículas eletrizadas com cargas positivas, qA = qB = qC , estão fixas em três vértices de um cubo, conforme a figura. 7,2×104 V. 02) O potencial elétrico criado pelas cargas no ponto M é −9,0×105 V. 04) O trabalho realizado, por um agente externo, sobre uma carga q, de 2,0×10−9 C, para levá-la de A até M, é 9,0×10−4 J. 08) Em módulo, o valor da força elétrica que Q1 exerce sobre Q2 é igual ao valor da força elétrica que Q2 exerce sobre Q1. 16) Se o sistema estivesse mergulhado em água pura, a força elé- trica que passaria a atuar em cada carga seria maior que a força elétrica no vácuo. (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) Duas esferas idênticas, cada uma delas com massa m = 1 kg, es- Sendo FAB a intensidade da força de repulsão entre qA e qB , FBC a tão separadas por uma distância de 1 m. Suponha que as esferas intensidade da força de repulsão entre qB e qC , e FAC a intensidade possam ser eletrizadas de tal maneira que cada uma delas adquira da força de repulsão entre qA e qC , é correto afirmar que uma carga elétrica positiva q (uniformemente distribuída). Considere que k0 = 9×109 N·m2/C2 é a constante eletrostática do meio, G = a) FAB = √2 ·FBC = √3 ·FAC . 6,67×10–11 N·m2/kg2 é a constante gravitacional, |e|= 1,6×10–19 C é b) FAB = 1,5·FBC = 2 ·FAC . o módulo da carga do elétron e g = 9,8 m/s2 é o módulo da acelera- ção gravitacional no local do experimento. Fe e Fg são os módulos c) 2·FAB = 3·FBC = 4·FAC . das forças de interação eletrostática e gravitacional, respectivamen- d) √2 ·FAB = √3 ·FBC = 2· FAC . te, entre as duas esferas. A respeito desse sistema, assinale o que for correto. *e) FAB = 2·FBC = 3 ·FAC . 01) Se Fg = Fe , então q /m = k0 /G . 02) Se Fg = Fe , então a intensidade da carga q é maior do que o mó- (USF/SP-2017.2) - RESPOSTA: J @ 0,27 A/m2 Define-se densidade média da corrente elétrica como sendo a gran- dulo da carga de meio bilhão de elétrons (considere 6,67 /3 = 0,86). deza que nos dá a corrente elétrica por unidade de área, dada em 04) Se dobrarmos a razão carga-massa (q /m) das esferas, então a A/m2. Considere uma célula nervosa com uma área total semelhan- razão Fe / Fg será quadruplicada. te a um cubo de aresta 10–3 cm, na qual cerca de 106 íons de Na+ 08) Se q = 1C, então Fe > 1020 Fg . penetram numa célula excitada em 1 ms (milissegundo). Sendo a carga elétrica elementar igual a 1,6.10–19 C, determine a intensidade 16) Se P é o módulo da força peso (interação esfera-Terra) de uma da densidade média da corrente elétrica nesse caso. das esferas, então P > 1011 Fg .
[email protected] 11 (IF/CE-2017.2) - ALTERNATIVA: D Duas pequenas esferas suspensas por fios isolan- tes estão eletrizadas negativamente e repelem-se mutuamente. Observa-se que, com o tempo, a dis- tância entre elas diminui gradativamente. Isso ocor- re porque as esferas, através do ar, a) trocam prótons e elétrons. b) perdem prótons. c) recebem elétrons. *d) perdem elétrons. e) recebem prótons. (IF/CE-2017.2) - ALTERNATIVA: B Três corpos A, B e C, bons condutores iguais, ou seja, de mesmo ta- manho e mesmo material, são postos em contatos sucessivos como descrito a seguir. O corpo A, carregado negativamente com carga QA, é posto em contato com um corpo B neutro. Depois, o corpo B é posto em contato com o corpo C, que está carregado positivamente com carga QC. Fazendo QA = –10 C, QC = +10 C, ao final dos su- cessivos contatos as cargas de A, B e C são respectivamente, em coulombs (C), a) –1,0; 5,0; 5,0. *b) – 5,0; 2,5; 2,5. c) 0,0; 0,0; 5,0. d) – 2,5; 0,0; 0,0. e) 0,0; –5,0; 0,0. (IF/PE-2017.2) - ALTERNATIVA: B Em lugares de climas frio e seco, é fácil verificarmos a eletricida- de sobre a pele. Alguns fenômenos de eletricidade estática não são percebidos devido à umidade do ar; assim, em lugares frios e secos, podemos ver pequenas descargas e até faíscas sobre a pele. A fi- gura abaixo representa as linhas de campo elétrico de duas cargas puntiformes. Com base na análise desta figura, podemos afirmar que a) A possui carga positiva e B negativa. *b) B possui carga numericamente maior que A. c) A força de A sobre B é maior que de B sobre A. d) As duas cargas possuem o mesmo valor em módulo. e) A força elétrica entre ambas é de repulsão.
[email protected] 12 ELETRICIDADE (PUC/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: C No Texto 7 temos referência à possibilidade de um enforcamento ELETRODINÂMICA usando o fio de um ferro elétrico. Considere que o fio do ferro su- porte uma tração máxima de 800 N, que a potência máxima do ferro seja de 1 200 W quando ligado a uma tensão de 220 V, e que a VESTIBULARES 2017.1 aceleração da gravidade seja g = 10 m/s2. Então, analise as propo- sições que seguem: (PUC/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: B I) Um objeto de massa igual a 70 kg, pendurado nesse fio, pode ser Quando duas resistências R idênticas são colocadas em paralelo e içado verticalmente a uma aceleração de 2 m/s2 para cima, sem que ligadas a uma bateria V, a corrente que flui pelo circuito é I0. o fio se arrebente, considerando-se que somente a tração no fio e a Se o valor das resistências dobrar, qual será a corrente no circuito ? força da gravidade atuem sobre o objeto. a) I0 /4 II) Um corpo de massa igual a 90 kg, pendurado nesse fio, pode ser *b) I0 /2 baixado verticalmente a uma aceleração de 2 m/s2 para baixo, sem c) I0 que o fio se arrebente, considerando-se que somente a tração no fio e a força da gravidade atuem sobre esse corpo. d) 2I0 III) Se o ferro for usado em sua potência máxima durante três horas e) 4I0 por dia, o custo mensal (30 dias) da energia consumida por esse ferro será de R$ 54,00 se cada kWh custar R$ 0,50. IV) A corrente elétrica que passa pelo fio do ferro quando ele é usado (PUC/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: B em sua potência máxima é de 0,183 A. O arranjo de resistores da figura se chama Ponte de Wheatstone. Escolhendo o resistor R adequadamente, podemos fazer com que Assinale a alternativa cujos os itens são todos corretos: não passe nenhuma corrente no resistor de resistência 5,0 W. a) I e II. b) I e IV. *c) II e III. d) III e IV. (UNIFENAS/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: 19 E e 20 B ENUNCIADO DAS QUESTÕES 19 E 20 Um forno elétrico opera na voltagem de 200 Volts, sendo percorrido por corrente elétrica de 5,0 A. Colocou-se neste forno 200 g de água à temperatura de 20 °C. Admita que toda energia do forno seja utili- zada para aquecer a água. Desta forma, não haverá perda de para o Determine, em W, qual é o valor da resistência de R para que a cor- meio. Adote 1,0 cal = 4,0 J e que o calor específico sensível da água rente no resistor de 5,0 W seja nula. seja 1 cal.g−1.°C−1. a) 2,0 d) 5,0 QUESTÃO 19 *b) 3,0 e) 6,0 Qual a energia necessária para elevar a temperatura da água a c) 4,0 100 °C ? a) 1 600 cal. b) 16 000 J. (PUC/RJ-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO c) 640 cal. Considere o circuito da figura abaixo em que as resistências são d) 6 400 J. dadas em k W e a bateria é considerada ideal com umaforça eletro- *e) 6,4.104 J. motriz de 12 Volts. QUESTÃO 20 Em quanto tempo esta temperatura será atingida? a) 6,4 s. *b) 64 s. c) 46 s. d) 1 minuto. e) 2 minutos. (CESGRANRIO-FMP/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: E Numa instalação elétrica de um escritório, são colocadas 3 lâmpa- das idênticas em paralelo conectadas a uma fonte de tensão. a) Qual é a diferença de potencial no resistor R 2 ? b) Qual é a potência dissipada pelo circuito? c) A resistência R 3 agora é retirada do circuito e substituída por um fio sem resistência. Qual é a nova corrente que passa por R 1 ? RESPOSTA PUC/RJ-2017.1: a) DV = 7,2 V b) P = 7,2 mW c) i = 1,5 mA (IF/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: C Suponha que você se mude de São Paulo (SP), onde a tensão da rede elétrica residencial é 110V, para Fortaleza (CE), onde a tensão Se uma das lâmpadas queimar, o que acontecerá com a corrente é 220V, e traga consigo um aquecedor elétrico. Para manter a mes- nas outras lâmpadas ? ma potência do aquecedor, a resistência original de 4 Ω deve ser a) Aumentará por um fator 1,5. substituída por outra, cujo valor, em Ω, é b) Aumentará por um fator 2. a) 4. d) 32. c) Diminuirá por um fator 1,5. b) 8. e) 64. d) Diminuirá por um fator 2. *c) 16. *e) Permanecerá a mesma.
[email protected] 13 (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A (UNICENTRO/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: A Algumas substâncias líquidas são classificadas como isolantes ou Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica cuja condutores elétricos. A água destilada é um líquido considerado iso- intensidade varia em função do tempo, de acordo com o gráfico. lante elétrico; a água salgada (isto é, água em que foi adicionado o cloreto de sódio), no entanto, é uma substância condutora de eletri- cidade. Isso acontece porque a água salgada contém uma mistura de íons *a) Na+ e Cl −. b) Na− e Cl +. c) H2 e O2 . d) NaCl . e) H2O. (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: D Considere os componentes eletrônicos a, b e c. a b Com base nessas informações, é correto afirmar que a quantidade de carga que atravessa uma seção transversal do condutor no inter- valo de tempo entre 0 e 10,0 s, em mC, é igual a *a) 15 c) 19 b) 17 d) 21 (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: C A figura mostra a região interna de uma lâmpada de neon, uma vez (www.surplussales.com) (www.breakerlink.com) estabelecida uma diferença de potencial elétrico entre seus extre- mos A e B por um gerador elétrico. c (www.learningaboutelectronics.com) Uma montagem com esses componentes está representada na fi- gura a seguir. É correto afirmar que a) os íons livres de neon vieram do próprio gás, enquanto os elétrons livres vieram do gerador. b) os íons livres de neon e os elétrons livres foram fornecidos pelo gerador elétrico. A associação correta entre 1, 2 e 3 com a, b e c é *c) o potencial elétrico em A é maior que em B. a) 1a, 2b e 3c. d) o potencial elétrico em A é menor que em B. b) 1a, 2c e 3b. e) a corrente elétrica é alternada, pois as cargas são de sinais con- c) 1b, 2a e 3c. trários. *d) 1b, 2c e 3a. e) 1c, 2a e 3b. (USS/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: B Conforme o esquema a seguir, chuveiros elétricos domésticos po- (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: E dem − por meio do acionamento de uma chave − dispensar água em A figura mostra uma luminária composta por duas lâmpadas fluores- três estados térmicos: frio, morno e quente. centes idênticas. chave fluxo de água tensão elétrica A B C resistência Com base nessas informações, para que a água esteja no estado térmico frio, morno ou quente, a chave deverá, respectivamente, es- (www.eletricalaser.com.br) tar posicionada em: a) B, A e C Uma das lâmpadas dessa luminária queimou e foi trocada por outra *b) C, B e A de potência maior. Depois da troca, ao comparar as duas lâmpadas c) B, C e A acesas nessa nova configuração, é correto afirmar que d) C, A e B a) ambas apresentam o mesmo brilho, pois a diferença de potencial entre elas é igual. b) a de maior potência apresenta brilho mais intenso, pois a diferen- (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B ça de potencial nesta é maior do que na de menor potência. O peixe elétrico é muito comum no Brasil, onde há 250 espécies. c) a de maior potência apresenta brilho menos intenso, para que Um grupo de pescadores decidiu sair para capturá-los. O material a diferença de potencial das duas lâmpadas permaneça o mesmo. que eles deverão utilizar para não sofrer com o choque elétrico é d) ambas apresentam o mesmo brilho, pois a resistência elétrica na uma luva de de maior potência é maior do que na de menor potência. a) zinco. d) algodão. *e) a de maior potência apresenta brilho mais intenso, pois a corren- *b) nylon. e) alumínio. te elétrica que a atravessa é maior do que na de menor potência. c) cobre.
[email protected] 14 (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A (UFPR-2017.1) - ALTERNATIVA: D Um material condutor oferece resistência relativa ao fluxo de uma Quatro resistores, cada um deles com valor R, estão conectados carga elétrica. Já um isolante oferece uma resistência muito maior. por meio de fios condutores ideais, segundo o circuito representa- Quando a temperatura de um circuito é muito baixa, certos materiais do na figura abaixo. O circuito é alimentado por um gerador ideal comportam-se com uma resistência nula. Isso significa dizer que que fornece uma tensão elétrica constante. Inicialmente, o circuito *a) a condutividade de carga elétrica é infinita. foi analisado segundo a situação 1 e, posteriormente, os pontos A b) o fluxo de carga elétrica desapareceu. e B foram interligados por meio de um fio condutor, de acordo com a situação 2. c) a condutividade foi interrompida. d) o circuito está em pane. e) o circuito ficou aterrado. (FGV/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: B Em um dos circuitos elétricos de uma casa, estão ligados uma tornei- ra e um chuveiro elétricos. Os valores nominais de tensão e potência desses aparelhos são: torneira (220 V, 3300 W), chuveiro (220 V, 4400 W). Com os aparelhos instalados em uma rede, de forma a fun- cionarem com sua tensão nominal, o disjuntor mais adequado para proteger esse circuito deve suportar uma corrente máxima igual a a) 15 A *b) 40 A c) 20 A d) 80 A e) 100 A (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: B Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou e do comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a falsas (F) as seguintes afirmativas: resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram ( ) A intensidade de corrente elétrica no gerador é a mesma para as utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar duas situações representadas. três traçados distintos. ( ) Ao se conectar o fio condutor entre os pontos A e B, a resistência elétrica do circuito diminui. ( ) Na situação 2, a intensidade de corrente elétrica no gerador au- mentará, em relação à situação 1. ( ) A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B, na situa- ção 1, é maior que zero. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F – V – V – F. *d) V – F – F – F. b) F – V – F – V. e) V – V – V – V. Munido dessas informações, um estudante pegou uma folha de pa- c) V – F – V – F. pel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se des- ses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: A ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A Verificou-se que os resistores obedeciam a Lei de Ohm. bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas corren- tes de IA , IB , IC , ID e IE , respectivamente. Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do dese- nho e, em seguida, conectou-o nos terminais B e C, anotando as leituras RAB e RBC, respectivamente. R Ao estabelecer a razão AB qual resultado o estudante obteve? RBC 14 a) 1 d) 81 O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor 4 4 são *b) e) 7 81 *a) IA = IE e IC = ID . d) IA = IB = IE, apenas. 10 b) IA = IB = IE e IC = ID . e) IC = IB , apenas. c) 27 c) IA = IB , apenas.
[email protected] 15 (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: D (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: D Certo período de funcionamento de uma lâmpada de 100 W ge- Uma pilha (1,5 V) e um resistor (1,5 W ) são conectados um ao outro rou uma conta de R$ 8,00. Sabendo que cada kWh corresponde a por apenas um de seus terminais durante o experimento I. Em outro R$ 0,20, o tempo que essa lâmpada ficou acesa foi experimento, o experimento II, os dois terminais da bateria são co- a) 100 horas. *d) 400 horas. nectados aos terminais do resistor. A diferença de potencial elétrico b) 200 horas. e) 500 horas. e a corrente no resistor são, respectivamente, c) 300 horas. a) 0,0 V e 0,0 A no experimento I e 1,5 V e 1,5 A no experimento II. b) 1,5 V e 1,0 A no experimento I e 0,0 V e 0,0 A no experimento II. c) 1,5 V e 0,0 A no experimento I e 1,5 V e 1,0 A no experimento II. (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: C *d) 0,0 V e 0,0 A no experimento I e 1,5 V e 1,0 A no experimento II. Uma corrente elétrica percorre um chuveiro elétrico construído com um resistor ôhmico. A corrente elétrica pode ser medida em unida- des de (FAC. ISRAELITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A a) Ampere/segundo. O custo mensal referente ao uso diário de trinta minutos de um se- b) Volts/segundo. cador de cabelos, ao longo de um mês, é de R$ 3,60. Sendo o valor *c) Coulomb/segundo. do kWh igual a R$ 0,20 e a tensão de funcionamento do aparelho d) Ohm/segundo. igual a 110V, determine o valor aproximado da resistência elétrica de seu resistor, em ohms. Considere desprezíveis as resistências elé- tricas dos fios de ligação e demais componentes do circuito interno (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: A do aparelho. A unidade de medida de energia utilizada usualmente pelas distri- *a) 10 buidoras de energia elétrica é o kWh. Em termos de Joules, a equi- b) 15 valência é c) 34 *a) 1 kWh = 3,6 × 106 J. d) 73 b) 1 kWh = 3,6 J. c) 1 J = 3,6 × 106 kWh. (PUC/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: B d) 1 J = 3,6 kWh. O fragmento do Texto 4 “Todo rio tem seu leito, suas margens, seu limite, toda vez que ele avança além de seu leito original provoca estragos [...] Tem a hora de abrir e a hora de fechar as comportas.” (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: B pode nos remeter à necessidade de uso racional de energia hidrelé- Considere duas pilhas de 1,5 V ligadas em paralelo (com os polos trica, para evitar a construção de novas usinas geradoras desse tipo iguais entre si) e conectadas a um resistor ôhmico de 15 W . A cor- de energia. Uma das maneiras de se economizar energia é a subs- rente elétrica que passa pelo resistor, em Amperes, é tituição de lâmpadas por outras equivalentes e mais econômicas. a) 1,0 . Um fabricante informa que uma lâmpada de LED de 10 W equivale a *b) 0,1 . uma eletrônica de 20 W ou a uma incandescente de 60 W. Suponha c) 2,0 . que em uma residência sejam necessárias 50 lâmpadas com qual- d) 0,2 . quer das especificações citadas e que cada lâmpada fique ligada 8 horas por dia. O dono da residência deseja saber em quanto tem- (UFU-ESTES/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: D po a economia gerada por lâmpadas de consumo mais econômico As figuras abaixo mostram fios ideais cilíndricos de mesmo material, equivalerá à diferença do valor usado na compra das 50 lâmpa- onde h e r são o comprimento e o raio do cilindro respectivamente, das. Considere que o valor unitário das lâmpadas seja de R$ 18,00 porém com dimensões diferentes. para as de LED com 10 W, R$ 15,00 para as eletrônicas de 20 W e R$ 8,00 para as incandescentes de 60 W, e que cada kWh custe R$ 0,50. Em relação a essa questão, analise os itens a seguir: I - Seriam necessários 50 dias para as lâmpadas de LED em relação às incandescentes. II - Seriam necessários 75 dias para as lâmpadas de LED em rela- ção às eletrônicas III - Seriam necessários 40 dias para as lâmpadas eletrônicas em relação às incandescentes Marque a alternativa que contém todos os itens corretos: a) I. Qual das alternativas abaixo representa os fios ordenados da menor *b) I e II. resistência elétrica para o que possui maior resistência elétrica? c) I e III. a) Fio 1, Fio 2, Fio 3, Fio 5, Fio 4. d) II e III. b) Fio 5, Fio 4, Fio 3, Fio 2, Fio 1. c) Fio 5, Fio 4, Fio 3, Fio 2, Fio 2. (UNITAU/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B *d) Fio 4, Fio 5, Fio 1, Fio 2, Fio 3. Em relação ao circuito elétrico apresentado abaixo, é CORRETO afirmar que a potência elétrica dissipada no resistor R 2 é de (UNITAU/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D A energia elétrica pode ser transformada em diversos outros tipos R2 de energia, como, por exemplo, a energia mecânica, a térmica e a luminosa. Os equipamentos que transformam energia elétrica em energia térmica são muito populares no Brasil. Os chuveiros elé- V tricos são um exemplo desse tipo de equipamento. Considere dois R1 chuveiros elétricos de potência 7 × 103 watt, sendo que o aparelho A é do tipo 110V e o B é do tipo 220V. Ambos são ligados nas vol- tagens corretas e funcionam por 15 minutos. A energia consumida pelos equipamentos nesse período é de a) V /R22 a) 4,2 × 106 J pelo A e 2,4 × 106 J pelo B *b) V2 /R2 b) 4,2 × 106 J pelo A e 6,3 × 106 J pelo B c) 6,3 × 106 J pelo A e 4,2 × 106 J pelo B c) V2 /R12 *d) 6,3 × 106 J pelo A e 6,3 × 106 J pelo B d) V2 /R1 e) 4,2 × 106 J pelo A e 4,2 × 106 J pelo B e) V2 /R22
[email protected] 16 (UNITAU/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: E (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: A A figura abaixo representa um circuito elétrico em que o regime es- Considere uma bateria de força eletromotriz e resistência interna tacionário já foi alcançado. desprezível. Qual dos gráficos a seguir melhor representa a bateria ? *a) d) b) e) Sobre esse tipo de circuito, é CORRETO afirmar: a) A tensão entre os terminais do capacitor é de 36 V. b) A tensão entre os terminais do resistor de 8 Ω é de 36 V. c) A corrente que atravessa os resistores de 8 Ω e 4 Ω é igual e vale 2 A. c) d) A corrente que está circulando no capacitor é de 2 A. *e) A energia armazenada no capacitor é de 5,76 × 10 –4 J. (UNITAU/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B A energia elétrica consumida no Brasil é proveniente de diversas fontes, cada uma delas envolvendo um processo próprio de geração de energia. Atualmente, as principais fontes geradoras de energia usadas no Brasil são as hidrelétricas, as usinas nucleares, os par- (CESUPA-2017.1) - ALTERNATIVA: C ques eólicos, a energia solar e as termelétricas. As sentenças a se- Um operário manteve uma lanterna de 18,0 V ligada durante meia guir versam sobre esses processos de geração de energia. Assinale hora, dispendendo durante esse tempo uma potência média de a única que é TOTALMENTE CORRETA. 9,0 W. Qual foi a carga elétrica total que percorreu a lâmpada da a) Nas usinas nucleares, a energia é gerada a partir da energia dos lanterna durante o seu uso ? ventos. a) 1800 C *b) Nas usinas hidrelétricas, a energia é gerada a partir da energia b) 300 C de movimento da água dos rios. *c) 900 C c) Nas usinas termelétricas, a energia é gerada a partir da queima d) 600 C (combustão) de combustíveis animais. d) Nos parques eólicos, a energia é gerada a partir da energia dos ciclones. (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: C e) Nas usinas solares, a energia é gerada a partir da energia dos Um aparelho de ar-condicionado, cuja potência é de 1 400 W, ficou vulcões. ligado durante 5,0 horas. O consumo de energia elétrica pelo apa- relho foi de a) 360 kWh. d) 3,6 kWh. (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: A Leia o circuito a seguir. b) 19,4 kWh. e) 7 000 kWh. *c) 7,0 kWh. (UNICAMP/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B Tecnologias móveis como celulares e tablets têm tempo de auto- nomia limitado pela carga armazenada em suas baterias. O gráfico abaixo apresenta, de forma simplificada, a corrente de recarga de uma célula de bateria de íon de lítio, em função do tempo. Se o resistor R3 parar de funcionar, qual será a razão entre a nova voltagem e a voltagem anterior sobre o resistor R2 ? *a) 1,2 b) 0,8 c) 2,0 d) 0,5 e) 1,0 (FGV/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B A usina hidrelétrica de Itaipu, empresa binacional, localizada na fron- teira do Brasil com o Paraguai, tem uma potência instalada de 14 000 MW gerada por 20 unidades de 700 MW cada. Essa potência é distribuída por 12 linhas de transmissão que operam sob tensão de 500 kV cada. A energia produzida é levada até as cidades por cabos condutores de corrente elétrica, sustentados por altas torres que po- Considere uma célula de bateria inicialmente descarregada e que é dem ser vistas quando se viaja pelas estradas. carregada seguindo essa curva de corrente. A sua carga no final da A intensidade da corrente elétrica através desses cabos é, em kA, recarga é de mais próxima de a) 3,3 C. a) 1,5 . d) 3,2. *b) 11 880 C. *b) 2,3 . e) 3,5. c) 1200 C. c) 3,0. d) 3 300 C.
[email protected] 17 (UNIOESTE/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: D (ACAFE/SC-2017.1) - ALTERNATIVA: D Uma pessoa deixou um aquecedor elétrico portátil (ebulidor) dentro Sejam dois resistores ôhmicos R x e R y associados em paralelo e de um recipiente com dois litros de água que estavam inicialmente ligados a uma bateria ideal de 12 V. A figura abaixo mostra as curvas à temperatura de 20 °C. O aquecedor é composto por um único re- que caracterizam esses resistores. sistor que opera em uma tensão de 110 V. A pessoa voltou após um intervalo de tempo de 20 minutos e verificou que 40% da água já havia evaporado do recipiente. Considere que toda a energia forne- cida pelo aquecedor é absorvida pela água e que toda a evaporação é somente devido à ação do ebulidor, ou seja, não houve nenhuma evaporação espontânea da água para o meio ambiente. Despreze também a capacidade térmica do recipiente e do aquecedor. Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor latente de vapo- rização da água = 540 cal/g; densidade absoluta da água = 1,0 kg/L; 1 cal = 4,2 J; temperatura de ebulição da água = 100 ºC. A partir de tais informações, assinale a alternativa CORRETA. a) O calor latente consumido no processo de evaporação é igual a 1,08 × 106 cal. b) A quantidade de calor total absorvida pela água foi inferior a 2,0 × 106 J. A intensidade de corrente elétrica em ampéres, fornecida pelo gera- c) A potência fornecida pelo aquecedor é de 1 000 W. dor ao circuito, é: *d) A resistência do aquecedor é superior a 5,00 Ω. a) 16 e) A corrente elétrica consumida pelo aquecedor é igual a 10 A. b) 0,8 c) 8 (ACAFE/SC-2017.1) - ALTERNATIVA: A *d) 1,6 Um professor de Física elaborou quatro circuitos, utilizando pilhas idênticas e ideais e lâmpadas idênticas e ideais, conforme a figura. Considere a tensão de cada pilha V e a resistência de cada lâmpada (VUNESP/CEFSA-2017.1) - ALTERNATIVA: E R. Considere uma pequena barra cilíndrica, homogênea, feita de cobre que apresenta uma resistência elétrica R. Se outra barra cilíndrica, homogênea, feita do mesmo cobre, tiver um comprimento duas vezes maior, mas diâmetro duas vezes me- nor, apresentará a) a mesma resistência elétrica R. b) uma resistência elétrica 2 R. c) uma resistência elétrica 4 R. d) uma resistência elétrica 6 R. *e) uma resistência elétrica 8 R. (VUNESP/CEFSA-2017.1) - ALTERNATIVA: D Dois resistores ôhmicos apresentam as seguintes especificações nominais: (110 V; 10 W) e (220 V; 20 W). Ligados corretamente, serão percorridos por correntes elétricas que guardarão a relação a) 0,40. Depois, fez algumas afirmações sobre os circuitos. Analise-as. b) 0,50. I. A corrente elétrica total que percorre o circuito 1 é de mesma inten- c) 0,80. sidade que a corrente elétrica total que percorre o circuito 4. *d) 1,0. ll. A corrente elétrica total que percorre o circuito 3 é de mesma inten- e) 2,0. sidade que a corrente elétrica total que percorre o circuito 4. lll. A corrente elétrica que atravessa uma das lâmpadas do circuito 3 (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A tem o triplo da intensidade da corrente elétrica que atravessa uma A quase totalidade das residências, no Brasil e no mundo, possui a lâmpada do circuito 2. chamada “caixa de força”, um quadro que contém dispositivos de lV. A tensão sobre uma das lâmpadas do circuito 1 é maior que a segurança elétrica, como disjuntores ou fusíveis. Esses elementos tensão sobre uma das lâmpadas do circuito 4. são importantes nas instalações elétricas porque, caso haja uma Todas as afirmativas estão corretas em: sobrecarga na corrente elétrica, eles desarmam ou derretem, inter- *a) II - III rompendo a passagem da corrente, que poderia danificar aparelhos elétricos como televisores e refrigeradores. Em circuitos elétricos, b) I - II são representados pelo símbolo . Para que esses dispositivos c) I - II - III possam cumprir essa função de segurança, devem ser instalados de d) II - III - IV acordo com o circuito (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08) *a) d) Considere dois resistores, cada um com uma resistência igual a R, conectados a uma bateria ideal que fornece uma d.d.p igual a V. Em relação aos circuitos elétricos, que podem ser montados com os resistores e a bateria, assinale o que for correto. 01) Se os resistores forem conectados em série com a bateria, a b) e) resistência equivalente do circuito será maior do que R. 02) A corrente elétrica em cada um dos resistores quando estão li- gados em série é maior do que a corrente elétrica em cada um dos resistores quando ligados em paralelo. 04) Se os resistores forem conectados em série com a bateria, a c) potência total dissipada no circuito é 2 V 2 / R. 08) Se os resistores forem conectados em paralelo com a bateria, o valor da corrente elétrica em cada um dos resistores será igual.
[email protected] 18 (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: C (VUNESP/USCS-2017.1) - ALTERNATIVA: A Laura acabou de mudar de residência e, por isso, ainda está sem A esgrima é um esporte cujas pontuações são registradas através alguns móveis e eletrodomésticos. Desejando aquecer uma caneca do fechamento de um circuito elétrico, que se efetua quando a ponta de leite, decidiu utilizar um ebulidor, já que ainda está sem fogão. do florete do atacante pressiona uma determinada região no colete Um ebulidor nada mais é do que uma resistência elétrica que, ligada do adversário, como mostra a figura. à tensão da tomada, é percorrida por uma corrente elétrica e se aquece, podendo, assim, ser utilizada para aquecer líquidos. Desta forma, despejou 1 litro de leite na jarra, mergulhou o ebulidor no leite e o ligou à tomada de 110 V. Sabendo-se que as especificações téc- nicas do aparelho são 110 V / 1100 W / 11 Ω, e desprezando quais- quer trocas de calor com o ambiente, a corrente elétrica máxima que percorre o ebulidor e o tempo aproximado que Laura levou para aquecer o leite em 30°C são, respectivamente, a) 10,0 A e 30 s. b) 10,0 A e 0,12 s. Dados: 1 cal ≈ 4 J; *c) 10,0 A e 109 s. calor específico do leite ≈ 1 cal/g .°C; d) 22,0 A e 0,12 s. densidade do leite ≈ 1 g/mL. (http://razoesdocorpo.com) e) 22,0 A e 120 s. Considere o circuito representado, em que P é a ponta do florete, G (UFPR-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO é um gerador de tensão contínua, e a resistência elétrica de uma Foi feito um estudo com uma associação de resistores (de acordo determinada parte do colete. com a figura abaixo), a qual foi conectada a uma fonte de tensão com força eletromotriz de 7,5 V e resistência interna “r”. Os valores dos resistores da associação estão indicados na figura. Todos os fios condutores são ideais e os resistores são ôhmicos. Se a maior pontuação corresponde à maior intensidade de corrente que atravessa o gerador, a ponta do florete P deve atingir o ramo do circuito de número *a) 2. d) 4. b) 1. e) 5. c) 3. Verificou-se uma intensidade de corrente elétrica no resistor R2 de 0,5 A. Assim, determine: a) O resistor equivalente da associação. (UFGD/MS-2017.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: B b) A tensão elétrica nos extremos da associação de resistores. Na atualidade, existe uma grande preocupação em otimizar o apro- c) A resistência interna do gerador. veitamento energético das mais diversas fontes. Para se contribuir com a diminuição do consumo da energia elétrica em um ambien- RESPOSTA UFPR-2017.1: te doméstico, ao se adquirir um chuveiro elétrico, deve-se preferir a) Req = 4,0 W b) U = 6,0 V c) r = 1,0 W aqueles que apresentam como especificação: a) Alta resistência elétrica. (FUVEST/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D *b) Baixa potência elétrica. Na bateria de um telefone celular e em seu carregador, estão regis- c) Alta potência elétrica. tradas as seguintes especificações: d) O consumo de energia elétrica por um chuveiro elétrico indepen- de do valor da sua resistência elétrica. Logo, independe se a resis- tência tem um valor alto ou baixo. e) O consumo de energia elétrica por um chuveiro elétrico indepen- de da potência elétrica, dependendo apenas da vazão da água na tubulação. (IF/PE-2017.1) - ALTERNATIVA: B O circuito elétrico representado no diagrama abaixo contém um ge- rador ideal de 160 Volts com resistência interna desprezível alimen- tando oito resistores. Com a bateria sendo carregada em uma rede de 127 V, a potência máxima que o carregador pode fornecer e a carga máxima que pode ser armazenada na bateria são, respectivamente, próximas de a) 25,4 W e 5 940 C. b) 25,4 W e 4,8 C. c) 6,5W e 21 960 C. *d) 6,5W e 5 940 C. Qual o valor da medida da intensidade da corrente elétrica, expressa em amperes, que percorre o amperímetro A conectado ao circuito e) 6,1W e 4,8 C. elétrico? Note e adote: a) 2,0 A d) 4,8 A AC: corrente alternada; *b) 1,2 A e) 2,5 A DC: corrente contínua. c) 0,8 A
[email protected] 19 (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 06 (02+04) Considere a seguinte situação: há milhões de anos atrás, devido a Variando a diferença de potencial elétrico U (em volt) aplicada a um fenômenos geológicos, um grande lago foi dividido em dois lagos dispositivo e medindo a intensidade de corrente elétrica i (em am- distantes entre si e com isolamento geográfico e reprodutivo, po- père) que o atravessa, obtemos os resultados mostrados no quadro rém conectados por uma jazida de cobre condutora de eletricidade. abaixo: Variações na salinidade, no pH, na temperatura e na turbidez das águas foram notadas entre os dois lagos formados. A altitude e a U (V) 0 15 50 90 130 170 profundidade também eram diferentes nos dois lagos. i (A) 0 1/4 1/2 3/4 1 5/4 Sobre esta situação, assinale o que for correto. 01) A corrente elétrica existente entre os dois lagos é causada pela Sabemos que a resistência elétrica deste condutor mede 40 Ω quan- diferença de potencial entre os lagos. do i = 0 A. Sobre as propriedades elétricas deste condutor, assinale 02) Atualmente são encontradas espécies diferentes com estruturas o que for correto. análogas nos dois lagos, fato que é explicado pela adaptação das 01) A resistência elétrica do condutor aumenta linearmente com a espécies ao ambiente, processo denominado de evolução conver- corrente aplicada. gente. 02) A resistência do condutor, quando a corrente que o atravessa é 04) A corrente elétrica entre os dois lagos é contínua e, por conven- 1 A, vale 130 Ω. ção, seu sentido é igual ao sentido do campo elétrico no interior do 04) Num gráfico de U versus i, a resistência em cada ponto será condutor. numericamente igual ao coeficiente angular da reta que passa pela 08) O uso de partes diferentes do corpo das espécies, exigido pelas origem e pelo ponto considerado. diferenças ambientais entre os dois lagos, bem como a sua trans- 08) O condutor dissipa energia numa taxa de 21 W (watts) quando missão aos descendentes, levam à evolução de espécies diferentes. i = 1/2 A. 16) Corrente elétrica é o nome que se dá ao fluxo ordenado de elé- 16) O condutor é ôhmico. trons livres em um condutor quando, entre as extremidades desse condutor, é estabelecido um campo elétrico. (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08) Considere dois resistores cilíndricos 1 e 2, cujas respectivas resis- (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) L1 L2 Resistores são elementos cujas funções incluem dissipar energia tências são dadas por R1 = ρ e R2 = ρ , sendo ρ a resis- p r12 p r22 elétrica na forma de energia térmica e limitar a intensidade da cor- tividade do material de que ambos são feitos; L1 e L2 , os compri- rente elétrica no circuito. A principal propriedade elétrica de um resis- mentos dos cilindros; e r1 e r2 , os raios das bases desses cilindros. tor é sua resistência elétrica R, uma grandeza que está relacionada Assinale o que for correto. à resistividade ρ do material que o constitui. Em geral, a resistivi- 01) Para que as resistências R1 e R2 dos resistores passem a valer dade de um material varia com sua temperaturaT. Para variações metade de seus valores originais, deve-se dobrar os valores dos de temperatura suficientemente pequenas, podemos considerar que raios r1 e r2 . ρ = a + b T, com a e b constantes. Sobre as relações entre resistên- 02) Caso esses resistores tenham os mesmos comprimentos cia, resistividade e temperatura, assinale o que for correto. L = L1 = L2 , e sejam ligados em paralelo a um gerador elétrico, então 01) Para variações de temperatura suficientemente pequenas, a resistência equivalente do circuito assim formado será dada por R ∝ T –1. L R eq = r . 02) A constante b representa a diferença entre a resistividade do p (r12 + r22 ) material à temperatura T0 e o produto entre a e T0 . 04) Caso esses resistores tenham os mesmos raios das bases dos 04) A constante b depende da natureza do material e pode ser po- cilindros r = r1 = r2 , e sejam ligados em série a um gerador elétrico, sitiva ou negativa. então a resistência equivalente do circuito assim formado será dada 08) Algumas ligas metálicas, como o constantan, apresentam valo- (L1 + L2) res de b menores do que os valores tipicamente medidos nos metais por R eq = r . puros. pr2 08) Caso esses resistores sejam ligados a um gerador elétrico, a 16) Nos metais puros b > 0, enquanto que em outras substâncias, área lateral total dos cilindros A = A1 + A2 (por onde a energia gera- como o carbono, b < 0. da na forma de calor será dissipada prioritariamente) é dada por A = 2 p ( r1 L1 + r2 L2 ) . (IFNORTE/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: A 16) A unidade de medida da potência elétrica dissipada por esses Na FIGURA 7 representa-se, simplificadamente, o circuito elétrico resistores, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é o kWh. de uma cozinha. FIGURA 7 (VUNESP/FMJ-2017.1) - RESPOSTA: a) iT = 600 mA b) R @13,3 W A figura ilustra um circuito elétrico composto por uma bateria ideal de força eletromotriz igual a 12 V, um resistor de resistência variável e três lâmpadas idênticas. O gráfico representa a relação entre a cor- rente que flui por cada lâmpada em função da diferença de potencial entre seus terminais. Nesse esquema, os símbolos L, G e F representam, respectivamen- te, lâmpada, geladeira e forno micro-ondas. Considerando-se o cir- cuito e os dados nele contidos, assinale a alternativa correta. *a) A potência do forno micro-ondas é 1,8 kW. b) A potência da geladeira é 600 W. c) A intensidade da corrente iF é 10 A. d) A intensidade da corrente em cada lâmpada é 0,20 A. (UNIGRANRIO/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: C Dependendo da intensidade da corrente elétrica que atravesse o corpo humano, é possível sentir vários efeitos, como dores, contra- ções musculares, parada respiratória, entre outros, que podem ser fatais. Suponha que uma corrente de 0,1 A atravesse o corpo de uma pessoa durante 2,0 minutos. Qual o número de elétrons que atravessa esse corpo, sabendo que o valor da carga elementar do elétron é 1,6 × 10–19 C. a) 1,2 × 1018 d) 3,7 × 1019 a) Calcule a intensidade da corrente total no circuito, em miliam- pères, quando a resistência do resistor R for nula. b) 1,9 × 1020 e) 3,2 × 1019 b) Calcule o valor da resistência do resistor R, em ohms, para que *c) 7,5 × 1019 a intensidade da corrente em cada lâmpada seja igual a 150 mA.
[email protected] 20 (UDESC-2017.1) - ALTERNATIVA: C (UFGD/MS-2017.1) - ALTERNATIVA: D No circuito, mostrado na figura abaixo, a leitura do amperímetro é a A definição de potência como trabalho por unidade de tempo se- mesma, estando ambos interruptores abertos ou fechados. gue a mesma para casos mecânicos e elétricos; a diferença está na maneira como se escreve o trabalho nesses casos. Um elevador simples consiste em um motor elétrico ligado, através de roldanas a um suporte que tem como principal função o deslocamento vertical de corpos, e usa o princípio de conversão entre a energia elétrica e mecânica para realizar esse movimento. Supondo que um elevador esteja ligado à tensão de 220 V e que esse sistema dissipa 30% da energia elétrica no movimento, o que é possível afirmar sobre esse dispositivo? a) O valor da corrente no motor elétrico é inversamente proporcional à massa que se pretende içar. b) O valor da corrente no motor elétrico deverá ser 30% maior se comparado a um elevador que não dissipa energia. c) O valor da corrente no motor elétrico é diretamente proporcional à O valor da resistência R, indicado na figura, é: distância de içamento dos objetos. a) 45,0 W *d) O valor da corrente no motor elétrico independe da distância de b) 38,0 W içamento dos objetos. *c) 20,0 W e) A aceleração a gravidade não influência nos valores da corrente d) 220 W no motor elétrico. e) 470 W (PUC/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: B Na figura abaixo, estão representadas quatro lâmpadas idênticas (MACKENZIE/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B associadas por fios condutores ideais a uma bateria ideal B. Uma Muitos aparelhos elétricos são acionados por controle remoto. O chave interruptora C e três amperímetros ideais também fazem par- manual do usuário desses aparelhos informa que para mantê-lo em te do circuito. Na figura, a chave interruptora está inicialmente fecha- estado de prontidão (stand-by), isto é, acioná-lo por controle remoto, da, e os amperímetros A1 , A2 e A3 medem intensidades de correntes é necessária uma potência de 20 W. A energia consumida por esse elétricas, respectivamente, iguais a i1 , i2 e i3 . aparelho em um dia é, aproximadamente, a) 1,3 × 106 J *b) 1,7 × 106 J c) 1,9 × 106 J d) 2,1 × 106 J e) 2,3 × 106 J (VUNESP/FMJ-2017.1) - ALTERNATIVA: A O gráfico representa, de forma simplificada, a intensidade da corren- te elétrica, em função do tempo, resultante do fluxo de íons de sódio através da membrana de um axônio gigante de lula, obtido em um experimento. Quando a chave interruptora C é aberta, as leituras indicadas por A1 , A2 e A3 passam a ser, respectivamente, a) menor que i1 , menor que i2 e igual a i3 . *b) menor que i1 , igual a i2 e igual a i3 . c) igual a i1 , maior que i2 e maior que i3 . d) igual a i1 , igual a i2 e menor que i3 . e) maior que i1 , maior que i2 e maior que i3 . (www.sisne.org. Adaptado.) (UERJ-2017.1) - RESPOSTA: i = 3,0 A Durante uma aula de eletricidade, um professor analisou um circuito Considerando o valor da carga elétrica de cada íon igual a 1,6×10–19C, elétrico composto por uma bateria, de tensão constante U igual a a quantidade de íons de sódio que atravessaram a membrana entre 12 V, e quatro resistores idênticos R de 10 Ω, conforme indicado no os instantes 0 s e 4,0×10–3 s foi de esquema. *a) 2,5×103. d) 2,5×105. 3 b) 5,0×10 . e) 5,0×105. 4 c) 7,5×10 . (VUNESP/FMJ-2017.1) - ALTERNATIVA: D O fabricante de um aparelho para aferir pressão arterial garante que a bateria fornecida junto com o equipamento tem capacidade de re- alizar 500 aferições. Considerando que cada aferição demora 40 se- gundos, que a bateria fornece uma diferença de potencial de 6,0 V e uma corrente com intensidade de 400 mA, a quantidade de energia armazenada na bateria é igual a a) 8,6 × 103 J. b) 9,6 × 105 J. c) 4,8 × 107 J. *d) 4,8 × 104 J. Determine, em ampères, a corrente elétrica que se estabelece na e) 9,6 × 102 J. bateria.
[email protected] 21 (UTFPR-2017.1) - ALTERNATIVA: C (UFSC-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16) Estamos deixando de usar lâmpadas incandescentes devido ao A esgrima, esporte presente nos jogos olímpicos da era moderna grande consumo de energia que essas lâmpadas apresentam. Se desde 1896, é caracterizada por um combate entre dois competido- uma lâmpada de 60 W ficar ligada durante 10 minutos, produzirá um res que se enfrentam com armas brancas, neste caso florete, sabre consumo de energia, em joules, igual a: ou espada. Cada oponente veste um colete que delimita a área que a) 60 000. deve ser tocada pela arma para marcar pontos. Antigamente, a pon- b) 6 000. ta do florete era mergulhada em tinta para facilitar a visualização dos pontos. Hoje são utilizados sensores na ponta do florete, que, ao *c) 36 000. tocar no colete do adversário, fecha um circuito, ligando uma lâm- d) 90 000. pada que assinala a pontuação. Basicamente, o circuito simplificado e) 120 000. utilizado na esgrima elétrica é formado por uma lâmpada, fios elétri- cos, uma fonte de energia e uma chave f (sensor na ponta do florete) (CEFET/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: C para fechar o circuito. A potência elétrica que uma bateria alcalina de 9 V entrega, quando conectada a uma pequena lâmpada incandescente de lanterna, é uma grandeza relacionada à a) energia elétrica fornecida pela bateria. b) corrente elétrica fornecida pela bateria por unidade de tempo. *c) energia elétrica fornecida pela bateria por unidade de tempo. d) tensão elétrica estabelecida pela bateria nos terminais da lâm- pada. Com base no exposto e considerando que os lutadores não se to- cam com os floretes simultaneamente, assinale os circuitos simpli- ficados que podem marcar a pontuação correta de cada esgrimista (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: B ao tocar no oponente. Considerando dois resistores, R1 = 2 Ω e R2 = 3 Ω , ligados em série e com os terminais livres da associação conectados aos polos de uma bateria, pode-se afirmar corretamente que a) a corrente elétrica nos dois resistores é igual e a tensão elétrica 01) é maior em R1. *b) a corrente elétrica nos dois resistores é igual e a tensão elétrica é maior em R2. c) a corrente elétrica é maior em R1 e a tensão elétrica é igual nos 02) dois. d) a corrente elétrica é maior em R2 e a tensão elétrica é igual nos dois. 04) (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: D Um eletricista deve instalar um chuveiro que tem as especificações 220 V — 4 400 W a 6 800 W. Para a instalação de chuveiros, reco- menda-se uma rede própria, com fios de diâmetro adequado e um disjuntor dimensionado à potência e à corrente elétrica previstas, 08) com uma margem de tolerância próxima de 10%. Os disjuntores são dispositivos de segurança utilizados para proteger as instalações elétricas de curtos-circuitos e sobrecargas elétricas e devem desar- mar sempre que houver passagem de corrente elétrica superior à 16) permitida no dispositivo. Para fazer uma instalação segura desse chuveiro, o valor da corren- te máxima do disjuntor deve ser a) 20 A. b) 25 A. 32) c) 30 A. *d) 35 A. e) 40 A. 64) (VUNESP/ANHEMBI-2017.1) - ALTERNATIVA: D O circuito elétrico da figura contém um gerador de força eletromotriz constante E igual a 14 V, cinco resistores ôhmicos idênticos de resis- tência R igual a 4 Ω e um amperímetro A ideal. (UECE-2017.1) - ALTERNATIVA: A Um resistor de 3 Ω é ligado em série a um capacitor de 4 m F, e a associação assim obtida é conectada aos terminais de uma bateria de 12 V. Após o capacitor estar completamente carregado, é correto afirmar que a diferença de potencial (em Volts) nos terminais do ca- pacitor e do resistor é, respectivamente, *a) 12 e 0. b) 48 e 4. c) 4 e 3. d) 3 e 4. (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: A Uma lâmpada LED (diodo emissor de luz), que funciona com 12 V e corrente contínua de 0,45 A, produz a mesma quantidade de luz que Nesta montagem, a leitura do amperímetro é uma lâmpada incandescente de 60 W de potência. a) 2,5 A. Qual é o valor da redução da potência consumida ao se substituir a b) 1,5 A. lâmpada incandescente pela de LED? c) 1,0 A. *a) 54,6 W d) 5,4 W *d) 2,0 A. b) 27,0 W e) 5,0 W e) 3,0 A. c) 26,6 W
[email protected] 22 (FPS/PE-2017.1) - ALTERNATIVA: D (UNIMONTES/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: D Do ponto de vista elétrico, uma pessoa pode ser considerada, de Quando os faróis de um automóvel estão acesos, um amperíme- maneira aproximada, como tendo uma resistência elétrica de 500 W tro ideal, em série com os faróis, indica 10 A e um voltímetro ideal, em cada membro do corpo, e uma resistência de 250 W no tronco, em paralelo com os faróis, indica 12,0 V, conforme a figura abaixo. como indicado na figura a seguir. Quando o motor de arranque é acionado, a leitura do amperímetro cai para 8,00 A e a luz dos faróis fica mais fraca. Caso uma pessoa desavisada toque diretamente, com uma mão, no condutor fase da rede elétrica (220 V), ela poderá sofrer um cho- que. Nesta situação, calcule a corrente elétrica eficaz, em mA (onde 1 mA = 10–3 A), que circula pelo tronco da pessoa. Considere que A força eletromotriz da bateria e a redução na potência dissipada a pessoa está de pé sobre as duas pernas separadas e que seja pelos faróis são de: desprezível a resistência elétrica entre os pés e o piso. a) 55,0 mA *d) 220 mA a) 11,5 V; 30 %. b) 110 mA e) 293 mA b) 12,5 V; 80 %. c) 165 mA c) 12 V; 70 %. *d) 12 V; 20 %. (UTFPR-2017.1) - ALTERNATIVA: A Ao comprar certo eletrodoméstico, uma pessoa verifica que na cai- (UFJF/MG-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO xa do mesmo estão impressas as seguintes especificações: 220 V Em uma aula de Física, o professor apresenta para seus alunos e 1000 W. Considerando estas informações, analise as seguintes três lâmpadas com as seguintes especificações: L1: 20W – 120 V, afirmações: L2: 40W – 120 V e L3: 15W – 120 V. Em seguida faz duas ligações com as lâmpadas, montando os circuitos A e B, como mostram as I) 220 V indica a diferença de potencial em que o aparelho deve ser figuras abaixo. ligado. II) 1 000 W indica a intensidade de corrente elétrica que vai circular no aparelho. III) 220 V indica a resistência elétrica do aparelho. Está correto apenas o que se afirma em: *a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. (UNIMONTES/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: C Duas esferas condutoras idênticas possuem carga inicial desconhe- cida. Para descobrir as cargas iniciais das esferas, um aluno decide usar como método a Lei de Coulomb. Ele prende cada uma das esferas por um fio de massa desprezível muito fino e aproxima as esferas a uma distância de 4 cm. Ele mede uma força de 90 N de Com base nas informações, responda as seguintes questões: repulsão entre as esferas. Após essa primeira parte do experimento, a) Calcule a resistência equivalente de cada circuito. ele toca as esferas uma na outra e coloca a uma distância de 3 cm, b) Qual lâmpada terá o maior brilho em cada circuito? Justifique sua mas, dessa vez, a força de repulsão é de 250 N. As cargas (em Cou- resposta. lomb) iniciais em módulo das duas esferas antes de se tocarem são: c) Alimentando os circuitos com V = 120 V, qual a corrente em cada a) 16×10–6 e 1×10–6. um dos circuitos no caso de a lâmpada L1 se queimar? Justifique sua resposta. b) 4×10–6 e 4×10–6. Dados: k = 9×109 Nm2/C2 –6 *c) 2×10 e 8×10 . –6 RESPOSTA UFJF/MG-2017.1: A B d) 6×10–6 e 3×10–6. a) Req = 1080 W e Req = 1200 W b) lâmpada L3 c) iA = 0 e iB @ 91 mA (EBMSP/BA-2017.1) - ALTERNATIVA: E Unidades hospitalares utilizam geradores elétricos para se prevenir (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) de interrupções no fornecimento de energia elétrica. Um fio metálico, de 100 m de comprimento, resistividade igual a Considerando-se um gerador elétrico de força eletromotriz 120,0 V 1,7 × 10−2 Ω · mm2/m e área da seção transversal de 3,4 mm2, tem e resistência interna 4,0 Ω que gera potência elétrica de 1200,0 W, suas extremidades ligadas em uma bateria de 12 V. Em função do quando ligado a um circuito externo, é correto afirmar, com base exposto, assinale o que for correto. nessas informações e nos conhecimentos de eletricidade, que 01) A resistência elétrica do fio é 0,5 Ω . a) o gerador elétrico transforma energia elétrica em outras formas 02) Desprezando a variação da resistividade com a temperatura, a de energia. potência elétrica dissipada por efeito Joule no fio é 288 W. b) a diferença de potencial elétrico entre os terminais do gerador é 04) Se aumentarmos o comprimento do fio e mantivermos todos os igual a 110,0 V. outros parâmetros constantes, a corrente elétrica e a potência dissi- c) a intensidade da corrente elétrica que circula através do gerador pada no fio irão diminuir. é igual a 8,0 A. 08) A resistência elétrica de um resistor não depende do material d) a potência dissipada em outras formas de energia no interior do que o constitui, depende apenas de suas dimensões. gerador é igual a 512,0 W. 16) Se aumentarmos a área da seção transversal do fio e mantiver- *e) a potência elétrica que o gerador lança no circuito externo para mos todos os outros parâmetros constantes, a corrente elétrica e a alimentar as instalações é igual a 800,0W. potência dissipada no fio irão aumentar.
[email protected] 23 (EBMSP/BA-2017.1) - RESPOSTA: Efeito Joule e imáx = 3,0 mA (VUNESP/FAMERP-2017.1) - RESPOSTA: a) Q = 750 C b) n = 4 Os profissionais de um posto de saúde promoveram uma ativida- Uma lâmpada incandescente, de especificações técnicas 40 V–25 W de para orientar a comunidade local sobre a prevenção de doenças estabelecidas pelo fabricante, queima se for submetida a tensões causadas por picadas de mosquitos. Eles exibiram um vídeo com a acima da especificada. Conforme a figura, essa lâmpada será insta- raquete para matar mosquito, mostrada na figura. lada em um soquete ligado em série com o resistor R e com outros resistores que serão conectados entre os pontos A e B, formando um circuito que será submetido a uma diferença de potencial de 100 V. Disponível em: <http://eletronicos.mercadolivre.com.br>. Acesso em: 26 out. 2016. A raquete é composta de três telas metálicas, duas externas ligadas ao polo negativo e uma central ligada ao polo positivo de uma bate- ria. No interior da raquete, existe um circuito que amplifica a tensão para um valor de até 2,0 kV e a envia em forma de pulsos contínuos para a tela central. Um mosquito, ao entrar na raquete, fecha o cir- Considerando que os fios e as conexões utilizados nesse circuito cuito entre as telas e recebe uma descarga elétrica com potência de, tenham resistências desprezíveis: no máximo, 6,0 W, que produz um estalo causado pelo aquecimento a) determine a quantidade de carga elétrica, em coulombs, que atra- excessivo do ar, responsável por matar o mosquito carbonizado. vessará a lâmpada se ela permanecer acesa, de acordo com suas Com base nas informações do texto e nos conhecimentos de Física, especificações, durante 20 minutos. ⇒ identifique o efeito responsável pelo aquecimento excessivo do ar b) indique o número máximo de resistores iguais, de 320 Ω cada um, que mata o mosquito, que podem ser ligados em paralelo entre A e B, sem que a lâmpada ⇒ calcule a intensidade máxima da corrente elétrica que atravessa queime. a região entre as telas da raquete. (IFSUL/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: D (ITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D Uma pessoa, ao desejar comprar um chuveiro novo, foi até uma Em um experimento no vácuo, um pulso intenso de laser incide na loja e o vendedor ofereceu-lhe dois modelos diferentes, conforme superfície de um alvo sólido, gerando uma nuvem de cargas positi- a tabela abaixo: vas, elétrons e átomos neutros. Uma placa metálica, ligada ao terra por um resistor R de 50 W , é colocada a 10 cm do alvo e intercepta Modelo 01 Modelo 02 parte da nuvem, sendo observado no osciloscópio o gráfico da va- Tensão de funcionamento 110 V 220 V riação temporal da tensão sobre o resistor. Considere as seguintes afirmativas: Potência 4 000 W 4 000 W I. A área indicada por M no gráfico é proporcional à carga coletada O vendedor afirmou que o modelo 02 é mais econômico e, conse- de elétrons, e a indicada por N é proporcional à de cargas positivas quentemente, consumirá menos energia. Para verificar isso, o con- coletadas. sumidor calculou o consumo médio para cada um dos modelos de II. A carga total de elétrons coletados que atinge a placa é aproxima- chuveiro. Nesse cálculo, ele levou em consideração que o tempo de damente do mesmo valor (em módulo) que a carga total de cargas uso total do chuveiro, na sua casa, é de 30 minutos por dia em um positivas coletadas, e mede aproximadamente 1 nC. mês de 30 dias. A partir disso, o consumidor chegou à conclusão III. Em qualquer instante a densidade de cargas positivas que atinge que: a placa é igual à de elétrons. a) o vendedor está certo e o modelo 02 consumirá 60 kWh. b) o vendedor está certo e o modelo 01 consumirá 60 000 Wh. c) o vendedor está errado e ambos os modelos consumirão 6 000 kWh. *d) o vendedor está errado e ambos os modelos consumirão 60 kWh. (UFSM/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D Carlos pretendia replicar um circuito elétrico que apareceu em uma revista antiga de eletrônica, reproduzido abaixo. A lâmpada era um modelo em miniatura, e aquela que Carlos pre- tendia usar suportava uma corrente de até 10 A. Cada um dos re- sistores tem resistência elétrica igual a R, enquanto a lâmpada tem Esta(ão) correta(as) apenas resistência r. Cada bateria fornece uma força eletromotriz igual a a) I. ε. O único valor numérico conhecido é o da corrente que passa no amperí metro, igual a 4 A. Qual é o valor da corrente que passa na b) II. lâmpada? c) III. a) 1 A *d) 6 A *d) I e II. b) 2 A e) 10 A e) II e III. c) 4 A
[email protected] 24 (UNIFESP-2017.1) - RESPOSTA: a) PA / PB = 2 b) R = 18 W (VUNESP/FAMERP-2017.1) - ALTERNATIVA: B A figura representa o esquema de uma panela elétrica, na qual exis- A figura representa o esquema de ligação dos faróis de um automó- te uma chave seletora C que pode ser ligada em dois pontos, A e vel à bateria do veículo. O circuito é constituído por: duas lâmpadas B, que definem qual circuito será utilizado para dissipar, por efeito de 12 V – 60 W cada uma; uma chave de acionamento e um fusível joule, a energia térmica necessária para o funcionamento da panela. de proteção, ambos de resistências desprezíveis; e fios de ligação e conectores, também ideais. Se os dois faróis estiverem acesos, das opções indicadas nas al- Uma pessoa deseja utilizar essa panela para elevar a temperatura ternativas, aquela que corresponde à menor amperagem do fusível de quatro litros de água de 20 ºC para 80 ºC. Considerando que o capaz de proteger esse circuito é calor específico da água seja 4 × 103 J/(kg · ºC), que a densidade da a) 15 A. d) 4 A. água seja 1 kg/L, que toda a energia térmica dissipada pelos resis- *b) 12 A. e) 9 A. tores seja absorvida pela água e, ainda, que a água não perca calor c) 6 A. durante o processo, calcule: a) o valor da razão PA / PB , em que PA e PB são, respectivamente, as potências dissipadas pelos resistores quando a chave C está ligada (UCB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: D no ponto A e no ponto B. Um estudante precisa finalizar o projeto de robótica para a feira b) o valor da resistência elétrica R, em ohms, para que se consiga de ciências da escola. Para isso, ele necessita de um resistor de produzir o aquecimento desejado dessa massa de água, no intervalo 400 k W. Ao recorrer ao técnico de laboratório, foi informado que só de tempo de 10 minutos, com a chave C ligada no ponto A. há em estoque resistores de 600 k W. O estudante solicitou auxílio ao professor de física, que informou ser possível, com uma combina- ção de três resistores de 600 k W, gerar um circuito com a resistência (UCB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: B equivalente de 400 k W. Assinale a alternativa que apresenta a com- Aquecedor é um equipamento usado para aquecer algum tipo de binação correta de resistores de 600 k W para se obter a resistência fluido (ar ou água são os mais comuns). São bastante úteis em dias equivalente desejada. frios, principalmente em países com invernos rigorosos. Geralmen- a) 2 resistores em série. te, os aquecedores utilizam energia elétrica para o aquecimento, b) 3 resistores em paralelo. mas também podem utilizar gás. Suponha que um aquecedor elétri- c) 2 resistores em paralelo associados a 1 em série. co possui potência nominal de 2 500 W. Qual é o valor aproximando *d) 2 resistores em série associados a 1 em paralelo. da corrente elétrica por ele consumida quando conectado a uma di- e) 3 resistores em paralelo associados a 1 em série. ferença de potencial (d.d.p.) de 220 V ? a) 8,80 A (UNESP-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO *b) 11,36 A O circuito representado é constituído por quatro resistores ôhmicos, c) 22,00 A um gerador ideal, uma chave Ch de resistência elétrica desprezível d) 22,72 A e duas lâmpadas idênticas, L1 e L2 , que apresentam valores nomi- e) 28,46 A nais de tensão e potência iguais a 40 V e 80 W cada. A chave pode ser ligada no ponto A ou no ponto B, fazendo funcionar apenas uma parte do circuito de cada vez. (UEMG-2017.1) - ALTERNATIVA: A O dimer é um aparelho usado para controlar o brilho de uma lâm- pada ou a potência de um outro aparelho, como um ventilador. Um dimer foi usado para controlar o brilho de uma lâmpada cujas espe- cificações são 24,0 W e 12,0 V. A lâmpada foi associada em série ao dimer e ligada a uma bateria de 12,0 V, conforme representado no diagrama. Considerando desprezíveis as resistências elétricas dos fios de li- gação e de todas as conexões utilizadas, calcule as potências dis- Sabendo-se que o dimer foi regulado para que a lâmpada dissipasse sipadas pelas lâmpadas L1 e L2 , quando a chave é ligada no ponto 81% de sua potência, a potência que ele dissipa, em W, é A. Em seguida, calcule as potências dissipadas pelas lâmpadas L1 e *a) 2,16. L2 , quando a chave é ligada no ponto B. b) 4,56. RESPOSTA UNESP-2017,1: c) 19.4. Chave em A: P1 = 0 e P2 = 12,8 W d) 21,6. Chave em B: P1 = 80 W e P2 = 0
[email protected] 25 (FATEC/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A (IF/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: D Em uma disciplina de circuitos elétricos da FATEC, o Professor de No circuito da figura abaixo, o valor da corrente elétrica i vale: Física pede aos alunos que determinem o valor da resistência elé- trica de um dispositivo com comportamento inicial ôhmico, ou seja, que obedece à primeira lei de Ohm. Para isso, os alunos utilizam um multímetro ideal de precisão e submetem o dispositivo a uma varia- ção na diferença de potencial elétrico anotando os respectivos valo- 10 V 6W 3W res das correntes elétricas observadas. Dessa forma, eles decidem construir um gráfico contendo a curva característica do dispositivo resistivo, apresentada na figura. i a) 24 A. b) 12 A. c) 8 A. *d) 5 A. e) 32 A. (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: A A diferença de potencial entre os pontos (i) e (ii) do circuito abaixo é V. R R (i) (ii) R Com os dados obtidos pelos alunos, e considerando apenas o tre- cho com comportamento ôhmico, podemos afirmar que o valor en- R R contrado para a resistência elétrica foi, em k Ω, de *a) 3,0 d) 0,3 Considerando que todos os cinco resistores têm resistência elétrica b) 1,5 e) 0,1 R, a potência total por eles dissipada é c) 0,8 *a) 2V2/ R. b) V2/ (2R). (FUVEST/SP-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO c) V2/ (5R). Telas sensíveis ao toque são utilizadas em diversos dispositivos. d) 4V2/ R2. Certos tipos de tela são constituídos, essencialmente, por duas ca- madas de material resistivo, separadas por espaçadores isolantes. e) V2/ (4R2). Uma leve pressão com o dedo, em algum ponto da tela, coloca as placas em contato nesse ponto, alterando o circuito elétrico do dis- (UNICAMP/SP-2017.1) - RESPOSTA: L = 2,0 m positivo. As figuras mostram um esquema elétrico do circuito equi- O controle da temperatura da água e de ambientes tem oferecido à valente à tela e uma ilustração da mesma. Um toque na tela corres- sociedade uma grande gama de confortos muito bem-vindos. Como ponde ao fechamento de uma das chaves Cn, alterando a resistência exemplo podemos citar o controle da temperatura de ambientes fe- equivalente do circuito. chados e o aquecimento da água usada para o banho. A maioria dos chuveiros no Brasil aquece a água do banho por meio de uma resistência elétrica. Usualmente a resistência é constituí- da de um fio feito de uma liga de níquel e cromo de resistividade ρ = 1,1 × 10–6 Ω∙m. Considere um chuveiro que funciona com ten- são de U = 220 V e potência P = 5500 W. Se a área da seção trans- versal do fio da liga for A = 2,5 x 10–7 m2, qual é o comprimento do fio da resistência? (IMT-MAUÁ/SP-2017.1) - RESPOSTA: a) R$ 0,20 b) R$ 29,40 Um engenheiro elaborou um sistema de monitoramento para reali- zar a leitura do consumo de energia de alguns aparelhos elétricos de sua residência. A tabela mostra a leitura realizada no início e no fim de um mês (30 dias). Leitura (kWh) Aparelho Início do mês Fim do mês TV 32 92 geladeira 98 190 A bateria fornece uma tensão V = 6 V e cada resistor tem 0,5 k W de resistência. Determine, para a situação em que apenas a chave C 2 ferro elétrico 60 150 está fechada, o valor da chuveiro 165 326 a) resistência equivalente RE do circuito; lâmpada 85 182 b) tensão AB entre os pontos A e B; c) corrente i através da chave fechada C 2; a) Sabendo que o valor da conta de energia no período foi de R$ d) potência P dissipada no circuito. 100,00, qual foi o valor médio cobrado por kWh para o total de ener- gia consumida? Note e adote: b) No mês seguinte, a companhia fornecedora estabeleceu que 1 Ignore a resistência interna da kWh de energia passaria a custar R$ 0,10. Essa promoção incen- bateria e dos fios de ligação. tivou o engenheiro a comprar um condicionador de ar de potência líquida de 1 400 W. Considerando que esse aparelho ficou ligado RESPOSTA FUVEST/SP-2017.1: durante 7 horas por dia, qual foi o custo mensal (30 dias) de energia a) = 2,0 k W b) VAB = 1,5 V c) i = 1,5 mA d) P = 18 mW desse equipamento?
[email protected] 26 (FMABC/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: 29 B e 30 D (UCB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: B A figura e o texto abaixo referem-se às questões 29 e 30 No circuito elétrico apresentado na figura, os resistores possuem a Considere duas lâminas metálicas constituídas de materiais diferen- mesma resistência R = 2 W . tes, tais que, na temperatura ambiente de 77 ºF, a lâmina 2 (L2) tem o dobro do comprimento da lâmina 1 (L1). O coeficiente de dilatação linear da lâmina 2 corresponde a 75% do coeficiente de dilatação linear da lâmina 1 e elas estão separadas por uma distância equiva- lente a um milésimo do comprimento da lâmina L1, para essa tem- peratura ambiente. Qual o valor da corrente elétrica i , se aos terminais for aplicada uma ddp de 12 V ? a) 1 A *b) 2A c) 3 A d) 4 A e) 5 A (IF/BA-2017.1) - ALTERNATIVA: D O gráfico abaixo apresenta os valores das tensões e das correntes elétricas estabelecidas em um circuito constituído por um gerador de tensão e três resistores, R1, R2 e R3. Quando a temperatura ambiente atinge um determinado valor, as lâminas, por dilatação, se tocam sem se dobrarem, o circuito elétrico se fecha, e uma lâmpada de alerta é acesa. Dado: coeficiente de dilatação linear da lâmina 1 = 1.10– 4 ºC–1. QUESTÃO 29 Determine o valor da temperatura, na escala Celsius, na qual a lâm- pada será acesa. a) 27 *b) 29 c) 32 d) 35 QUESTÃO 30 Sabendo-se que, quando o circuito é fechado, a resistência equiva- lente é de 10 Ω, determine, respectivamente, o valor da resistência elétrica da lâmpada, em ohms, a intensidade da corrente elétrica (Fonte: SANTANA, Blaidi at. al, Conexões com a Física, vol.3, Moderna, São que a atravessa, em ampères, e a tensão elétrica a que a lâmpada Paulo, 2010) fica submetida, em volts. Considere desprezível a resistência elétri- ca oferecida pelas lâminas e pelos fios de ligação. Quando os três resistores são ligados em série, e essa associa- a) 1 , 1,0 e 1 ção é submetida a uma tensão constante de 700 V, e considerando b) 2 , 0,5 e 1 1 caloria igual a 4,2 joules, a energia dissipada nos resistores, em c) 3 , 1,0 e 3 1 minuto, em calorias, é igual a *d) 4 , 0,5 e 2 a) 7,0×102. b) 2,8×103. (CEDERJ-2017.1) - ALTERNATIVA: A c) 4,2×103. A figura a seguir ilustra um circuito que mantém uma lâmpada de *d) 1,0×104. abajur ligada. Esse circuito é composto por uma lâmpada, um in- e) 4,2×104. terruptor e por três fios condutores, a saber: verde, que liga um dos pinos da tomada a um terminal da lâmpada; vermelho, que liga o ou- tro terminal da lâmpada a um dos terminais de um interruptor; azul, (CEDERJ-2017.1) - RESPOSTA: a) i = 0,4 A b) U = 4,0 V que liga o outro terminal do interruptor ao segundo pino da tomada. Em um circuito, dois resistores ôhmicos de R = 20 W são conecta- dos em paralelo, e o conjunto é conectado em série a um terceiro resistor, também de 20 W. Liga-se esse arranjo a um bateria com e = 12 V. Considerando as diferenças de potencial entre os dois terminais da lâmpada ligada (VL ) e entre as extremidades do fio vermelho (VF ) , como também as correntes nesse fio ( i F ) e na lâmpada ( i L ) , tem- se que: e *a) VL > VF ; i L = i F Um amperímetro mede a corrente no terceiro resistor e um voltíme- b) VL = VF ; i L = i F tro mede a ddp em um dos dois primeiros. c) VL > VF ; i L < i F a) Qual é a corrente medida no amperímetro? d) VL < VF ; i L > i F b) Quanto vale a ddp medida no voltímetro?
[email protected] 27 (IF/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: B VESTIBULARES 2017.2 Num livro de eletricidade você encontra três informações: a primeira afirma que isolantes são corpos que não permitem a passagem da corrente elétrica; a segunda afirma que o ar é isolante; e a terceira (UNESP-2017.2) - ALTERNATIVA: C afirma que, em média, um raio se constitui de uma descarga elétrica Um gerador portátil de eletricidade movido a gasolina comum tem correspondente a uma corrente de 10 000 ampères que atravessa um tanque com capacidade de 5,0 de combustível, o que garante o ar e desloca, da nuvem à Terra, cerca de 20 coulombs. Pode-se uma autonomia de 8,6 horas de trabalho abastecendo de energia concluir que essas três informações são elétrica equipamentos com potência total de 1 kW, ou seja, que con- a) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga somem, nesse tempo de funcionamento, o total de 8,6 kWh de ener- elétrica é de 2,0 s. gia elétrica. Sabendo que a combustão da gasolina comum libera *b) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga cerca 3,2 × 104 kJ/ e que 1 kWh = 3,6 × 103 kJ, a porcentagem da elétrica é de 0,002 s. energia liberada na combustão da gasolina que será convertida em c) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga energia elétrica é próxima de elétrica é de 0,002 s. a) 30%. d) 50%. d) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga b) 40%. e) 10%. elétrica é de 2,0 s. e) conflitantes e que não é possível avaliar o intervalo de tempo *c) 20%. médio de uma descarga elétrica. (UNESP-2017.2) - ALTERNATIVA: C (FEI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A Um resistor ôhmico foi ligado a uma fonte de tensão variável, como Três resistores de resistência R, 2R e 3R estão associados em série. mostra a figura. Qual é a resistência desta associação? *a) 6 R b) 6 R2 c) 6R3 d) R2 e) R3 (FEI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: E Suponha que a temperatura do resistor não se altere significativa- Considere as afirmações abaixo: mente com a potência dissipada, de modo que sua resistência não varie. Ao se construir o gráfico da potência dissipada pelo resistor I. A resistência de um fio é diretamente proporcional à sua área. em função da diferença de potencial U aplicada a seus terminais, II. A resistividade de um fio depende do material. obteve-se a curva representada em: III. A resistência de um fio é diretamente proporcional ao seu com- primento. a) d) IV. A potência dissipada em um resistor aumenta sua temperatura. Estão corretas, apenas as afirmações: a) II e III. b) I, III e IV. c) II e IV. d) I, II e III. *e) II, III e IV. (FEI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: C b) e) A potência dissipada em um chuveiro é 6 500 W. Quando o chuveiro for submetido a uma tensão de 220 V, qual é o menor valor de um disjuntor a ser instalado na linha, para que o mesmo não desarme durante a operação normal do chuveiro? a) 10 A b) 20 A *c) 30 A d) 40 A e) 50 A *c) (CEFET/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: C Considerando que um atleta possa produzir até 2 600 W de potên- cia durante um salto em distância, determine o número máximo de lâmpadas de 120 V / 1,5 A, associadas em série, que poderiam ser acesas utilizando-se a potência produzida neste salto. a) 10 lâmpadas. b) 12 lâmpadas. *c) 14 lâmpadas. d) 15 lâmpadas. (UCB/DF-2017.2) - ALTERNATIVA: B Suponha que, em uma residência de Brasilia, uma pessoa possui um chuveiro elétrico de 7 200 W e o mantém ligado por 20 minutos por dia. No intuito de economizar água e diminuir o consumo de energia elétrica, a pessoa troca esse chuveiro por um de potência 3 000 W e passa a utilizá-lo somente por 10 minutos por dia. Consi- derando-se um mês de 30 dias, qual é a diferença de consumo, em kWh, no primeiro mês após a troca? a) 72 *b) 57 c) 45 d) 38 e) 26
[email protected] 28 (UFU-TRANSF/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: D (VUNESP/C.U.S.Camilo-2017.2) - ALTERNATIVA: A Um morador quer instalar em sua residência placas fotovoltaicas No gráfico está representada a curva característica de um resistor para geração de energia elétrica a partir da energia solar, sendo que ôhmico. cada placa gera 35 kWh/mês. O perfil de consumo diário de energia na referida residência é apresentado no quadro a seguir: tempo de uso Aparelho Quantidade Potência diário (horas) Lâmpada 10 4 20 W cada Geladeira 1 5 250 W Chuveiro 1 0,5 2 000 W Televisor 1 3 100 W Condicionador de ar 1 3 1 200 W Para esse mesmo resistor, o gráfico que representa a potência dis- sipada por ele em função da intensidade de corrente elétrica que o Considerando que o morador não necessitará de energia externa da percorre está corretamente representado em rede de abastecimento, quantas placas, no mínimo, deverão constar do equipamento a ser instalado, de modo a suprir o consumo mensal *a) d) de sua residência? a) 14 c) 208 b) 35 *d) 6 (PUC/GO-2017.2) - ALTERNATIVA: C No poema de Paulo Leminski (Texto 2), há referência a uma inven- ção muito útil, a lâmpada. A função mais comum das lâmpadas é iluminar à custa de alguma fonte de energia. Com a finalidade de economizar energia elétrica, recentemente, a Celg Distribuição, b) e) em parceria com o instituto Bioterra, criou o projeto “Eficiência So- lidária”, que substitui gratuitamente até 4 lâmpadas incandescentes (60 W– 220 V) por igual número de lâmpadas de LED (12 W– 220 V). Se uma unidade consumidora que efetuou as 4 trocas continuar utili- zando essas lâmpadas por 5 h a cada dia, a alternativa que apresen- ta corretamente a economia anual (365 dias) para essa residência é: Dado: preço de um kWh = R$ 0,70. a) R$ 61,32. b) R$ 182,25. *c) R$ 245,28. c) d) R$ 350,41. (UFU/MG-2017.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um chuveiro pode ser regulado para funcionar liberando água em três temperaturas distintas: “fria”, “morna” e “quente”. Quando o chu- veiro é ligado na opção “fria”, a água passa pelo aparelho e não sofre nenhum aquecimento; na opção “morna”, sofre aquecimento leve; e na opção “quente”, um aquecimento maior. Este chuveiro possui uma resistência elétrica constituída por um fio fino enrolado (PUC/PR-2017.2) - ALTERNATIVA: C e quatro pontos de contato (A, B, C e D). Uma fonte de tensão, de A tabela a seguir apresenta algumas informações encontradas em voltagem constante, é ligada com um de seus polos no ponto D, en- um manual de instalação de uma lâmpada de LED: quanto que o outro polo é ligado a uma chave que pode assumir as posições A, B ou C, conforme mostrado no esquema. Tensão de operação total 5V Corrente elétrica total 30 mA Potência dissipada 60 mW Temperatura de aramzenagem –30°C à 90°C Temperatura de operação –20°C à 80°C Considerando que a única quantidade de potência que não é uti- lizada para produção de luz é a potência dissipada, o rendimento luminoso percentual dessa lâmpada é de: a) 40%. b) 50%. *c) 60%. d) 70%. e) 80%. a) Identifique em qual posição (A, B ou C) a chave estará ligada para cada temperatura de funcionamento do chuveiro. Justifique sua (USS/RJ-2017.2) - ALTERNATIVA: A resposta. Um resistor de 30 Ω é utilizado na montagem de um circuito elétrico, b) A fonte de tensão é de 220 V e a potência do chuveiro é de 4 400 W conectado a uma bateria de 12 V. quando ligado na opção “quente”. Qual o valor da resistência elétrica A leitura obtida por um amperímetro ideal ligado em série ao resistor nesta situação de funcionamento? é, em ampère, igual a: *a) 0,40 RESPOSTA UFU/MG-2017.2: b) 0,80 a) Posição A → “morna” ; Posição B → “fria” ; Posição C → “quente” c) 1,20 b) R = 11 W d) 2,50
[email protected] 29 (UCB/DF-2017.2) - ALTERNATIVA: D (UNIFENAS/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: C A figura apresenta um circuito elétrico ideal, que foi construído com Os maiores consumidores de energia elétrica são em 1º lugar os cinco resistores de 1,0 k W, um medidor de tensão elétrica V, um me- Estados Unidos, seguidos pelo Japão, China, Canadá, Alemanha, didor de corrente elétrica A e uma fonte de tensão de 12,5 V. França, Inglaterra, Itália e Brasil. Sendo que o estado norte-america- no da Califórnia consome sozinho a mesma quantidade de energia elétrica consumida no Brasil. V R Fonte: www.maiscuriosidade.com.br/15-coisas-que-voce-devia-saber-sobre-eletricidade/ R Considere um gerador elétrico de 100 Volts, resistência interna 2 Ω e A R tensão (ddp) 70 Volts. Qual é potência dissipada por este aparelho? R a) 350 W. b) 400 W. R *c) 450 W. d) 500 W. e) 550 W. Com base nesses dados, é corrreto afirmar que os valores de leitu- ra esperados para os medidores de tensão e corrente elétrica são, (UNIFENAS/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: A respectivamente, Sabe-se que o multímetro é utilizado para realizar diversas medidas, tais como: encontrar valores de intensidade de corrente, tensão e a) 2,5 V e 2,5 mA. resistências elétricas. b) 12,5 V e 12,5 mA. c) 5,0 V e 5,0 mA. *d) 10 V e 10 mA. e) 7,5 V e 7,5 mA. (PUC-CAMPINAS/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: E A distribuição de energia elétrica para residências no Brasil é feita basicamente por redes que utilizam as tensões de 127 V e de 220 V, de modo que os aparelhos eletrodomésticos são projetados para funcionarem sob essas tensões. A tabela mostra a tensão e a inten- sidade da corrente elétrica que percorre alguns aparelhos elétricos resistivos quando em suas condições normais de funcionamento. Aparelho Tensão (V) Corrente (A) Chuveiro 220 20 Lâmpada incandescente 127 1,5 Ferro de passar 127 8 Sendo RC , RL e RF , respectivamente, as resistências elétricas do http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/o-multimetro.htm chuveiro, da lâmpada e do ferro de passar, quando em suas condi- ções normais de funcionamento, é correto afirmar que Considerando o multímetro como instrumento ideal, o que não po- a) RF > RL > RC derá ser feito? *a) Ligá-lo em paralelo, quando for utilizado como amperímetro e, b) RL > RC > RF em série, quando funcionar como voltímetro. c) RC > RL > RF b) Conectá-lo em paralelo para obter qualquer medida. d) RC > RF > RL c) Quando estiver sendo utilizado como amperímetro, o equipamen- *e) RL > RF > RC to deverá estar conectado em série. d) Se estiver funcionando como voltímetro, o mesmo deverá estar em paralelo. (UNIFENAS/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: A e) Caso o amperímetro seja colocado em série, este bloqueará a Considere o seguinte circuito elétrico para analisar as assertivas. passagem da corrente elétrica. lâmpada I (UNITAU/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: B O circuito dado pela figura abaixo é usado para aquecer certa quan- tidade de água. A fonte V alimenta o resistor de alta potência de I I 100 W e esse se encontra imerso em água, conforme a figura. V I + – pilha 01 – 1,5 Volts = 1,5 Joules / 1 Coulomb. 02 – a corrente elétrica representada é a convencional. R 04 – o filamento de uma lâmpada incandescente pode chegar a 3 200°C e, basicamente, ocorre a conversão de energia elétrica em água 20°C térmica, sendo assim chamado de efeito Coulomb. 08 – a pilha sendo considerada real, possui certa resistência interna (r) e sua fórmula é dada por U = E + r i, onde U é a ddp, E é fem e i, Qual deve ser a tensão aplicada à fonte V capaz de aquecer 200 g a intensidade de corrente elétrica. de água de 20°C a 70°C em 7 minutos? Dê a soma das assertivas corretas. Dados: o calor específico da água é de 1,0 cal/g°C e 1 cal = 4,2 J. *a) 3. a) 1000 V b) 6. *b) 100 V c) 7. c) 10 V d) 10. d) 1 V e) 12. e) 0,1 V
[email protected] 30 (UNITAU/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: E (SENAI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: B Sabendo que a tensão na fonte V é de 100 V e que os dois resistores Considere as seguintes afirmações sobre as propriedades elétricas são idênticos e valem, respectivamente, 10 W , pode-se afirmar que dos materiais. a corrente que atravessa o resistor R1 , a corrente que atravessa o I. O vidro é um exemplo de material condutor de eletricidade. amperímetro A1 , suposto ideal, a potência dissipada no resistor R1 e II. Os materiais isolantes possuem os elétrons da camada de valên- o resistor equivalente valem, respectivamente, cia fortemente ligados ao núcleo. R2 III. Para conduzir melhor a energia elétrica, os fios são encapados com materiais condutores de eletricidade. IV. Borracha e plástico são utilizados em equipamentos elétricos, por serem isolantes elétricos. Estão corretas, apenas, as afirmativas V a) I e II. d) II e III. R1 A1 *b) II e IV. e) III e IV. c) I e III. (UDESC-2017.2) - ALTERNATIVA: B Os resistores R2 e R3 são ligados em paralelo e esta associação é A2 ligada em série com o resistor R1, como mostra a Figura 6. A configu- ração final é ligada a uma pilha que fornece tensão V para o circuito. Considere a situação em que R1 = R2 = R3 = R . a) 0 A ; 10 A; 0 W; R1 + R2 . b) 10 A; 10 A; 0 W; R1 + R2 . c) 10 A; 10 A; 10 W; R1 + R2 . d) 0 A ; 10 A; 0 W; R1 . *e) 0 A; 10 A; 0 W; R2 . (UNICEUB/DF-2017.2) - RESPOSTA: 89C; 90E; 91E; 92X; 93E; 94E O aparelho mostrado esquematicamente na figura abaixo foi desen- Figura 6 volvido com o intuito de medir a temperatura média de uma superfí- Analise as proposições em relação à eletrodinâmica. cie da pele humana. I. V1 = 2V2 e i1 = 2i2 II. V1 = 3V3 e i1 = 3i3 III. i2 = i3 e V2 = 2V3 IV. a corrente elétrica total vale 2V/3R V. a resistência elétrica total vale 3R/2 Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. *b) Somente as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e V são verdadeiras. Ele consiste de umacâmara que contém um gás ideal, conectada a um pistão e isolada termicamente, à exceção da superfície externa (IFSUL/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: C da placa metálica, que fica em contato com a pele do indivíduo du- Um equipamento elétrico tem a seguinte especificação 6050W-220V. rante o funcionamento do aparelho. O gás, ao se expandir, empurra Para que esse equipamento forneça a mesma potência em uma ins- o pistão que está interligado a um resistor ôhmico cilíndrico cuja re- talação de 110V, assinale a opção correta: sistência R é proporcional ao deslocamento do pistão. Na figura, s a) Deve-se simplesmente reduzir a resistência. é o comprimento do resistor, medido a partir do ponto de contato no b) É necessário aumentar a resistência elétrica em 4 vezes de 8 Ω circuito. O objetivo desse procedimento é associar um valor de cor- para 32 Ω. rente elétrica, medida no amperímetro, a um valor de temperatura. *c) É necessário reduzir a resistência elétrica em 4 vezes de 8 Ω Para calibrar o circuito apresentado, mediu-se a corrente para duas para 2 Ω. temperaturas: a 10 °C, foram registrados 10 mA; a 100 °C, foram d) É necessário reduzir a resistência elétrica em 2 vezes de 8 Ω para registrados 100 mA. 4 Ω. Admitindo que o aparelho em questão esteja em funcionamento, que o amperímetro seja ideal e que a placa metálica seja de alumínio e tenha coeficiente de condutividade térmica igual a 0,50 cal.cm.°C/s, (IFSUL/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: A julgue os itens que se seguem em CERTO (C) ou ERRADO (E). O circuito elétrico a seguir representa um gerador com E = 10V e r = 0,5 Ω, alimentando uma resistência de R = 1,5 Ω. Com o intuito de 89. A potência dissipada no circuito elétrico é inversamente propor- medir a amperagem e a voltagem, foram instalados um amperímetro cional ao comprimento s do resistor. e um voltímetro. 90. A diferença de potencial entre os pontos a e b do circuito é cons- tante e igual a 5 V. A 91. A resistividade do material do resistor é diretamente proporcional E ao comprimento s do resistor. r R V 92. Caso a placa metálica do aparelho tenha área de 100 cm2 e espessura igual a 0,2 cm, então, quando o fluxo de calor for igual a 5,0 cal/s, a variação de corrente no circuito será superior a 0,03 mA. 93. Na câmara do aparelho, o gás sofre uma expansão adiabática. 94. Todo calor recebido da pele humana é transformado em trabalho Analise as proposições a seguir e conclua: do gás sobre o pistão. *a) A intensidade de corrente elétrica no amperímetro é de 5 A. OBS.: A questão 92 está sem sentido e por isso foi anulada. Para ter b) A leitura do voltímetro é de 10 V. sentido a pergunta deve qual a diferença de temperatura entre as c) O amperímetro está ligado erradamente. faces da placa, cuja resposta é 0,02 °C. d) O voltímetro está conectado erroneamente ao circuito.
[email protected] 31 (UDESC-2017.2) - ALTERNATIVA: D (FEI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: A É melhor optar por transmitir 10 GW de potência em longas distân- Considere um fio condutor de comprimento L e diâmetro d. É correto cias, utilizando uma tensão alternada de 10 kV, do que transmitir a afirmar que a resistência elétrica do fio é: mesma potência diretamente em 220 V, em tensão alternada. *a) maior quanto menor for o diâmetro do fio. Assinale a alternativa que justifica o motivo desta escolha. b) menor quanto maior for o comprimento do fio. a) A resistência dos fios é menor em altas tensões. c) menor quanto menor for o diâmetro do fio. b) Mais corrente é transmitida em altas tensões. d) maior quanto menor for o comprimento do fio. c) O isolamento é mais eficaz em altas tensões. *d) Há menos aquecimento nos fios de transmissão. e) maior quanto maior for o diâmetro do fio. e) O produto corrente vezes resistência ao longo dos fios é maior em altas tensões. (ACAFE/SC-2017.2) - ALTERNATIVA: A Para realizar um tratamento deve-se dar um banho num paciente (FEI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: A com água a 37ºC. Utiliza-se nesse procedimento um chuveiro elétri- Dois resistores, de 20 W cada, são associados em série e subme- co de resistência 22 W, ligado a uma rede de 220 V. tidos a uma diferença de potencial de 10 V. A corrente medida no (Considere para efeitos de cálculo, o calor específico da água circuito vale: c @ 4J/g.ºC, a densidade da mesma r = 1 kg/litro e que toda a ener- *a) 0,25 A d) 0,40 A gia dissipada na resistência seja convertida em calor). b) 0,20 A e) 0,80 A Sabendo-se que a temperatura ambiente é de 27ºC, a vazão, em c) 0,50 A mililitros/s, que esse chuveiro deverá ter nessas condições, é: *a) 55. b) 25. (FEI/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D Qual dos eletrodomésticos abaixo tem seu funcionamento baseado c) 110. no efeito joule? d) 880. a) Geladeira b) Forno a gás (IFNORTE/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: B c) Micro-ondas Com uma bateria nova e quatro lâmpadas idênticas, Ana montou o *d) Forno elétrico circuito representado na FIGURA 10: e) Ventilador FIGURA 10 (ACAFE/SC-2017.2) - ALTERNATIVA: B Num circuito elétrico são ligadas quatro lâmpadas iguais conectadas a uma tomada conforme a figura a seguir. Sabendo-se que a intensidade da corrente elétrica que atravessa a lâmpada L4 vale 12 mA, é CORRETO afirmar que a intensidade da Se denotarmos por I a intensidade luminosa de cada lâmpada, a corrente na lâmpada L1 vale: proporção entre as luminosidades das lâmpadas é: a) 48 mA. a) I1 = I2 e I3 = 2I4 . *b) 18 m A. *b) I1 = I2 > I3 = I4 . c) 36 mA. c) l1 = I2 = I4 > I3 . d) 24 mA. d) l1 = I2 > I3 > I4 . (VUNESP/USCS-2017.2) - ALTERNATIVA: E (ACAFE/SC-2017.2) - ALTERNATIVA: B Com uma mesma lâmpada e com duas pilhas idênticas, foram mon- Muitos instrumentos elétricos são utilizados por quem trabalha com tados dois circuitos, 1 e 2, conforme a figura. eletricidade, todavia, podemos considerar a chave de teste um dos mais simples. Trata-se de uma chave de fenda que possui um circui- Circuito 1 Circuito 2 to interno contendo uma lâmpada em série com um resistor. A lâm- pada acende quando um dos terminais da chave toca um condutor energizado e o outro está em contato com o corpo da pessoa que a manuseia. Considerando-se desprezíveis as resistências elétricas dos fios e Assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases das conexões utilizados e admitindo que nos dois circuitos a lâmpa- a seguir. da esteja acesa, é correto afirmar que: Quando a pessoa coloca o dedo em uma extremidade (figura), a) nos dois circuitos, a lâmpada dissipa potências iguais. _______ o circuito. O resistor possui uma _____ resistência elétrica b) nos dois circuitos, a lâmpada é percorrida por correntes elétricas e está ligado em _______ com a lâmpada; assim, a corrente elétrica de intensidades iguais. não tem intensidade suficiente para produzir dor. c) no circuito 2, a lâmpada é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade quatro vezes maior do que no circuito 1. a) abre - alta - paralelo. d) no circuito 2, a lâmpada dissipa uma potência duas vezes maior *b) fecha - alta – série do que no circuito 1. c) fecha – baixa - paralelo. *e) no circuito 2, a lâmpada dissipa uma potência quatro vezes maior d) abre - baixa - série. do que no circuito 1.
[email protected] 32 (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: B (ETEC/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: C A lei da Física que estabelece uma relação linear entre corrente elé- Uma brincadeira consiste em passar um anel condutor, de um extre- trica e diferença de potencial é a Lei mo a outro de um fio retorcido, também condutor de eletricidade. Du- a) da inércia. rante a brincadeira a chave deve permanecer fechada conectando a *b) de Ohm. pilha ao circuito. O anel deve ser passado por toda a extensão do fio c) de Coulomb. retorcido sem toca-lo, pois quando a lâmpada acende a brincadeira d) de Ampere. acaba. Assinale a alternativa que apresenta um esquema de construção de um dispositivo de acordo com a descrição apresentada para a (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D brincadeira. Usinas termelétricas, como as instaladas no Ceará, geram energia mais cara que as fontes convencionais, consomem elevados volu- a) mes de água, além de usarem carvão como combustível, causando relevantes impactos ambientais. Nessas usinas, as conversões que envolvem maior quantidade de energia são de a) elétrica para química e em seguida para térmica. b) química para elétrica e em seguida para térmica. c) elétrica para térmica e em seguida para química. *d) química para térmica e em seguida para elétrica. (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: A Considere um fio condutor, fabricado com uma liga metálica que confere uma determinada resistência elétrica proporcional ao com- b) primento do fio e com pouca variação em função da temperatura (±1 °C). A configuração que produz a mesma resistência equivalente a uma peça de 2 m de fio é *a) 2 peças de 4 m ligadas em paralelo. b) 2 peças de 4 m ligadas em série. c) 4 peças de 2 m ligadas em paralelo. d) 4 peças de 2 m ligadas em série. (VUNESP/CEFSA-2017.2) - ALTERNATIVA: C Em um chuveiro elétrico, existe um seletor que regula a temperatura *c) da água em VERÃO – INVERNO. Quando se altera a posição do seletor de VERÃO para INVERNO, a temperatura da água aumenta porque a) aumenta a tensão elétrica aplicada ao chuveiro. b) diminui a tensão elétrica aplicada ao chuveiro. *c) aumenta a corrente elétrica na resistência do chuveiro. d) diminui a corrente elétrica na resistência do chuveiro. e) aumenta a resistência elétrica do chuveiro. (VUNESP/FCMSJC-2017.2) - ALTERNATIVA: C O circuito da figura apresenta um gerador de força eletromotriz d) E1 = 40 V e resistência interna r1, um receptor de força contra eletro- motriz E2 = 30 V e resistência interna r2 = 3 Ω e um resistor ôhmico de resistência elétrica R = 38 Ω. O amperímetro A, as chaves Ch1 e Ch2 , os fios de ligação e as conexões utilizadas são ideais. e) A tabela mostra as indicações do amperímetro de acordo com as posições das chaves. Chave Chave Indicação no (IFSUL/RS-2017.2) - ALTERNATIVA: C Ch1 Ch2 amperímetro (A) A imagem abaixo ilustra a associação de resistores em um circuito fechada aberta 1 misto. aberta fechada x O valor de x, indicado na tabela, é a) 2,5 A. b) 1,0 A. *c) 2,0 A. Considerando que todos os resistores possuem a mesma resistên- d) 1,5 A. cia elétrica R, a resistência equivalente da associação é igual a e) 3,0 A. a) R b) 4R *c) 3R/5 d) 4R/3
[email protected] 33 (PUC/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D Determine o volume de água, em litros, que deve ser colocado em Considere um resistor ligado a uma bateria e dissipando calor por um recipiente de paredes adiabáticas, onde está instalado um fio efeito Joule. Pelo resistor, são medidos 3 mC/s de carga elétrica. condutor de cobre, com área de secção reta de 0,138 mm2 e compri- Assim, a corrente elétrica pelo resistor é mento 32,1m, enrolado em forma de bobina, ao qual será ligada uma a) 3 · 106 A. fonte de tensão igual a 40 V, para que uma variação de temperatura b) 3 · 10–6 m A. da água de 20 K seja obtida em apenas 5 minutos. Considere que c) 3 · 106 m A. toda a energia térmica dissipada pelo fio, após sua ligação com a fonte, será integralmente absorvida pela água. Desconsidere qual- *d) 3 · 10–6 A. quer tipo de perda. a) 0,50 Dados: (VUNESP/UEFS-2017.2) - ALTERNATIVA: D • resistividade elétrica do cobre = 1,72.10–8 Ω.m Um circuito foi montado com quatro resistores ôhmicos iguais, de b) 1,00 • calor específico da água: 1,0 cal.g–1.ºC–1 6 Ω cada um, e um gerador ideal. Os fios de ligação, as conexões • densidade da água: 1 g.cm–3 utilizadas e as chaves interruptoras, Ch1 e Ch2, inicialmente abertas, c) 1,25 têm resistência elétrica desprezível. • 1cal = 4,0 J *d) 1,50 (FATEC/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: A Semicondutores são peças-chave para os dispositivos eletrônicos modernos. Compostos de substâncias tetravalentes, como o germâ- nio ou o silício, os semicondutores são dopados com outras subs- tâncias tri– ou pentavalentes (tipos P ou N, respectivamente) se tornando bons condutores de corrente elétrica. Elementos como o germânio ou o silício são colocados em operação de maneira con- junta formando um “diodo”, um dispositivo com uma junção P–N. Quando uma diferença de potencial elétrico ( U ) é aplicada nas ex- tremidades do dispositivo, o diodo permite a passagem de uma cor- rente elétrica (i ) apenas em um sentido, mas não no sentido oposto. Considere um diodo emissor de luz (sigla em inglês: LED) que esteja funcionando normalmente, ligado aos terminais de uma bateria. Baseando-se nas informações descritas acima, assinale a alterna- tiva que apresenta o desenho que melhor ilustra uma situação hi- potética do correto funcionamento de um LED em dois momentos Ao fecharmos Ch1 , mantendo Ch2 aberta, a resistência equivalente distintos (I) e (II). do circuito é R1 . Ao fecharmos Ch2, mantendo Ch1 aberta, a resis- R tência equivalente do circuito é R2. Dessa forma, a razão 1 é igual R2 a (I) ( II ) 2 . *d) 4 . a) 3 9 9 . e) 4 . b) *a) 4 3 c) 3 . 4 (IF/PE-2017.2) - ALTERNATIVA: D Em Pernambuco, a energia elétrica residencial é distribuída pela Companhia Energética de Pernambuco (CELPE), criada em 10 de fevereiro de 1965, privatizada no ano 2000 e hoje controlada b) pelo grupo Neoenergia. Ela atende a cerca de 3,2 milhões de ha- bitantes, em 184 municípios pernambucanos, através de redes de distribuição elétrica, como mostrado na figura abaixo. c) d) As principais grandezas físicas envolvidas em um circuito elétrico são a Tensão Elétrica (medida em volt), a Corrente Elétrica (me- dida em ampere) e a Resistência Elétrica (medida em ohm). Sobre estas grandezas, podemos afirmar que a) o volt expressa a quantidade de energia por unidade de tempo. b) em amperes, mede-se a quantidade de energia por unidade de tempo. e) c) em ohms, mede-se a quantidade de amperes por unidade de ten- são elétrica. *d) o volt expressa a quantidade de joules por unidade de carga elétrica. e) o ampere expressa a quantidade de volts por unidade de tempo.
[email protected] 34 (IF/CE-2017.2) - ALTERNATIVA: B (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08) José tem, em sua casa, uma churrasqueira elétrica que usa diaria- O tungstênio é um metal muito utilizado como filamento de lâmpa- mente por 0,5 hora. A churrasqueira consome cerca de 7,8×104 J das incandescentes pelo seu elevado ponto de fusão, da ordem de em 1 minuto. Sabe-se que a companhia energética de seu esta- 3 422 ºC. Este filamento é produzido pelo enrolamento de um fio de do estipulou que 1 kWh deverá custar cerca de R$ 0,60 centavos. 0,2 mm de diâmetro e 1 m de comprimento. Dessa forma, no período de 1 mês (30 dias), se deixasse de usar a Dados: churrasqueira elétrica, José poderia economizar ● resistividade elétrica do tungstênio em 20 ºC = 5,6×10–8 Ω.m a) R$ 10,50. ● coeficiente de temperatura do tungstênio = 4,5×10–3 ºC–1 *b) R$ 11,70. (considerado constante). c) R$ 10,80. d) R$ 11,90. Considerando que a potência da lâmpada é 20 W e que a temperatu- e) R$ 12,30. ra inicial do filamento é 20 ºC, assinale o que for correto. 01) O filamento da lâmpada é um exemplo de resistor ôhmico. 02) Se a lâmpada estiver ligada a uma bateria ideal de 12 V, a resis- (IF/CE-2017.2) - ALTERNATIVA: C tência elétrica de seu filamento será 7,2 Ω. Um eletricista dispõe de 4 resistores de 200 Ω e necessita de uma 04) Quando a lâmpada está ligada à bateria ideal de 12 V, a tempe- resistência de 500 Ω para utilizá-la num circuito elétrico. Usando ratura do filamento da lâmpada é aproximadamente 300 ºC. esses quatro resistores de 200 Ω, ele deve associá-los, de forma a 08) A resistência elétrica do filamento, para a lâmpada desligada, a obter 500 Ω, da seguinte maneira: 20 ºC é aproximadamente 1,8 Ω. a) os quatro resistores em série. 16) A lâmpada incandescente é muito eficiente, pois a maior parte b) os quatro resistores em paralelo. da energia por ela utilizada é transfor-mada em energia luminosa na *c) dois resistores em paralelo, conectando este conjunto em série faixa do visível. com os outros dois resistores. d) três resistores em paralelo, conectando este conjunto em série (UNITAU/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: E com o quarto resistor. A fonte de tensão V alimenta os resistores R1 = 12 Ω e R2 = 4 Ω, e) três resistores em série, conectando este conjunto em paralelo conforme circuito abaixo. com o quarto resistor. (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Um resistor R1 de 1 Ω está associado em série com um resistor R2 R1 de 2 Ω e os dois estão associados em paralelo com um resistor R3 de 3 Ω. Uma bateria de 6 V fornece energia para o circuito. A partir V R2 do enunciado, assinale o que for correto. 01) A resistência equivalente do circuito é 2/3 Ω. A 02) O valor da corrente elétrica que flui através dos re-sistores R1 e R2 é 2 A. 04) A queda de potencial elétrico no resistor R2 é 4 V. Sabendo que a corrente que atravessa o amperímetro A é de 2 am- 08) A potência total dissipada no circuito é 36 W. pères, é CORRETO afirmar que a potência dissipada pelo resistor R2 é de (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) a) 756 W d) 414 W As ramificações presentes nas redes elétricas, transformam-na em b) 576 W *e) 144 W um circuito complexo. Como existem vários caminhos fechados para c) 441 W que a corrente elétrica percorra com geradores, receptores e resis- tores, uma possibilidade para a compreensão do que ocorre no cir- (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 17 (01+16) cuito é empregar as Leis de Kirchhoff. Com base na figura abaixo, Em uma indústria do setor de baterias, um novo projeto está em na qual os geradores e receptores são considerados ideais, assinale fase de testes. Para testar uma nova bateria, um funcionário mede a o que for correto. diferença de potencial (U em volts) entre seus terminais em função da intensidade da corrente (i em ampères) que a atravessa. Como resultado, ele obtém U = 12 V para i = 2 A e U = 9 V para i = 4 A. Supondo que U varie linearmente com i, assinale o que for correto sobre essa bateria. 01) A potência elétrica máxima fornecida pela bateria, ou potência útil, vale 37,5 W. 02) A corrente elétrica de curto-circuito vale 12 A. 04) A força eletromotriz (ou tensão para i = 0) da bateria corresponde a 10,5 V. 08) A resistência elétrica interna da bateria vale 3 Ω. 16) Se essa bateria for ligada a um resistor de resistência elétrica R = 98,5 Ω, então a corrente no circuito será 150 mA. (UNIVESP-2017.2) - ALTERNATIVA: C O ferro de soldar a estanho é uma ferramenta muito usada em ofi- 01) A 1a Lei de Kirchhoff decorre do princípio da conservação da cinas de conserto de equipamentos eletrônicos. Tem como princí- carga elétrica e a 2a Lei de Kirchhoff decorre do princípio da conser- pio de funcionamento o aquecimento de uma ponta metálica pela vação da energia. conversão direta de energia elétrica em calor, como ocorre em um 02) Os três geradores presentes no circuito apresentam ddp de: ferro de passar roupas. O calor obtido é suficiente para derreter o E1 = 220 V, E2 = 220 V e E3 = 80 V. estanho, material utilizado para a solda de componentes eletrônicos. 04) O módulo da diferença de potencial (ddp) no ramo central vale Se, em uma dessas oficinas, um ferro de soldar a estanho de 40 W 150 V. de potência permanece ligado a uma tomada de 110 V por um perí- 08) Receptor elétrico é qualquer dispositivo que transforma a ener- odo de 190 horas, a energia transformada em calor pela ferramenta gia elétrica recebida da fonte (gerador) para uma outra modalidade é, aproximadamente, de de energia, que não seja exclusivamente térmica. a) 3,5 kWh. d) 8,5 kWh. 16) As intensidades de corrente nos ramos valem: 5,5 A, 5,5 A e b) 5,0 kWh. e) 9,0 kWh. 3,5 A. *c) 7,5 kWh.
[email protected] 35 (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) (IF/PE-2017.2) - ALTERNATIVA: C Em um laboratório, um elemento (resistor de resistência elétrica R) Considere dois resistores R1 e R2 . Quando estes resistores são do circuito de um equipamento precisa ser testado para que se cer- associados em série, a resistência equivalente da associação é tifique de que ele está funcionando conforme as especificações do 25 Ω; quando os resistores são associados em paralelo, a resistên- fabricante. Um técnico tem à sua disposição um amperímetro, um cia equivalente é 6 Ω. Os valores de R1 e R2 são, em Ω, voltímetro e um ohmímetro. Sobre as características desses apare- a) 10 e 6 lhos e o modo de conectá-los ao circuito para fazer medidas, assi- b) 15 e 6 nale o que for correto. *c) 15 e 10 01) Para medir a corrente elétrica, deve-se ligar o amperímetro em d) 15 e 25 série com o elemento. e) 10 e 25 02) Para que a introdução do amperímetro não modifique de modo significativo o valor da corrente que se quer medir, sua resistência RA deve ser desprezível quando comparada com a resistência R do elemento. 04) Para medir a diferença de potencial (ddp) entre as extremidades do elemento, deve-se ligar o voltímetro em série com o elemento. 08) Para que a introdução do voltímetro não modifique de modo sig- nificativo a ddp que se quer medir, sua resistência RV deve ser muito maior do que a resistência R do elemento. 16) Supondo que o restante do circuito não interfira na medida, po- de-se medir a resistência R do elemento ligando o ohmímetro em paralelo com o elemento. (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) A rede elétrica instalada em certa residência fornece uma força ele- tromotriz (fem) alternada do tipo ε = ε 0 sen wt. O valor eficaz da fem é 127 V e sua frequência é 60 Hz. Suponha que um eletrodomésti- co, conectado à rede, comporte-se como um resistor de resistência elétrica igual a 63,5 W. Se necessário, use √ 2 = 1,4. Assinale o que for correto. 01) A função que representa a força eletromotriz alternada pode ser escrita como ε = 127sen 60p t V. 02) A amplitude da corrente alternada no resistor é 2,1 A. 04) O consumo de energia pelo eletrodoméstico ocorre em uma taxa média de 325 W. 08) Se o tempo de uso diário do aparelho for de 8 horas, então o consumo de energia em 30 dias será de 60,96 kW·h. 16) Se a resistência equivalente do eletrodoméstico fosse a metade do seu valor original e se a tarifa de energia, com impostos inclusos, estivesse em R$ 0,70 por kW·h, custaria ao consumidor no final de 30 dias mais de R$ 85,00 pela energia consumida pelo aparelho (considerando um uso diário de 8 horas). (UNIVESP-2017.2) - ALTERNATIVA: A Um circuito misto construído com fios ideais é formado por três re- sistores. O primeiro deles, R1, é associado em série aos dois outros resistores, R2 e R3, sendo que R2 e R3 estão associados entre si em paralelo. Nas extremidades do circuito misto, liga-se um gerador ideal, que aplica nessas extremidades uma diferença de potencial de 30 V. Sabendo que os resistores R1 , R2 e R3 têm resistências elétricas, respectivamente, iguais a 14 Ω , 20 Ω e 80 Ω , a intensidade da corrente elétrica que é aplicada ao circuito misto é de *a) 1 A. d) 4 A. b) 2 A. e) 5 A. c) 3 A. (UFG/GO-2017.2) - ALTERNATIVA: B Uma corrente elétrica de 10 A alimenta um circuito de resistores em paralelo e somente 2 A atravessa o ramo central, como representado na figura abaixo. Neste circuito elétrico, o valor da resistência R é de a) 5 Ω *b) 6 Ω c) 10 Ω d) 12 Ω
[email protected] 36 ELETRICIDADE (UERJ-2017.1) - ALTERNATIVA: C A força magnética que atua em uma partícula elétrica é expressa ELETROMAGNETISMO pela seguinte fórmula: F = q × v × Bsen θ VESTIBULARES 2017.1 q – carga elétrica da partícula v – velocidade da partícula (IME/RJ-2017.1) - ALTERNATIVA: A B – campo magnético Uma partícula de carga positiva +Q penetra numa região de compri- θ – ângulo entre a velocidade da partícula mento d1 sujeita a um campo magnético de baixa intensidade e or- e o campo magnético togonal ao plano da figura abaixo. Em seguida, penetra numa região de comprimento d2 , onde não existe campo magnético. Ao longo Admita quatro partículas elétricas idênticas, P1 , P2 , P3 e P4 , pene- das regiões de comprimento d1 e d2 , a partícula percorre a trajetória trando com velocidades de mesmo módulo em um campo magnético indicada pela linha tracejada da figura abaixo. Dadas as informações → uniforme B, conforme ilustra o esquema. a seguir, a distância a , indicada na figura entre a origem e o ponto de passagem da partícula pelo eixo Y , é aproximadamente: Nesse caso, a partícula em que a força magnética atua com maior intensidade é: a) P1 . *c) P3. Dados: b) P2. d) P4. • velocidade inicial da partícula: ortogonal ao eixo Y e de módulo v ; • módulo do campo magnético da região: B ; • distância entre o fim da região do campo magnético e o eixo Y : (UNESP-2017.1) - ALTERNATIVA: E d2 ; Um motor elétrico é construído com uma espira retangular feita com • massa da partícula: m ; um fio de cobre esmaltado semirraspado em uma extremidade e • d2 >> d1 ; totalmente raspado na outra, apoiada em dois mancais soldados aos • deslocamento vertical da partícula dentro da região magnetizada polos A e B de uma pilha. Presa a essa espira, uma hélice leve pode << d1 . girar livremente no sentido horário ou anti-horário. Um ímã é fixo à pilha com um de seus polos magnéticos (X) voltado para cima, d1 d2 QB d2 mv criando o campo magnético responsável pela força magnética que *a) d) atua sobre a espira, conforme ilustrado na figura. mv 2 QBd1 d2 mv d1 d2 QB b) e) QBd1 2 mv 2 d1 d2 QB c) mv (UNICENTRO/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: E O gráfico mostra como varia no tempo o fluxo magnético através de cada espira de uma bobina de 300 espiras, enroladas próximas umas das outras, garantindo que todas são atravessadas pelo mes- mo fluxo. (www.feiradeciencias.com.br. Adaptado.) Se A for um polo ____________ , B um polo ___________ e X um polo __________ , dado um impulso inicial na espira, ela mantém-se girando no sentido _____________ . Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto. Nessas condições, o módulo da força eletromotriz induzida na bobi- a) negativo – positivo – sul – horário na no intervalo entre 0 ms e 0,6 ms, em V, é igual a b) negativo – positivo – norte – anti-horário a) 4,0. d) 5,5. c) positivo – negativo – sul – anti-horário b) 4,5. *e) 6,0. d) positivo – negativo – norte – horário c) 5,0. *e) negativo – positivo – norte – horário
[email protected] 37 (VUNESP/Uni·FACEF-2017.1) - ALTERNATIVA: A (UNIFENAS/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: D A figura mostra três ímãs alinhados e as linhas de campo magnético Um fio condutor retilíneo muito longo, imerso em um meio cuja per- geradas a sua volta. meabilidade magnética é m = 4p.10−7 T.m/A, é percorrido por uma corrente I. A uma distância r = 1 metro do fio, sabe-se que o módulo do campo magnético é 10−4 T. Qual é a corrente elétrica I que per- corre o fio ? a) 0,5 A. b) 5 A. c) 50 A. *d) 500 A. e) 5000 A. (www.feiradeciencias.com.br. Adaptado.) Uma correta associação entre os números indicados na figura com (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: E os polos magnéticos norte (N) e sul (S) é Uma partícula de carga positiva q penetra em uma região do espaço *a) 1N ; 2S ; 3N ; 4S ; 5S ; 6N. ocupada por dois campos, um elétrico e outro magnético, com velo- cidade V, conforme o esquema a seguir. b) 1N ; 2S ; 3S ; 4N ; 5S ; 6N. c) 1S ; 2N ; 3S ; 4N ; 5S ; 6N. d) 1S ; 2N ; 3N ; 4S ; 5S ; 6N. e) 1N ; 2S ; 3N ; 4S ; 5N ; 6S. (PUC/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: D O fragmento do Texto 3, “era aquele redemoinho”, pode nos levar a Desprezando-se a ação da força gravitacional, conclui-se que a par- pensar na alteração, para circular, do movimento retilíneo de uma tícula, ao penetrar a região, partícula carregada que entra perpendicularmente em um cam- a) será desacelerada pelo campo elétrico. po magnético uniforme. A presença de outros campos pode evi- b) se deslocará para cima por causa da força magnética. tar esse movimento circular. Considere uma partícula de massa c) realizará um movimento circular uniforme. m = 3 × 10–3 kg e carga positiva q = 5 × 10–4 C se deslocando hori- d) aumentará sua energia cinética devido aos dois campos. zontalmente para a direita a uma velocidade v = 100 m/s, sob a ação *e) sofrerá somente a ação da força elétrica. apenas de três campos uniformes: um campo elétrico de 200 N/C verticalmente para cima, um campo gravitacional verticalmente para baixo e um campo magnético. Para que a partícula permaneça se (ENEM-2016) - ALTERNATIVA: B movendo num movimento retilíneo e uniforme, o campo magnético A magnetohipertermia é um procedimento terapêutico que se baseia deve ser? na elevação da temperatura das células de uma região específica do Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s2. corpo que estejam afetadas por um tumor. Nesse tipo de tratamento, Assinale a alternativa correta: nanopartículas magnéticas são fagocitadas pelas células tumorais, e a) 7 × 10–2 T, na direção do campo gravitacional. um campo magnético alternado externo é utilizado para promover a agitação das nanopartículas e consequente aquecimento da célula. b) 7 × 10–2 T, em uma direção perpendicular ao campo gravitacional. A elevação de temperatura descrita ocorre porque c) 1,4 T, na direção do campo gravitacional. a) o campo magnético gerado pela oscilação das nanopartículas é *d) 1,4 T, em uma direção perpendicular ao campo gravitacional. absorvido pelo tumor. *b) o campo magnético alternado faz as nanopartículas girarem, transferindo calor por atrito. (FGV/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B c) as nanopartículas interagem magneticamente com as células do As figuras representam dois exemplos de solenoides, dispositivos corpo, transferindo calor. que consistem em um fio condutor enrolado. Tal enrolamento pode d) o campo magnético alternado fornece calor para as nanopartícu- se dar em torno de um núcleo feito de algum material ou, simples- las que o transfere às células do corpo. mente, no ar. Cada volta de fio é denominada espira. e) as nanopartículas são aceleradas em um único sentido em razão da interação com o campo magnético, fazendo-as colidir com as cé- lulas e transferir calor. (UNIOESTE/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: A Três fios longos, retilíneos e paralelos indicados pelas letras A, B e C são percorridos pelas correntes elétricas constantes, IA , IB e IC , conforme mostra a figura abaixo. (labdemo.if.usp.br) A passagem de uma corrente elétrica através desse fio cria, no inte- rior do solenoide, um campo magnético cuja intensidade a) é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade da corren- Assinale a alternativa CORRETA que indica a razão entre IA e IB para te elétrica e ao comprimento do solenoide. que a resultante da força magnética no fio C, exercida pelos fios A *b) é diretamente proporcional à densidade das espiras, ou seja, ao e B, seja nula. número de espiras por unidade de comprimento. *a) IA / IB = 1/2 c) é diretamente proporcional ao número total de espiras do solenoi- b) IA / IB = 2 de e ao seu comprimento. c) IA / IB = 1/4 d) independe da distância entre as espiras, mas depende do mate- rial de que é feito o núcleo. d) IA / IB = 4 e) é a maior possível quando o material componente do núcleo é e) Não existe razão possível, já que ambas as forças apontam na diamagnético ou paramagnético. mesma direção.
[email protected] 38 (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: B (ACAFE/SC-2017.1) - ALTERNATIVA: A A situação 1 mostra a orientação do ponteiro de uma bússola de Transformadores são amplamente usados para elevar ou reduzir dimensões desprezíveis quando sob influência do campo magnético níveis de tensão (voltagem) em corrente alternada. É comum encon- do ímã A, que tem valor muito maior do que o campo magnético trarmos transformadores que possuem um primário e vários secun- terrestre. N e S representam os polos norte e sul do ímã, respecti- dários, como os da figura a seguir. vamente. Próximo a essa mesma bússola, um ímã B é colocado com o eixo longitudinal perpendicular ao eixo longitudinal do ímã A, fazendo com que a agulha da bússola passe a ter a orientação indicada na situação 2. Considerando um transformador ideal, a alternativa correta que apresenta, em sequência, os valores de V1 , V2 e V3 , em volts, nos três enrolamentos do secundário é: *a) 110, 50 e 12. b) 220, 100 e 24. c) 440, 200 e 48. d) 55, 25 e 6. (UFPR-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Em uma câmara com vácuo, um acelerador de elétrons emite partí- culas que saem dele em movimento retilíneo uniforme com trajetória horizontal. Um dispositivo composto por um núcleo de ferro, um so- lenoide e uma bateria, conforme mostrado na figura ao lado, produz um campo magnético uniforme de 0,03 T no entreferro do núcleo Na situação 2, em relação ao ímã B, Y é um polo ________ e o de ferro. valor do campo magnético gerado no ponto onde está a bússola é _______ valor do campo magnético gerado pelo ímã A no mesmo ponto. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. d) norte – maior do que o a) sul – igual ao e) sul – maior do que o *b) norte – igual ao c) sul – menor do que o (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16) Ao ligar-se, simultaneamente, cada uma das extremidades de um fio metálico retilíneo a um dos polos de uma pilha e colocar esse O sistema tem dimensionamento tal que o campo magnético é fio acima de uma bússola paralelamente à agulha que se encontra significativo apenas no entreferro. inicialmente orientada na direção norte-sul, observa-se que a agu- a) Represente, no entreferro do núcleo de ferro da figura, as linhas lha da bússola sofre uma deflexão que tende a se orientar numa de campo magnético. Justifique a sua resposta. direção ortogonal ao fio com o polo norte apontando para o oeste. b) Qual é, por ação do campo magnético, o comportamento da tra- Em relação a este experimento, similar ao experimento realizado por jetória a ser descrita pelos elétrons no núcleo de ferro no início do Oersted, em 1820, é correto afirmar que movimento no entreferro? Indicar também o sentido do movimento a 01) caso a ligação feita entre as extremidades do fio e os polos da ser executado. Justifique a sua resposta. pilha seja invertida, a agulha da bússola também sofrerá uma defle- c) Considerando os valores aproximados, por conveniência de cál- xão que tende a se orientar numa direção ortogonal ao fio, mas com culo, para algumas das grandezas físicas mostradas abaixo, de- o polo norte apontando para o leste. termine a aceleração de cada elétron que penetra no entreferro do 02) caso a ligação feita entre as extremidades do fio e os polos da núcleo de ferro se a velocidade deles , ao iniciarem o movimento no pilha seja mantida, a agulha da bússola continuará a sofrer uma de- entreferro, for de 400 m/s. flexão que tende a se orientar numa direção ortogonal ao fio, com o polo norte apontando para o oeste, mesmo que o fio seja posicio- m elétron = 9.10–31 kg nado abaixo da bússola paralelamente à agulha que se encontra q elétron = 1,5.10–19 C inicialmente orientada na direção norte-sul. F = q . v . B . sen q 04) caso o fio ligado à pilha seja posicionado paralelamente à agulha da bússola, ambos à mesma altura do solo (sobre uma mesa, por RESPOSTA UFPR-2017.1: exemplo), então a agulha sofrerá uma deflexão que tende a se orien- a) b) → c) a = 2.1012 m/s2 → B tar numa direção perpendicular ao fio, com o polo norte apontando V para o fio. - 08) o experimento mostra que uma corrente elétrica é capaz de pro- → B duzir efeitos magnéticos. Pela “regra da mão direita” conclui- 16) ao substituir a agulha da bússola por outro fio metálico retilíneo, se que, inicialmente, a força mag- cujas extremidades estejam ligadas aos polos de outra pilha, posi- nética sobre os elétrons é perpen- cionando-os paralelamente um em relação ao outro, verifica-se atra- dicular a velocidade entrando no ção ou repulsão entre os fios, dependendo do sentido das correntes plano do papel. Os elétrons execu- elétricas que se estabelecem no interior deles. tam um movimento circular.
[email protected] 39 (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) Em relação ao campo magnético, assinale o que for correto. Uma prática extremamente perigosa usada para obter ilegalmente 01) A intensidade da força magnética exercida numa partícula carre- energia elétrica consiste em uma espira colocada próxima a uma gada, que se move na presença de um campo magnético, depende linha de transmissão de corrente elétrica alternada de alta voltagem. do valor da carga elétrica, da velocidade da partícula e da orientação Nas extremidades do fio que forma a espira pode ser ligada uma desta em relação ao campo magnético. lâmpada, que acaba acendendo. Em relação a este fenômeno, e 02) O polo sul de uma bússola aponta para o polo sul geográfico supondo que o circuito que contenha a espira é fechado, pode-se da Terra. afirmar que 04) Se uma bobina com muitas espiras estiver conectada a uma bateria através de cabos elétricos, ao desconectarmos a bobina pu- 01) de acordo com a lei de indução eletromagnética de Faraday, ao xando um dos cabos, uma centelha poderá ser produzida devido à redor dos fios da linha de transmissão existe um campo magnético autoindução do circuito. variável que, ao atravessar a espira, dá origem a uma corrente elé- 08) As linhas de indução do campo magnético de um condutor reto e trica induzida no fio que forma a espira. infinito, percorrido por corrente, são circunferências concêntricas ao 02) o tamanho da espira não pode influenciar na intensidade da cor- condutor, situadas em planos perpendiculares a ele. rente elétrica induzida que surge no fio que forma a espira. 04) se a corrente elétrica nos fios da linha de transmissão fosse contínua, então a corrente elétrica induzida no fio da espira deixaria (FUVEST/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D de existir, caso ela permanecesse em repouso em relação aos fios As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos da linha de transmissão. e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. Os fios 08) a corrente elétrica induzida é devida a uma força eletromotriz estão orientados perpendicularmente ao plano desta página e dis- induzida. postos segundo os vértices de um quadrado. A única diferença entre 16) a lei de indução eletromagnética de Faraday relaciona variação os arranjos está noNsentido das correntes: os fios são percorridos de fluxo de campo elétrico com surgimento de campo magnético. por correntes que entram ( ) ou saem ( ) do plano da página. (IFNORTE/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: B A FIGURA 8 esquematiza a simulação de um seletor de partículas carregadas. FIGURA 8 O campo magnético total é nulo no centro do quadrado apenas em a) I. b) II. c) I e II. *d) II e III. e) III e IV. (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 17 (01+16) Uma partícula não relativística com carga q e massa m , movendo- se com o módulo da velocidade constante v, é → lançada por uma Fonte: arquivos pessoais. abertura em uma região com campo magnético B , como ilustra a figura abaixo. Nessa simulação, uma bolinha de massa igual a 4,0 gramas, tendo carga elétrica igual a 16,0 mC, move-se em linha reta, em um plano horizontal, no sentido de R para S, com velocidade constante e igual a 1,0 m/s. Ao passar pelo ponto R, a bolinha penetra numa região → em que existe um campo magnético uniforme ( B ), de intensidade → 0,25 T, direção perpendicular ao plano horizontal e cujo sentido está B representado no esquema. Um coletor C, que irá recolher a bolinha, deve ser posicionado na interseção do plano horizontal com a pare- de vertical. Sobre a localização do coletor C, a alternativa correta é: a) 20 cm à direita do ponto S. *b) 40 cm à direita do ponto S. c) 20 cm à esquerda do ponto S. d) 80 cm à esquerda do ponto S. r → (UDESC-2017.1) - ALTERNATIVA: A v Uma corrente elétrica é induzida em um anel condutor que está no m plano horizontal, e o sentido de circulação dos portadores de corren- te é horário, quando vista de cima. Com base nas informações, analise as proposições. → → Sabendo que v é perpendicular a B e que a partícula descreve uma I. Um campo magnético constante aponta verticalmente para baixo. trajetória circular de raio r , assinale o que for correto. II. Um campo magnético, cuja magnitude está aumentando, aponta 01) Se o módulo da velocidade for mantido constante e a razão q / m verticalmente para cima. dobrada, a partícula descreverá uma trajetória de raio r / 2. III. Um campo magnético, cuja magnitude está aumentando, aponta 02) Se a razão q / m for mantida constante e o módulo da velocidade verticalmente para baixo. IV. Um campo magnético, cuja magnitude está diminuindo, aponta triplicado, a partícula descreverá uma trajetória de raio r / 3. verticalmente para baixo. 04) Se a razão q / m e o módulo da velocidade forem mantidos cons- V. Um campo magnético, cuja magnitude está diminuindo, aponta tantes, duplicando-se o módulo do campo magnético, a partícula verticalmente para cima. descreverá uma trajetória de raio 2 r . Assinale a alternativa correta. 08) Na região em que o campo magnético atua, a partícula está *a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. sujeita a uma força proporcional ao módulo do campo magnético e b) Somente as afirmativas III e V são verdadeiras. inversamente proporcional ao módulo da sua velocidade. c) Somente a afirmativa I é verdadeira. 16) Desligando o campo magnético ( B = 0 ), a partícula seguiria uma d) Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras. trajetória retilínea ao passar pela abertura. e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
[email protected] 40 (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) (UFGD/MS-2017.1) - ALTERNATIVA: D Considere uma espira A ligada a uma bateria e uma espira B ligada a Transformadores são equipamentos utilizados na transformação de um amperímetro (aparelho medidor de corrente elétrica), colocadas valores de tensão e corrente, cujo princípio de funcionamento é ba- frente a frente, de modo que os planos das espiras estejam paralelos seado nas leis de Faraday e Lenz. Um transformador típico de rua é entre si. Em relação aos conceitos e fenômenos envolvidos com a lei conhecido como transformador de potencia trifásico, este recebe a de indução eletromagnética, é correto afirmar que tensão que vem da estação de distribuição, que está no nível de 13,8 KV e transforma em 127 V, por exemplo. 01) uma corrente elétrica é induzida na espira B quando existe uma Disponível em http://www.infoescola.com/eletricidade/transformadores/. corrente elétrica variável na espira A. Acesso em 06/out/ 2016. 02) o sentido de uma corrente elétrica induzida na espira B é tal que o campo magnético induzido associado a ela opõe-se à variação do Suponha que o enrolamento primário de um transformador ideal es- fluxo do campo magnético que a originou. teja ligado à tensão de 13,8 kV, o que se pode afirmar sobre esse 04) mesmo que houvesse uma corrente elétrica constante na espira transformador quando se quer reduzir a tensão para 127 V ? A, uma corrente elétrica poderia ser induzida na espira B, desde a) O número de espiras no enrolamento secundário deve ser cerca que houvesse um movimento relativo de translação entre as duas de 100 vezes maior que no enrolamento primário. espiras, aproximando-as ou afastando-as. (B) O número de espiras no enrolamento secundário deve ser cerca 08) sempre que ocorrer uma variação de fluxo do campo magnético de 10 vezes maior que no enrolamento primário. através de uma espira, aparecerá, nessa espira, uma corrente elé- c) A corrente no enrolamento primário será cerca de 100 vezes maior trica induzida constante. que no enrolamento secundário. 16) a unidade de medida de campo magnético, no Sistema Inter- *d) A corrente no enrolamento primário será cerca de 100 vezes me- nacional de Unidades (SI), é o tesla (T), que pode ser representa- nor que no enrolamento secundário. do pela unidade de força (N), dividida pelo produto entre a unida- e) A corrente no enrolamento primário será cerca de 10 vezes menor de de carga elétrica (C) e a unidade de velocidade ( m s ), ou seja, que no enrolamento secundário. N . T= m C× s (PUC/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: C Sobre o fenômeno de indução eletromagnética, apresentam-se três situações: (UERJ-2017.1) - RESPOSTA : F = 3,0 × 10– 4 N → Situação 1: Em um campo magnético uniforme B de intensidade igual a −3 2,0 × 10 T, um fio condutor com 50 cm de comprimento é posicio- Uma espira condutora gira em torno do eixo indicado, enquanto um nado perpendicularmente à direção do campo, conforme mostra o ímã encontra-se em repouso em relação ao mesmo eixo. esquema. Situação 2: Uma espira condutora encontra-se em repouso em relação a um Sabendo que a corrente elétrica i estabelecida no condutor é con- circuito elétrico no qual uma lâmpada pisca com uma frequência tínua e igual a 300 mA, determine, em newtons, a intensidade da constante. → força F que age no condutor. (PUC/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A Dois longos fios metálicos, retilíneos e flexíveis estão inicialmente dispostos conforme indica a Figura 1 e localizados numa região do espaço onde há a presença de um intenso campo magnético constante e perpendicular ao plano da folha. Quando os fios são percorridos por corrente elétrica de mesma intensidade constante, verificam-se as deformações indicadas na Figura 2. B Situação 3: B Uma espira condutora se encontra em repouso em relação a um fio condutor retilíneo, ligado a um circuito elétrico, no qual circula uma corrente elétrica i contínua e constante. A B A B A A Fios sem corrente elétrica Fios percorridos por corrente elétrica Figura 1 Figura 2 Para que isso seja possível, o sentido do campo magnético e da corrente elétrica em cada fio deve ser: *a) Campo magnético entrando na folha (×) e sentido da corrente elétrica de A para B no fio 1 e sentido de B para A no fio 2. Verifica-se uma corrente elétrica induzida na espira condutora na(s) b) Campo magnético saindo da folha (•) e sentido da corrente elétri- situação(ões) ca de A para B no fio 1 e sentido de B para A no fio 2. a) 1, apenas. c) Campo magnético entrando na folha (×) e sentido da corrente b) 3, apenas. elétrica de B para A no fio 1 e sentido de B para A no fio 2. *c) 1 e 2, apenas. d) Campo magnético saindo na folha (•) e sentido da corrente elétri- d) 2 e 3, apenas. ca de B para A nos fios 1 e 2. e) 1, 2 e 3.
[email protected] 41 (UFGD/MS-2017.1) - ALTERNATIVA: A (EBMSP/BA-2017.1) - ALTERNATIVA: D A bússola cartográfica é um dos mais antigos instrumentos utilizados O Prêmio Nobel de Química em 2016 foi para os cientistas Jean para a orientação. O funcionamento desse instrumento deve-se à -Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa pelo orientação de uma agulha giratória, sempre com orientação próxima desenvolvimento de máquinas moleculares que possibilitam a “mi- da direção norte-sul geográfica. A orientação dessa agulha em uma niaturização” de tecnologias e pode representar uma revolução cien- direção, é possível pela seguinte condição: tífica no campo da nanotecnologia. Segundo a Academia Real de *a) A orientação da agulha giratória da bússola com o campo mag- Ciências da Suécia, que concedeu o prêmio Nobel de Química 2016, nético terrestre. em termos de desenvolvimento, o motor molecular está no mesmo estágio que o motor elétrico estava no ano 1830, quando os cientis- b) A orientação da agulha giratória da bússola com o campo gravi- tas exibiam várias rodas e manivelas rodando, sem saber que elas tacional terrestre. levariam ao desenvolvimento de trens elétricos e outros equipamen- c) A força de atração gravitacional entre a agulha giratória da bússo- tos que se tornaram essenciais na atualidade. la e a massa terrestre. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude>. Acesso em: 8 out. 2016. Adaptado. d) A força de repulsão eletromagnética entre a agulha giratória da bússola e os campos elétrico e magnético terrestre. e) A força de repulsão eletromagnéica entre a agulha giratória da bússola e os campos elétrico e magnético terrestre. (FPS/PE-2017.1) - ALTERNATIVA: E Sabe-se que algumas regiões do cérebro humano podem ge- rar campos magnéticos com módulo da ordem de picotesla (pT), onde 1 pT = 10–12 T. Se um próton de carga 1,6 × 10–19 C e massa 1,6 × 10–27 kg ingressar numa região de campo magnético uniforme, com este módulo e direção perpendicular à da sua velocidade de módulo v, ele descreverá uma circunferência de raio R. Nesta situa- ção, a razão v /R será igual a a) 1,0 × 104 s–1 Disponível em: <http://educacao.uol.com.br>. Acesso em: 8 out. 2016. Adaptado. b) 2,6 × 104 s–1 c) 0,4 × 100 s–1 A figura representa o princípio de funcionamento de um motor elé- trico, uma máquina que converte energia elétrica em energia me- d) 2,6 × 10–4 s–1 cânica. *e) 1,0 × 10–4 s–1 Considerando-se a intensidade da corrente elétrica que percorre o circuito igual a i, o sentido da corrente elétrica como sendo conven- (UFJF/MG-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO cional e o campo de indução magnético da região, onde a espira João, em suas experiências de laboratório, resolve construir uma retangular descreve o movimento de rotação, como sendo uniforme balança de indução magnética. Essa balança é composta de uma de módulo B e desprezando-se os efeitos gravitacionais, com base barra que equilibra de um lado um prato com uma massa m e de nos conhecimentos de Física, é correto afirmar: outro um circuito por onde circula uma corrente i = 0,5 A. Parte do a) O sentido da rotação da espira retangular pode ser invertido caso circuito contendo dois segmentos de mesmo tamanho L = 20 cm a pilha, representada na figura, seja associada em série com uma está imersa numa região de campo magnético uniforme e de módulo outra pilha idêntica. igual 10 mT. O campo magnético uniforme está confinado na região b) O módulo de cada uma das forças magnéticas aplicadas nos la- tracejada e aponta perpendicularmente para fora do plano da folha dos ad e bc da espira retangular imersa no campo de indução mag- de papel, de acordo com a figura mostrada abaixo. nética do imã é igual a zero. a) Usando o sistema de coordenadas abaixo, especifique a direção c) A intensidade máxima do momento do binário aplicado à espira e o sentido das forças induzidas em cada segmento do circuito, in- retangular do circuito é igual a 2Bixy, sendo x o comprimento do lado dicando o ângulo segundo os eixos desse sistema. Considere que bc e y o comprimento do lado ab. o centro deste sistema é o vértice do circuito. Desenhe também di- *d) O momento do binário das forças magnéticas se anula quando retamente no triângulo da figura da balança o sentido da corrente os lados ab e cd da espira alinham-se perpendicularmente às linhas elétrica. de indução magnética do ímã. e) A força magnética que produz a rotação da espira retangular atua nos lados ab e cd com módulo igual a Biy, sendo y o comprimento dos lados ab e cd. (UFJF/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: B Um anel metálico cai verticalmente devido ao seu peso em uma re- gião de campo magnético constante saindo perpendicularmente ao plano da folha, de acordo com a figura abaixo. b) Qual o valor da massa que essa balança equilibra? RESPOSTA UFJF/MG-2017.1: a) Assinale a alternativa CORRETA sobre a corrente induzida no anel. a) não existe corrente induzida no anel durante o percurso da queda pois o campo é constante. *b) a corrente induzida no anel é no sentido horário quando o anel entra na região do campo. c) a corrente induzida no anel é no sentido antihorário quando o anel entra na região do campo. d) existe uma corrente induzida durante todo o instante de queda devido a variação da posição do anel em relação ao campo. e) existe uma corrente induzida somente quando o anel encontra-se b) m = √2×10–4 kg totalmente imerso no campo.
[email protected] 42 (IFSUL/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D (VUNESP/FAMERP-2017.1) - ALTERNATIVA: C A agulha de uma bússola está apontando corretamente na direção Uma espira metálica retangular ABCD, de área constante, está to- norte – sul de um campo magnético uniforme. Um elétron se apro- talmente imersa em um campo magnético uniforme horizontal criado → xima a partir do norte com velocidade v , segundo a linha definida na região entre dois polos magnéticos norte e sul, como represen- pela agulha. tado na figura. Inicialmente, a espira está em repouso em um plano Neste caso vertical perpendicular às linhas de indução do campo magnético. a) a velocidade do elétron deve estar necessariamente aumentando em módulo. b) a velocidade do elétron estará certamente diminuindo em módulo. c) o elétron estará se desviando para leste. *d) a velocidade do elétron será constante e a sua trajetória retilínea. (VUNESP/FAMEMA-2017.1) - ALTERNATIVA: E Uma mesma espira retangular, de massa desprezível, foi parcial- mente imersa em um mesmo campo magnético constante e unifor- → me B de duas maneiras distintas. Na primeira, a espira é mantida → em equilíbrio sob ação apenas da força vertical F1 e da força mag- nética gerada pela circulação de uma corrente elétrica contínua pela espira, conforme figura 1. Figura 1 Suponha que a espira gire 90º no sentido anti-horário, em torno de um eixo vertical, nesse campo magnético. Enquanto isso acontece, a) circulará por ela uma corrente elétrica induzida sempre no sentido DCBA. b) circulará por ela uma corrente elétrica induzida, primeiro no senti- do DCBA e depois no sentido ABCD. *c) circulará por ela uma corrente elétrica induzida sempre no sen- tido ABCD. d) circulará por ela uma corrente elétrica induzida, primeiro no senti- do ABCD e depois no sentido DCBA. e) não circulará por ela corrente elétrica induzida. Na segunda, a espira é mantida em equilíbrio sob ação apenas da → força vertical F2 e da força magnética gerada pela circulação de uma (UNCISAL-2017.1) - ALTERNATIVA: B corrente elétrica contínua pela espira, conforme figura 2. Uma das vantagens do uso de corrente alternada em nossas re- Figura 2 sidências é a capacidade de transformar sua voltagem de acordo com a necessidade de cada instrumento. A figura mostra, de ma- neira simplificada, o esquema de um transformador de voltagem. Esse dispositivo é formado basicamente de duas bobinas feitas com fios de cobre revestidos por um esmalte isolante, dispostas uma ao lado da outra. A primeira bobina é chamada de primário e recebe a corrente alternada da rede elétrica domiciliar (220 V, por exemplo). A segunda recebe o nome de secundário e nela será gerada uma voltagem pré-determinada (9 V, por exemplo). O valor da voltagem de saída do transformador depende de parâmetros de construção do equipamento. Sabendo que nas duas situações a intensidade da corrente elétrica → que circula pela espira é a mesma, que a intensidade de F1 é 10 N e considerando as informações contidas nas figuras, é correto afirmar → que a intensidade de F2 é igual a Qual é a característica física da corrente alternada que possibilita a a) 50 N. d) 20 N. transformação de voltagem nos aparelhos transformadores? b) 10 N. *e) 25 N. a) O campo elétrico alternado criado na bobina do primário é detec- c) 75 N tado pela bobina do secundário, induzindo em seus terminais uma voltagem alternada. *b) A corrente alternada gera no primário um campo magnético de (ITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: C intensidade alternada, que, por sua vez, cria uma corrente elétrica Elétrons com energia cinética inicial de 2 MeV são injetados em um alternada na bobina do secundário. dispositivo (bétatron) que os acelera em uma trajetória circular per- c) A proximidade da bobina do secundário gera uma queda na vol- pendicular a um campo magnético cujo fluxo varia a uma taxa de tagem nos terminais do primário, que, por sua vez, é captada pela 1 000 Wb/s. Assinale a energia cinética final alcançada pelos elé- bobina do secundário por indução elétrica. trons após 500 000 revoluções. d) A resistência elétrica das bobinas altera de valor com a passagem a) 498 MeV da corrente alternada, de forma que a bobina do secundário é ajus- b) 500 MeV tada para o valor de voltagem desejado. *c) 502 MeV e) A corrente alternada apresenta vários valores da voltagem em d) 504 MeV um período de oscilação, de forma que a bobina do secundário é e) 506 MeV ajustada para selecionar apenas o valor desejado.
[email protected] 43 (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) (ETEC/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A Uma partícula de carga q e massa m está se movendo, em linha Pela primeira vez, cientistas detectaram a presença de partículas reta, com uma velocidade constante v, numa região onde existem de poluição que interferem no funcionamento do cérebro, podendo → campos elétrico e magnético uniformes. O campo elétrico E e o ve- inclusive ser uma das causas de Alzheimer. A conexão entre esses → tor indução magnética B são perpendiculares entre si e cada um materiais e o mal de Alzheimer ainda não é conclusiva. deles é perpendicular ao vetor velocidade da partícula. Analise a si- Um desses materiais poluentes encontrados no cérebro é a magne- tuação e assinale o que for correto. tita, um óxido de ferro que constitui um ímã natural. 01) Na presente situação, o módulo da velocidade da partícula é <http://tinyurl.com/hzvm3fh> Acesso em: 30.09.16. Adaptado. E / B. Sobre o óxido citado no texto, é correto afirmar que ele apresenta 02) Se o campo elétrico for desligado, a trajetória da partícula será *a) dois polos magnéticos: norte e sul, e ambos atraem o ferro. uma espiral com raio r = qv0 / mB. b) dois polos magnéticos: norte e sul, mas apenas o polo sul atrai 04) Na situação descrita no enunciado, a força elétrica não realiza o ferro. trabalho sobre a partícula. c) dois polos magnéticos: norte e sul, mas apenas o polo norte atrai 08) A trajetória da partícula não depende da direção do vetor veloci- o ferro. dade, mas apenas de seu módulo. d) quatro polos magnéticos: norte, sul, leste e oeste, e todos atraem 16) Se a partícula estivesse em repouso, a força resultante sobre o ferro. ela seria nula. e) quatro polos magnéticos: norte, sul, leste e oeste, mas apenas o norte e o sul atraem o ferro. (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) Em relação ao campo magnético, assinale o que for correto. (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: C 01) O campo magnético num ponto, próximo a um fio longo percor- O observador, representado na figura, observa um ímã que se mo- rido por uma corrente elétrica contínua, é diretamente proporcional vimenta em sua direção com velocidade constante. No instante re- à intensidade da corrente e inversamente proporcional ao quadrado presentado, o ímã encontra-se entre duas espiras condutoras, 1 e 2, da distância do ponto ao fio. também mostradas na figura. 02) O campo magnético no centro de uma espira circular de raio R, percorrida por uma corrente elétrica contínua é nulo. 04) No interior de um solenoide longo, percorrido por uma corrente elétrica contínua, as linhas de campo magnético são circulares e paralelas ao plano das espiras. 08) A experiência realizada por Oersted mostrou que correntes elé- tricas produzem um campo magnético. 16) O funcionamento dos geradores elétricos baseia-se principal- mente na lei de indução de Faraday. (ITA/2017.1) - ALTERNATIVA: C Uma carga q de massa m é solta do repouso num campo gravitacio- Examinando as espiras, o observador percebe que nal g onde também atua um campo de indução magnética uniforme a) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário em am- de intensidade B na horizontal. Assinale a opção que fornece a altu- bas espiras. ra percorrida pela massa desde o repouso até o ponto mais baixo de b) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário em sua trajetória, onde ela fica sujeita a uma aceleração igual e oposta ambas espiras. à que tinha no início. *c) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário na espira a) g(m/qB)2 1 e anti-horário na espira 2. b) g(qB/m)2 d) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário na espira 1 e horário na espira 2. *c) 2g(m/qB)2 e) existe apenas corrente elétrica induzida na espira 1, no sentido d) 2g(qB/m)2 horário. e) g(m/qB)2/2 (PUC/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: A (UFSM/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D As expressões “segurança” e “diferença entre lar e moradia” pre- Uma estudante do terceiro ano do ensino médio resolve elaborar sentes no Texto 4 podem ser relacionadas a conforto e comodidade um experimento para demonstrar a orientação das linhas de campo gerados por alguns instrumentos que necessitam de campos mag- magnético ao redor de um fio retilíneo percorrido por uma corrente néticos e/ou elétricos para funcionar, o que justifica o estudo desses elétrica constante. Para tanto, ela prepara o seguinte aparato: um fio campos. Considere que uma partícula carregada com carga positiva de cobre passa por um orifício através do tampo de uma mesa e é, q = 5 × 10– 4 C e massa m = 2 × 10– 4 kg penetre em um campo mag- então, ligado a uma bateria, de modo que uma corrente elétrica flua nético uniforme de módulo igual a 8 T, a uma velocidade perpendicu- através desse fio no sentido para dentro do plano do tampo. Sobre lar a esse campo de módulo v = 80 m/s. Considere π = 3,14 e analise este tampo são colocadas duas bússolas, de modo que a orienta- os itens seguintes: ção das agulhas possa indicar a orientação das linhas de campo magnético ao redor do fio. Qual das alternativas abaixo representa I - Se considerarmos apenas a atuação desse campo magnético so- corretamente a orientação da agulha de cada uma das bússolas? bre a partícula, ela terá um movimento circular com raio de 4 metros. Considere que o símbolo representa uma corrente elétrica que II - Na condição do item anterior, a partícula gastará um tempo de flui para dentro do plano do papel e S N representa a agulha da 0,314 segundos para dar uma volta completa. bússola, com seus respectivos polos magnéticos. III - Se dobrarmos o valor da velocidade inicial, mantendo-se cons- tantes o campo magnético, a carga e a massa da partícula, o tempo gasto para ela dar uma volta completa reduzirá à metade. a) *d) IV - Para que a partícula não mude a direção de seu movimento ao penetrar nesse campo magnético, ou seja, para que ela tenha uma trajetória retilínea, devemos gerar nessa região um campo elétrico uniforme de 640 N/C na mesma direção e sentido contrário ao cam- po magnético existente. Considere que somente esses dois campos b) e) ajam sobre a partícula. Marque a alternativa em que todos os itens estão corretos: *a) I e II. b) I e IV. c) c) II e III. d) III e IV.
[email protected] 44 (UFSM/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: A VESTIBULARES 2017.2 Joana estava mexendo em uma caixa que estava há muitos anos no sótão da casa de seu bisavô e encontrou um bloco de notas que parecia ser muito antigo. Este se encontrava em péssimo estado de (UFU-TRANSF/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: A conservação, com muitas marcas de mofo e perfurações feitas por A Terra possui magnetosfera, a qual nos traz benefícios, entre eles a traças. Em uma parte do bloco, entretanto, ela conseguiu ler algu- proteção de nosso planeta contra partículas carregadas oriundas do mas frases incompletas, reproduzidas a seguir, e ficou curiosa sobre espaço. A presença da magnetosfera só é possível devido ao fato de seu significado. a Terra possuir um campo magnético. Esse campo é gerado porque *a) correntes elétricas fluem por convecção no núcleo externo da Um transformador elétrico é um dispositivo formado basicamente Terra, composto de metal líquido. por dois circuitos independentes sem contato elétrico (denominados b) o campo elétrico oscila no entorno da Terra, favorecendo o movi- respectivamente de primário e secundário), cada um consistindo de mento ordenado de cargas elétricas. um fio enrolado ao redor de um núcleo feito de material ferromag- c) substâncias ferromagnéticas compõem a crosta terrestre, cobrin- nético. Sua principal utilização é para transferência de energia entre do a maior parte do planeta. as partes do circuito e opera com corrente _____________. Sempre d) a força elétrica atua no núcleo interno da Terra, o qual é composto que o número de voltas da espira do primário for maior que o número por ferro-níquel. de espiras do secundário, o resultado é _____________ da força eletromotriz nos terminais do secundário. Nesse caso, a potência disponível nos terminais do secundário será ____________ do pri- (UEG/GO-2017.2) - ALTERNATIVA: B mário. Uma partícula carregada positivamente atravessa uma região do espaço ocupada por um campo elétrico e um campo magnético, per- Qual alternativa completa corretamente as lacunas do texto lido por pendiculares entre si, com velocidade constante conforme mostra a Joana? figura a seguir. *a) alternada – a diminuição – igual à b) contínua – o aumento – igual à c) alternada – o aumento – maior que a d) contínua – a diminuição – menor que a e) alternada – a diminuição – maior que a (UEMG-2017.1) - ALTERNATIVA: A Durante a passagem pelos campos a partícula não sofre desvio. O desenvolvimento tecnológico das últimas décadas tem exigido a Isso acontece porque produção cada vez maior de energia, principalmente de energia elé- trica. Além das hidrelétricas, outras fontes como painéis fotovoltai- a) o vetor campo magnético é maior que o vetor campo elétrico. cos, usinas eólicas, termoelétricas e baterias têm sido usadas para *b) a força magnética e a elétrica possuem mesmo módulo. produzir energia elétrica. c) o campo elétrico é inversamente proporcional à velocidade. São fontes de energia que não se baseiam na indução eletromagné- d) a aceleração da partícula durante a passagem é constante. tica para produção de energia elétrica: e) o vetor campo elétrico e magnético são perpendiculares. *a) pilhas e painéis fotovoltaicos. b) termoelétricas e usinas eólicas. c) pilhas, termoelétricas e painéis fotovoltaicos. (FAC.ISRAELITA/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D d) termoelétricas, painéis fotovoltaicos e usinas eólicas. Determine o valor da força magnética, em newtons, entre dois fios metálicos cilíndricos, de mesma resistividade elétrica, retilíneos, pa- ralelos, de comprimentos iguais a 100 cm, distanciados em 10 cm e (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: B com raios de 1 mm e 2 mm, quando cada um deles for ligado a uma A figura (i) abaixo esquematiza um tubo de raios catódicos. Nele, um fonte de corrente contínua de diferença de potencial igual a 2,0 V. feixe de elétrons é emitido pelo canhão eletrônico, é colimado no sis- Adote: ρ = 24 n W.m (resistividade elétrica do metal dos fios) tema de foco e incide sobre uma tela transparente que se ilumina no ponto de chegada. Um observador posicionado em frente ao tubo vê a) 0,2 Dados: a imagem representada em (ii). Um ímã é então aproximado da tela, b) 0,3 com velocidade constante e vertical, conforme mostrado em (iii). c) 0,4 • permeabilidade magnética do meio: μ = 4.p.10–7 T.m/A *d) 0,5 • valor de pi: p = 3 sistema de foco tela 1 (FAC.CATÓLICA/TO-2017.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: C 2 Uma moeda de 10 g de massa e 2 C de carga elétrica entra em uma feixe de elétrons 4 região entre duas placas paralelas carregadas com velocidade de canhão 3 30 m/s. eletrônico (i) (ii) (iii) N S Assinale a alternativa que descreve o comportamento do feixe após sofrer a influência do ímã. a) O feixe será desviado seguindo a seta 1. Disponível em: http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/ exercicios-fi- *b) O feixe será desviado seguindo a seta 2. sica/.htm. Acesso em 11 Maio 2017. c) O feixe será desviado seguindo a seta 3. d) O feixe será desviado seguindo a seta 4. Por causa da ação dos campos elétrico e magnético, a moeda passa e) O feixe não será desviado. por entre as placas sem alterar sua velocidade e sem sofrer desvio. Se o campo magnético tiver módulo de 0,05 T e estiver saindo per- pendicularmente do plano da página, o valor da força elétrica que → atua sobre a moeda será (Dado | g | = 10 m/s2): a) 1,3 N. b) 2,5 N. c) 2,9 N. d) 3,1 N. e) 4,2 N. OBS.: De acordo com a figura fornecida e com os dados a resposta será a alternativa C somente se o campo magnético estiver entrando perpendicularmente no plano da página.
[email protected] 45 (VUNESP/C.U.S.Camilo-2017.2) - ALTERNATIVA: C (IF/RS-2017.2) - ALTERNATIVA: D Um ímã XY com a forma de uma barra é serrado ao meio, obtendo- O conceito de linhas de campo ou linhas de força representa inte- se dois novos ímãs XA e BY, como representado na figura 1. rações à distância, que podem ser de natureza gravitacional ou ele- Figura 1 tromagnética, e é fundamental na descrição de muitos fenômenos físicos. Das situações apresentadas a seguir, assinale a que está de acordo com as leis do Eletromagnetismo. a) Numa pequena esfera isolada e carregada eletricamente, as li- nhas de campo elétrico no seu entorno são radiais e divergem a partir da esfera, independente da carga nela contida ser positiva ou negativa. Esses novos ímãs são, separadamente, aproximados de uma mes- b) O vetor força elétrica que atua numa carga, independente de ela ma barra metálica que apresenta suas duas extremidades pintadas estar carregada positiva ou negativamente, tem sempre mesma dire- em verde e vermelho, de dois modos diferentes, observando-se os ção e mesmo sentido do campo elétrico resultante no local da carga. fenômenos descritos na figura 2. c) As linhas de campo magnético nas proximidades de um fio longo Figura 2 e reto percorrido por corrente elétrica são paralelas ao fio no mesmo sentido da corrente elétrica. *d) Num ímã de barra com polos em extremidades opostas, as linhas do campo magnético saem do ímã no polo norte e entram no polo sul. e) Em uma onda eletromagnética, os campos elétrico e magnético da onda são sempre paralelos, mas de sentidos opostos. (UDESC/2017.2) - ALTERNATIVA: A Um campo magnético uniforme está entrando no plano da página. Uma partícula carregada move-se neste plano em uma trajetória em espiral, no sentido horário e com raio decrescente, como mostra a A partir dessas informações, é correto afirmar que Figura 2. a) X e B são, ambos, polos norte magnéticos. b) A e B são polos magnéticos iguais. *c) o extremo verde da barra e Y são polos magnéticos diferentes. d) A e Y são polos magnéticos diferentes. e) a barra verde e vermelha não é magnetizada. (UFU/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: D O anel saltante ou anel de Thomson é uma interessante demonstra- ção dos efeitos eletromagnéticos. Ele consiste em uma bobina, um anel metálico, normalmente de alumínio, e um núcleo metálico que atravessa a bobina e o anel. Quando a bobina é ligada a uma toma- da de corrente alternada, o anel de alumínio salta e fica levitando em uma altura que pode ser considerada constante. A figura mostra o dispositivo. Um dos fatos que contribuem para a levitação do anel metálico, apesar de não ser o único, é a fonte de corrente elétrica ser Figura 2 alternada, pois o anel não levitaria se ela fosse contínua. Assinale a alternativa correta para o comportamento observado na trajetória da partícula. *a) A carga é negativa e sua velocidade está diminuindo. b) A carga é positiva e sua velocidade está diminuindo. c) A carga é positiva e sua velocidade está aumentando. d) A carga é negativa e sua velocidade está aumentando. e) A carga é neutra e sua velocidade é constante. (UDESC-2017.2) - ALTERNATIVA: C A Figura 7 mostra o gráfico de um campo magnético uniforme, em função do tempo, aplicado perpendicularmente ao plano de uma es- pira retangular de 0,50 m2 de área. O campo magnético é dado em militesla (m T) e o tempo em segundos. A força sobre o anel metálico e sua consequente levitação devem-se Figura 7 ao fato de a bobina percorrida por corrente elétrica alternada gerar Assinale a alternativa que corresponde aos valores absolutos da a) uma polarização elétrica variável em função do tempo no núcleo tensão induzida na espira, em milivolts, em cada intervalo de tempo, metálico que induz uma carga elétrica no anel metálico. respectivamente. b) um campo elétrico constante em função do tempo no núcleo me- a) 6,0; 0,64; 0,00 tálico que induz uma diferença de potencial no anel metálico. b) 1,0; 0,67; 0,43 c) uma polarização magnética constante em função do tempo no núcleo metálico que induz um polo magnético no anel metálico. *c) 3,0; 0,32; 0,00 *d) um campo magnético variável em função do tempo no núcleo d) 1,4; 1,02; 0,00 metálico que induz uma corrente elétrica no anel metálico. e) 0,8; 0,23; 1,94
[email protected] 46 (MACKENZIE/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D (IFNORTE/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: D Uma partícula eletrizada positivamente, de massa desprezível, pe- Uma empresa especializada em reciclagem de lixo emprega, em netra na região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme uma das etapas de separação, o processo ilustrado na FIGURA 11: de intensidade 1,0.105 N/C, orientado verticalmente para baixo, con- FIGURA 11 forme a figura abaixo. Disponível em: <https://cnx.org/resources>. Acesso em: 30 de mar 2017. (Adaptado). Nesse processo, o conteúdo trazido pelo caminhão coletador é des- A partícula descreve uma trajetória retilínea, pela presença de um pejado numa rampa inclinada, ao longo da qual escorrega, atraves- → sando o campo magnético produzido por um poderoso ímã. Sobre o campo magnético uniforme B , de intensidade 4,0.103 T, perpendicu- lar ao campo elétrico e de sentido entrando no movimento dos objetos e detritos despejados na rampa é CORRE- plano do papel. A intensidade da velocidade da partícula é, em m/s, TO afirmar que: a) 40. a) Somente objetos constituídos de substâncias ferromagnéticas po- b) 35. derão ficar retidos na rampa. c) 30. b) Dependendo da intensidade do campo magnético, garrafas plás- *d) 25. ticas poderão ser retidas na rampa. e) 20. c) Latas de alumínio vazias certamente serão retidas pelo campo do ímã. *d) Qualquer objeto metálico será desacelerado enquanto atravessa (ACAFE/SC-2017.2) - ALTERNATIVA: C o campo do ímã. Hoje, a busca por eficiência energética vem mostrando avanços nas chamadas “casas eficientes”. O professor Wen Tong Chong, da uni- (UECE-2017.2) - ALTERNATIVA: D versidade da Malásia, idealizou um telhado em forma de V, que fica No caso hipotético de uma corrente elétrica por um condutor retilí- sobre o telhado convencional. Veja a figura a seguir. neo, há geração de um campo magnético a) na mesma direção do condutor. b) que aumenta proporcionalmente à distância do condutor. c) que é constante e uniforme em torno da direção do condutor. *d) em direções perpendiculares à do condutor. (ETEC/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: B Ímãs podem ser utilizados em muitas brincadeiras. Não é a toa que há uma série de brinquedos em que figuras planas ou tridimensio- nais podem ser montadas utilizando-se ímãs. Um desses brinque- dos consiste em uma grande quantidade de ímãs em formato de bastão. A Figura 1 mostra o perfil de um desses ímãs sendo que a parte escurecida corresponde ao polo Norte, enquanto a parte em branco corresponde ao polo Sul. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia. php? artigo=telhado-extra-muda-eficiencia-energe-ticaasa&id=010125170418#. WQjYcmkrLIV Figura 1 Sobre o telhado e a casa foram dadas algumas características: Carlos vai dispor alguns ímãs de acordo com a Figura 2, de modo que eles fiquem unidos apenas pela ação da força magnética, sem a ● O telhado em V direciona o vento para turbinas, gerando eletrici- ação de atritos ou outras forças. dade (energia eólica). ● O telhado em V aumenta o fluxo de ar dentro da casa, melhorando a ventilação natural. ● O telhado possui um coletor de água da chuva ligado a um sistema de resfriamento. ● Células solares são embutidas no telhado tradicional. Figura 2 ● Claraboias transparentes facilitam a entrada de iluminação na Assinale a alternativa que apresenta corretamente uma possibilida- casa durante o dia. de de arranjo dos ímãs para que Carlos consiga montar a disposição apresentada na figura 2. Com base no exposto, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. a) d) ( ) As turbinas de energia eólica convertem energia mecânica em energia elétrica por meio do principio da indução eletromagnética. ( ) A água é utilizada no sistema de refrigeração porque tem um baixo calor especifico. ( ) Quando os raios de luz incidem sobre a claraboia, uma parcela é *b) e) refletida, outra é absorvida e outra é refratada. ( ) As células solares transformam energia mecânica em energia elétrica. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F - V - F - F c) b) F - F - V - V *c) V - F - V - F d) V - F - F - F
[email protected] 47 (VUNESP/UEFS-2017.2) - ALTERNATIVA: B (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08) Partículas α (núcleos de átomos de Hélio) e partículas b (elétrons) Transformadores são dispositivos que, em circuitos elétricos, trans- movimentam-se com velocidades iguais e constantes por uma re- formam a tensão e a corrente. São constituídos por duas bobinas gião evacuada. Esse feixe de partículas penetra em um campo mag- independentes, com diferentes número de espiras, enroladas em um nético uniforme , perpendicular à direção de seu movimento e ao núcleo de ferro laminado. Sobre os conceitos físicos envolvidos em plano da figura. Devido à ação de forças magnéticas, essas partícu- seu funcionamento, assinale o que for correto. las se separam, seguindo as trajetórias 1 e as trajetórias 2 indicadas 01) Tensões de 110 V, em corrente contínua (CC), são transforma- na figura. das em 220 V em corrente alternada (CA) por um transformador. 02) Todos os transformadores produzem somente alta tensão e alta intensidade de corrente. 04) As correntes de Foucault são também responsáveis pela dissi- pação de energia durante o funcionamento do transformador. Uma maneira de solucionar o problema é utilizar para o núcleo do trans- formador, lâminas de ferro isoladas entre si. 08) O funcionamento do transformador baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética. (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16) Considere um transformador construído de tal maneira que possui 100 espiras em seu primário e 300 espiras no secundário. A bobina Considerando as informações contidas na figura e as massas des- primária é ligada a uma fonte de tensão de 12 V (CA) e a corrente sas partículas, é correto afirmar que elétrica no circuito primário é 3 A. Em relação ao transformador e a) as partículas α seguem pelas trajetórias 2, pois são mais pesa- desprezando perdas devidas ao efeito joule, assinale o que for cor- das. reto. *b) as partículas α seguem pelas trajetórias 1, pois são mais pesa- 01) Se o transformador for ideal, a energia fornecida no enrolamen- das. to secundário será triplicada em relação à energia no enrolamento c) as partículas α seguem pelas trajetórias 1, pois são mais leves. primário. 02) A corrente elétrica no secundário é 9 A. d) as partículas b seguem pelas trajetórias 2, pois são mais pesadas. 04) O transformador pode operar da mesma maneira tanto em cor- e) as partículas b seguem pelas trajetórias 1, pois são mais leves. rente contínua quanto em corrente alternada. 08) A tensão no secundário é 36 V (CA). (USF/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D 16) A função dos transformadores, normalmente observados nos A tomografia, por emissão de pósitrons ou PET-SCAN, é um exame postes das redes de distribuição de energia pública, é reduzir o valor de imagem que utiliza uma substância radioativa (18-Fluordesoxigli- da tensão elétrica proveniente das usinas de produção. cose) para rastrear células tumorais no organismo. A técnica ou exa- me mais utilizado em oncologia é o chamado PET/CT, que consiste (UERJ-2017.2) - ALTERNATIVA: A na fusão de imagens geradas pelo PET (Tomografia por Emissão de A corrente elétrica no enrolamento primário de um transformador Pósitrons) com as imagens geradas pela Tomografia Computadori- corresponde a 10 A, enquanto no enrolamento secundário corres- zada. Diferentemente de uma radiografia ou tomografia que analisa ponde a 20 A. uma estrutura ou órgão do corpo de uma forma estática, o PET é um Sabendo que o enrolamento primário possui 1 200 espiras, o número exame funcional, ou seja, tem a capacidade de mostrar o funciona- de espiras do enrolamento secundário é: mento de um tecido em nível molecular. *a) 600 b) 1 200 c) 2 400 d) 3 600 (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 26 (02+08+16) Em relação à interação entre as correntes elétricas em dois fios pa- ralelos, colocados próximos um do outro e suspensos por suas ex- tremidades, assinale o que for correto. 01) Verifica-se experimentalmente que os fios se afastam quando as correntes elétricas estão no mesmo sentido. 02) A força de interação eletrodinâmica entre os fios é diretamente Disponível em: http:<//www.oncomedbh.com.br/site/?menu=Informa%E7%- proporcional à intensidade de cada uma das correntes elétricas que F5es&submenu=Fique%20por%20dentro&i=73&pagina=O%20que%20 %E9%20PET-SCAN?%A0>. Acesso em: 15/05/2017. os percorrem. 04) A força eletrodinâmica por unidade de comprimento entre os dois O pósitron usado nesse exame é a antipartícula do elétron e apre- fios é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre senta a mesma massa do elétron, porém carga elétrica positiva. Ele eles, assim como a força eletrostática é inversamente proporcional foi descoberto por Paul Dirac em 1928, mas a sua existência foi ao quadrado da distância entre dois corpos puntiformes eletrizados. observada por Andersen em 1936. As partículas eletrizadas como o 08) Pode-se interpretar a aproximação dos fios ou o afastamento pósitron interagem com campos magnéticos e isso resulta em várias entre eles como consequência de forças que surgem devido a inte- aplicações práticas importantes, como a descrita no texto acima. rações entre campos magnéticos e a correntes elétricas. Ao se lançar, com velocidades iguais, um próton, um elétron e um 16) No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida pósitron perpendicularmente a um campo magnético uniforme, es- dos campos magnéticos que supostamente agem sobre os fios é sas partículas kg · s−2· A−1. a) ficam sujeitas a forças magnéticas de intensidades diferentes, com direção paralela ao campo magnético a que elas estão sub- metidas. b) apresentam movimento circular uniforme, sendo todas as partícu- las com trajetórias de raios com valores distintos. c) alteram a sua energia cinética enquanto estiverem no interior do campo magnético. *d) descrevem trajetórias circulares, e o próton apresentará a menor frequência no movimento circular, quando comparado com as outras partículas. e) não terão qualquer variação nos seus respectivos momentos li- neares, ou seja, o vetor quantidade de movimento de cada uma das partículas permanecerá inalterado.
[email protected] 48 FÍSICA MODERNA (UEL/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: C Considere que uma lâmpada emite luz amarela que incide na super- fície de uma placa metálica colocada próxima a ela. VESTIBULARES 2017.1 Com base nos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta. a) A quantidade de energia absorvida por um elétron que escapa da (UNICENTRO/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: B superfície metálica é denominada de fótons e tem o mesmo valor Com base nos conhecimentos sobre a Física Moderna, analise as para qualquer metal. afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. b) Se a intensidade luminosa for alta e a frequência da luz incidente ( ) De acordo com o Princípio da Relatividade, as leis da Física de- for menor que a frequência-limite, ou de corte, o efeito fotoelétrico vem ser iguais em todos os referenciais não inerciais. deve ocorrer na placa metálica. ( ) O efeito fotoelétrico é um processo no qual os elétrons são ejeta- *c) Se a frequência da luz incidente for menor do que a frequên- dos da superfície de um metal quando a luz incide sobre ela. cia-limite, ou de corte, nenhum elétron da superfície metálica será ( ) Os fenômenos da dilatação do tempo e da contração do espaço emitido. são consequências da teoria da relatividade especial de Einstein. d) Quando a luz incide sobre a superfície metálica, os núcleos atômi- ( ) Na Mecânica Relativística, a distância entre dois pontos e o inter- cos próximos da superfície absorvem energia suficiente e escapam valo de tempo entre dois eventos não dependem do referencial no para o espaço. qual são medidos. e) Quanto maior for a função trabalho da superfície metálica, menor deverá ser a frequência-limite, ou de corte, necessária para a emis- A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a são de elétrons. a) F V F V *b) F V V F c) V F V F (UEL/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: D d) V F F V A questão do tempo sempre foi abordada por filósofos, como Kant. Na física, os resultados obtidos por Einstein sobre a ideia da “dila- tação do tempo” explicam situações cotidianas, como, por exemplo, (VUNESP/UEA-2017.1) - ALTERNATIVA: A o uso de GPS. O modelo atômico de Rutherford-Bohr estabelece que o átomo con- Com base nos conhecimentos sobre a Teoria da Relatividade de tém Einstein, assinale a alternativa correta. *a) um núcleo de carga elétrica positiva, formado por prótons e nêu- a) O intervalo de tempo medido em um referencial em que se em- trons, circundado por elétrons com carga elétrica negativa que giram pregam dois cronômetros e dois observadores é menor do que o em camadas definidas. intervalo de tempo próprio no referencial em que a medida é feita por b) um núcleo de carga elétrica positiva, formado por prótons, circun- um único observador com um único cronômetro. dado por elétrons com carga elétrica negativa que giram em cama- b) Considerando uma nave que se movimenta próximo à velocidade das definidas e nêutrons que giram aleatoriamente. da luz, o tripulante verifica que, chegando ao seu destino, o seu c) um núcleo de carga elétrica nula, formado por prótons, nêutrons relógio está adiantado em relação ao relógio da estação espacial da e elétrons, circundado por elétrons com carga elétrica negativa que qual ele partiu. giram em camadas definidas. c) As leis da Física são diferentes para dois observadores posicio- e) um núcleo de carga elétrica nula, formado apenas por nêutrons, nados em sistemas de referência inerciais, que se deslocam com circundado por prótons com carga elétrica positiva e por elétrons velocidade média constante. com carga elétrica negativa, ambos girando em camadas definidas. *d) A dilatação do tempo é uma consequência direta do princípio da e) um núcleo de carga elétrica negativa, formado por elétrons com constância da velocidade da luz e da cinemática elementar. carga elétrica negativa e nêutrons com carga elétrica nula, circunda- e) A velocidade da luz no vácuo tem valores diferentes para observa- do por prótons com carga elétrica positiva que giram em camadas dores em referenciais privilegiados. definidas. (UFPR-2017.1) - ALTERNATIVA: E (IF/CE-2017.1) - ALTERNATIVA: C Entre os vários trabalhos científicos desenvolvidos por Albert Eins- Alguns dispositivos funcionam tendo como base o efeito fotoelétrico, tein, destaca-se o efeito fotoelétrico, que lhe rendeu o Prêmio Nobel que consiste na ejeção de fotoelétrons de uma superfície metálica de Física de 1921. Sobre esse efeito, amplamente utilizado em nos- devido à incidência de radiação eletromagnética, atuando como uma sos dias, é correto afirmar: chave em diversos circuitos. a) Trata-se da possibilidade de a luz incidir em um material e torná-lo condutor, desde que a intensidade da energia da radiação luminosa seja superior a um valor limite. b) É o princípio de funcionamento das lâmpadas incandescentes, nas quais, por ação da corrente elétrica que percorre o seu filamen- to, é produzida luz. c) Ocorre quando a luz atinge um metal e a carga elétrica do fóton é absorvida pelo metal, produzindo corrente elétrica. d) É o efeito que explica o fenômeno da faísca observado quando existe uma diferença de potencial elétrico suficientemente grande entre dois fios metálicos próximos. *e) Corresponde à ocorrência da emissão de elétrons quando a fre- Fonte: http://efeitofotoeletricoecompton.webnode.com.br/efeito-fotoeletrico2/ quência da radiação luminosa incidente no metal for maior que um Faz uso dessa tecnologia determinado valor, o qual depende do tipo de metal em que a luz a) a guitarra elétrica, uma vez que o dedilhar do guitarrista produz incidiu. radiação eletromagnética, gerando corrente elétrica que, por fim, produz o som. (UEG/GO-2017.1) - ALTERNATIVA: A b) os controles remotos que, ao serem pressionados, produzem ra- Em 1900, Max Planck propôs uma explicação sobre a radiação de diação eletromagnética fazendo com que os circuitos internos do corpo negro. Sua equação ficou conhecida em todo o mundo porque aparelho de televisão passem a funcionar. relacionava pela primeira vez a energia emitida por um corpo negro *c) a porta dos elevadores, sendo que pessoas ou objetos funcio- com a sua frequência de emissão em pacotes discretos, chamados nam como uma chave, pois, ao entrarem ou saírem, interrompem a de fótons. A constante de proporcionalidade ficou conhecida como radiação eletromagnética fazendo com que a porta fique aberta. constante de Planck. A unidade de medida dessa constante é dada d) as máquinas fotográficas, nas quais, ao apertar o botão para tirar por uma fotografia, fecha-se um circuito e dispara-se um flash que nada *a) J·s mais é que radiação eletromagnética. b) Kg.m²/s² e) a lâmpada fosforescente na qual, devido à alta temperatura (em c) Hz torno de 2000°C), as ondas de calor arrancam os elétrons do fila- d) cal/g°C mento, produzindo o brilho característico. e) J/kg
[email protected] 49 (FGV/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B (UFLA/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: D A nave “New Horizons”, cuja foto é apresentada a seguir, partiu do O Sol irradia energia para o espaço sideral. Essa energia tem origem Cabo Canaveral em janeiro de 2006 e chegou bem perto de Plutão em seu colapso gravitacional, em razão de seu potencial gravitacio- em julho de 2015. Foram mais de 9 anos no espaço, voando a 21 nal. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no km/s. É uma velocidade muito alta para nossos padrões aqui na Ter- seu interior adquirem velocidades muito altas, que os levam a atin- ra, mas muito baixa se comparada aos 300 000 km/s da velocidade gir temperaturas de milhões de graus. Com isso, têm início reações da luz no vácuo. exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação solar, que é emitida para o espaço. Parte dessa radia- ção solar atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que é utilizada. Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a Terra é a) Cinética → Radiação Solar → Térmica → Potencial Gravitacional. b) Radiação Solar → Cinética → Térmica → Potencial Gravitacional. c) Cinética → Térmica → Potencial Gravitacional → Radiação Solar. *d) Potencial Gravitacional → Cinética → Térmica → Radiação Solar. (http://goo.gl/oeSWn) (UFLA/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: A Considere uma nave que possa voar a uma velocidade igual a 80% A luz é uma onda eletromagnética, cujo comprimento de onda se da velocidade da luz e cuja viagem dure 9 anos para nós, observa- inclui em um determinado intervalo, dentro do qual o olho humano dores localizados na Terra. Para um astronauta no interior dessa é sensível a ela. Albert Einstein demonstrou que um feixe de luz nave, tal viagem duraria cerca de é composto por pequenos pacotes de energia, chamados de fó- a) 4,1 anos. tons. Os fótons de luz verde têm uma frequência de 6,10 × 1014 a *b) 5,4 anos. c) 6,5 anos. 5,20 × 1014 Hz e a energia que cada fóton de luz verde carrega é d) 15 anos. E = h · f, em que E é a energia; h é constante de Planck que vale e) 20,5 anos. 6,63 × 10–34 m2 kg /s; e f, a frequência. Os fótons de luz verde levam energia E de: (FGV/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: C *a) 4,0443 × 10–19 J a 3,4476 × 10–19 J A função trabalho de certo metal é 9,94·10–19 J. Considere a cons- b) 40,443 × 10–19 J a 34,476 × 10–19 J tante de Planck com o valor 6,63·10–34 J·s. A frequência mínima a c) 404,43 × 10–19 J a 344,76 × 10–19 J partir da qual haverá efeito fotoelétrico sobre esse metal é, em d) 4044,3 × 10–19 J a 3447,6 × 10–19 J 1015 Hz, de a) 1,1 . b) 1,2 . (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) *c) 1,5 . Podemos considerar, em determinadas situações, que a luz é uma d) 1,7 . onda eletromagnética, caracterizada por um campo elétrico e mag- e) 1,9 . nético que variam no tempo e no espaço e em outras, que a luz é constituída por minúsculas partículas denominadas de fótons. Em relação às propriedades da luz, assinale o que for correto. (UNIOESTE/PR-2017.1) - ALTERNATIVA: E 01) A natureza ondulatória da luz foi demonstrada experimentalmen- Uma técnica muito conhecida para se estimar a idade de um fóssil te por Thomas Young, através do efeito de interferência. é através da quantidade de Carbono-14 contida nele. Este isótopo 02) A radiação infravermelha é mais energética do que a radiação radioativo decai espontaneamente para o elemento Nitrogênio-14 ultravioleta. através da emissão de uma partícula beta. Uma curva típica de de- 04) O fato de as ondas luminosas poderem ser polarizadas, quando caimento do Carbono-14 é mostrada na figura abaixo. atravessam um polarizador, é uma consequência de serem ondas transversais. 08) A fosforescência está relacionada com a emissão de elétrons por metais, quando neles incide luz de determinada frequência. (FUVEST/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: C Reatores nucleares não são exclusivamente criações humanas. No período pré-cambriano, funcionou na região de Oklo, África, duran- te centenas de milhares de anos, um reator nuclear natural, tendo como combustível um isótopo do urânio. Para que tal reator nuclear natural pudesse funcionar, seria neces- sário que a razão entre a quantidade do isótopo físsil (235 U) e a do urânio 238 U fosse cerca de 3%. Esse é o enriquecimento utilizado na maioria dos reatores nucleares, refrigerados a água, desenvolvidos pelo homem. O 235 U decai mais rapidamente que o 238 U; na Terra, atualmente, a fração do isótopo 235 U, em relação ao 238 U, é cerca de 0,7%. Com base nessas informações e nos dados fornecidos, pode-se estimar que o reator natural tenha estado em operação há a) 1,2 × 107 anos. d) 2,4 × 1010 anos. 8 Pesquisadores desejam estimar a idade de uma concha marinha b) 1,6 × 10 anos. e) 2,8 × 1011 anos. encontrada em um sítio arqueológico. Se eles determinam que ela 9 *c) 2,0 × 10 anos. contém aproximadamente 3,13% de Carbono-14 em relação à quan- tidade presente em um organismo vivo do mesmo tipo, assinale a Note e adote: alternativa que indica CORRETAMENTE a idade estimada para o M(t) =M(0)10–l t ; M(t) é a massa de um isótopo radioativo no instante t. fóssil. a) 5 700 anos. l descreve a probabilidade de desintegração por unidade de tempo. b) 11 400 anos. Para o 238U, l238 ≈0,8 × 10–10 ano–1. c) 17 100 anos. Para o 235U, l235 ≈4,0 × 10–10 ano–1. d) 22 800 anos. log10(0,23) ≈ – 0,64 *e) 28 500 anos.
[email protected] 50 (UEPG/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) Niels Bohr, em 1913, publicou seu modelo da estrutura atômica e A natureza da luz sempre foi um tema de grande interesse entre os recebeu o prêmio Nobel de Física, por este trabalho, em 1922. Em cientistas. No século XVII, por exemplo, Isaac Newton desenvolveu relação ao modelo atômico de Bohr, assinale o que for correto. um modelo ondulatório e Christiaan Huygens desenvolveu um mo- 01) Os elétrons de um átomo movem-se em torno do núcleo em delo corpuscular para a luz. Em relação a esse assunto, é correto suas órbitas sem emitir radiação. afirmar que: 02) Um elétron não pode percorrer uma órbita qualquer em torno 01) O modelo corpuscular da luz consegue explicar satisfatoriamen- do núcleo, uma vez que a energia associada a cada órbita é quan- te o fenômeno da reflexão da luz, mas não o fenômeno da refração tizada. da luz. 04) O átomo emite luz quando os elétrons realizam “saltos quânti- 02) O modelo ondulatório da luz consegue explicar satisfatoriamente cos” de um estado de maior energia para outro de menor. o fenômeno da refração da luz, mas não o fenômeno da reflexão da 08) A energia do fóton emitido é numericamente igual à energia ciné- luz. tica do elétron orbitando o núcleo. 04) O modelo corpuscular não consegue explicar satisfatoriamente o fenômeno da difração da luz. 08) O modelo ondulatório da luz consegue explicar satisfatoriamente (FUVEST/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A os fenômenos da difração e da interferência da luz. Na estratosfera, há um ciclo constante de criação e destruição do 16) A teoria eletromagnética afirma que a luz se comporta como uma ozônio. A equação que representa a destruição do ozônio pela ação onda. da luz ultravioleta solar (UV) é UV O3 → O2 + O (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02) O gráfico representa a energia potencial de ligação entre um dos Quando luz incide sobre a superfície de um metal, elétrons podem átomos de oxigênio que constitui a molécula de O3 e os outros dois, ser extraídos dessa superfície. Esse fenômeno é denominado efeito como função da distância de separação r. fotoelétrico. Assinale o que for correto sobre o efeito fotoelétrico e sobre as propriedades da luz. 01) O efeito fotoelétrico é uma evidência do comportamento corpus- cular da luz. 02) Elétrons são liberados da superfície do metal se a energia dos fótons incidentes for maior que a energia que prende os elétrons à superfície do metal (função trabalho). 04) Quanto maior o comprimento de onda da luz incidente, maior será a energia transferida dos fótons para os elétrons. 08) Independentemente da frequência da luz incidente, elétrons po- dem ser liberados da superfície do metal, aumentando-se a intensi- dade do feixe de luz. 16) A função trabalho do metal depende exclusivamente do compri- mento de onda da luz incidente. A frequência dos fótons da luz ultravioleta que corresponde à ener- (IFNORTE/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: B gia de quebra de uma ligação da molécula de ozônio para formar A FIGURA 10 apresenta, graficamente, a dependência entre a in- uma molécula de O2 e um átomo de oxigênio é, aproximadamente, tensidade da radiação emitida por três estrelas e o correspondente comprimento de onda. *a) 1 × 1015 Hz b) 2 × 1015 Hz FIGURA 10 c) 3 × 1015 Hz d) 4 × 1015 Hz e) 5 × 1015 Hz Note e adote: E = hf E é a energia do fóton. f é a frequência da luz. Constante de Planck, h = 6 × 10–34 J.s Fonte: arquivos pessoais. (IFNORTE/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: C A FIGURA 9 representa os níveis de energia de um sistema quântico Tendo em conta os dados do gráfico e considerando-se que a ve- e, também, quatro possíveis transições entre tais níveis, as quais locidade da luz no vácuo é c = 3,0 × 108 m/s, assinale a alternativa são identificadas como I, II, III e IV. correta sobre o contexto físico apresentado. FIGURA 9 a) A temperatura da estrela vermelha é o dobro da temperatura da estrela azul. *b) A intensidade máxima irradiada pela estrela azul ocorre na faixa de 7,5 × 1014 Hz. c) A intensidade máxima emitida pela estrela vermelha ocorre na faixa de 5,0 × 1014 Hz. d) A estrela amarela apresenta maior temperatura e, por isso, a in- tensidade máxima que irradia ocorre na região do infravermelho. (UDESC-2017.1) - ALTERNATIVA: A Em 2017 comemoram-se 120 anos que o físico inglês J. J. Thomson Fonte: arquivos pessoais. mediu o valor da razão entre a carga e a massa do elétron. Esta Dentre essas possíveis transições, a que implica a emissão, pelo experiência foi realizada no Laboratório Cavendish, situado na Uni- sistema quântico, de um fóton com o menor comprimento de onda versidade de Cambridge, e provou que: possível é: *a) a matéria é feita de partículas. a) I b) a matéria apresenta um aspecto ondulatório. b) II c) a radiação eletromagnética apresenta um aspecto ondulatório. *c) III d) a radiação eletromagnética é feita de partículas. d) IV e) a luz é uma onda transversal.
[email protected] 51 (UDESC-2017.1) - ALTERNATIVA: C (UEM/PR-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) Os pesquisadores do projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitacio- Max Planck (1858-1947) é considerado o pai da Mecânica Quântica. nal-Wave Observatory) anunciaram, no início deste ano, a primeira Ele conseguiu propor uma solução para um problema popular entre detecção das ondas gravitacionais. os físicos de sua época, que dizia respeito ao cálculo da intensidade Analise as proposições em relação à informação. da radiação em função das frequências emitidas por materiais bas- tante aquecidos. Como sabemos, qualquer metal, quando aquecido I. Estas ondas se propagam com a mesma velocidade da luz. a temperaturas muito elevadas, fica incandescente, emitindo, por- II. Estas ondas se propagam com velocidade superior à velocidade tanto, luz, ou seja, radiação eletromagnética. Tratava-se de um pro- da luz. blema que envolvia a interação entre a matéria (no caso, os metais) III. Estas ondas foram previstas por Albert Einstein em sua Teoria da e a radiação (no caso, a luz emitida). Diversos físicos dedicaram-se Relatividade Geral. a solucionar esse problema sem êxito. As previsões oferecidas pela IV. Estas ondas foram previstas por Albert Einstein em sua Teoria do Física Clássica conhecida até aquela época não coincidiam com os Efeito Fotoelétrico. resultados experimentais. Planck conseguiu equacionar o proble- Assinale a alternativa correta. ma obtendo o que hoje chamamos de “Lei de Planck da Radiação a) Somente a afirmativa III é verdadeira. de Corpo Negro”, usando como hipótese uma ideia inusitada. Ele b) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. considerou que a emissão de energia pelos corpos irradiantes era *c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. composta de pequenos “grãos”, cujo valor poderia ser obtido pela d) Somente a afirmativa IV é verdadeira. expressão E = h f , sendo E a energia de cada grão, f a frequência e) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. da radiação e h uma constante física introduzida pelo próprio Planck, conhecida hoje como constante de Planck. No Sistema Internacional de Unidades (SI), h = 6,6 × 10–34 kg · m2/s , com dois algarismos (UFSC-2017.1) - RESPOSTA: SOMA = 52 (04+16+32) significativos. Assinale o que for correto. A natureza da luz é um tema que ocupa os estudiosos desde a anti- 01) A unidade de medida da constante de Planck é J/s, a mesma guidade. As teorias corpuscular e ondulatória buscam a preferência unidade de medida de potência. de cientistas famosos para explicar fenômenos importantes da ci- 02) A constante de Planck, com dois algarismos significativos, é ência. No entanto, após o experimento da fenda dupla de Thomas equivalente a h = 4,0 × 10– 25 g · cm2/min. Young, em 1802, e da explicação do efeito fotoelétrico realizada por 04) A unidade de medida de energia no Sistema Internacional de Albert Einstein, em 1905, a ideia da dualidade onda/partícula da luz Unidades (SI) é o joule que, escrita em função das unidades bási- foi aceita pela comunidade científica. A experiência da fenda dupla cas, é dada por kg · m2/s2 . consiste em fazer a luz passar por duas fendas em uma placa e 08) Dizer que a frequência da radiação térmica é de 4 × 1014 hertz observar o padrão de franjas (listras) claras e franjas (listras) escu- (Hz) significa dizer que ela oscila 400 trilhões de vezes por segundo. ras. Já o efeito fotoelétrico consiste em incidir luz sobre uma placa 16) De acordo com a Física Moderna, todo tipo de radiação eletro- metálica para arrancar elétrons. magnética pode ser interpretado como sendo formado por pacotes de energia, sendo que a energia de cada pacote é dada pelo produto entre a constante de Planck e a frequência da radiação considerada. (UFJF/MG-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO O Efeito Fotoelétrico foi descoberto por Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894), nos anos de 1886 e 1887. Hertz percebeu que uma descar- ga elétrica entre dois eletrodos, dentro de uma ampola de vidro, era facilitada pela incidência de radiação luminosa no eletrodo negativo, provocando a emissão de elétrons de sua superfície. A explicação satisfatória para esse efeito foi dada em 1905, por Albert Einstein, e em 1921 deu ao cientista alemão o prêmio Nobel de Física. Anali- sando o efeito fotoelétrico, quantitativamente, Einstein propôs que a energia do fóton incidente é igual à energia necessária para remover um elétron mais a energia cinética do elétron emitido. Com base nestas informações, calcule os itens abaixo. a) Considerando que a energia de um fóton incidente é definida por E = h.f , onde h = 6,6×10– 34 J.s é a constante de Planck e que o comprimento de onda de um fóton é dado por l = 396 nm, obtenha a energia do fóton. b) Sabendo que a massa de um elétron é de aproximadamen- te 9,1×10– 31 kg e que a velocidade dos elétrons emitidos de uma placa metálica incidente por uma radiação com l = 396nm é de 900,00 km/s, CALCULE o valor da energia necessária para remover o elétron da placa. Dado: c = 3,0×108 m/s. Considerando o que foi exposto acima, é correto afirmar que: RESPOSTA UFJF/MG-2017.1: 01) o efeito fotoelétrico foi explicado por Einstein pela teoria ondu- a) E = 5,0×10– 19 J b) F = 1,32×10– 19 J latória da luz. 02) a formação do padrão de franjas claras e franjas escuras no ex- perimento da fenda dupla de Young foi explicada pela teoria corpus- (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: A cular da luz, em que as partículas da luz (fótons) sofrem o fenômeno O universo de um século atrás era simples: eterno, imutável, forma- de interferência. do por uma única galáxia contendo uns poucos milhões de estrelas 04) no efeito fotoelétrico, para arrancar os elétrons da placa, a luz visíveis. Atualmente, o quadro é muito mais ____ e rico. O Cosmos deve ser formada por partículas (fótons) com uma energia mínima surgiu há 13,7 bilhões de anos com ____. Uma fração de segundo que é proporcional à frequência da luz. após o início, o Universo era uma sopa sem forma e muito ____ das 08) tanto a teoria corpuscular quanto a teoria ondulatória da luz ex- mais elementares partículas – ____ (...). plicam o padrão de franjas claras e franjas escuras no experimento Fonte: TUMER, M. S. A origem do Universo. BIBLIOTECA SCIENTIFIC AME- da fenda dupla. RICAN – A longa história do Universo. Brasil, v. 2, p. 8-19. 16) no experimento de Young, a obtenção do padrão de franjas cla- As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, com: ras e franjas escuras ocorre por meio do fenômeno de interferência construtiva e interferência destrutiva das ondas, logo a explicação *a) complexo – o Big Bang – quente – quarks e léptons do fenômeno é ondulatória. b) simples – o Big Bang – fria – quarks e léptons 32) os fenômenos de interferência e difração são mais bem repre- c) complexo – o Big Bang – quente – neutros, prótons e elétrons sentados pela teoria ondulatória da luz, enquanto que o fenômeno d) simples – a Teoria de Hubble – fria – quarks e léptons do efeito fotoelétrico é mais bem representado pela teoria corpus- e) complexo – a Teoria de Hubble – quente – neutros, prótons e cular da luz. elétrons
[email protected] 52 (UNIMONTES/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: B (UFJF/MG-2017.1) - ALTERNATIVA: E Até o fim do século XIX, ninguém conseguia explicar a forma como A velocidade é uma grandeza relativa, ou seja, a sua determinação se dava a irradiação térmica. As previsões teóricas baseadas na depende do referencial a partir do qual está sendo medida. A Teoria Mecânica Newtoniana e no eletromagnetismo falhavam ao serem da Relatividade Especial, elaborada em 1905 pelo físico alemão Al- comparadas com os fatos experimentais. Além disso, novas desco- bert Einstein, afirma que o comprimento e a massa de um objeto são bertas, como a radioatividade e as partículas subatômicas (prótons, grandezas que também dependem da velocidade, e conseqüente- elétrons e neutrons), traziam novos problemas que não tinham so- mente são relativas. Sobre a Teoria da Relatividade Especial, julgue lução. Reavaliando, um por um, os conceitos básicos da Mecânica os itens abaixo e marque a alternativa CORRETA. Newtoniana, Einstein criou os princípios básicos de uma mecânica totalmente nova denominada teoria da relatividade especial. A difi- i. A massa de um objeto é independente da velocidade do mesmo culdade em entender essa teoria está no fato de que ela nos obriga a medida por qualquer referencial inercial. rever criticamente nossos conceitos de espaço e de tempo, pois, em ii. A velocidade da luz é um limite superior para a velocidade de qual- nossa vida, as experiências e as sensações restringem-se apenas quer objeto. a objetos que se movem com velocidade extremamente baixa em iii. Intervalos de tempo e de espaço são grandezas absolutas e inde- comparação com a velocidade da luz. pendentes dos referenciais. O 2.° postulado da Teoria da Relatividade propõe que a velocidade iv. As leis da Física são as mesmas em todos os sistemas de refe- rência inercial. da luz, no vácuo, tem o mesmo valor, c = 3,0 × 108 m/s, em todas as v. Massa e energia são quantidades que não possuem nenhuma direções e em todos os referenciais inerciais. A consequência disso relação é que, se observamos, por exemplo, um acelerador de partículas, onde a velocidade dos elétrons é de 2,4 × 108 m/s percorrendo 3 m, a)somente ii e iii estão corretas. o intervalo de tempo medido por um referencial movendo-se junto b) somente i e ii estão corretas. aos elétrons é: c) somente i e v estão corretas. d d) somente i e iii estão corretas. Dt 0 = v . *e) somente ii e iv estão corretas. Entretanto, para um observador fixo na Terra, o tempo é: 1 (UFSM/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: E Dt = Dt 0 . . Após assistir a um documentário de TV falando da Teoria da Relati- v2 vidade Restrita, Murilo ficou bastante interessado em aprender mais 1– c2 sobre o assunto. Ele pediu a seu irmão, que havia lido bastante a respeito, que lhe desse mais explicações sobre o tema. As três afir- Assim, podemos afirmar que, para o observador fixo na Terra: mações a seguir chamaram atenção de Murilo. a) Dt < Dt 0 , isto é, houve uma contração no tempo. I → As leis da Física são invariantes em quaisquer referenciais iner- *b) Dt > Dt 0 , isto é, houve uma dilatação no tempo. ciais. c) Dt > Dt 0 , isto é, houve uma contração no tempo. II → A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor para qualquer d) Dt < Dt 0 , isto é, houve uma dilatação no tempo. observador, independentemente do movimento relativo entre a fonte de luz e o observador. III → Dois eventos que ocorrem simultaneamente, quando percebi- (SENAI/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: B dos por um observador A, não serão simultâneos quando percebidos Quando o físico alemão Albert Einstein (1879-1955) elaborou sua por um observador B, que se move em relação a A. Teoria da Relatividade, afirmando que o campo gravitacional produ- zido pelos corpos é consequência da curvatura que eles causam no Qual(is) observação(ões) do irmão de Murilo está(ão) correta(s)? espaço, ele propôs que, com isso, seria possível calcular o tamanho a) Apenas I. do Universo. Porém, para tal fato, Einstein afirmou que o Universo b) Apenas II. deveria ser constante e as galáxias estáticas. Todavia, constatou-se c) Apenas I e III. que Einstein estava errado, após a descoberta de que o Universo d) Apenas II e III. está em expansão. *e) I, II e III. Fonte: adaptado de: Disponível em: <http://cienciaehumanidade.blogspot. com.br/2010/01/edwin-hubble-e-expansao-do-universo.html>. Acesso em: 01 maio 2015. (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: E Os seres, quando vivos, possuem aproximadamente a mesma O texto cita uma descoberta, realizada nos anos 20, que permitiu fração de carbono-14 (14C), isótopo radioativo do carbono, que concluir sobre a expansão do Universo. Essa descoberta ficou co- a atmosfera. Essa fração, que é de 10 ppb (isto é, 10 átomos de nhecida como 14 C para cada bilhão de átomos de C), decai com meia-vida de a) Teoria do Big Bang. 5 730 anos, a partir do instante em que o organismo morre. Assim, *b) Lei de Hubble. o 14C pode ser usado para se estimar o tempo decorrido desde a c) Teoria da Simultaneidade. morte do organismo. d) Teoria da Gravitação. Aplicando essa técnica a um objeto de madeira achado em um e) Lei de Kepler. sítio arqueológico, a concentração de 14C nele encontrada foi de 0,625 ppb. Esse valor indica que a idade aproximada do objeto é, (ITA/SP-2017.1) - ALTERNATIVA: D em anos, de Uma placa é feita de um metal cuja função trabalho W é menor que a) 1 432. d) 15 280. hν, sendo ν uma frequência no intervalo do espectro eletromagnético b) 3 581. *e) 22920. visível e h a constante de Planck. Deixada exposta, a placa intera- c) 9 168. ge com a radiação eletromagnética proveniente do Sol absorvendo uma potência P. Sobre a ejeção de elétrons da placa metálica nesta situação é correto afirmar que os elétrons (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: E a) não são ejetados instantaneamente, já que precisam de um tem- Um apontador laser emite uma radiação de comprimento de onda po mínimo para acúmulo de energia. igual a 600 nm, isto é, 600 × 10–9 m. b) podem ser ejetados instantaneamente com uma mesma energia São dadas a velocidade da luz no ar, c = 3,0 × 108 m/s, e a constante cinética para qualquer elétron. de Planck, 6,6 × 10–34 J.s. c) não podem ser ejetados pois a placa metálica apenas reflete toda Os valores que melhor representam a frequência da radiação e a a radiação. energia de cada fóton são, respectivamente, *d) podem ser ejetados instantaneamente, com energia que depen- a) 50 Hz e 3,3 × 10–32 J. de da frequência da radiação absorvida e da energia do elétron no b) 50 Hz e 1,32 × 10–35 J, metal. c) 180 Hz e 1,2 × 10–31 J. e) não podem ser ejetados instantaneamente e a energia cinética após a ejeção depende da frequência da radiação absorvida e da d) 5,0 × 1014 Hz e 1,8 × 10–20 J. energia do elétron no metal. *e) 5,0 × 1014 Hz e 3,3 × 10–19 J.
[email protected] 53 (UFRGS/RS-2017.1) - ALTERNATIVA: D (UNICAMP/SP-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO O gráfico abaixo mostra a energia cinética Ec de elétrons emitidos Um instrumento importante no estudo de sistemas nanométricos é por duas placas metálicas, I e II, em função da frequência f da radia- o microscópio eletrônico. Nos microscópios ópticos, a luz é usada ção eletromagnética incidente. para visualizar a amostra em estudo. Nos microscópios eletrônicos, um feixe de elétrons é usado para estudar a amostra. Ec I II a) A vantagem em se usar elétrons é que é possível acelerá-los até energias em que o seu comprimento de onda é menor que o da luz visível, permitindo uma melhor resolução. O comprimento de onda do elétron é dado por l = ℎ/(2meEc)1/2, em que Ec é a energia cinéti- ca do elétron, me~9 × 10−31 kg é a massa do elétron e ℎ~6,6 × 10−34 N∙m∙s é a constante de Planck. Qual é o comprimento de onda do elétron em um microscópio eletrônico em que os elétrons são ace- lerados, a partir do repouso, por uma diferença de potencial de U = fI f II f 50 kV? Caso necessário, use a carga do elétron e = 1,6 × 10−19 C. b) Uma forma usada para gerar elétrons em um microscópio eletrô- nico é aquecer um filamento, processo denominado efeito termiôni- co. A densidade de corrente gerada é dada por J = AT2e(−Φ/(kBT)), em que A é a constante de Richardson, T é a temperatura em kelvin, Sobre essa situação, são feitas três afirmações. kB = 1,4 × 10−23 J/K é a constante de Boltzmann e Φ, denominado função trabalho, é a energia necessária para remover um elétron do I - Para f > f II, a Ec dos elétrons emitidos pelo material II é maior do filamento. A expressão para J pode ser reescrita como ln(J/T2) = que a dos elétrons emitidos pelo material I. ln(A) − (Φ/kB)(1/T), que é uma equação de uma reta de ln(J/T2) ver- II - O trabalho realizado para liberar elétrons da placa II é maior do sus (1/T), em que ln(A) é o coeficiente linear e (Φ/kB) é o coeficiente que o realizado na placa I. angular da reta. O gráfico da figura abaixo apresenta dados obtidos III- A inclinação de cada reta é igual ao valor da constante universal do efeito termiônico em um filamento de tungstênio. de Planck, h. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. *d) Apenas II e III. e) I, II e III. (FUVEST/SP-2017.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Os primeiros astronautas a pousar na Lua observaram a existên- cia de finas camadas de poeira pairando acima da superfície lunar. Como não há vento na Lua, foi entendido que esse fenômeno esta- va ligado ao efeito fotoelétrico causado pela luz solar: elétrons são extraídos dos grãos de poeira do solo lunar ao receberem energia da radiação eletromagnética proveniente do Sol e, assim, os grãos tornam-se positivamente carregados. O mesmo processo também arranca elétrons da superfície lunar, contribuindo para a carga po- sitiva do lado iluminado da superfície da Lua. A altura de equilíbrio Qual é a função trabalho do tungstênio medida neste experimento? acima da superfície lunar dessas camadas depende da massa e da carga dos grãos. A partir dessas informações, determine RESPOSTA UNICAMP/SP-2017.1: a) λ @ 5,5 × 10–12 m b) Φ @ 7,5 × 10–19 J a) o módulo Fe da força eletrostática que age sobre cada grão em equilíbrio da camada, sabendo que um grão de poeira tem massa m = 1,2 × 10–14 kg e que a aceleração da gravidade nas proximida- (UCB/DF-2017.1) - ALTERNATIVA: B des da superfície da Lua é g L = 1,6 m/s2; O estágio atual da tecnologia, da informática e das comunicações é b) o módulo E do campo elétrico na posição dessa camada de poei- decorrente, entre muitas causas, da compreensão profunda acerca ra, sabendo que a carga adquirida por um grão é Q = 1,9 × 10–15 C. da estrutura fina da matéria. O conhecimento da estrutura atômica dos materiais nos deu a oportunicade de construção de novos mate- Uma característica do efeito fotoelétrico é a necessidade de os fó- riais, bem como da utilização de novos processos que alavancaram tons da luz incidente terem uma energia mínima, abaixo da qual ne- a eletrônica e a computação. Quanto à estrutura fina da matéria e nhum elétron é arrancado do material. Essa energia mínima está ao histórico dos modelos atômicos, assinale a alternativa correta. relacionada à estrutura do material e, no caso dos grãos de poeira a) Atualmente sabe-se que as menores partículas da natureza são da superfície lunar, é igual a 8 × 10–19 J. os átomos. *b) O modelo atômico atual preconiza a existência de regiões de c) Determine a frequência mínima f dos fótons da luz solar capazes maior probabilidade do movimento eletrônico. Tais regiões são os de extrair elétrons dos grãos de poeira. orbitais, que podem ter formas volumétricas, como a esfera. Na superfície da Lua, 5 × 105 é o número de fótons por segundo inci- c) Os elétrons ocupam órbitas circulares ou elípticas ao redor de um dindo sobre cada grão de poeira e produzindo emissão de elétrons. núcleo atômico de carga elétrica positiva. d) A corrente elétrica em um cicuito é decorrente do movimento de d) Determine a carga q emitida em 2 s por um grão de poeira, devido prótons dos átomos. ao efeito fotoelétrico, considerando que cada fóton arranque apenas e) O modelo atômico proposto por Thomson propõe a existência de um elétron do grão. pequenas partículas neutras: os nêutrons. Note e adote: ● Carga do elétron: –1,6 × 10–19 C ● Energia do fóton: e = hf ; f é a frequência e h ≈ 6 × 1034 J·s é a constante de Planck. ● Desconsidere as interações entre os grãos e a influência ele- trostática dos elétrons liberados. RESPOSTA FUVEST/SP-2017.1: a) Fe = 1,92 × 10–14 N b) E ≈ 10,1 N/C c) f ≈ 1,3 × 1015 Hz d) q = –1,6 × 10–13 C
[email protected] 54 VESTIBULARES 2017.2 (UFU/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: D A natureza da luz é um assunto que tem estado presente nas dis- cussões de cientistas e filósofos há séculos, principalmente a partir (UFU-TRANSF./MG-2017.2) - ALTERNATIVA: C da possibilidade de aplicação de fenômenos luminosos por com- O Big Bang é o modelo científico atualmente mais aceito sobre a portamentos tanto ondulatórios quanto corpusculares. Segundo o origem do Universo e sua evolução. Uma das evidências experimen- princípio da complementaridade, proposto por Niels Bohr em 1928, tais de que esse modelo corresponde, de fato, ao que ocorreu há a descrição ondulatória da luz é complementar à descrição corpus- bilhões de anos é a cular, mas não se usam as duas descrições simultaneamente para a) formação de planetas com elementos químicos leves. descrever um determinado fenômeno luminoso. Desse modo, fenô- b) formação da nuvem de cometas nos confins do Sistema Solar. menos luminosos envolvendo a propagação, a emissão e a absor- *c) detecção da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. ção da luz são explicados ora considerando a natureza ondulatória, d) detecção de um buraco negro supermassivo no centro do Uni- ora considerando a natureza corpuscular. verso. Assinale a alternativa que apresenta um fenômeno luminoso mais bem explicado, considerando-se a natureza corpuscular da luz. (UEG/GO-2017.2) - ALTERNATIVA: E a) Espalhamento da luz ao atravessar uma fenda estreita. O princípio da incerteza de Heisenberg afirma não ser possível a de- b) Interferência luminosa quando feixes luminosos de fontes diferen- terminação simultânea, com certa precisão, da posição e da quanti- tes se encontram. dade de movimento de uma partícula. Essa impossibilidade se deve c) Mudança de direção de propagação da luz ao passar de um meio a) à imprecisão dos instrumentos atuais usados para a medição de transparente para outro. partículas nesse princípio. *d) Absorção de luz com emissão de elétrons por uma placa metá- b) à pequeníssima massa da partícula utilizada na experimentação lica. pelo cientista Heisenberg. c) ao desinteresse dos cientistas da época pela publicação do re- (IFNORTE/MG-2017.2) - ALTERNATIVA: A querido princípio em questão. A dualidade onda/partícula é um dos pilares da física dos fenômenos d) ao comportamento corpuscular e ondulatório presente nas partí- em nível atômico e molecular. Um experimento simples, que atesta a culas usadas no experimento. natureza corpuscular da radiação eletromagnética, está ilustrado na *e) ao fato de o comportamento das partículas ser tratado estatisti- FIGURA 12: camente nessa teoria. FIGURA 12 (UDESC-2017.2) - ALTERNATIVA: C O diagrama da Figura 1 mostra os níveis de energia para um elétron em um determinado átomo. Disponível em: <http://www.alanpedia.com/physics>. Acesso em: 12 de abr 2017. (Adaptado). Nesse experimento, a placa P de um eletroscópio E, negativamente carregado, foi iluminada por uma fonte F de luz ultravioleta. Com o Figura 1 passar do tempo, observou-se que o valor do ângluo θ diminuiu até Das transições entre os níveis de energia mostradas na Figura 1, zero. Essa observação experimental é corretamente explicada pela assinale a alternativa que representa a emissão de um fóton com interação entre: maior energia. *a) Fótons e elétrons. b) Elétrons e prótons. a) de n = 4 para n = 3 c) Elétrons e partículas alfa. b) de n = 1 para n = 3 d) Fótons e partículas alfa. *c) de n = 2 para n = 1 d) de n = 1 para n = 2 e) de n = 4 para n = 2 (VUNESP/CEFSA-2017.2) - ALTERNATIVA: E Em condições específicas, os elétrons nos átomos podem ser excita- dos para regiões de maior energia da eletrosfera. Quando retornam (PUC/GO-2017.2) - ALTERNATIVA: C ao seu estado fundamental, emitem energia que, em alguns casos, O Texto 2 faz referência a cor e a visão. Para interagirmos com o está na faixa do comprimento de onda da luz visível. Esse fenômeno ambiente por meio da visão, é necessário que a luz proveniente dos ocorre com fogos de artifício e pode ser reproduzido também, de objetos chegue até os nossos olhos. Considere as propriedades da forma similar, em laboratório, adicionando-se sais de íons metálicos luz e analise as afirmações a seguir: à chama do bico de Bunsen, resultando em belíssimas cores. I - A luz, uma onda eletromagnética, se propaga através do espaço vazio sem mudar de velocidade. II - James Clerk Maxwell, a partir de suas equações para a indução eletromagnética, percebeu que a radiação eletromagnética de qual- quer frequência se propaga no espaço com a mesma rapidez que a luz, aproximadamente 3.108 m/s. III - No espectro eletromagnético, que corresponde à classificação de ondas eletromagnéticas com base em suas frequências, as fre- quências mais baixas visíveis ao olho humano, aparecem como luz (Fonte:http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00000760/ flame-colours-a-demonstration?cmpid=CMP00006700) vermelha, e as mais altas, como luz violeta. O modelo atômico que melhor explica as cores distintas que as cha- Dentre as alternativas a seguir apresentadas, marque aquela que mas apresentam para os diferentes íons metálicos é o modelo de contém todas as afirmações verdadeiras: a) Dalton, pois descreve a existência de elétrons. a) I e II. b) Thomson, pois descreve os elétrons em camadas. b) I e III. c) Thomson, pois descreve a existência do núcleo. *c) I, II e III. d) Rutherford, pois descreve os nêutrons e os elétrons. d) II e III. *e) Bohr, pois descreve níveis eletrônicos de energia.
[email protected] 55 (PUC/SP-2017.2) - ALTERNATIVA: D Um átomo de hidrogênio gasoso, no seu estado fundamental, tem energia de –13,6 eV. Determine a energia necessária, em eV (elé- tron-volt), que ele deve absorver para que sofra uma transição para o próximo estado de excitação permitido pelo modelo atômico de Bohr. https://docente.ifrn.edu.br a) – 3,4 c) 17,0 b) –17,0 *d) 10,2 (UEPG/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08) Baseando-se em seus conhecimentos sobre a teoria atômica de Bohr, identifique, entre as alternativas apresentadas abaixo, aquelas que trazem exemplos corretos de fenômenos atribuídos às transi- ções eletrônicas nos átomos e assinale o que for correto. 01) A formação do arco-íris. 02) A cor observada na explosão de fogos de artifício. 04) A fosforescência dos interruptores de luz domésticos. 08) A luz emitida pelas lâmpadas de vapor de sódio. (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16) A luz que incide no planeta Terra é componente do amplo espectro de radiações eletromagnéticas provenientes do Sol, as quais se pro- pagam na forma de ondas. Sobre as características da luz solar e de seus efeitos nos organismos vivos, assinale o que for correto. 01) As radiações eletromagnéticas não podem ser classificadas se- gundo suas características ondulatórias. 02) A luz apresenta natureza corpuscular e incide na forma de cor- púsculos denominados fótons, considerados pacotes de energia as- sociados a cada comprimento de onda. 04) A luz branca, ao atravessar um prisma, é decomposta em diver- sas cores do espectro visível aos olhos humanos. 08) Pigmentos presentes nas plantas (a exemplo das clorofilas) e pigmentos presentes nos bastonetes e nos cones (células dos olhos) absorvem e refletem luz de comprimentos de onda do es- pectro visível. 16) Nos vegetais, a luz visível influencia a germinação de sementes e a floração de espécies sensíveis ao fotoperiodismo. (UEM/PR-2017.2) - RESPOSTA: SOMA = 08 (08) Em relação à Teoria da Relatividade Restrita, assinale o que for cor- reto. (Dado: c = 3,0×108 m/s.) 01) Um de seus postulados afirma que as leis da Física são as mes- mas para todos os observadores em quaisquer sistemas de refe- rência. → 02) Se uma pessoa, movimentando-se com velocidade v constante, estiver segurando uma caneta laser e lançar um raio de luz com ve- → locidade c também constante, em sentido contrário ao de seu movi- mento, então se uma outra pessoa, em repouso, medir a velocidade → → desse raio de luz, encontrará c − v . 04) Ela só é válida para velocidades próximas à velocidade da luz. 08) Se a massa de um corpo de 10 g pudesse ser convertida total- mente em energia, ela geraria 900 trilhões de joules. 16) Se dois observadores estiverem em repouso, um em relação ao outro e em repouso em relação a um referencial inercial, então dois eventos que ocorrerem ao mesmo tempo para um deles podem não ocorrer ao mesmo tempo para o outro, mesmo que este outro esteja equidistante dos eventos.
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