LISTA DE EXERCÍCIOS DE FISICA – RECUPERAÇÃO 2007Professor Flávio

CONTEÚDO DE TODA A PROVA DE RECUPERAÇÃO Corrente elétrica Resistência e leis de Ohm Associação de resistores Geradores e Receptores Força elétrica Gravitação Universal Conceitos de óptica geométrica Refração e Reflexão da luz Campo magnético Força magnética Indução magnética

1ª BATERIA DE EXERCÍCIOS1- A eletrostática é da parte da física que estuda a carga elétrica em repouso. A respeito da eletrostática julgue os itens abaixo.1. ( ) Na física acontecem algumas coincidências nas diversas áreas que a compõem. Uma destas coincidências acontece com a força da gravidade (Mecânica) e força elétrica (Eletrostática). Apesar de uma só ser atrativa e a outra tanto repulsiva como atrativa, ambas são forças inversamente proporcionais à distância.2. ( ) Para duas cargas de sinais contrários, a força de atração vai ser maior para o que tiver maior carga elétrica.3. ( ) A força de atração entre um corpo neutro e outro eletrizado ocorre devido ao fenômeno da indução eletrostática.4. ( ) Duas esferas condutoras idênticas, com cargas Q1 = + 5 C e Q2 = -5 C, são colocadas em contato. Considere-se o sistema formado pelas duas esferas como um sistema isolado. Sabendo-se que após o contato as duas esferas ficaram descarregadas, podemos afirmar que, neste processo, não houve conservação das cargas elétricas.5. ( ) A Lei de Coulomb afirma que a intensidade da força de interação entre duas cargas pontuais, q1 e q2, separadas por uma determinada distância, é inversamente proporcional à distância.RESPOSTA: EEEEE

2- O elétron é uma partícula que tem massa desprezível e se desloca com velocidade próxima à da luz. A sua carga é igual a - 1,6. 10-19 C. O excesso de elétrons em relação ao número de prótons faz com que o corpo tenha carga negativa. A partir destas informações, responda: Um corpo tem uma carga igual à -32. 10-6 C. Quantos elétrons há em excesso nele?RESPOSTA: n = 2,0.1014

3- (UEL-PR) Três esferas condutoras A, B e C têm o mesmo diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão carregadas com cargas QB = 1,2 μC e QC = 1,8 μC. Com a esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois a C. As cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são, respectivamente:RESPOSTA: Qa = 1,2μC Qb = 0,6 μC Qc= 1,2μC

4- A lei de Coulomb mostra a expressão matemática que serve para calcular a força elétrica (Fe = k. Q1. Q2/d2). A que distância, em metros e no vácuo, devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 10-8 C, para que a força elétrica de repulsão entre elas tenha intensidade 10 N? (k = 9,0. 109 N.m2/C2).RESPOSTA: 3.10-4m

2ª BATERIA DE EXERCÍCIOS1- Baseado nos conhecimentos de eletricidade, responda os itens seguintes:1. O efeito Joule é a transformação da energia elétrica em energia térmica nos condutores, isto é, em energia cinética das moléculas.2. Abrir um circuito é realizar a ligação que permite a passagem da corrente; fechar um circuito é interromper essa corrente.3. O sentido convencional da corrente é o mesmo das partículas negativa.4. Os fusíveis e disjuntores são dispositivos cuja finalidade é assegurar proteção aos circuitos elétricos.5. A função da bateria, pilha ou tomada elétrica é de fazer com que os elétrons que já existem no circuito se deslocarem ordenadamente gerando corrente elétrica.

2- (UFCE) Um feixe de elétrons constitui uma corrente média de 5,0 μA num intervalo de tempo Δt. A partir desta informação, julgue os itens utilizando C (certo) e E (errado) nas afirmativas abaixo. 1. A informação de que a corrente elétrica média em um condutor é de 5,0 μA significa dizer que fazendo uma secção transversal neste condutor irão passar em média 3,125 . 1013 elétrons por segundo.2. Se a carga transportada por esse feixe for de -9,0. 10-2C, o intervalo de tempo Δt necessário para transportar essa carga é de 5 horas.3. Se Δt igual a uma hora, o módulo da carga transportadora por esse feixe é de 1,8 . 10-2 C.4. Se a carga de um elétron é de 1,6. 10-19 C, num intervalo de tempo Δt igual a uma hora, o feixe transportou 1,125 . 1017 elétrons.5. Se a massa de um elétron é de 9,1. 10-31 kg, então a massa total transportada em uma hora é de 1,92.10-13 kg.

FORÇA ELETROMAGNETICANa natureza, até onde se sabe, existem apenas quadros tipos de forças fundamentais. A força da gravidade de definição fácil: tudo atrai todo o resto, A força nuclear (forte) que é responsável pela coesão dos núcleos atômicos e a força fraca responsável pela “degradação” de certas partículas, transformando-as noutras.A quarta força fundamental da natureza é a junção da força elétrica com a magnética, a força eletromagnética. A eletricidade é uma forma de energia, um fenômeno que é um resultado da existência de carga elétrica. A teoria de eletricidade e seu inseparável efeito, Magnetismo são provavelmente a mais precisa e completa de todas as teorias cientificas.

O conhecimento da eletricidade foi o impulso para a invenção de motores, geradores, telefones, rádios e televisões, raios-X, computadores e sistemas de energia nuclear.

A eletricidade é uma necessidade para a civilização moderna.

3- Através dos comentários no texto I sobre as força fundamentais da natureza e da lei de Coulomb, julgue os itens a seguir:1. A força elétrica se comporta como a força gravitacional: tudo atrai todo o resto.2. Além da força nuclear, conhecida como “força forte”, a força elétrica é também responsável pela manutenção da eletrosfera a redor do núcleo, pois o elétron é atraído pelo núcleo onde se encontra os prótons e os nêutrons.3. Umas das funções dos nêutrons, de carga nula, é não deixar que os prótons dentro do núcleo estejam muito próximos para não ocorrer à união entre prótons.4. A carga elétrica é uma característica dos elétrons e prótons que, apesar de terem massas bem diferentes, possuem cargas elementar iguais a e = 1,6. 10-19C (coulomb), mas com sinais opostos.5. Um exemplo de atuação da força fraca ocorre quando um nêutron momentaneamente sai do núcleo e degrada-se num próton, emitindo um neutrino (menor que um próton) de carga simétrica à do nêutron (ver figura abaixo). A carga deste neutrino poderia então chegar ao valor 1,6. 10-20C, menor que a carga elementar.

TextoÉ no tipo de ligação entre os átomos de uma substância que vamos encontrar explicação para o seu caráter condutor ou isolante.Na ligação covalente, onde dois ou mais átomos não-metálicos se unem, há formação de pares eletrônicos, com elétrons pertencendo simultaneamente aos dois átomos, bastante presos devido à afinidade eletrônica desses elementos.Na ligação iônica, onde um não-metal se liga a um metal há transferência de um elétron ou mais, do átomo metálico para o não-metálico, com a formação de íons positivos e negativos. È o caso, por exemplo, do cloreto de sódio (NaCl). As forças elétricas entre os íons mantêm essa estrutura estável (sólido). Essas substâncias são más condutoras de eletricidade, uma vez que não possuem cargas elétricas livres. Porem, quando em solução, elas se tornam boas condutoras de eletricidade, pois a rede se desfaz (líquido ou gasoso), possibilitando a movimentação dos íons positivos e negativos. O mesmo ocorre com relação aos sais fundidos.Quando átomos metálicos se unem, os elétrons mais externos ficam mais ou menos livres, devido à baixa afinidade eletrônica desses elementos. Num sólido metálico temos, então, uma estrutura regular dos íons positivos (núcleo+elétrons das órbitas internas = rede cristalina) através da qual se movimenta um verdadeiro “gás” de elétrons.

4- Com base no texto I, julgue a veracidade das afirmações a seguir.1. As partículas responsáveis pelo transporte de cargas elétricas no interior dos sais fundidos (unidos) são, essencialmente, os elétrons livres.2. O tipo de ligação entre substâncias determina se os elétrons mais externos estarão presos ou livres dos seus átomos.3. Os metais, em geral, são bons condutores de eletricidade, pois são formados por átomos que, ao se unirem, mantém os elétrons mais externos praticamente livres.4. Quando maior a intensidade da força elétrica entre os íons de mesma carga que constituem uma determinada substância causará menor distância entre estas partículas.5. O NaCl (sal de cozinha), no estado sólido, não conduz corrente elétrica, ou seja, é considerado um isolante. Entretanto, quando em solução (líquido), comporta-se como condutor.

Com este enunciado resolva os exercícios 05, 06 e 07:A força de interação entre duas cargas q1 e q2, quando separadas pela distância d, tem intensidade F.05- Reduzindo a distância à metade de d, a intensidade da força será igual a:a)2F b)4F c)F/2 d)F/4 06- Duplicando a distância, a força terá intensidade igual à:a)2F b)4F2 c)F/2 d)F/4

07- Triplicando a distância, a intensidade da força será igual à:a)3F b)F/3 c)9F d)F/9

3ª BATERIA DE EXERCÍCIOS1- Com base no circuito abaixo, responda:

a) Qual dos dispositivos é o gerador e o receptor.b) Qual o valor da corrente elétrica e o seu sentido (0,3).

2- Dois resistores de 20 Ω cada um, ligado em série, são ligados em paralelo a um outro resistor de 20 Ω. Se for aplicada uma ddp de 40 V à associação, qual a energia elétrica (em kJ), transformada em calor num intervalo de 2 minutos.

3- No circuito, a resistência interna dos geradores e a do receptor são desprezíveis. Determine:

a) o sentido da corrente elétrica; b) a resistência elétrica equivalente; c) a intensidade da corrente elétrica; Resposta:a) anti horário b) 8ohms c) 1A

4- (Vunesp) O esquema a seguir representa duas pilhas ligadas em paralelo, com as resistências internas indicadas:

a) Qual o valor da corrente que circula pelas pilhas? b) Qual é o valor da diferença de potencial entre os pontos A e B? c) Qual das duas pilhas está se "descarregando"? Resposta:a) 0,05A b) 2V c) a de 3,0V

5- (OMEC-SP) A voltagem entre os pontos A e B do circuito vale:

a) 1 V. b) 2 V. c) 3 V. d) 4 V. e) 5 V. 4- (PUC-SP) No circuito da figura, a diferença de potencial UAB com a chave K aberta, tem valor de:

a) 35 V. b) 20 V. c) 15 V. d)5V e)0V Resposta: d

5- (PUC-SP) Com relação ao exercício anterior, fechando a chave K, a diferença de potencial UAS passa a ter valor de: a) 35 V. b) 23 V. c) 20 V. d) 17 V. e) 15 V.

Responde4- b 5- d

4ª BATERIA DE EXERCÍCIOSPONTE DE WHEATSTONE 1- A figura a seguir representa um circuito denominado ponte de Wheatstone, utilizado em laboratório para medir resistência desconhecida. Suponha que R1 seja um resistor de resistência desconhecida e que R2, R3 e R4 sejam reostatos, isto é, que possam ter suas resistências variando num intervalo de valores conhecidos, que se ajustam até que o galvanômetro da figura indique uma corrente elétrica nula. Nesta situação, se diz que a ponte está em equilíbrio e é verdadeira a expressão:

R1. R3 = R2. R4. A figura mostra ainda uma bateria de força eletromotriz (Є) e a sua resistência interna (r). Com base nestas informações e na figura marque a afirmativa verdadeira: Os valores das resistências valem R1 = 12Ω, R2 = 6,0 Ω, R3 = 2,0 Ω. Considere a resistência interna da bateria r com valor desprezível. Qual o valor da resistência R4 para que a corrente elétrica no galvanômetro será nula. a) 12 Ω. b) 4 Ω. c) 20 Ω. d) 144 Ω 2- Qual o valor, aproximando, corrente elétrica no gerador, se os valores das resistências forem R1 = 2,0Ω, R2 = 6,0 Ω, R3 = 3,0 Ω e R4 = 1,0Ω, a f.e.m. igual a 64 V e a resistência interna 5,3Ω. Marque a resposta correta. a) 12A. b) 8A. c) 6A. d) 86A. 3- A figura a seguir representa um circuito denominado ponte de Wheatstone, utilizado em laboratório para medir resistências desconhecidas. Suponha que R seja um resistor de resistência desconhecida e que R2' R3 e R4 sejam reostatos, isto é, que possam ter suas resistências variando num intervalo de valores conhecidos, que se ajustam até que o amperímetro da figura indique uma corrente elétrica nula.

Nesta situação, se diz que a ponte está em equilíbrio e é verdadeira a expressão: R1 . R3 = R2. R4. a) Determine o valer da resistência do resistor R,. b) Determine a corrente estabelecida em cada resistor, considerando que o ponto A é o mesmo que B no circuito. Observação: No item b, pode-se considerar R, e R2' R4 e R3 associados em série ou R, e R., R2 e R3 em paralelo. 4- Fechando-se a chave K no circuito esquematizado, o galvanômetro G não acusará corrente se a resistência variável Rx for igual a:

5. (UnB-DF) Uma maneira de se determinar indiretamente a velocidade do vento é medir o seu efeito em algum processo físico. Por exemplo, a taxa com que um objeto aquecido resfriase depende da velocidade do vento ao qual ele é exposto. No intuito de idealizar um anemômetro - instrumento capaz de medir e velocidade do vento - sem partes móveis, considere que um condutor de níquel-cromo aquecido pela passagem de corrente elétrica, como mostrado no circuito da figura a seguir, seja exposto ao vento. Para cada valor de velocidade do vento, existe um valor da resistência R3 que torna nula a diferença de potencial entre os pontos A e B. Dessa forma, pode-se associar o valor de R3 à velocidade do vento a ser medida, permitindo a determinação desta. Para que esse instrumento possa ser utilizado, ele é submetido a uma regulagem prévia, chamada de calibração, em que o valor de R3 é ajustado de forma a se obter diferença de potencial nula entre os pontos A e B na condição de temperatura ambiente conhecida e ausência de vento. Considerando que, na situação acima, R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω e a calibração do anemômetro tenha sido feita em um dia quente e sabendo que a resistência de

um condutor aumenta com a elevação da sua temperatura, julgue os itens abaixo:

(1) Se, em uma determinada situação, a resistência do condutor de níquel-cromo for igual a 3 Ω, então, para que não haja diferença de potencial entre os pontos A e B, a resistência R3 deverá ser ajustada para o valor de 6 Ω. (2) Em um dia frio, o anemômetro proposto medirá uma velocidade do vento acima do seu valor real. (3) Para que o anemômetro funcione corretamente, R3 deve ser uma função crescente da velocidade do vento. (4) Se a resistência do condutor de níquel-cromo em uma determinada situação for de 2 Ω, e a diferença de potencial entre os pontos A e B for nula, então a resistência equivalente do circuito medida a partir dos pontos C e D será maior que 6 Ω. 4ª BATERIA DE EXERCÍCIOS1- (UNB) O estabelecimento das idéias a respeito das leis de Kepler e gravitação universal é considerado uma das conquistas mais importantes no desenvolvimento das ciências em geral e, particularmente, da Física. A sua compreensão é fundamental para o entendimento dos movimentos da Lua, dos planetas, dos satélites e mesmo dos corpos próximos à superfície da Terra.Em relação a esse assunto, julgue os itens abaixo.(1) Para que a Lua descreva o seu movimento orbital ao redor da Terra, é necessário que a resultante das forças que atuam sobre ela não seja nula.(2) O ano na Terra é menor que em Netuno, porque a área variada pelo segmento que une a Terra ao Sol por unidade de tempo é menor do que a correspondente para Netuno.(3) A razão entre os raios das trajetórias de duas luas de Júpiter é 3. pode-se afirmar que a razão entre os períodos de revolução é 27.(4) O raio da órbita de um planeta é 5 vezes maior que o raio da órbita da Terra. Então o período deste planeta é maior que 10 anos.(5) A força com que o Sol atrai os planetas e a força com que a Terra atrai a Lua é de mesma natureza.(6) A velocidade do planeta em sua órbita elíptica independe da sua posição relativa ao Sol.(7) A força centrípeta que conserva um planeta em sua órbita ocorre unicamente em função da atração mútua entre o Sol e o planeta.(8) A força exercida pelo Lua sobre a Terra tem intensidade menor do que aquela que a Terra exerce sobre a Lua; tanto assim que é a Lua que órbita em torno da Terra e não o contrário.

2- (UFMA) Ao ser examinado sobre o movimento dos planetas, um aluno escreveu os seguintes enunciados para as leis de Kepler.I. Qualquer planeta gira em torno do Sol, descrevendo uma órbita elíptica, da qual o Sol ocupa um dos focos.II. O segmento de reta que une um planeta ao Sol “varre" áreas proporcionais aos intervalos de tempo dospercursos.III. Os quadrados dos períodos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos dos raios médios das órbitas.Dos enunciados acima está(ão) correto(s):a) todos.b) nenhum.c) somente I.d) somente II.e) somente III.

3- (ITA-SP) Estima-se que, em alguns bilhões de anos, o raio médio da órbita da Lua estará 50% maior do que é atualmente. Naquela época, seu período, que hoje é de 27,3 dias, seria:a) 14,1 dias.b) 18,2 dias.c) 27,3 dias.d) 41,0 dias.e) 50,2 dias.

4- (Fuvest-SP) No Sistema Solar, o planeta Saturno tem massa cerca de 100 vezes maior do que a da Terra e descreve uma órbita, em torno do Sol, a uma distância média 10 vezes maior do que a distância média da Terra ao Sol (valores aproximados). A razão (FSat/FT) entre a força gravitacional com que o Sol atrai Saturno e a força gravitacional com que o Sol atrai a Terra é de aproximadamente:a) 1000.b) 10.c) 1.d) 0,1.e) 0,001.

5- (UFAL 92) Um corpo de massa m encontra-se na superfície da Terra, cuja massa é M e cujo raio é R. O peso do corpo é dado pela expressão P = G . (m . M / R2), sendo G a constante universal de gravitação. A aceleração da gravidade sobre este corpo será 1/4 da aceleração g na superfície da Terra, quando estiver a uma distância, do centro da Terra, igual a: a) 2 R b) 4 R

c) 8 R d) 16 R e) 64 R

6- A distância média do planeta Netuno ao Sol é de aproximadamente 35 vezes a distancia média da Terra ao Sol. Sabendo que o período de translação da Terra (ao redor do Sol) é igual a 1 ano, determine, em relação ao ano terrestre, usando a 3ª Lei de Kepler, o período de translação do planeta Netuno. Pegue o resultado, divida por 10 e em seguida multiplique por 2 para preencher no gabarito.a) 1 anob) 35 anosc) 100 anosd) 164,3 anose) 207 anos

GABARITO1- VVFVVFVFResolução do item 3

Resolução do item 4

2 - A3 – E4 – C5 – A6 – E

5ª BATERIA DE EXERCÍCIOSO GPS (sistema de posicionamento global) foi criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos no fim da década de 70 com o objetivo de precisar bombardeios contra países inimigos.O GPS é baseado em 24 satélites militares americanos que fornecem coordenadas acuradas de localização geográfica aos terminais com antenas para captar seus sinais.Os receptores fixam a posição calculando o tempo de percurso dos sinais de rádio até pelo menos três de 24 satélites GPS que giram em torno da Terra em órbitas conhecidas há cerca de 20 mil quilômetros.

01- Julgue os itens a baixo:1. A velocidade orbital de um satélite GPS é diretamente proporcional à distância entre ele e o centro de massa da Terra. 2. Quadruplicando-se o raio médio da orbita de um satélite em torno da Terra, seu período de revolução também fica quadruplicado.3. Satélites com massas diferentes gravitam em torno da Terra, na mesma orbita, têm seus períodos de revolução iguais.4. Se medirmos o campo gravitacional terrestre, a uma altura igual ao raio terrestre, acima da superfície, obteremos um valor quatro vezes menor que aquele medido sobre a superfície da Terra.5. É nulo o campo gravitacional que age sobre um satélite geoestacionário, isto é, um satélite que fica parado em relação a um ponto fixo da Terra.

02- Um Satélite GPS em orbita gasta o tempo equivalente há 1 hora para completar uma volta em torno da Terra. Quantas horas um segundo satélite, em orbita também elíptica, com distância média à Terra 4 vezes maior que o primeiro satélite, gasta para completa uma volta ao redor da Terra.

03- (PAS - 1997) Isaac Newton, sabendo que algo tenha de atrair a Lua para ela permanecer em órbita ao redor da Terra, usou a expressão força centrípeta para designar qualquer força que aponte para dentre de uma órbita, no sentido do centro do movimento (força centrípeta = força gravitacional).E-mail para dúvidas: flaviofis@educacional.com.br; flaviofis@hotmail.com