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1 PROPOSTA DE PROVA DE EXAME Prova de exame de Física e Química A 11.º Ano de Escolaridade Duração da prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos Grupo I Em 1909, Sören Peter Lauritz Sörensen (1868-1939) publicou dois artigos, intitulados Études Enzymatiques I e II, sobre a influência da concentração hidrogeniónica na atividade enzimática em reações biológicas. O grande mérito de Sörensen foi perceber que tanto as soluções ácidas como as alcalinas poderiam ser caracterizadas pela concentração de iões de hidrogénio, bastando apenas saber onde as grandezas H e OH são iguais para se definir o “ponto neutro” – se H OH , a solução é ácida e, se H OH , a solução é alcalina , e, então, desenvolveu métodos para medir o pH em sistemas bioquímicos. Depois de desenhar gráficos e colocar potências negativas de base 10 nas abcissas, Sörensen optou por utilizar os simétricos de logaritmos decimais dos valores de H , o que conduzia a números positivos e com aspeto mais simples, sendo essa nova grandeza representada pelo símbolo pH com a letra p proveniente de “potenz, puissance, potência. 1. Considere a seguinte equação química: 4 3 2 NH aq OH aq NH g HO ˆˆˆ† l ‡ˆˆˆ 1.1. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase. O reagente que atua como base na reação direta é (A) 4 NH por ser a espécie presente que pode ceder H . (B) OH porque tem menos H do que as outras espécies. (C) OH que capta H , passando a 2 HO . (D) 3 NH por ser a espécie que capta um protão de 2 HO . 1.2. Escreva os pares conjugados ácido-base envolvidos. 2. O suco gástrico tem pH 2,0 . Este pH deve-se maioritariamente à presença de HCl no estômago. Diariamente são produzidos cerca de 3 2,5 dm de suco gástrico (em média). 2.1. Indique a quantidade de H aq é produzida no estômago por dia (em média). 2.2. Determine o volume de água alcalina comercial, com pH 9,0 a 25 C , que deveria ser consumido diariamente para neutralizar todo o suco gástrico produzido.

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PROPOSTA DE PROVA DE EXAME

Prova de exame de Física e Química A

11.º Ano de Escolaridade

Duração da prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos

Grupo I

Em 1909, Sören Peter Lauritz Sörensen (1868-1939) publicou dois artigos, intitulados Études Enzymatiques I e II,

sobre a influência da concentração hidrogeniónica na atividade enzimática em reações biológicas. O grande mérito

de Sörensen foi perceber que tanto as soluções ácidas como as alcalinas poderiam ser caracterizadas pela

concentração de iões de hidrogénio, bastando apenas saber onde as grandezas H e OH

são iguais para se

definir o “ponto neutro” – se H OH , a solução é ácida e, se H OH , a solução é alcalina –, e, então,

desenvolveu métodos para medir o pH em sistemas bioquímicos. Depois de desenhar gráficos e colocar potências

negativas de base 10 nas abcissas, Sörensen optou por utilizar os simétricos de logaritmos decimais dos valores de

H , o que conduzia a números positivos e com aspeto mais simples, sendo essa nova grandeza representada pelo

símbolo pH com a letra p proveniente de “potenz, puissance, potência”.

1. Considere a seguinte equação química:

4 3 2NH aq OH aq NH g H O ˆ ˆ †̂ l‡ ˆ ˆ̂

1.1. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase.

O reagente que atua como base na reação direta é

(A) 4NH por ser a espécie presente que pode ceder H .

(B) OH porque tem menos H do que as outras espécies.

(C) OH que capta H , passando a 2H O .

(D) 3NH por ser a espécie que capta um protão de 2H O .

1.2. Escreva os pares conjugados ácido-base envolvidos.

2. O suco gástrico tem pH 2,0 . Este pH deve-se maioritariamente à presença de HCl no estômago. Diariamente

são produzidos cerca de 32,5 dm de suco gástrico (em média).

2.1. Indique a quantidade de H aq é produzida no estômago por dia (em média).

2.2. Determine o volume de água alcalina comercial, com pH 9,0 a 25 C , que deveria ser consumido

diariamente para neutralizar todo o suco gástrico produzido.

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3. Considere a reação representada pela seguinte equação química:

4 3 2 22 NH C aq CaO s 2 NH g CaC aq H O l l l

Num recipiente misturou-se 31,00 dm de solução aquosa de cloreto de amónio de concentração 30,100 mol dm

com 56,1g de óxido de cálcio e obtiveram-se 32,00 dm de amoníaco gasoso (PTN).

3.1. Justifique qual é o reagente limitante.

3.2. Selecione a opção que traduz o valor aproximado do rendimento da reação.

(A) 50%

(B) 56%

(C) 79%

(D) 89%

(E) 112%

4. Se a reação referida em 3. se destinar à obtenção de amoníaco, considere os elementos químicos constituintes

do subproduto cloreto de cálcio.

4.1. Das seguintes afirmações, selecione as duas falsas e escreva-as devidamente corrigidas.

A. No estado fundamental, a configuração eletrónica do 17Cl é 2 2 6 1 61 2 2 3 3s s p s p .

B. O raio atómico do cálcio 20Ca é maior do que o raio atómico do cloro.

C. Os iões 2Ca e C l são isoeletrónicos.

D. Os espetros fotoeletrónicos do cálcio e do cloro apresentam picos com três intensidades diferentes.

4.2. Selecione a opção que indica a geometria das moléculas de 3NH .

(A) Tetraédrica.

(B) Piramidal trigonal.

(C) Triangular plana.

(D) Angular.

4.3. Selecione a opção que corresponde, respetivamente, à polaridade das ligações entre os átomos de N e H

nas moléculas de 3NH e à polaridade dessas moléculas.

(A) Ligações polares e moléculas apolares.

(B) Ligações apolares e moléculas apolares.

(C) Ligações apolares e moléculas polares.

(D) Ligações polares e moléculas polares.

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Grupo II

1. O problema da destruição da camada de ozono tem vindo a assumir cada vez maior relevância, tendo-se tornado

um motivo de preocupação mundial.

Devido à presença de clorofluorocarbonetos na estratosfera, o “óxido de cloro”, formado a partir da reação de

átomos de cloro com o dioxigénio, C Ol , participa na destruição da camada de ozono.

1.1. Represente a fórmula de estrutura de Lewis da molécula C Ol , atendendo a que este composto é um radical

livre.

1.2. Descreva o modo como os CFC provocam a destruição da camada de ozono, escrevendo as

correspondentes equações químicas a partir do diclorodifluorometano.

2. O cloro e o bromo são dois halogéneos que apresentam ambos dois isótopos naturais.

2.1. Tendo em conta a posição dos elementos cloro e bromo na Tabela Periódica, compare, justificando, o raio

atómico dos átomos destes elementos.

2.2. O bromo apresenta dois isótopos naturais, 79Br e 81Br . Em 1000 g de bromo puro r 79,904A há

243,8203 10 átomos do isótopo 79Br r 78,918A . Calcule a abundância relativa do isótopo 81Br .

2.3. Calcule a massa isotópica relativa do isótopo 81Br .

3. Dada a reação A(g) 2 B(g) C(g) ƒ , considere misturas bem agitadas de A, B e C em equilíbrio químico, a uma

dada temperatura T.

Estabeleça a correspondência entre as razões que provocam a perturbação dos equilíbrios descritas de a) a f)

com os gráficos 1 a 8 que representam a variação do quociente da reação no decorrer do tempo.

a) Passado um certo tempo, adição de reagente A à mistura em equilíbrio.

b) Passado um certo tempo, adição de reagente C à mistura em equilíbrio.

c) Alteração da temperatura.

d) Adição de reagente B no instante inicial.

e) Adição de reagente A seguida da adição de C.

f) Adição de reagente B e variação da temperatura.

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4. A solubilidade em água dos halogenetos de prata é muito variada e diminui progressivamente do fluoreto ao

iodeto.

4.1. A solubilidade do brometo de prata é 30,138 mg dm a 25 C . Determine a respetiva constante de produto de

solubilidade.

4.2. Selecione a opção correta.

Os números de oxidação do átomo de halogéneo nas espécies representadas por 2BrO , C Ol , 4C Ol

e 3A Brl são, respetivamente:

(A) 1; 3; 7; –1.

(B) 3; –1; 7; 1.

(C) 3; 1; 7; –1.

(D) 3; 7; 1; –1

Grupo III

Uma bola, de massa m , é lançada horizontalmente, com velocidade

de 112,0 m s , de uma posição que se encontra a 5,0 m do solo,

passando a descrever uma trajetória curvilínea, semelhante à

esquematizada na figura 1 (a figura não está à escala). Considere que,

durante todo o movimento, a bola se comporta como uma partícula

material e que a resistência do ar é desprezável.

Figura 1

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1. Determine, por considerações energéticas, o módulo da velocidade com que a bola atinge o

solo, considerando que este é o nível de referêcia zero da energia potencial gravítica.

Apresente todas as etapas de resolução.

2. Selecione qual a opção que pode traduzir os vetores que melhor representam a velocidade,

vr

, e a resultante das forças, RFr

, que atuam sobre a bola, no instante em que esta passa

pela posição P.

(A) (B) (C) (D)

3. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase.

O valor do trabaho realizado pela força gravítica que atua sobre a bola desde que inicia o

movimento até atingir o solo é igual a

(A) 50 m .

(B) 5 m .

(C) 50 m .

(D) 5 m .

4. A mesma bola foi, posteriormente, lançada verticalmente para cima, de uma altura em

relação ao solo de 1,0 m , com o mesmo módulo de velocidade, 112,0 m s . Considere que o

sentido positivo do semieixo 0y é o ascendente.

4.1. Selecione a opção que apresenta a equação que traduz a componente escalar da

velocidade, yv t f , em função do tempo, para o movimento da bola, desde que é

lançada até atingir o solo.

(A) 12,0 5,0 (SI)yv t

(B) 12,0 10 (SI)yv t

(C) 12,0 5,0 (SI)yv t

(D) 12,0 10 (SI)yv t

4.2. Determine o intervalo de tempo que decorre entre o instante em que a bola é lançada e

o instante em que, durante a queda, passa pela posição de lançamento. Apresente

todas as etapas de resolução.

Grupo IV

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1. Numa aula laboratorial, um grupo de alunos determinou experimentalmente as

características de um gerador de corrente elétrica de uma pilha. O circuito elétrico montado

pelos alunos está esquematizado na figura 2.

Figura 2

1.1. Identifique os aparelhos de medida representados na figura 2 por A e B.

1.2. Identifique a seta da figura 2, 1I ou 2I , que pode representar o sentido real da corrente

elétrica que percorre o reóstato R .

1.3. Os valores da diferença de potencial entre os terminais da pilha e da corrente elétrica

lidos pelos alunos durante a atividade estão registados na tabela seguinte.

/ mAI 0,0 40,5 59,7 72,0 86,4 96,4 108,3

/ VU 3,98 3,22 2,53 2,24 1,98 1,70 0,98

1.3.1. Indique a incerteza de leitura do amperímetro digital utilizado pelos alunos.

1.3.2. Recorrendo à calculadora gráfica, apresente a equação da reta, em

unidades SI, que melhor traduz a variação da diferença de potencial, U ,

entre os terminais da pilha, em função da corrente elétrica, I , que percorre

o reóstato e indique os valores das características da pilha.

2. Uma pilha não é mais do que um gerador de corrente elétrica contínua. Contudo, a que é

fornecida nas nossas casas pelas centrais elétricas é uma corrente alternada, que tem por

base o fenómeno da indução eletromagnética.

2.1. Uma espira encontra-se imóvel numa zona do espaço onde existe um campo

magnético uniforme Br

de direção vertical.

Indique a direção do plano da espira para que, mantendo-se constantes todas as

outras condições, o fluxo magnético que a atravessa seja nulo.

2.2. Num dado intervalo de tempo, o módulo do fluxo magnético, mΦ , que atravessa a

espira, varia com o tempo, t, de acordo com o esboço do gráfico representado na figura 3.

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Figura 3

Para o intervalo de tempo 30; t , selecione qual das opções dos seguintes esboços do

gráfico pode representar o módulo da força eletromotriz, , em função do tempo, t ,

gerada nos terminais da bobina.

(A) (B)

(C) (D)

Grupo V

Um feixe de luz monocromática que se propaga no ar incide numa das faces de um

paralelepípedo de vidro, propagando-se depois no interior deste.

A amplitude do ângulo de incidência é de 28,0 e a velocidade de propagação do feixe

monocromático no interior do vidro é de 8 12,06 10 m s .

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1. Determine a amplitude do ângulo de refração do feixe de luz monocromática.

Apresente todas as etapas de resolução

ar índice de refração do ar 1,00n

2. Selecione a opção que completamente corretamente a seguinte frase.

Quando o feixe de luz monocromática passa do ar para o vidro, o comprimento de

onda_____________ e o período da radiação____________.

(A) aumenta … diminui

(B) aumenta … aumenta

(C) diminui… mantém-se

(D) mantém-se… mantém-se

3. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase.

A reflexão total da luz monocromática verifica-se quando incide na superfície de separação

entre o ____________ com um ângulo de amplitude _____________ à amplitude do ângulo

limite.

(A) ar e o vidro … superior

(B) ar e o vidro … inferior

(C) vidro e o ar … inferior

(D) vidro e o ar … superior

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Soluções

Grupo I

1.

1.1. (C)

O reagente que atua como base na reação direta é OH que capta H , passando a 2H O .

(A) Opção falsa porque 4NH atua como ácido que, ao ceder H , passa a 3NH .

(B) Opção falsa porque por ter menos (átomos de) hidrogénio não implica que capte H .

(D) Opção falsa porque o amoníaco é um produto da reação (e não um reagente) no sentido

direto.

1.2. 2 4 3H O / OH aq ; NH aq / NH g l

2.

2.1. 0,025 moln

HCl é um ácido forte e, em água, a sua protólise é total:

HC aq H aq C aq l l ou 2 3HC aq H O H O aq C aq l l l

Como pH log H aq , e pH 2 , vem:

2 3 3

suco gástricoH aq 1,0 10 mol dm 0,010 mol dm

Como 3

suco gástrico 2,5 dm /diaV e n c V , vem

3 30,010 mol dm 2,5 dm /dia 0,025 mol/dian

A quantidade de H aq produzida no estômago por dia (em média) é 0,025 mol .

2.2. 3781dmV

2 alcalinapH H O 9,5

A 25 C , pH pOH 14 . Assim, a 25 C : pOH 14 9,5 4,5

Como pOH log OH aq :

4,5 3 5 3OH aq 1,0 10 mol dm 3,2 10 mol dm

De acordo com a reação 2H aq OH aq H O l , a estequiometria da reação é de 1:1,

logo, H OHn n .

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Assim, para neutralizar todo o suco gástrico produzido diariamente, a quantidade de OH

necessária é: OH 0,025 moln .

Como n c V , vem:

5 30,025 mol 3,2 10 mol dm V

3

5 3

0,025 mol781dm

3,2  10 mol dmV

3.

3.1. Cloreto de amónio.

Calculando e comparando as quantidades relativas dos reagente, identifica-se o reagente

limitante.

Cálculo de quantidades:

4 4 4

3 3

NH C NH C aq NH C aq0,100 mol dm 1,00 dm 0,100 moln c V

l l l

s

CaO 1

CaO 56,1 g1,00 mol

CaO 56,1 g mol

mn

M

Comparação: 4NH CCaO 1 0,0501 2

nn

l, logo, o 4NH Cl é o reagente limitante.

OU

De acordo com a estequiometria da reação, 2 :1 , 0,100 mol de 4NH Cl reagem com

0,050 mol de CaO . Como se misturaram 0,100 mol de 4NH Cl com 1,00 mol de CaO ,

verifica-

-se que o CaO está em excesso e, portanto, o 4NH Cl está em defeito.

Conclusão: O reagente limitante é o cloreto de amónio.

3.2. (D)

Atendendo à proporção estequiométrica entre o reagente limitante, 4NH Cl , e o produto 3NH ,

1:1 , vem:

4 3NH C teórico NHn nl

Assim, 3teórico NH 0,100 moln

3

3

3NH

obtido NH 3 1

m

2,00 dm0,0893 mol

22,4 dm mol

Vn

V

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Cálculo do rendimento:

obtido

teórico

  0,0893 mol   100   100 89,3%

0,100 mol

n

n

o que está de acordo com a opção (D).

4.

4.1. A e D.

A. Falsa, pois não obedece ao Princípio da Construção ( 3s não foi completamente preenchida

antes de 3p ).

Correção: No estado fundamental, a configuração eletrónica do 17Cl é 2 2 6 2 51 2 2 3 3s s p s p

.

D. Falsa, pois o espetro fotoeletrónico do cálcio 2 2 6 2 6 21 2 2 3 3 4s s p s p s apresenta seis

picos com duas intensidades diferentes (tem 2-2-6-2-6-2 eletrões nos seis subníveis, sendo

a intensidade relativa dos picos 2:2:6:2:6:2 ou 1:1:3:1:3:1) e o espetro fotoeletrónico do

cloro 2 2 6 2 51 2 2 3 3s s p s p apresenta cinco picos com três intensidades diferentes (tem

2-2-6-2-5 eletrões nos cinco subníveis, sendo a intensidade relativa dos picos 2:2:6:2:5 ).

(A altura de cada pico identifica a proporção (número relativo) de eletrões em cada

nível.)

Correção: O espetro fotoeletrónico do cálcio apresenta picos com duas intensidades

diferentes e o espetro fotoeletrónico do cloro apresenta picos com três intensidades

diferentes.

4.2. (B)

A geometria de uma molécula é aquela que conduz à máxima estabilidade do sistema

molecular. Segundo o modelo da repulsão dos pares eletrónicos de valência, estes dispõem-se

no espaço o mais afastados possível, de modo a conduzir às menores repulsões eletrónicas

possíveis. No caso da molécula de 3NH , os pares eletrónicos de valência que rodeiam o átomo

central são três pares de eletrões ligantes, correspondentes às três ligações covalentes N H

e um par de eletrões não ligante localizado no nitrogénio.

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O maior afastamento possível destes quatro pares obtém-se quando eles se dispõem no

espaço de modo aproximadamente tetraédrico, conferindo ao conjunto uma geometria

piramidal trigonal, o que está de acordo com a opção (B).

4.3. (D)

As ligações N H são polares, pois a polaridade das ligações resulta da diferença de energia

de ionização dos átomos ligados ou da diferença de eletronegatividade entre os átomos

ligados. A polaridade das moléculas resulta da polaridade de todas as ligações existentes e da

geometria das moléculas. Neste caso, as moléculas de 3NH são polares, pois há uma

distribuição assimétrica das cargas elétricas entre os átomos, o que está de acordo com a

opção (D).

Grupo II

1.

1.1.

1. 2. Os CFC são clorofluorocarbonetos, isto é, compostos derivados dos hidrocarbonetos, em

que os átomos de hidrogénio foram substituídos por átomos de cloro e flúor.

Na estratosfera, os CFC, por ação das radiações UV, sofrem fotodissociação, ocorrendo a

rutura de ligações C C l , o que leva à libertação de radicais livres.

UV

2 2 2CC F C CC F g gl l l

Os radicais cloro, muito reativos, reagem com o ozono, removendo-lhe um átomo de oxigénio,

o que origina oxigénio molecular e radical óxido de cloro.

3 2C O C O O g gl l

O radical óxido de cloro pode reagir com outra molécula de 3O :

3 2C O O 2 O C g gl l

originando de novo radicais cloro que voltam a iniciar o ciclo. É um processo em cadeia.

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Um único átomo de cloro pode destruir milhares de moléculas de ozono, o que conduz a

elevados danos na camada de ozono estratosférico.

A reação global é: 3 22 O (g) 3 O (g)

2.

2.1. O raio atómico dos átomos de bromo é maior do que o raio atómico dos átomos de cloro,

dado que ambos os elementos pertencem ao mesmo grupo da TP (grupo 17) e o cloro

antecede o bromo, pois o cloro localiza-se no 3.º período e o bromo no 4.º período.

Num grupo da Tabela Periódica, os raios atómicos dos elementos aumentam à medida que

aumenta o número de camadas eletrónicas, ou seja, o raio atómico aumenta ao longo do

grupo.

2.2. Abundância relativa de bromo-81: 49,29%

Número total de átomos de bromo na amostra:

23 2410006,02 10 7,5340 10 átomos

79,904

Número de átomos de bromo-81:

24 24 247,5340 10 3,8203 10 3,7137 10 átomos

Abundância relativa de bromo-81:

24

24

3,7137 10100 49,29%

7,5340  10

2.3. Massa isotópica relativa: 80,917

Abundância relativa de bromo-79:

100 49,29 50,71%

81

r79,904 78,918 0,5071 Br 0,4929A

81

r

79,904 78,918 0,5071Br 80,918

0,4929A

3. a) – 4; b) – 1; c) – 6; d) – 8; e) – 5; f) – 3.

b) não pode ser 2 porque a velocidade de diminuição de Q é maior no início e não na parte

final.

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d) não pode ser 7 porque a velocidade de aumento de Q é maior no início e não na parte final.

4.

4.1. 135,40 10sK

1AgBr 187,77 g molM

3 33 7 3

1

0,138 10 g dm0,138 mg dm 7,35 10 mol dm

187,77 g mols s

AgBr s Ag aq Br aq ƒ

Ag BrsK

Como

Ag s e Br s , vem: 2

2 7 137,35 10 5,40 10sK s

4.2. (C)

n.o.(Br) em 2BrO 3 ;

n.o. Cl em C O 1 l ;

n.o. Cl em 4C O 7 l ;

n.o.(Br) em 3A Br 1 l ,

o que está de acordo com a opção (C).

Grupo III

1. 1

f 18,5 m sv .

Durante o movimento de queda da bola há conservação de energia mecânica, visto que a

única força que sobre ela atua é a força gravítica, uma vez que a resistência do ar é

desprezável. Então,

i f i i f fm m c p c pE E E E E E

Como fp 0E , pode escrever-se:

2 2 2 2

i i f f i i

1 12

2 2m v m g h m v v v g h

2 1

f i i f2    12,0 2 10 10,0 18,5 m sv v g h v

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15

O módulo da velocidade com que a bola atinge o solo é igual a 118,5 m s .

2. (B)

A resultante das forças que atuam sobre a bola é igual à força gravítica. Esta força é constante,

vertical e de sentido descendente, pelo que se eliminam os esquemas (A) e (C). Dado que o

vetor velocidade é, em cada instante, tangente à trajetória, verifica-se que o esquema (D) está

incorreto.

Assim, a opção correta é a (B).

3. (A)

O valor do trabalho realizado pela força gravítica, força conservativa, é simétrico da variação de

energia potencial gravítica do sistema Terra + bola entre as posições de lançamento e do solo.

Assim,

g f ip pF

EW E r

Dado que a energia potencial gravítica final é nula, então,

i ig g g g g

p p i0 10 5,0 50F F F F F

E E mW W W W Wg h m m r r r r r

A opção correta é a (A).

4.

4.1. (D)

A bola está animada de movimento retilíneo uniformemente variado. Assim, substituindo na

lei da velocidade, 1

0 12,0 m syv , que é positiva (sentido ascendente) e a aceleração,

210 m sa g (sentido descendente), obtém-se a equação da componente escalar da

velocidade 12,0 10 (SI)yv t .

A opção correta é a (D).

4.2. 2,4 st

A lei das posições do movimento uniformemente variado é 2

0 0

1

2yy y v t a t .

Sendo

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16

0 1,0 my , 1

0 12,0 m syv e 210 m sa ,

verifica-se que a equação da componente escalar da posição da bola durante o movimento é:

21,0 12,0 5,0 SIy t t

Substituindo nesta equação o valor da componente escalar da posição, y , no instante em que.

durante a queda, passa pela posição de lançamento, determina-se o intervalo de tempo

decorrido. Como 1,0 my , tem-se:

2 2 12,01,0 1,0 12,0 5,0 0 12,0 5,0 2,4 s

5,0t t t t t

O intervalo de tempo que decorre entre o instante em que a bola é lançada e o instante em

que, durante a queda, passa pela posição de lançamento é igual a 2,4 s.

Grupo IV

1.

1.1. A é um amperímetro (está ligado em série) e B é um voltímetro (está ligado em paralelo

aos polos da pilha).

1.2. A seta que indica o sentido real da corrente elétrica é a 1I , pois a corrente elétrica sai do

polo negativo da pilha e entra no polo positivo.

1.3.

1.3.1. 0,1mA

Da análise dos valores tabelados para I , verifica-se que a sensibilidade do amperímetro é

0,1mA . Como este é digital, a incerteza de leitura é igual à sensibilidade, ou seja, a incerteza é

0,1mA .

1.3.2. Força eletromotriz da pilha: 4,12 V e a resistência interna: i 26,4r .

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17

A equação da reta que melhor traduz a variação da diferença de potencial U f I nos

terminais da pilha é:

4,12 26,4 SIU I

Comparando esta equação com a equação característica da pilha

iU r I

tem-se:

Força eletromotriz da pilha: 4,12 V e a resistência interna: i 26,4r .

2.

2.1. Direção vertical.

Recorrendo à expressão m cosB A Φ , verifica-se que o fluxo magnético que atravessa a

espira é nulo quando a amplitude do ângulo , ângulo definido pelo eixo da espira e o campo

magnético, for igual a 90 .

Assim, a direção do plano da espira tem de coincidir com a do campo magnético, isto é, a

direção vertical.

2.2. (B)

Da análise do esboço do gráfico representado na figura 3, e recorrendo à expressão

m

t

Φ, verifica-se que:

– no intervalo de tempo 10; t , 2t e m

46 2 4 2

2 Φ

– no intervalo de tempo 1 2;t t , 3t e m

06 6 0 0

3 Φ

– no intervalo de tempo 2 3;t t , 3t e m

60 6 6 2

3 Φ

O esboço que melhor traduz o gráfico ( )f t , para o intervalo de tempo considerado é o da

opção (B).

Grupo V

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18

1. vidro 18,8

Para determinar a amplitude do ângulo de refração, vidro , recorre-se à Lei de Snell-Descartes

para a refração:

ar ar vidro vidrosin sinn n

Mas, previamente, é necessário calcular o índice de refração do vidro, vidron , através da relação

8

vidro vidro vidro8

vidro

3,00 101,46

2,06 10

cn n n

v

Finalmente, determina-se vidro :

vidro vidro vidro vidro

1,00 sin28,01,00 sin28,0 1,46 sin sin sin 0,322 18,8

1,46

A amplitude do ângulo de refração do feixe de luz monocromática é igual a 18,8 .

2. (C)

O período de uma radiação monocromática (bem como a sua frequência 1

Tf

) é uma

propriedade característica dessa radiação, pelo que o seu valor é constante qualquer que seja

o meio de propagação, eliminando-se assim as opções (A) e (B).

O comprimento de onda, , é:

v

f e, como

1T

f , então v T .

Dado que T é constante e que a velocidade de propagação no vidro é inferior à do ar (que é

máxima, 8 13,00 10 m s ), então, o comprimento de onda da radiação monocromática ao

passar do ar para o vidro diminui, sendo a opção correta a (C).

3. (D)

Para que ocorra reflexão total, a luz tem de se propagar no meio de maior índice de refração

até incidir na superfície de separação entre este meio e outro de menor índice de refração.

Como o menor valor de índice de refração é o do ar (1,00), as opções (A) e (B) são eliminadas.

A amplitude do ângulo de incidência tem de ser superior ao ângulo-limite (ângulo de incidência

para o qual o ângulo refratado é tangente à superfície de separação dos dois meios, 90º).

Assim, a opção correta é a (D).