Corrente Elétrica

01. Vários peixes, como o tubarão e a arraia, possuem órgãos que formam um par emissor e receptor – sistema parecido com o radar – para localizar alimentos e detectar inimigos. À medida que os objetos distorcem a forma do campo elétrico emitido por esses peixes, seus receptores percebem a mudança, revelando, assim, a localização dos objetos. Essa capacidade de detecção faz sentido porque todas as células no corpo funcionam como baterias. Uma bateria comum produz tensão, ou diferença de potencial elétrico, quando duas soluções salinas com cargas elétricas diferentes são separadas dentro de uma célula eletroquímica. Cargas opostas se atraem e o movimento resultante cria uma corrente elétrica.(Adaptado de Scientific American Brasil. Setembro 2007. p. 36)

Durante uma tempestade, uma descarga elétrica transporta uma carga elétrica de 10 C, correspondendo a uma corrente elétrica de 100.000 A. A ordem de grandeza da duração de uma descarga elétrica é, em segundos, a) 10–2.b) 10–3.c) 10–4.d) 10–5.e) 10–6.

02. Uma pilha de U igual a 3,6 V tem uma carga inicial de 600 mA⋅h. Supondo que a diferença de potencial entre os pólos da pilha permaneça constante até que a pilha esteja completamente descarregada, o tempo (em horas) que ela poderá fornecer energia a taxa constante de 1,8 W é de:

A) 2,4B) 1,2C) 3,6D) 7,2

03. Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1,6×10–19 C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio e, aproximadamente:

A) 1,1 × 1021

B) 3,0 × 106

C) 2,0 × 1010

D) 1,8 × 1011

04. Leia o texto e responda à questão:

Nuvens, relâmpagos e trovões talvez estejam entre os primeiros fenômenos naturais observados pelos humanos pré-históricos. (...) A teoria precipitativa é capaz de explicar convenientemente os aspectos básicos da eletrificação das nuvens, por meio de dois processos (...). No primeiro deles, a existência do campo elétrico atmosférico dirigido para baixo (...) Os relâmpagos são descargas de curta duração, com correntes elétricas intensas, que se propagam por distâncias da ordem de quilômetros (...). (FERNANDES, W. A.; PINTO Jr. O.; PINTO, I. R. C. A. Eletricidade e poluição no ar. Ciência Hoje. v. 42, n. 252. set. 2008. p. 18.)

Em relação à corrente elétrica, considere as afirmativas a seguir.

I. A corrente elétrica é uma grandeza vetorial, definida como a razão entre a variação da quantidade de carga elétrica que flui em um meio em um intervalo de tempo.II. A corrente elétrica convencional descreve o fluxo de cargas elétricas positivas.III. Os elétrons fluem no interior dos metais com a velocidade da luz.IV. O campo elétrico é o responsável por fazer cargas elétricas se movimentarem em um circuito elétrico.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas I e III são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

05. Admita que a corrente elétrica produzida pelo feixe de elétrons no acelerador de partículas do LNLS seja dada por i (t )=240a−t , sendo t em horas, i (t ) em miliamperes e a uma constante positiva. Se i (15) = 80, então i (7,5) éa) 70√3

COLÉGIO NOSSA SENHORA DE FÁTIMAALUNO(A): ____________________________________________________________ Nº _____PROF.: Murilo Gomes Santos DISCIPLINA: FísicaSÉRIE: 3ª – Ensino Médio TURMA: ______ DATA: ____________________

b) 75√3c) 80√3d) 85√3e) 90√3

06. Um pilha recarregável de NiMH tem capacidade de carga de 2.000 mAh. Ela é carregada e usada para funcionamento de um dispositivo de 6 W de potência que funciona com uma d.d.p. 12 V. É CORRETO afirmar que a pilha funcionará adequadamente por um período de

A) 1h. B) 2h. C) 3h. D) 4h. E) 5h.

07. O gráfico mostra a variação da corrente elétrica I, em ampère, num fio em função do tempo t, em segundos. Qual a carga elétrica, em Coulomb, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos? 10

08. Através de uma secção de um condutor, passam, da direita para esquerda, 1,0.1020 elétrons em 10s. Sendo a carga elementar e = 1,6.10-19 C, determine a intensidade de corrente elétrica que corresponde a esse movimento. 1,6A

09. Em um chuveiro elétrico, a ddp em seus terminais vale 220V e a corrente que o atravessa tem intensidade 10 A. Qual a potência consumida pelo chuveiro? 2,2.103 W

10. Em um aparelho elétrico lê-se: 600W e 120V. Estando o aparelho ligado corretamente, calcule:a) a intensidade da corrente elétrica que o atravessa. 5Ab) a energia elétrica (em kWh) consumida em 5h. 3 kWh

11. Sabendo-se que 20 lâmpadas de 100 watts e 10 de 200 watts permanecem acesas 5 horas por dia, pergunta-se: qual o consumo de energia elétrica, em kWh, no período de 30 dias? 600kWh

12. O que consume mais energia elétrica: um banho de 30 minutos com um chuveiro elétrico de potência de 5.000W ou uma lâmpada de 60 W que permanece ligada 24 horas? Banho = 2,5 kWh e lâmpada = 1,44 kWh

13. Sabendo-se que 1 kWh custa R$ 0,20, pode-se afirmar que o custo de energia elétrica consumida por uma lâmpada de potência igual a 60W acessa durante 8h por dia, num mês de 30 dias.a) R$ 0,72b) R$ 1,44c) R$ 1,60d) R$ 2,88e) R$ 7,2

14. A intensidade da corrente elétrica em um condutor metálico varia com o tempo, de acordo com o gráfico. Sendo a carga elementar e = 1,6.10 -19 C, determine:a) a carga elétrica que atravessa uma seção do condutor em 8s. 3,2.10-1 Cb) o número de elétrons que atravessa uma secção do condutor durante esse mesmo tempo. 2,0.1018

c) a intensidade média de corrente entre o instante zero e 8s. 40 mA

Refração Luminosa

Questão 01) Uma haste luminosa de 2,5 m de comprimento está presa verticalmente a uma boia opaca circular de 2,26 m de raio, que flutua nas águas paradas e transparentes de uma piscina, como mostra a figura. Devido à presença da boia e ao

fenômeno da reflexão total da luz, apenas uma parte da haste pode ser vista por observadores que estejam fora da água.

Considere que o índice de refração do ar seja 1,0, o da água da piscina 43 , sen 48,6º = 0,75 e tg 48,6º = 1,13. Um

observador que esteja fora da água poderá ver, no máximo, uma porcentagem do comprimento da haste igual a

a) 70%.b) 60%.c) 50%.d) 20%.e) 40%.

Gab: D

Questão 02) Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao ar é:

a) 1,35b) 1,44c) 1,41d) 1,73e) 1,33

Gab: A

Questão 03) Um biólogo, na tentativa de obter o comprimento de um tubarão que está no interior de um grande aquário de vidro, observa-o atentamente do lado externo. Em um dado instante, o tubarão permanece em repouso na posição horizontal, paralelo e a uma distância de 1 m de uma das paredes de vidro transparente do aquário. Nesse momento, o biólogo está a 2 m de distância dessa parede e em frente do ponto A que está na extremidade da barbatana caudal. O biólogo permanece nessa mesma posição e gira a cabeça de um ângulo de 30º para a esquerda, e a nova linha de visada coincide com o ponto B que está na cabeça do tubarão, veja a figura. Considere o índice de refração do ar e da

água iguais a 1,0 e 1,33, respectivamente, e despreze a espessura e os efeitos de refração do vidro. Com fundamentos nos fenômenos da propagação da luz em meios diferentes, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).

(Dados: sen22º=0,37 ; cos22º=0,93 ; sen30º=0 ,50 ; cos30 º=0 ,87)

01. A velocidade da luz vermelha é menor que a velocidade da luz violeta na água.02. Se o tubarão for nadando lentamente para a esquerda e na horizontal, devido ao fenômeno de reflexão total, a

imagem da cabeça dele, vista pelo biólogo, desaparecerá primeiro que a imagem da cauda dele vista pelo biólogo.04. O fenômeno de refração da luz não acontece em meio dispersivo.08. O índice de refração na água, para a luz violeta, é maior que o índice de refração na água para a luz vermelha.16. O comprimento real do tubarão é menor que 1,60 m.

Gab: 26

Questão 04) Na figura está representada a trajetória de um raio luminoso que se propaga num meio (1) e refrata na direção rasante no meio (2). Os meios (1) e (2) são isótropos, homogêneos e transparentes. Dessa forma, considere as seguintes afirmações:

I. A velocidade de propagação da luz é maior no meio (1) do que no meio (2).II. O índice de refração absoluto do meio (1) é maior do que do meio (2).III. O índice de refração do meio 2 em relação ao meio (1) é igual a √2 .

É correto o que se afirma apenas em:

a) I.b) II.c) III.d) I e II.e) II e III.

Gab: B

Questão 05) Um raio de luz atinge uma peça de vidro, formando um ângulo de incidência de 35° com a normal à superfície de separação dos dois meios. Considerando-se os seguintes dados: comprimento de onda no ar ar = 500nm; índice de refração do ar nar = 1;índice de refração do vidro nv = 1,52;velocidade da luz no ar c = 3.108 m/s;sen 35° = 0,57,assinale o que for correto.01. A freqüência da luz no vidro é da ordem de 6.1014 Hz.

02. A velocidade da luz no vidro vale 1,97.108 m/s.04. O comprimento de onda da luz, dentro do vidro, será da ordem de 328 nm.08. A velocidade da luz é uma constante universal e independe do meio material no qual se propaga.16. A freqüência da luz não se altera, quando esta passa do ar para o vidro.32. O ângulo de refração, com a normal, será maior que 35°.

Gab: CCCECE

Questão 06) Um raio de luz vindo do ar, denominado meio A, incide no ponto O da superfície de separação entre esse meio e o meio B, com um ângulo de incidência igual a 7º.No interior do meio B, o raio incide em um espelho côncavo E, passando pelo foco principal F.O centro de curvatura C do espelho, cuja distância focal é igual a 1,0 m, encontra-se a 1,0 m da superfície de separação dos meios A e B.Observe o esquema:

Considere os seguintes índices de refração:• nA = 1,0 (meio A)• nB = 1,2 (meio B)Determine a que distância do ponto O o raio emerge, após a reflexão no espelho.

Gab: 30 cm

Questão 07) Um raio de luz propagando-se no ar incide, com um ângulo de incidência igual a 45º, em uma das faces de uma lâmina feita com um material transparente de índice de refração n, como mostra a figura.

Sabendo-se que a linha AC e o prolongamento do raio incidente, d = 4 cm e BC = 1 cm, assinale a alternativa que contém o valor de n.

a) 2√3

b)5√2

6

c)3√3

2d) 1,5

Gab: B

Questão 08)

A figura mostra um raio de luz monocromática que incide na superfície plana lateral de um bloco semi-cilíndrico de vidro, imerso em ar.

A luz emerge do bloco de vidro por sua face curva.Dentre as opções a seguir, a que melhor representa a trajetória da luz no interior do bloco, desprezadas as reflexões, é:

Gab: D

Questão 09) A figura abaixo mostra um feixe de luz de comprimento de onda = 632 nm incidindo sobre um prisma de cujo índice de refração é n2 = 1,0. O prisma encontra-se num ambiente cujo índice de refração é n 1 = 3,0 . O ângulo X° de saída do feixe será

a) 51°.b) o ângulo X° não existe, pois ocorre refração apenas do meio 1 para o meio 2. Não há feixe refratado do meio 2

para o meio 1.c) 48°.

d) o ângulo X° não existe, pois não ocorre refração do meio 1 para o meio 2. O feixe é totalmente refletido pela superfície para esse ângulo de incidência.

e) o ângulo X° não existe, pois um feixe de luz não pode se propagar de um meio com índice de refração maior para outro com índice de refração menor.

Gab: D

Questão 10) Ao penetrar num prisma transparente, de ângulo de refringência 40º, sob um ângulo de 30º, um raio de luz monocromática emerge pela outra face sob um ângulo de 30º (veja a figura). O prisma está no ar (n ar = 1) e os ângulos citados são medidos em relação à normal às faces do prisma nos pontos de incidência e de emersão.

Dados: sen 20º = 0,34; sen 30º = 0,50; sen 40º = 0,64

O índice de refração absoluto do prisma tem um valor próximo de

a) 1,1.b) 1,3.c) 1,5.d) 1,7.e) 1,9.

Gab: C

Questão 11) Dois raios de luz, um vermelho (v) e outro azul (a), incidem perpendicularmente em pontos diferentes da face AB de um prisma transparente imerso no ar. No interior do prisma, o ângulo limite de incidência na face AC é 44º para o raio azul e 46º para o vermelho. A figura que mostra corretamente as trajetórias desses dois raios é

a)

b)

c)

d)

e)

Gab: E

Questão 12) O rojão representado na figura tem, inicialmente, ao cair, velocidade vertical de módulo 20 m/s. Ao explodir, divide-se em 2 fragmentos de massas iguais cujas velocidades têm módulos iguais e direções que formam entre si um ângulo de 120º.Dados:sen 30º =cos 60º =0,50;cos 30º =sen 60º 0,87O módulo da velocidade, em m/s, de cada fragmento, imediatamente após a explosão, seráa) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50

Gab: D

Questão 13) A figura adiante representa a trajetória de um raio de luz que incide perpendicularmente a uma das faces do prisma e emerge paralelamente à outra. (Dados: sen 37º = 0,60; sen 53º = 0,80; sen 90º = 1) O índice de refração absoluto desse prisma vale, aproximadamente:

a) 2,0b) 1,7c) 1,25d) 1,0e) 0,60

Gab: B

Movimentos Circulares

01. (PUC-2003) A roda de um carro tem diâmetro de 60 cm e efetua 150 rotações por minuto. A distância percorrida pelo carro em 10s será, em centímetros, de:

02. (UFPR-2007) Recentemente, o ônibus espacial Discovery levou tripulações ao espaço para realizarem reparos na estação espacial internacional. A missão foi bem sucedida e o retorno ocorreu co segurança. Antes de retornar, a nave orbitou a Terra cerca de 400 km de altitude

em relação a sua superfície, com uma velocidade tangencial de módulo 26000 km/h. Considerando que a órbita foi circular e que o raio da Terra vale 6400 km, qual foi o número de voltas completas dadas em torno da Terra num período de 6,8π horas?

03. (UESB-2004.2) Uma partícula em movimento circular uniforme realiza um percurso de 120 cm em 2s, sob a aceleração de módulo igual a 200 cm/s2. Considerando-se essa informação, pode-se afirmar:a) a partícula realiza uma volta completa a cada 0,6πs.b) a velocidade escalar da partícula é constante e tem módulo igual a 50 cm/s.c) o vetor velocidade da partícula é constante em todo o movimento.d) a partícula percorre uma circunferência de raio igual a 1cm.e) a velocidade angular da partícula é constante e tem módulo igual a 30 rad/s.

04. No ato de manobrar seu carro para estacionar, uma motorista deixa raspar seu pneu no meio fio. Com isso, uma pequena mancha branca fica no pneu. À noite, o carro está passando em frente a uma casa noturna iluminada por uma lâmpada estroboscópia com freqüência de 5Hz. Nessa situação, uma pessoa olha e tem a impressão de que o pneu com a mancha branca está girando como se o carro estivesse se movendo para trás, embora ele esteja deslocando-se para frente. Uma possível razão para isto é que a freqüência de rotação do pneu é:a) maior que 5Hz e menor que 6Hz.b) maior que 4Hz e menor que 5Hz.c) maior que 10Hz e menor que 11Hz.d) exatamente igual a 5Hz.e) certamente maior que 5Hz.

05. (UFSCAR-2006) Para misturar o concreto, um motor de 3,5hp tem solidária ao seu eixo uma engrenagem de 8cm de diâmetro, que se acopla a uma grande cremalheira em forma de anel, com 120 cm de diâmetro, fixa ao redor do tambor misturador.

Quando o motor é ligado, seu eixo gira com freqüência de 3 Hz. Nestas condições, o casco do misturador dá um giro completo em: 5s

06. (UFC-99) a figura mostra dois discos planos, D1 e D2, presos a uma eixo comum, E. O eixo é perpendicular a ambos os discos e passa por seus centros. Em cada disco há um furo situado a uma distância r do seu centro. Os discos estão separados por uma distância d = 2,40m e os furos alinham-se sobre uma reta paralela ao eixo E.

Calcule a três freqüências mais baixas (medidas em rotações por segundo) com as quais deverão girar os discos se quisermos que uma bala com velocidade de 240 m/s, que passa pelo primeiro furo, passe também pelo segundo furo. Suponha a trajetória da bala paralela ao eixo E.

07. Em uma bicicleta o ciclista pedala na coroa e o movimento é transmitido à catraca pela corrente. A freqüência do giro da catraca é igual à da roda. Supondo os diâmetros da coroa, catraca e da roda iguais, respectivamente, a 15cm, 5,0 cm e 60 cm, a velocidade dessa bicicleta, em m/s, quando o ciclista gira a coroa a 80 rpm, tem módulo próximo de:

a) 5b) 7c) 9d) 11e) 14

08. Um móvel desloca-se em uma trajetória circular de raio R, com movimento uniformemente variado e aceleração tangencial escalar a. Desprezando-se as forças dissipativas e sabendo-se que o móvel partiu do repouso e que sua velocidade no instante t, após a sua partida, é v, o módulo da aceleração total desse móvel, nesse instante, será igual a:

09. Uma roda que gira a uma freqüência de 2400rpm diminui essa freqüência, uniformemente, até 900rpm, efetuando 80 voltas. O tempo empregado, em segundos, é aproximadamente:

10. Num certo instante, estão representadas a aceleração e a velocidade vetoriais de uma partícula. Os módulos dessas grandezas estão também indicados na figura.

Dados: sen60º = 0,87; cos60º = 0,50. No instante considerado, o módulo da aceleração escalar, em m/s2, e o raio de curvatura, em metros, são respectivamente:

11. Um, movimento circular uniforme de raio 2m tem função horária s = 4 + 2t (unidades no SI). Determine:a) o espaço angular inicial e a velocidade angular;b) a função angular do movimento.c) o período e a freqüência do movimento.12. Um satélite estacionário, usado em comunicações, é colocado em órbita circular, de raio aproximadamente 4,2.104 km, acima da linha do equador. Determine a velocidade angular e a velocidade linear do satélite em seu movimento em torno do eixo da Terra. Considere π = 3.

13. No mecanismo esquematizado, o motor aciona a engrenagem A com uma freqüência de fA = 75 rpm. As engrenagens B e C estão ligadas em um mesmo eixo.

Sendo RA = 10 cm, RB = 15 cm e RC = 8 cm, determine:a) a freqüência de rotação das engrenagens B e C.b) a velocidade linear de um ponto P pertencente à periferia da engrenagem C.

14. Uma bicicleta, cujo raio da roda é 40 cm, desloca-se em linha reta com velocidade escalar constante de 10 m/s.a) qual é a velocidade angular da catraca liga à roda traseira?b) sabendo-se que os raios da catraca e da coroa são, respectivamente, 5,0 cm e 15 cm, determine a velocidade angular que o ciclista imprime à coroa.

15. Em 1885, Michaux lançou o biciclo com uma roda dianteira diretamente acionada por pedais (figura a). Através do emprego da roda dentada, que já tinha sido concebida por Leonardo da Vinci, obteve-se melhor aproveitamento da força nos pedais (figura b). Considere que um ciclista consiga pedalar 40 voltas por minuto em ambas as bicicletas.

a) qual a velocidade de translação do biciclo de Michaux para um diâmetro da roda de 1,20 m?b) qual a velocidade de translação para a bicicleta padrão de aro 60 (figura b)?

16. Seu João é um motorista consciente, e ao constatar que os pneus de seu carro estavam carecas, dirigiu-se a uma concessionária para realizar a substituição. A concessionária tinha em estoca somente pneus com raio 5% maior que os pneus originais. Como Seu João não tinha alternativa, optou pela troca. No trajeto de volta à sua residência, seu João precisa trafegar por uma estrada cuja velocidade máxima é de 80 km/h. com os novos pneus, qual é a velocidade que ele deverá respeitar no seu marcador de velocidade, já que os pneus foram substituídos por outro modelo com diâmetro maior?

17. Um dispositivo mecânico apresenta três polias (1), (2) e (3), de raios R1 = 6cm, R2 = 8cm e R3 = 2 cm, respectivamente, pelas quais passa uma fita que se movimenta, sem escorregamento, conforme indicado na figura abaixo.

Se a polia (1) efetua 40 rpm, qual é, em segundos, o período do movimento da polia (3)?