3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO

Transcrição

1 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO ENSINO FUNDAMENTAL, MÉDIO E PROFISSIONAL PROF: PAULO ROBERTO ANGÉLICO DISCIPLINA: FÍSICA BLOCO 2 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO ALUNO(A): N 0 TURMA : CARGA ELÉTRICA Segundo a Física Quântica, a matéria é interpretada como sendo constituída por ÁTOMOS que, agrupados, formam todas as coisas que conhecemos. Os átomos são formados por duas regiões: um NÚCLEO onde estão confinados os prótons, nêutrons e outras partículas menores por meio de forças nucleares e a ELETROSFERA onde movimentam-se os elétrons: Convencionou-se chamar a carga elétrica dos PRÓTONS de POSITIVA e a dos ELÉTRONS de NEGATIVA. Os nêutrons não possuem carga líquida. Normalmente cada átomo é eletricamente neutro, ou seja, tem quantidades iguais de carga negativa e positiva. Para termos uma idéia das dimensões relativas dessas duas regiões, se pudéssemos aumentar o átomo de hidrogênio o menor de todos, com apenas 1 próton e 1 elétron de tal forma que seu núcleo alcançasse o tamanho de uma azeitona, o raio da eletrosfera seria do tamanho de um estádio de futebol. Os prótons do núcleo e os elétrons das órbitas se atraem entre si. A esta força de atração recíproca chamamos de FORÇA ELÉTRICA. Os elétrons, entretanto, repelem outros elétrons e os prótons repelem outros prótons. Dizemos, por isto, que as partículas com carga de mesmo sinal se repelem: A massa do próton (ou do nêutron) é também muito diferente da massa do elétron. Se fosse possível compará-los numa balança obteríamos a seguinte relação: E partículas com carga de sinais opostos se atraem: Elétrons e prótons não se parecem com bolinhas. Nós os representamos assim apenas por ser mais simples. Os elétrons, por exemplo, se parecem mais com nuvens, estão espalhados em regiões chamadas ORBITAIS.

2 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO Prótons e nêutrons estão fortemente ligados ao núcleo dos átomos. Já os elétrons podem ser facilmente transferidos de um corpo para outro por um processo chamado ELETRIZAÇÃO. Para isso, é necessário fazer com que o número de elétrons se torne diferente do número de prótons. CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA Em um sistema isolado a quantidade de carga elétrica permanece constante. Mesmo ocorrendo um fenômeno qualquer, por exemplo uma reação química ou nuclear, a quantidade de carga elétrica é a mesma antes e após o fenômeno: O símbolo Σ (Sigma) é o S grego e significa SOMA. Se o número de elétrons for maior que o número de prótons, o corpo estará eletrizado negativamente; se o número de elétrons for menor que o de prótons, ele estará eletrizado positivamente. SUBMÚLTIPLOS DA UNIDADE DE CARGA Como a unidade COULOMB revelou-se muito grande, é comum a utilização de seus submúltiplos: QUANTIZAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA A menor carga encontrada livre na Natureza é chamada de CARGA ELEMENTAR. No Sistema Internacional de Unidades (SI) seu valor é dado por: MATÉRIA E ANTIMATÉRIA Note como a carga elementar é pequena: Em função da carga elementar, as cargas de elétrons e prótons são expressa por: A Teoria Relativística do Elétron, proposta por Paul Dirac previu (e foi comprovado em 1932) que toda partícula tem sua antipartícula, de mesma massa, mas com carga elétrica e outras propiriedades opostas. Partícula Antipartícula elétron (-) pósitron (+) próton (+) antipróton (-) nêutron (neutro) antineutron (neutro) Matéria e Antimatéria se aniquilam produzindo luz. TESTES QUANTIDADE DE CARGA ELÉTRICA A carga elétrica total de um corpo é sempre um número inteiro de vezes o valor da carga elementar: 01) Sobre os núcleos atômicos e seus constituintes, são feitas quatro afirmativas. I. Os núcleos atômicos são constituídos por prótons, nêutrons e elétrons. II. O próton é uma partícula idêntica ao elétron, porém de carga positiva. III. Nos núcleos atômicos está concentrada a quase totalidade da massa do átomo. O número inteiro n corresponde à diferença entre o número de prótons e elétrons do corpo considerado: IV. As forças nucleares são as responsáveis por manter unidas as partículas que compõem os núcleos atômicos. Quais afirmativas estão corretas? (A) apenas II (B) apenas I e III (C) apenas III e IV (D) apenas I, II e IV (E) I, II, III e IV

3 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Campos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo disso é o fato de algumas vezes levarmos pequenos choques elétricos ao encostarmos em automóveis. Tais choques são devidos ao fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), considere as afirmativas a seguir: I. Se um corpo está eletrizado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas não é o mesmo. II. Se um corpo tem cargas elétricas, então está eletrizado. III. Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas. Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta. (A) Apenas a afirmativa I é verdadeira. (B) Apenas a afirmativa II é verdadeira. (C) Apenas a afirmativa III é verdadeira. (D) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. (E) Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras. 03) A matéria, em seu estado normal, não manifesta propriedades elétricas. No atual estágio de conhecimentos da estrutura atômica, isso nos permite concluir que a matéria: (A) é constituída somente de nêutrons. (B) possui maior número de nêutrons que de prótons. (C) possui quantidades iguais de prótons e elétrons. (D) é constituída somente de prótons. (E) é constituída somente de elétrons. 04) Uma caixa de paredes finas no vácuo, exposta a raios gama pode tornar-se o palco de uma criação de par, evento no qual um fóton de alta energia termina sua existência com a criação de um elétron negativo e um elétron positivo (pósitron) com cargas iguais em módulo. 05) Considere as afirmações abaixo relacionadas aos conceitos da eletrostática: I. Cargas de mesmo sinal se repelem; cargas de sinais opostos se atraem. II. A carga de um elétron tem o mesmo módulo, mas sinal oposto ao de um próton. III. A unidade de carga elétrica, no Sistema Internacional de Unidades, é o Coulomb. IV. Prótons e elétrons possuem a mesma massa de repouso. V. Um corpo carregado positivamente tem excesso de elétrons. Estão corretas apenas as alternativas: (A) I, II e III (B) I, III e IV (C) I, IV e V (D) I e II (E) II, III e V 06) Retiram-se elétrons de um corpo inicialmente neutro. Qual a carga adquirida pelo corpo? (A) + 0,32 C (B) + 3,2 C (C) + 32 C (D) C (E) 320 C 07) Adicionam-se elétrons a um corpo inicialmente neutro. A carga total no corpo passa a ser igual a: (A) + 64 C (B) 64 C (C) C (D) 640 C (E) + 6,4 C Analisando o fenômeno descrito, pode-se concluir que: (A) o fóton possui carga elétrica positiva. (B) o fóton possui carga elétrica negativa. (C) o fóton é uma partícula neutra. (D) o princípio da conservação da carga elétrica não é satisfeito. (E) o fenômeno não pode ocorrer pois não existem elétrons positivos. 08) Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua eletrosfera? (A) -12 C (B) -1, C (C) -19,2 C (D) -1, C (E) -1, C

4 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO Em alguns tipos de átomos, especialmente os que compõem os metais tais como ferro, ouro, cobre e prata, a última órbita eletrônica perde um elétron com grande facilidade. MATERIAIS CONDUTORES Estes elétrons livres se desgarram das últimas órbitas eletrônicas e ficam vagando de átomo para átomo, sem direção definida. Os átomos que perdem elétrons também os readquirem com facilidade dos átomos vizinhos, para voltar a perdê-los momentos depois. No interior dos metais os elétrons livres vagueiam por entre a rede de átomos, em todos sentidos. Devido à facilidade de fornecer elétrons livres, os METAIS são usados para fabricar os fios de aparelhos elétricos: eles são BONS CONDUTORES do fluxo de elétrons livres. CONDUÇÃO EM SOLUÇÃO ELETROLÍTICA A água pura (H 2 O) e o sal de cozinha (NaCl) não são condutores quando separados, mas quando misturados ocorre a dissociação das moléculas de água e sal, produzindo os íons Na +, Cl -, H + e OH - Os íons positivos são atraídos em direção ao eletrodo negativo, enquanto que os íons negativos, para o eletrodo positivo. Este movimento de íons livres torna a solução condutora de eletricidade. EXPERIMENTO: Faça a montagem da figura e acrescente vagarosamente um pouco de sal no recipiente com água, misturando bem. Observe o que acontece com o brilho da lâmpada. Se utilizar uma lâmpada de 110 Volts retire a pilha e ligue os fios diretamente na tomada (CUIDADO!!). Troque o sal por açúcar e descreva suas observações. LIGAÇÃO À TERRA Ao estabelecermos um caminho de condutores entre um objeto carregado e a superfície da Terra, estamos fazendo a sua ligação à terra Esta ligação causa a neutralização do objeto. O fio verde de um chuveiro e o terceiro pino da tomada de um computador são exemplos de ligação à terra. Um fato importante a ser lembrado é que a pele humana também é condutora de eletricidade. Quanto mais úmida a pele, mais condutora ela é. É muito perigoso mudar a chave de um chuveiro ligado. MATERIAIS ISOLANTES Os materiais que possuem pequena quantidade de portadores de carga elétrica livres são maus condutores de eletricidade. São exemplos de maus condutores a borracha, água pura, madeira seca, plástico entre outros. Eles não permitem a passagem do fluxo de elétrons ou deixam passar apenas um pequeno número deles. Seus átomos têm grande dificuldade em ceder ou receber os elétrons livres das últimas camadas eletrônicas. São os chamados materiais ISOLANTES. O vidro é um material isolante, mas geralmente uma camada de vapor d água se forma na sua superfície tornando-o condutor. MATERIAIS SEMICONDUTORES Materiais que podem se comportar algumas vezes como isolantes e algumas vezes como condutores são chamados de SEMICONDUTORES. O germânio e o silício, quando puros, não são bons condutores nem bons isolantes, mas tornam-se excelentes condutores quando apenas um átomo em 10 milhões é substituído por uma impureza que adiciona ou retira elétrons da rede. MATERIAIS SUPERCONDUTORES Os materiais comuns, mesmo os condutores, resistem ao fluxo de corrente através deles. Entretanto, num SUPERCONDUTOR a resistência é nula. Estabelecendose uma corrente em um anel supercondutor, ela se manterá inalterada por um longo tempo, sem necessidade de bateria ou de qualquer outra fonte de energia. O mercúrio sólido perde completamente sua resistência elétrica em temperaturas inferiores a 4,2 Kelvin (-268,8 C).

5 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TESTES 09) Duas chapas metálicas, com cargas elétricas de sinais contrários, são interligadas por um fio metálico condutor, conforme a figura. Através do fio deslocam-se: (A) elétrons de B para A (B) prótons de A para B (C) prótons de A para B e elétrons de B para A (D) prótons de B para A e elétrons de A para B (E) elétrons de A para B 10) Os corpos que acumulam eletricidade são: (A) bons condutores. (B) maus condutores. (C) supercondutores. (D) neutros. (E) orgânicos. 11) Maria estava aprendendo na escola as propriedades de condução de eletricidade dos materiais. Seu professor de Física disse que materiais usados em nosso cotidiano, como madeira, borracha e plástico são, normalmente, isolantes elétricos, e outros, como papel alumínio, pregos e metais em geral, são condutores elétricos. O professor solicitou a Maria que montasse um instrumento para verificar experimen-talmente se um material é condutor ou isolante elétrico. Para montar tal instrumento, além dos fios elétricos, os componentes que Maria deve utilizar são: (A) água e sal. (B) pilha e lâmpada. (C) capacitor e resistor. (D) voltímetro e diodo. (E) bobina e amperímetro. 12) Analise as afirmações abaixo: I. Ao se ligar um condutor eletrizado à Terra, ele perde sua eletrização. 1 E 2 L 3 E 4 T 5 R 6 I 7 C 8 O PALAVRAS CRUZADAS 1. Propriedade que é nula nos materiais supercondutores. 2. Material que não permite a passagem do fluxo de elétrons ou deixa passar apenas um pequeno número deles. 3. São bons condutores de eletricidade. 4. Partícula responsável pela condução elétrica nos metais. 5. Ligação que causa a neutralização de um corpo eletrizado. 6. Exemplo de material semicondutor muito usado em circuitos eletrônicos. 7. Material que se comporta como supercondutor a baixas temperaturas. 8. Materiais que podem se comportar algumas vezes como isolantes e algumas vezes como condutores. QUESTÕES 1) Sobre o experimento da condução em solução eletrolítica realizado em sala, explique por que a lâmpada não acende quando se troca sal de cozinha por açucar. 2) Em climas secos as pessoas estão mais sujeitas a levar choques quando tocam objetos metálicos. Explique por que isto ocorre. II. A pele seca é mais condutora de eletricidade do que a pele úmida. III. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução elétrica em todo e qualquer corpo. Está(ão) correta(s): (A) Apenas I (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e II. (E) Apenas I e III. 3) Materiais isolantes podem ser eletrizados? Explique e dê um exemplo.

6 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ELETRIZAÇÃO POR ATRITO Ao atritar-se dois corpos isolantes inicialmente neutros, provoca-se um contato intenso entre partes dos corpos. Tal contato permite a troca de elétrons, eletrizando-se positivamente o corpo que cede elétrons e negativamente o que recebe elétrons. ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO No processo de INDUÇÃO, a eletrização de um condutor neutro ocorre por simples aproximação de um corpo eletrizado, SEM QUE HAJA CONTATO ENTRE ELES. As cargas do objeto neutro (induzido) são separadas (polarizadas) pela aproximação do corpo eletrizado (indutor), ficando as cargas de mesmo sinal do indutor o mais distante possível dele. Cederá elétrons o átomo cujos elétrons da última camada estão menos fortemente ligados ao seu núcleo em relação aos átomos que compõe o outro material. A eletrização por atrito ocorre, por exemplo, quando esfregamos uma folha de papel em uma régua de plástico: Para manter o objeto induzido eletrizado, mesmo após o afastamento do indutor, devemos ligar o lado mais distante à Terra. Ao se ligar um condutor eletrizado à Terra, ele se descarrega do lado da ligação. Ao se desfazer a ligação com a Terra o corpo induzido fica eletrizado com CARGA CONTRÁRIA à do indutor: Inicialmente tanto o papel como o plástico estão neutros, ou seja, possuem a mesma quantidade de carga positiva e negativa. Com o atrito ocorre transferência de elétrons de um corpo para outro. O papel perde elétrons e fica eletrizado com carga positiva. O plástico ganha elétrons e fica eletrizado com carga negativa: EXPERIMENTO: Após fazer a montagem da figura, aproxime o canudinho atritado e observe o que acontece com a fita de papel alumínio. (Não encoste o canudinho na fita). Toque o disco de cartolina com a mão e afaste o canudinho. Descreva e explique suas observações: Na Eletrização por Atrito, os corpos ficam carregados com: CARGAS DE MESMO VALOR (MÓDULO) e CARGAS DE SINAIS CONTRÁRIOS. Este fato é uma consequência do Princípio da Conservação da Carga Elétrica.

7 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ELETRIZAÇÃO POR CONTATO A eletrização por CONTATO consiste em encostar um objeto já eletrizado 1 em um outro, eletricamente neutro 2. TESTES 13) Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã inicialmente neutros. Pode-se afirmar que: (A) só a lã fica eletrizada. (B) só o bastão fica eletrizado. (C) ambos se eletrizam com cargas de mesmo sinal. (D) ambos se eletrizam com cargas de sinais opostos. (E) nenhum dos corpos se eletriza. Durante o contato as cargas irão se redistribuir entre os dois objetos, eletrizando o corpo neutro com cargas de MESMO SINAL do eletrizado. 14) Passando-se um pente nos cabelos, verifica-se que ele pode atrair pequenos pedaços de papel. A explicação mais coerente com este fato é que, ao passar o pente nos cabelos, ocorreu: (A) eletrização do pente e não dos cabelos, que faz cargas passarem aos pedaços de papel e os atrai. (B) aquecimento do pente, com conseqüente eletrização do ar próximo, que provoca o fenômeno descrito. Se os corpos forem iguais, após a separação eles ficarão eletrizados com a MESMA CARGA (mesmo valor e mesmo sinal). (C) eletrização do pente, que induz cargas no papel, provocando a sua atração. (D) deseletrização do pente, que agora passa a ser atraído pelos pedaços de papel que sempre estão eletrizados. (E) eletrização do papel, que induz cargas no pente neutro, provocando a sua atração. EXPERIMENTO: Você pode observar a eletrização por contato através do pêndulo elétrico: 15) O eletroscópio de folhas representado na figura está carregado positivamente. Se uma pessoa tocar na esfera A ele se descarrega porque: (A) os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa. (B) os nêutrons da pessoa passam para o eletroscópio. (C) os prótons do eletroscópio passam para a pessoa. (D) os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio. (E) os prótons da pessoa passam para o eletroscópio. Primeiro deve-se atritar o canudinho com um pedaço de papel e em seguida encostá-lo no círculo de papel alumínio. Descreva e explique o que acontece: ANTES do CONTATO DEPOIS do CONTATO 16) Se um condutor eletrizado positivamente for aproximado de um condutor neutro, sem tocá-lo, pode-se afirmar que o condutor neutro: (A) conserva sua carga total nula, mas é atraído pelo eletrizado. (B) eletriza-se negativamente e é atraído pelo eletrizado. (C) eletriza-se positivamente e é repelido pelo eletrizado. (D) conserva a sua carga total nula e não é atraído pelo eletrizado. (E) fica com a metade da carga do condutor eletrizado.

8 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados respectivamente com cargas de sinais: (A) iguais, iguais e iguais. (B) iguais, iguais e contrários. (C) contrários, contrários e iguais. (D) contrários, iguais e iguais. (E) contrários, iguais e contrários. CAMPO ELÉTRICO A principal característica de uma carga elétrica é a sua capacidade de interagir com outras cargas. Na Teoria do Eletromagnetismo o CAMPO ELÉTRICO tem o papel de mediador dessa interação. É através dele que uma carga sente a presença de outras cargas. 18) Duas pequenas esferas metálicas, de massas desprezíveis, estão suspensas, em repouso, por fios leves e isolantes. O sinal da carga de cada esfera está indicado na figura e a ausência de sinal indica que a esfera está eletricamente neutra. Das situações indicadas nas figuras são possíveis somente: (A) I, II e III. (B) I, II, III e IV. (C) II, III e IV. (D) II, III, IV e V. (E) III, IV e V. Uma propriedade importante do campo elétrico é que ele é uma GRANDEZA VETORIAL e, portanto, deve ser caracterizado por INTENSIDADE, DIREÇÃO e SENTIDO. 19) Em uma aula, o Prof. Paulo apresenta uma montagem com dois anéis pendurados, como representado na figura. Um dos anéis é de plástico material isolante e o outro é de cobre material condutor. A direção do campo de uma carga puntiforme é RADIAL e seu sentido é DIVERGENTE se a carga for positiva e CONVERGENTE se a carga for negativa. Inicialmente, o Prof. Paulo aproxima um bastão eletricamente carregado, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que: (A) os dois anéis se aproximam do bastão. (B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se afasta do bastão. (C) os dois anéis se afastam do bastão. (D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se aproxima do bastão. (E) os dois anéis ficam imóveis. A INTENSIDADE DO CAMPO DIMINUI COM A DISTÂNCIA, ou seja, o campo elétrico é bastante intenso próximo à carga e diminui progressivamente quando nos afastamos dela. O campo de uma carga elétrica só é nulo no infinito.

9 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO SUPERPOSIÇÃO DE CAMPOS ELÉTRICOS O campo elétrico de uma carga não pode ser alterado pela presença do campo elétrico de outra carga, no entanto, é comum representarmos a superposição desses campos através de uma soma vetorial. A figura a seguir representa a superposição dos campos de duas cargas puntiformes. Qual o sinal de cada carga? EXPERIMENTO: As ondas de rádio são constituídas de campos elétricos e magnéticos oscilantes. O que pode acontecer se você colocar um radinho de pilha ligado dentro de uma caixa de leite longa vida vazia (ou enrolá-lo com papel alumínio)? E numa caixa de sapatos? Faça o experimento e explique suas observações. TESTES CAMPO E FORÇA ELÉTRICA Quando colocamos uma carga elétrica próxima de outra carga elas interagem através dos seus campos elétricos. Esta interação dá origem às FORÇAS ELÉTRICAS que fazem com que as cargas se aproximem ou se afastem. A força elétrica F que uma carga q sente, quando colocada num campo elétrico E de outras cargas, é dada por: 20) Qual a intensidade da força que age sobre uma carga elétrica de 8µC quando colocada num campo elétrico de intensidade N/C? (A) 0,4 N (B) 4 N (C) 40 N (D) 400 N (E) n.d.a. 21) Meteorologistas mediram a distribuição de cargas elétricas no interior das nuvens de tempestade, chamadas de cúmulos nimbos, e encontraram um perfil para essa distribuição de cargas semelhante ao mostrado na figura. Nessa figura, é mostrado ainda o solo sob a nuvem, que fica carregado positivamente por indução, além dos pontos X, Y, Z e W em destaque. IMPORTANTE: Se a carga for negativa, o sentido da força é contrário ao sentido do campo. BLINDAGEM ELETROSTÁTICA O interior de um corpo CONDUTOR fica blindado contra influências elétricas provenientes de cargas situadas no exterior desse condutor. Este fenômeno é conhecido como BLINDAGEM ELETROSTÁTICA. NO INTERIOR DE CORPOS CONDUTORES O CAMPO ELÉTRICO É SEMPRE NULO. Uma pessoa no interior de uma gaiola eletrizada não leva choque mesmo que toque nela. Já uma pessoa fora da gaiola vira churrasquinho se tocar a grade. Desse modo, entre a parte superior e a parte inferior da nuvem, bem como entre a parte inferior da nuvem e o solo, são produzidos campos elétricos da ordem de 100N/C. Pode-se afirmar que o sentido do vetor campo elétrico entre os pontos X e Y e entre os pontos Z e W é, respectivamente, (A) para baixo e para cima. (B) para cima e para baixo. (C) para cima e para cima. (D) para baixo e para baixo. (E) para a direita e para a esquerda.

10 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO FORÇA ELÉTRICA LEI DE COULOMB O cientista francês Charles Coulomb ( ) conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. 23) Duas cargas positivas, separadas por uma certa distância, sofrem uma força de repulsão. Se o valor de uma das cargas for dobrado e a distância duplicada, então, em relação ao valor antigo de repulsão, a nova força será: (A) o dobro (B) o quádruplo (C) a quarta parte (D) a metade (E) igual 24) Duas cargas Q = C e q = C estão no vácuo separadas por uma distância de 6 m. A intensidade da força de repulsão eletrostática entre elas vale: (A) 5 N (B) 30 N (C) 50 N (D) 500 N (E) n.d.a. A intensidade da Força Elétrica é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A direção da força é a da reta que une as cargas. O valor da Constante Eletrostática K depende do meio na qual as cargas estão imersas: 25) Determine a intensidade da força elétrica entre as cargas da figura. (A) 14 N (B) 10 N (C) 9 N (D) 5 N (E) n.d.a. TESTES 22) Quando a distância entre duas partículas eletrizadas se reduz à metade, a intensidade da força eletrostática entre elas: (A) permanece a mesma (B) quadruplica (C) dobra (D) se reduz à metade (E) se reduz a um quarto do valor inicial

11 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TENSÃO ELÉTRICA A figura abaixo mostra uma pilha ligada a duas placas metálicas paralelas. TESTES 26) Determine a intensidade do campo elétrico uniforme que surge entre as placas da figura: (A) 24 V/m (B) 12 V/m (C) 6 V/m Ao conectar a pilha, as placas adquirem cargas elétricas de sinais opostos. Cada uma dessas cargas carrega consigo seu campo. A superposição desses campos resulta em um campo elétrico aproximadamente uniforme na região entre as placas: A intensidade do campo elétrico depende da distância d entre as placas e também de uma grandeza chamada TENSÃO ELÉTRICA, que é uma característica da pilha. Quanto maior a tensão elétrica, mais cargas se acumularão nas placas fazendo com que o campo elétrico aumente de intensidade. Por outro lado, se aumentarmos a distância entre as placas, o campo elétrico terá sua intensidade reduzida. Essa relação entre o campo, a tensão e a distância entre as placas é matematicamente expressa por: Se existirem elétrons livres entre as placas, eles sentirão a presença do campo e se movimentarão em direção à placa positiva devido à atuação de uma força elétrica. (D) 0,16 V/m (E) 3 V/m 27) Considere duas grandes placas planas, paralelas, carregadas com cargas iguais e contrárias. Quando dizemos que entre elas existe um campo elétrico uniforme, isto significa que: (A) não aparece força elétrica sobre uma carga colocada entre as placas. (B) a tensão entre as placas é alternada. (C) o valor do campo é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as placas. (D) o campo elétrico entre as placas é sempre nulo. (E) o campo elétrico tem o mesmo valor em todos os pontos situados entre as placas. 28) Durante a formação de uma tempestade, verificase que ocorre uma separação de cargas elétricas, ficando as nuvens mais altas eletrizadas positivamente, enquanto as mais baixas adquirem cargas negativas que induzem cargas positivas na superfície da Terra. À medida que vão se avolumando as cargas elétricas nas nuvens, as intensidades dos campos elétricos vão aumentando. Se o campo elétrico for inferior a N/C, o ar permanecerá isolante e impedirá a passagem de carga de uma nuvem para a Terra ou entre nuvens. Baseando-se nestas informações, determine qual a altura máxima da nuvem para o surgimento de relâmpagos (Considere que o campo elétrico é uniforme). (A) 25 m (B) 50 m (C) 100 m (D) 150 m (E) n.d.a.

12 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CAPACITORES ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES EM SÉRIE Capacitores são elementos elétricos capazes de armazenar carga elétrica e, conseqüentemente, energia potencial elétrica. Eles são utilizados de várias maneiras em circuitos eletrônicos: os capacitores podem ser utilizados para armazenar carga para utilização rápida. É isso que o flash faz. A diferença entre um capacitor e uma pilha é que o capacitor pode descarregar toda sua carga em uma pequena fração de segundo, já uma pilha demora mais tempo para descarregar-se. É por isso que o flash eletrônico em uma câmera utiliza um capacitor, a pilha carrega o capacitor do flash durante vários segundos, e então o capacitor descarrega toda a carga no bulbo do flash quase que instantaneamente. Isto pode tornar um capacitor grande e carregado extremamente perigoso, os flashes e as TVs possuem advertências sobre abrí-los por este motivo. Eles possuem grandes capacitores que poderiam matá-lo com a carga que contêm. os capacitores também podem eliminar ondulações. Se uma linha que conduz corrente contínua (CC) possui ondulações e picos, um grande capacitor pode uniformizar a tensão; um capacitor pode bloquear a corrente contínua (CC). Se você conectar um pequeno capacitor a uma pilha, então não fluirá corrente entre os pólos da pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que é instantâneo se o capacitor for pequeno). Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui através do capacitor sem qualquer impedimento. Isto ocorre porque o capacitor irá carregar e descarregar à medida que a corrente alternada flutua, fazendo parecer que a corrente alternada está fluindo; Os capacitores adquirem a mesma carga elétrica Q. A tensão U entre os terminais da associação é igual à soma das tensões em cada capacitor. A tensão em cada capacitor é inversamente proporcional à respectiva capacitância. ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES EM PARALELO Os capacitores ficam sujeitos à mesma tensão U. A carga total Q acumulada pela associação é igual à soma das cargas de cada capacitor. A carga de cada capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância. ENERGIA ARMAZENADA NOS CAPACITORES O gráfico abaixo representa a carga elétrica Q de um capacitor em função da ddp U nos seus terminais. Como, nesse caso, Q e U são grandezas diretamente proporcionais, o gráfico corresponde a uma função linear, pois a capacidade eletrostática C é constante. Considerando que o capacitor tenha adquirido a carga Q quando submetido à tensão U do gráfico, a energia elétrica W elétrica armazenada no capacitor corresponde à área do triângulo sombreado. Os capacitores podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, num processo de indução total, armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários. TESTES 29) A unidade de capacitância no Sistema Internacional de Unidades é o: (A) Coulomb. (B) Volt. (C) Watt. (D) Farad. (E) Joule.

13 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) No cotidiano empregam-se capacitores nos circuitos eletrônicos de rádios, TVs, computadores, etc. Uma de suas finalidades é: (A) armazenar carga e energia elétrica. (B) evitar passagem de corrente alternada no circuito. (C) produzir a energia elétrica do circuito. (D) diminuir a resistência elétrica. (E) produzir ondulações em corrente contínuas. 31) Um capacitor é ligado aos terminais de uma bateria de 12V. Verifica-se que a carga adquirida, em valor absoluto, é de 24 nc. A capacitância desse capacitor é igual a: (A) 0,5 nf (B) 1,0 nf (C) 2,0 nf (D) 288 nf (E) 36 nf CORRENTE ELÉTRICA A corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elementares. Pode ser um simples jato de partículas no vácuo, como acontece num tubo de TV, em que um feixe de elétrons é lançado contra a tela. No entanto, na maioria dos casos, a corrente elétrica não ocorre no vácuo, mas sim no interior de um condutor. Por exemplo, aplicando uma voltagem num fio metálico, surge nele uma corrente elétrica formada pelo movimento ordenado de elétrons. Não se pode dizer que todo movimento de cargas elétricas seja uma corrente elétrica. No fio metálico, por exemplo, mesmo antes de aplicarmos a voltagem, já existe movimento de cargas elétricas. Todos os elétrons livres estão em movimento, devido à agitação térmica. No entanto, o movimento é caótico e não há corrente elétrica. 32) Determine a carga elétrica armazenada no capacitor representado na figura abaixo: (A) 3,0µC (B) 0,33µC (C) 16µC (D) 48µC (E) 8µC 33) Um capacitor plano de capacitância 2,0nF é ligado aos terminais de uma bateria e adquire carga de 6,0x10-8 C. Determine a tensão da bateria. (A) 0,03 V (B) 0,3 V (C) 3,0 V (D) 30 V (E) 300 V Quando aplicamos a voltagem, o movimento caótico continua a existir, mas a ele se sobrepõe um movimento ordenado, de tal forma que, em média, os elétrons livres passam a se deslocar ao longo do fio. 34) Determine a capacitância equivalente das associações de capacitores a seguir: a) Quando aplicamos uma voltagem nos terminais de um fio condutor ele fica polarizado, surgindo no interior deste um campo elétrico. Os elétrons livres sentem esse campo e são forçados a se movimentar numa dada direção devido à ação de uma força elétrica. b)

14 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CARGAS LIVRES No condutor metálico, as cargas livres são os elétrons, que se movimentam em sentido contrário ao do campo elétrico. No condutor líquido (eletrólito), as cargas livres são íons positivos e negativos. No condutor gasoso (plasma) as cargas livres são tanto íons quanto elétrons. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE O sentido convencional da corrente elétrica é o do deslocamento de cargas livres positivas no condutor (mesmo que elas inexistam), ou seja, é o mesmo sentido do campo elétrico. EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA EFEITO TÉRMICO EFEITO LUMINOSO EFEITO QUÍMICO EFEITO MAGNÉTICO EFEITO ELETRO- MAGNÉTICO EFEITO MECÂNICO Todo fio que conduz eletricidade se aquece (Efeito Joule). Esse efeito é a base de funcionamento dos aquecedores elétricos, chuveiros elétricos, secadores de cabelo, lâmpadas incandescentes, etc. Em determinadas condições, a passagem da corrente elétrica através de um gás rarefeito faz com que ele emita luz. As lâmpadas fluorescentes e os anúncios luminosos são aplicações desse efeito. Neles há a transformação direta de energia elétrica em energia luminosa. Algumas reações químicas tais como a eletrólise da água só ocorrem na presença de correntes elétricas. Esse efeito é utilizado, por exemplo, no revestimento de metais por cromagem. Cargas em movimento produzem campos magnéticos. Um condutor percorrido por uma corrente elétrica cria, na região próxima a ele, um campo magnético. Este é um dos efeitos mais importantes, constituindo a base do funcionamento dos motores, transformadores, etc. Antenas transmissoras (rádio e telefone celular) são percorridas por correntes que oscilam em altíssimas freqüências. Esta oscilação produz uma onda eletromagnética que se propaga no ar. O campo magnético produzido por uma corrente alternada pode ser utilizado para mover ímãs. Colocar automóveis em movimento ou tocar música nos fones de ouvido são alguns exemplos deste efeito. TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA Dependendo da voltagem aplicada, a corrente elétrica que surge num circuito elétrico pode ser contínua ou alternada. Vimos que pilhas e baterias fornecem voltagens contínuas, ou seja, não ocorre mudança do sentido do campo elétrico no interior dos condutores. Como o campo elétrico é fixo os elétrons livres se movimentarão, em média, todos no mesmo sentido, ou seja, eles avançam. No caso das tomadas residenciais, a voltagem é alternada. Este tipo de voltagem faz com que o campo elétrico no interior dos condutores ora aponte para um lado ora aponte para outro. Desta forma os elétrons livres no interior do condutor executarão um movimento de vai-e-vem. Eles não avançam pelo condutor, apenas oscilam pra lá e pra cá 60 vezes por segundo, ou seja, numa freqüência de 60 Hertz. INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA A intensidade da corrente elétrica é a quantidade de carga que atravessa uma superfície transversal de um condutor, dividida pelo intervalo de tempo que leva para isso acontecer.

15 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Assinale a alternativa INCORRETA: (A) Ao movimento ordenado de cargas elétricas dá-se o nome de corrente elétrica. (B) Cargas em movimento produzem campos magnéticos. (C) Todo fio que conduz eletricidade se aquece. (D) Antenas transmissoras de rádio e televisão são percorridas por altíssimas correntes contínuas. (E) O sentido convencional da corrente elétrica é oposto ao real. 39) (UCPR) Uma corrente elétrica de 10 A é mantida em um condutor metálico durante 2 minutos. Pede-se a carga elétrica que atravessa o condutor. (A) 120 C (B) 1200 C (C) 200 C (D) 20 C (E) 600 C 36) (UEL/2000) Quando uma corrente elétrica passa por um condutor ela provoca alguns efeitos muito importantes. Considere os seguintes efeitos da corrente elétrica: I. Efeito Joule ou térmico: um condutor percorrido por corrente elétrica sofre um aquecimento. II. Efeito químico: uma solução eletrolítica sofre decomposição quando é percorrida por corrente elétrica. III. Efeito luminoso: a passagem da corrente elétrica através de um gás rarefeito, sob baixa pressão. IV. Efeito fisiológico: a corrente elétrica ao atravessar organismos vivos produz contrações musculares (choques elétricos). V. Efeito magnético: um condutor percorrido por corrente elétrica cria, na região próxima a ele, um campo magnético. Na nossa residência, os efeitos que sempre acompanham a corrente elétrica são: (A) I e II (B) II e II I (C) III e I V (D) IV e V (E) I e V 37) (UFSE) Se uma superfície transversal de um (A) 50 A (B) 2 A (C) 5 A (D) 15 A condutor é atravessada em 10 s por uma quantidade de carga igual a 5 C, a corrente elétrica nesse condutor vale: (E) 0,5 A 38) Em uma superfície transversal de um fio condutor passa uma carga de 10 C a cada 2 s. Qual a intensidade de corrente neste fio? (A) 5 A (B) 20 A (C ) 200 A (D ) 2000 A (E) 0,2 A 40) (UEL/1995) Pela secção transversal de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse condutor a intensidade da corrente elétrica é: (A) 0,08 A (B) 0,20 A (C) 5,0 A (D) 7,2 A (E) 12 A 41) (UFSM/1999) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total liberada pela bateria é: (A) 0,4 C (B) 2,5 C (C) 10 C (D) 150 C (E) 600 C 42) (PUC) Uma lâmpada permanece acesa durante 1 hora, sendo percorrida por uma corrente elétrica contínua de intensidade igual a 0,5 A. Qual a quantidade de carga elétrica que passou pela lâmpada? (A) 30 C (B) 300 C (C) 900 C (D) 1800 C (E) 3600 C 43) Pela secção reta de um fio condutor mantém-se (A) 15 s (B) 30 s (C) 45 s uma corrente contínua de intensidade 0,5A. Durante quanto tempo deve ser mantida essa corrente para que a carga total transportada seja igual a 30C? (D) 1 min (E) 2 min

16 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO RESISTORES Observando o interior de um chuveiro elétrico percebemos que existe um fio metálico enrolado dentro dele. Este fio é chamado de RESISTOR e é feito de uma liga de níquel e cromo (em geral 60% de níquel e 40% de cromo). Ele usou fio grosso, fio fino, fio comprido, fio curto, fio de cobre, fio de prata, ou seja, variou bem todas as possibilidades. Depois ele reuniu suas observações em tabelas. Ohm percebeu que na maioria dos experimentos, a divisão do valor da voltagem pela intensidade da corrente dava sempre um mesmo resultado. Calcule e comprove: Pilhas Voltagem Corrente Voltagem Corrente 1 1,5 V 0,3 A 2 3,0 V 0,6 A 3 4,5 V 0,9 A 4 6,0 V 1,2 A 5 7,5 V 1,5 A Ohm também fez o gráfico da Voltagem versus a Corrente e notou que se unisse os pontos do gráfico obteria uma reta: Quando abrimos a torneira, a pressão da água liga os contatos elétricos fazendo com que um grande número de elétrons livres passe a se deslocar, estabelecendo uma corrente elétrica dentro do fio. Nas ligações residenciais a corrente é alternada, ou seja, os elétrons executam um movimento de vai-evem com uma freqüência igual a 60 Hz. Nesse movimento os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o fio. Portanto, os elétrons encontram uma certa DIFICULDADE para se deslocar, isto é, a força devido aos choques origina uma certa RESISTÊNCIA à passagem da corrente. Quando um elétron se choca com um átomo, tanto ele como o átomo começam a VIBRAR MAIS. Este aumento da energia de vibração acarreta um AUMENTO DE TEMPERATURA do fio. É por isso que a gente treme no frio. Tremendo a gente vibra mais e se esquenta. Quando George Ohm transformou seus dados experimentais em uma reta, ele estava propondo a chamada PRIMEIRA LEI DE OHM: PRIMEIRA LEI DE OHM George Simon Ohm ( ) foi um físico alemão que realizou experimentos em circuitos elétricos. Ohm notou que se ele dobrasse a voltagem aplicada a um mesmo circuito, a corrente elétrica também dobrava: Desconfiado de que existia uma REGULARIDADE neste fato, Ohm repetiu várias vezes o experimento com diversas voltagens e materiais diferentes. O resultado da divisão entre a voltagem e a corrente é chamado de RESISTÊNCIA ELÉTRICA. A resistência está intimamente relacionada às forças devido aos choques que atuam nos elétrons em movimento dentro do fio condutor. Um condutor é dito ÔHMICO se sua resistência permanece constante independentemente do valor da tensão aplicada a ele. Neste caso a corrente estabelecida é diretamente proporcional à voltagem aplicada. Se a voltagem dobra, a corrente também dobra e assim por diante.

17 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CONDUTORES NÃO ÔHMICOS O que é notável na Primeira Lei de Ohm é a variedade de substâncias e o extenso campo de valores de intensidade de campo elétrico em que ela é obedecida com bastante precisão. No entanto, ela falha em algumas circunstâncias. Campos elétricos muito intensos podem levar a alterações drásticas no número de elétrons livres no interior dos condutores. Por exemplo: duplicando uma voltagem muito elevada, a corrente elétrica pode quadruplicar e não apenas duplicar como era esperado. Nestes casos o valor da resistência não é mais constante e depende da tensão aplicada. 46) Na instalação elétrica de um chuveiro de 220 V e 20 Ω, o fusível deve suportar uma corrente elétrica de pelo menos: (A) 200 A (B) 4400 A (C) 11 A (D) 220 A (E) 20 A 47) Ligando-se uma lâmpada à tomada de uma residência, uma voltagem de 120V será aplicada às extremidades do filamento da lâmpada. Verifica-se, então, que uma corrente de 2,0 A passa pelo filamento. Qual é o valor da resistência desse filamento? (A) 240 Ω (B) 120 Ω (C) 60 Ω (D) 30 Ω (E) n.d.a. Dispositivos que não obedecem a Primeira Lei de Ohm são chamados NÃO-ÔHMICOS ou NÃO-LINEARES. Estes dispositivos são indispensáveis na eletrônica (diodos, transistores, etc.). Se todas as coisas começassem a obedecer a Primeira Lei de Ohm a tecnologia eletrônica (e a vida) entraria em colapso. 48) Considere os gráficos a seguir, que representam a tensão U nos terminais de componentes elétricos em função da intensidade da corrente i que os percorre. TESTES 44) A tensão nos terminais de um resistor de 100 Ω, percorrido por uma corrente de 0,2 A é igual a: (A) 1000V (B) 500V (C) 100V (D) 20V (E) 2V 45) Um fio condutor, submetido a uma tensão de 1,5 V, é percorrido por uma corrente de 3,0 A. A resistência elétrica desse condutor é igual a: (A) 0,5 Ω (B) 2 Ω (C) 4,5 Ω (D) 9 Ω (E) 10,5 Ω (A) I Dentre esses gráficos, pode-se utilizar para representar componentes ôhmicos SOMENTE: (B) I e IV (C) I, II e III (D) I, II e IV (E) I, IV e V 49) Um resistor ôhmico de resistência elétrica 4Ω é (A) 3 (B) 6 (C) 30 (D) 60 (E) 120 submetido a uma tensão de 12V durante um intervalo de 20 segundos. A quantidade de carga elétrica ΔQ que atravessou o resistor foi, em coulombs, igual a:

18 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO SEGUNDA LEI DE OHM Todo chuveiro que se preze tem pelo menos duas possibilidades de aquecimento: INVERNO e VERÃO. Na posição inverno a água sai quente e na posição verão ela sai morna. Quando mudamos a chave de posição estamos modificando o que dentro do chuveiro? Para que o filamento possa emitir luz ele tem que esquentar muito. A temperatura chega a ser superior a 2200 O C. Para esquentar muito ele deve ter resistência muito pequena, ou seja, ele deve ser muito curto. Mas se ele for muito curto e fino ele pode derreter facilmente. A solução encontrada foi aumentar a grossura do fio. Fios grossos tem menor resistência que fios finos e esquentam mais. Se abrirmos o chuveiro, veremos que o resistor (fio enrolado) apresenta um comprimento maior na posição verão do que na posição inverno. Assim, quando mudamos a chave de posição, estamos mudando o comprimento do resistor. O fio é enrolado para caber bastante fio em um pequeno espaço. GROSSURA DO FIO FIO GROSSO FIO FINO RESISTÊNCIA PEQUENA GRANDE CORRENTE ALTA BAIXA ESQUENTA MUITO POUCO Além de depender do comprimento e da espessura, a resistência também depende do material de que é feito o fio. Cada material possui uma resistência específica chamada RESISTIVIDADE ELÉTRICA. Quanto melhor condutor é um material, menor é o valor de sua resistividade. O fio mais curto, correspondente à posição inverno, apresenta uma resistência menor. Isto faz com que os elétrons avancem em maior número (corrente maior), transferindo mais vibração aos átomos dentro fio. Quanto maior a vibração, maior é a temperatura. COMPRIMENTO DO FIO FIO CURTO FIO COMPRIDO RESISTÊNCIA PEQUENA GRANDE CORRENTE ALTA BAIXA ESQUENTA MUITO POUCO As lâmpadas incandescentes também apresentam um resistor. Ele é um filamento enrolado, na maioria das vezes de tungstênio (o mesmo material das pontas das canetas esferográficas). Materiais Resistividade Uso a 20 O C (ohm.metro) Instalação residencial Cobre 1,7x10-8 Antena Alumínio 2,8x10-8 Lâmpada Tungstênio 5,6x10-8 Chuveiros Níquel-cromo 1,1x10-6 Capas de fios Borracha a Suporte de fios em postes Apoio de fios em postes Madeira 10 8 a Cerâmica a 10 14

19 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO O físico George Ohm (de novo ele) estabeleceu uma outra lei física que leva em conta o comprimento, a espessura e o material de que é feito o condutor. Esta lei é conhecida como a SEGUNDA LEI DE OHM: ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE Suponha que duas lâmpadas estejam ligadas à tomada, de tal modo que haja apenas um caminho para a corrente elétrica fluir, dizemos que as duas lâmpadas estão associadas em SÉRIE. A resistência também depende da temperatura. Os aparelhos elétricos ligados apresentam resistência maior do que quando desligados. Quanto mais quente, maior a resistência. TESTES 50) De acordo com a 2 a Lei de Ohm, o fio condutor que apresenta MAIOR resistência elétrica é: (A) curto e grosso (B) curto e fino (C) longo e grosso (D) longo e fino (E) muito duro 51) Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas a não ser pelo fato de que o filamento de B é mais grosso que o filamento de A. Se cada uma estiver sujeita a uma tensão de 110 volts: Evidentemente, podemos associar mais de duas lâmpadas dessa maneira, como em uma arvore de Natal, onde geralmente se usa um conjunto de várias lâmpadas associadas em série. Em uma associação em série de resistências observamse as seguintes características: Como há apenas um caminho possível para a corrente, ela tem o mesmo valor em todas as resistências da associação (mesmo que essas resistências sejam diferentes). É fácil perceber que, se o circuito for interrompido em qualquer ponto, a corrente deixará de circular em todo o circuito. Quanto maior for o número de resistências ligadas em série, maior será a resistência total do circuito. Portanto, se mantivermos a mesma voltagem aplicada ao circuito, menor será a corrente nele estabelecida. A resistência única R, capaz de substituir a associação de várias resistências R 1, R 2, R 3, etc., em série, é denominada RESISTÊNCIA EQUIVALENTE do conjunto. (A) A será a mais brilhante pois tem a maior resistência. (B) B será a mais brilhante pois tem a maior resistência. (C) A será a mais brilhante pois tem a menor resistência. (D) B será a mais brilhante pois tem a menor resistência. (E) ambas terão o mesmo brilho. 52) Um fio de alumínio de espessura 1,4 mm 2 possui 50 m de comprimento. Sua resistência elétrica, a 20 O C, é igual a: (A) 0,1 Ω (B) 0,5 Ω (C) 1,0 Ω (D) 1,5 Ω (E) 2,0 Ω EXEMPLO: Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B da associação em série de resistores abaixo:

20 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO Se duas lâmpadas forem associadas de tal maneira que existam dois ou mais caminhos para a passagem da corrente, dizemos que as lâmpadas estão associadas em PARALELO. EXERCÍCIOS 53) Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B das associações de resistores abaixo: (a) (b) A associação em paralelo é utilizada nas instalações elétricas residenciais. Em uma associação de resistências em paralelo, observamos as seguintes características: A corrente total i, fornecida pela bateria ou tomada, se divide pelas resistências da associação. A maior parte da corrente i passará na resistência de menor valor (caminho que oferece menor oposição). É possível interromper a corrente em uma das resistências da associação, sem alterar a passagem de corrente nas demais resistências. Quanto maior for o número de resistências ligadas em paralelo, menor será a resistência total do circuito (tudo se passa como se estivéssemos aumentando a espessura da resistência do circuito). Portanto, se mantivermos inalterada a voltagem aplicada ao circuito, maior será a corrente fornecida pela pilha ou bateria. (c) (d) (e) (f) EXEMPLO: Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B da associação em paralelo de resistores abaixo: (g)

21 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO POTÊNCIA ELÉTRICA Correntes elétricas são produzidas em condutores pela ação de um campo elétrico aplicado, por exemplo, por uma bateria. Neste caso, a energia química da bateria está sendo transformada em energia cinética dos elétrons. A resistência do condutor, por sua vez, transforma a energia cinética em energia térmica. A dissipação de energia térmica no resistor é denominada EFEITO JOULE. Uma medida da dissipação da energia é dada pela POTÊNCIA ELÉTRICA. Vamos idealizar uma situação simples, onde há somente uma diferença de potencial entre as extremidades do condutor (uma bateria, por exemplo) e um resistor dissipando a energia. Neste caso valem as seguintes relações: 57) Uma lâmpada dissipa uma potência de 110 W quando ligada a uma tomada de 220 V. Qual a resistência do filamento da lâmpada ligada? (A) 220 Ω (B) 100 Ω (C) 440 Ω (D) 484 Ω (E) 200 Ω 58) Um aparelho eletrodoméstico tem as seguintes inscrições na plaqueta: 6 V / 5 W. Pode-se (A) 7,2 (B) 1,2 (C) 0,83 (D) 4,16 (E) 30 concluir que a resistência do aparelho, em ohms, é igual a: TESTES 54) O efeito Joule consiste na transformação: (A) da energia nuclear em energia eólica. (B) da energia eólica em energia elétrica. (C) da energia elétrica em energia térmica. (D) da energia solar em energia elétrica. (E) da energia elétrica em energia eólica. 55) A intensidade da corrente elétrica que passa através de uma lâmpada é de 0,5 A quando sob tensão de 220 V. Qual a potência elétrica que a lâmpada dissipa? (A) 55 W (B) 110 W (C) 220 W (D) 440 W (E) 44 W 56) Um aparelho eletrodoméstico funciona com (A) 30 A (B) 3 A (C) 1 A tensão de 110 V e potência de 3300 W. A corrente elétrica pelo aparelho, quando em pleno funcionamento, é: (D) 33 A (E) 110 A 59) Um resistor de 180 Ω dissipa uma potência de (A) 0,4 A (B) 0,2 A (C) 4 A (D) 2 A (E) 20 A 7,2 W. Pode-se concluir que a intensidade da corrente elétrica que percorre o resistor é: 60) Uma lâmpada é submetida a uma tensão de 110 V, consumindo a potência elétrica de 60 W. A corrente elétrica que atravessa a lâmpada tem intensidade mais próxima de: (A) 0,55 A (B) 3,5 A (C) 8,9 A (D) 1,8 A (E) 50 A 61) Determine a potência dissipada por um aparelho de resistência elétrica 50 Ω quando ligado a uma tensão de 110 V. (A) 2,2 W (B) 5,5 W (C) 242 W (D) 0,45 W (E) 50 W 62) Determine a intensidade da corrente elétrica em um resistor de 70 Ω que dissipa 7000 W de potência. (A) 1000 A (B) 100 A (C) 10 A (D) 1 A (E) 0,1 A

22 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Uma lâmpada dissipa a potência de 60 W quando percorrida por uma corrente de 2 A. Determine a (A) 15 V (B) 30 V (C) 60 V tensão à qual a lâmpada está ligada. (D) 120 V (E) 240 V 64) Nas instalações residenciais de chuveiros elétricos, costuma-se usar fusíveis ou disjuntores que desligam automaticamente quando a corrente excede um certo valor pré-escolhido. Qual o valor do disjuntor que deve ser usado para instalar um chuveiro de 3600 W e 220 V? (A) 10 A (B) 15 A (C) 30 A (D) 70 A (E) 220 A 65) Um aquecedor elétrico dissipa 240 W quando ligado a uma bateria de 12 V. A corrente elétrica no aquecedor é igual a: (A) 0,05 A (B) 0,6 A (C) 1,67 A (D) 20 A (E) 2880 A 68) A casa de um certo professor de Física tem dois chuveiros elétricos que consomem 4500 W cada um. Ele quer trocar o disjuntor geral da caixa de força por um que permita o funcionamento dos dois chuveiros simultaneamente com um aquecedor elétrico (1200 W), um ferro elétrico (1100 W) e 7 lâmpadas incandescentes de 100 W. Disjuntores são classificados pela corrente máxima que permitem passar. Considerando que a (A) 30 A (B) 40 A (C) 50 A (D) 60 A (E) 80 A tensão na cidade seja de 220 V, o disjuntor de menor corrente máxima que permitirá o consumo desejado é, então, de: 69) Um chuveiro elétrico é construído para a tensão de 220 V, dissipando, então, potência igual a 2000 W. Por engano, submete-se o chuveiro a tensão de 110 V. Admitindo que a resistência elétrica do chuveiro permaneça constante, a potência que ele dissipa passa a ser: (A) 500 W (B) 1000 W (C) 2000 W (D) 2500 W (E) Zero 66) Um chuveiro elétrico tem uma potência de 4400 W quando ligado a uma voltagem de 220 V. Qual a corrente que percorre esse chuveiro? (A) 5 A (B) 10 A (C) 15 A (D) 20 A (E) 25 A 70) Uma lâmpada incandescente de 60 W, construída para trabalhar sob 220 V, é ligada a uma fonte de 110 V. Suponha que a resistência elétrica da lâmpada permaneça constante, qual a potência dissipada pela lâmpada nessas condições? (A) 15 W (B) 30 W (C) 60 W (D) 120 W (E) 240 W 67) Na lâmpada do farol de um automóvel está escrito: 12V / 4A. Isso significa que a lâmpada deve ser ligada a uma voltagem de 12 V e percorrida por uma corrente elétrica de 4 A. Qual a potência dessa lâmpada? (A) 24 W (B) 36 W (C) 48 W (D) 60 W (E) 100 W 71) Uma lâmpada ligada a 120 V é percorrida por uma corrente de 0,5 A. Qual a potência dissipada pela lâmpada? (A) 100 W (B) 60 W (C) 40 W (D) 25 W (E) 10 W

23 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ENERGIA ELÉTRICA A potência de um aparelho indica a quantidade de energia elétrica que está sendo transformada em outras formas de energia num certo intervalo de tempo. 73) A tabela abaixo mostra a relação de eletrodomésticos de uma residência e o tempo de utilização mensal médio de cada aparelho. Calcule o consumo elétrico mensal da residência em kwh. Item Potência (Watts) Tempo Mensal (Horas) Energia (kwh) 5 Lâmpadas 60 W 70 h 2 Lâmpadas 100 W 50 h 1 TV 200 W 180 h 1 Geladeira 150 W 450 h 1 Chuveiro 4200 W 15 h Você pode calcular o consumo de um aparelho, isto é, da quantidade de energia elétrica que ele transforma em outras formas de energia se souber sua potência elétrica e o tempo que ele fica ligado. 1 Ferro 1200 W 5 h 1 Ap. De Som 85 W 30 h 1 Máq. Lavar 530 W 8 h 1 Rádio Relógio 5 W 720 h TOTAL Os fabricantes geralmente informam a potência no próprio aparelho. 74) Em uma residência, durante 30 min, ficaram ligadas 5 lâmpadas de 100 watts, um ferro elétrico de 1500 watts e um chuveiro elétrico de 3000 watts. A energia elétrica dissipada, durante os 30 min, é, em kwh: (A) 0,50 (B) 1,0 (C) 2,0 (D) 2,5 (E) 5,0 Uma unidade muito comum de energia é o quilowatt-hora (kwh): 1 KWh = 1000 Wh 72) Uma casa possui 10 lâmpadas que permanecem (A) 10 (B) 30 (C) 60 acesas 6 horas por dia. Sendo de 100 watts a potência elétrica de cada lâmpada, a energia gasta num mês, em quilowatt-hora, é de: (D) 120 (E) ) Sabendo que 1 kwh custa R$ 0,45 pode-se afirmar que o custo da energia elétrica consumida por uma lâmpada de potência igual a 60 W acesa 8 horas por dia, num mês de 30 dias, é: (A) R$ 0,72 (B) R$ 1,44 (C) R$ 2,88 (D) R$ 7,20 (E) R$ 6,48 76) (FURG-2002) O custo da energia elétrica para um consumidor residencial vale R$ 0,25 por kwh. Quanto custa por mês (30 dias) manter acesas durante cinco horas, todos os dias, quatro lâmpadas de 100 W? (A) R$ 72,00 (B) R$ 30,00 (C) R$ 18,00 (D) R$ 15,00 (E) R$ 3,75

24 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO PILHAS E BATERIAS Em 1800 Alessandro Volta descobriu que empilhando alternadamente discos de metais diferentes (como prata e zinco, prata e cobre ou cobre e alumínio) e entremeando estes discos metálicos com discos de flanela embebidos em água e sal ou em vinagre, a pilha de discos produzia eletricidade. CONSTRUINDO UMA PILHA Com a montagem sugerida na figura abaixo você pode pôr em funcionamento um relógio despertador ou uma calculadora portátil. A tensão obtida com a associação é equivalente a uma pilha comercial de 1,5 Volts. o que é suficiente para fazer o relógio tocar. Sempre que metais diferentes forem colocados em contato através de um líquido salgado ou ácido (o vinagre, por exemplo), correrá um fluxo de elétrons de um metal para outro. O ácido do vinagre produz reações químicas nos metais. Devido a essas reações, o zinco armazena um excesso de elétrons em relação ao cobre, ocorrendo uma polarização de cargas. Surge então uma tensão elétrica. As pilhas líquidas de Volta, difíceis de transportar, foram hoje substituídas pelas pilhas secas. Nesta, um bastão de carvão é imerso em camadas pastosas de dióxido de manganês e cloreto de amônia. O conjunto é lacrado numa carcaça de zinco. Há uma lenta reação química, que produz uma tensão elétrica. Quando colocamos em contato o carvão e o zinco, através de um fio, a corrente flui, como na pilha úmida de volta. Você também pode utilizar frutas e legumes para construir uma pilha: Nas pilhas, a reação química que produz a separação de cargas não é reversível. Sendo assim, uma vez esgotados os reagentes dessa reação, as pilhas "acabam" e não podem ser recarregadas. Já na bateria de automóvel esse processo é reversível e, por isso, ela pode ser recarregada.

25 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO RESISTÊNCIA INTERNA Sempre que uma corrente elétrica passa por um condutor, ele oferece uma certa oposição à sua passagem que é denominada resistência interna. Quando uma bateria possui pouco tempo de uso, sua resistência interna é muito pequena. Entretanto, à medida que ela vai sendo usada, esta resistência interna aumenta, podendo alcançar valores bastante elevados fazendo com que ela perca sua utilidade como gerador de corrente. TESTES 77) Um gerador possui força eletromotriz ε = 6V e (A) 6 V (B) 4 V (C) 2 V (D) 1 V (E) Zero resistência interna r = 2Ω. A tensão nos terminais do gerador, quando percorrido por uma corrente de 1 A, é igual a: 78) Um gerador possui fem ε = 90V e resistência EQUAÇÃO DO GERADOR Nas baterias e pilhas, o valor da Força Eletromotriz (fem) é uma característica do aparelho, dependendo apenas dos elementos químicos que entram em sua composição. Uma pilha comum, por exemplo, possui interna r = 15 Ω. Calcule a intensidade de corrente de curto-circuito. (A) 0,16 A (B) 6 A (C) 15 A (D) 90 A (E) n.d.a. uma fem cujo valor é ε = 1,5 V, quer ela esteja nova, quer já tenha sido usada durante um tempo qualquer. Com o uso prolongado, o que se observa é um aumento na resistência interna r da pilha. A equação do gerador apresentada abaixo nos mostra que a voltagem U diminui com o aumento de r e, portanto, a potência que a pilha é capaz de fornecer ao circuito externo também diminui, apesar de sua fem não ter se modificado. 79) Um gerador de resistência interna r = 2 Ω, quando percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 5 A, mantém entre seus terminais uma tensão U = 40 V. Qual é a sua força eletromotriz? (A) 20 V (B) 30 V (C) 40 V (D) 50 V (E) 60 V Podemos encarar a equação acima como a assinatura de um gerador cuja fotografia é dada pelo gráfico abaixo: 80) Um gerador possui uma curva característica dada pelo gráfico abaixo. A resistência interna deste gerador é: (A) 1/3 Ω (B) 30 Ω (C) 3 Ω (D) 40 Ω (E) 300 Ω

26 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ASSOCIAÇÃO DE GERADORES Da mesma forma que os resistores, os geradores também podem ser associados em série ou em paralelo: TESTES 81) Pilhas de lanterna estão associadas por fios metálicos, segundo os arranjos. S É R I E Note que o pólo positivo de uma pilha deve ser ligado ao pólo negativo da segunda pilha, o positivo desta no negativo da terceira e assim por diante. É evidente que a associação em série terá uma resistência interna também igual à soma das resistências internas de cada pilha. EXEMPLO ε = 4 V + 3 V + 2 V = 9 V r = 10 Ω + 7 Ω + 15 Ω = 32 Ω P A R A L E L O Na associação em paralelo há uma redução na resistência interna equivalente. A associação em paralelo só deve ser realizada com geradores de mesma f.e.m. A f.e.m. equivalente terá o mesmo valor da f.e.m. de cada gerador. EXEMPLO Ligando-se resistores entre os pontos terminais livres, pode-se afirmar que as pilhas estão eletricamente em: (A) paralelo em I, II, e III (B) paralelo em III e IV (C) série em I, II, e III (D) série em IV e V (E) série em III e V 82) Um rádio utiliza 4 pilhas de 1,5 V e resistência interna de 0,5 Ω cada uma. Considerando que as pilhas estão associadas em série, a força eletromotriz e a resistência interna equivalente são, respectivamente: (A) 1,5 V e 2 Ω (B) 6 V e 0,75 Ω (C) 6 V e 0,25 Ω (D) 1,5 V e 0,5 Ω (E) 6 V e 2 Ω 83) A força eletromotriz entre os pontos A e B da (A) zero (B) 3 V (C) 9 V (D) 15 V (E) 27 V associação de baterias abaixo é igual a: 84) A força eletromotriz equivalente entre os pontos A e B da associação de pilhas abaixo é igual a: (A) 1,5V (B) 3,0V (C) 4,5V (D) 6,0V (E) 7,5V

27 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO PROPRIEDADES DOS ÍMÃS Todo ímã possui dois pólos: NORTE e SUL. Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem e pólos magnéticos de nomes diferentes se atraem. Uma barra de ferro não apresenta propriedades magnéticas pois os ímãs elementares estão todos desalinhados: Os pólos de um imã são inseparáveis: quebrando um ímã em duas ou mais partes, cada uma delas será um ímã completo. Para tornar a barra magnetizada devemos alinhar seus ímãs elementares com o auxílio de um ímã permanente: Os ímãs também atraem substâncias como o ferro, o níquel e o cobalto. LINHAS DE INDUÇÃO CAMPO MAGNÉTICO Todo ímã possui uma região ao seu redor chamada de Campo Magnético. ORIGEM DO MAGNETISMO Todos os fenômenos magnéticos originam-se do movimento de cargas elétricas. No interior de um átomo existem elétrons que efetuam dois tipos de movimento: translação ao redor do núcleo (momento orbital) e rotação em torno do próprio eixo (momento de spin). Podemos representar um campo magnético B por meio de linhas de indução cujas características são: as linhas de indução são fechadas: saem do pólo norte, penetram no pólo sul e se fecham passando pelo interior do ímã. O movimento que mais contribui para a magnetização da matéria é o SPIN do elétron. a direção da tangente a uma linha de indução em qualquer ponto nos dá a direção do campo magnético B naquele ponto. o espaçamento entre as linhas é uma medida do módulo de B. O campo magnético é forte onde as linhas estão mais próximas.

28 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CAMPO MAGNÉTICO DO PLANETA TERRA O movimento de cargas elétricas no interior da Terra faz com que ela se comporte como um grande ímã. O campo geomagnético orienta as bússolas e alguns animais. 88) Fazendo uma experiência com dois ímãs em forma de barra, Mariana colocou-os sob uma folha de papel e espalhou limalhas de ferro sobre essa folha. Ela colocou os ímãs em duas diferentes orientações: TESTES 85) Quando um ímã permanente em forma de barra é partido ao meio, observa-se que: (A) as extremidades de uma das metades são pólos norte e as extremidades da outra metade são pólos sul. (B) as propriedades magnéticas desaparecem. (C) em cada uma das metades temos pólo norte e pólo sul. (D) numa metade, temos uma extremidade com pólo norte e a outra extremidade sem pólo e, na outra metade, temos uma extremidade com pólo sul e a outra extremidade sem pólo. (E) o número e o tipo dos pólos, em cada metade, dependerá do material de que é feito o ímã. 86) (UEL-1995) Considere o campo magnético nos (A) P 1 (B) P 2 (C) P 3 (D) P 4 (E) P 5 pontos P 1, P 2, P 3, P 4 e P 5 nas proximidades de um ímã em forma de barra, conforme representado na figura a seguir. A intensidade do campo magnético é MENOR no ponto: 87) Assinale a alternativa INCORRETA: (A) Os ímãs originam campos magnéticos. (B) Cargas elétricas em movimento originam campos magnéticos. (C) Os pólos de um ímã são inseparáveis. (D) As linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul magnético. (E) Pólos magnéticos de mesmo nome se atraem. Nessas figuras, os ímãs estão representados pelos retângulos. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que as extremidades dos ímãs voltadas para a região entre eles correspondem aos pólos: (A) norte e norte na figura I e sul e norte na figura II. (B) norte e norte na figura I e sul e sul na figura II. (C) norte e sul na figura I e sul e norte na figura II. (D) norte e sul na figura I e sul e sul na figura II. (E) nenhuma das anteriores. 89) Os antigos navegantes usavam a bússola orientação para em alto mar, devido a sua propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético. Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, podemos afirmar que: (A) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o pólo Norte geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético. (B) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o pólo Norte geográfico, porque as linhas do campo geomagnético não são fechadas. (C) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o pólo Sul geográfico, porque o Sul geográfico corresponde ao Sul magnético. (D) o pólo norte do ponteiro da bússola aponta para o pólo Sul geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Norte magnético. (E) o pólo sul do ponteiro da bússola aponta para o pólo Sul geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético.

29 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO EXPERIMENTO DE OERSTED Em 1820 o físico dinamarquês Hans Christian Oersted mos-trou que um condutor percorrido por uma corrente elétrica gera um campo magnético ao seu redor. TESTES 90) (UFMG-1995) Um fio condutor está colocado sobre uma bússola. O fio passa, então, a conduzir uma intensa corrente elétrica contínua, no sentido da esquerda para a direita. A alternativa que melhor representa a posição da agulha da bússola, após um certo tempo, é Ao estabelecer uma corrente elétrica no circuito a agulha da bússola se desviava, tendendo a se orientar em uma direção perpendicular ao fio. Interrompendose a corrente, a agulha retornava à sua posição inicial. LEI DE AMPÈRE-MAXWELL Em 1820, uma semana após a descoberta de Oersted, Andre-Marie Ampère quantificou a relação entre correntes elétricas e campos magnéticos. Por volta de 1850, James Clerk Maxwell verificou que campos elétricos variáveis no tempo também geravam campos magnéticos. 91) (VUNESP-1990) A figura a seguir representa um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i. O sentido do campo magnético no ponto P, localizado no plano da figura, é (A) contrário ao da corrente. (B) saindo perpendicularmente da página. (C) entrando perpendicularmente na página. (D) para sua esquerda, no plano do papel. (E) para sua direita no plano do papel. 92) (PUCSP-2003) Na experiência de Oersted, o fio de um circuito passa sobre a agulha de uma bússola. Com a chave C aberta, a agulha alinha-se como mostra a figura 1. Fechando-se a chave C, a agulha da bússola assume nova posição (figura 2). SENTIDO DO CAMPO MAGNÉTICO: Coloca-se a mão direita quase fechada com o polegar aberto junto ao fio condutor, no sentido da corrente. A curvatura dos dedos indica o sentido das linhas circulares do campo magnético. Quanto mais afastado do fio, menor é a intensidade do Campo Magnético, ou seja, o valor de B diminui com a distância. A partir desse experimento, Oersted concluiu que a corrente elétrica estabelecida no circuito (A) gerou um campo elétrico numa direção perpendicular à da corrente. (B) gerou um campo magnético numa direção perpendicular à da corrente. (C) gerou um campo elétrico numa direção paralela à da corrente. (D) gerou um campo magnético numa direção paralela à da corrente. (E) não interfere na nova posição assumida pela agulha da bússola que foi causada pela energia térmica produzida pela lâmpada.

30 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO UNIDADES DO VETOR CAMPO MAGNÉTICO 93) Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente contínua de intensidade 6 A. Calcule a intensidade do campo magnético no ponto P situado a 2 metros do fio. PERMEABILIDADE MAGNÉTICA A permeabilidade magnética µ é uma grandeza que determina a resposta de um material a um campo magnético externo. MATERIAIS DIAMAGNÉTICOS: possuem µ ligeiramente menor que 1. Enfraquecem o campo magnético externo. [Ouro e Prata] MATERIAIS PARAMAGNÉTICOS: possuem µ ligeiramente maior que 1. Intensificam o campo magnético externo. [Alumínio] MATERIAIS FERROMAGNÉTICOS: O valor de µ é bem alto e de-pende do campo magnético externo. Intensificam bastante o campo magnético externo. [Níquel, Cobalto e Ferro] 94) Uma espira circular de 2 metros de raio é percorrida por uma corrente contínua de intensidade 4 A. Calcule a intensidade do campo magnético no centro da espira. VÁCUO: O valor de µ é CONDUTOR RETILÍNEO MUITO LONGO CENTRO DE UMA ESPIRA CIRCULAR DE RAIO R 95) Um solenóide que possui 10 cm de comprimento e 5 voltas de fio é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 8 A. Calcule a intensidade do campo magnético no interior do solenóide. INTERIOR DE UMA BOBINA OU SOLENÓIDE

31 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CAMPO MAGNÉTICO - ELETROÍMÃ Para aumentar a intensidade do campo magnético produzido por uma bobina basta adicionar um núcleo de ferro ou outro material ferromagnético no interior da mesma. 3. Cargas elétricas lançadas com uma velocidade V numa direção que forma um ângulo θ não nulo com a direção das linhas de indução do campo magnético B sofrem a ação uma força magnética. TESTES Um eletroímã com muitas espiras e um ímã em forma de barra possuem as linhas de campo magnético muito parecidas: 96) Uma partícula de carga 4,0 C é lançada com uma velocidade de 10 m/s paralelamente às linhas de um campo magnético de intensidade B = 5 T. A força que age na partícula vale: (A) 200 N (B) 20 N (C) 2 N (D) 0,2 N (E) zero FORÇA MAGNÉTICA NAS CARGAS ELÉTRICAS 1. Cargas elétricas em REPOUSO continuam em RE- POUSO pois não sofrem ação de força magnética. 97) Uma carga de 5µC, viaja a 200 m/s no interior de um campo magnético de intensidade B = 400 T. A trajetória da carga é perpendicular às linhas de campo magnético, ou seja, sen 90 o = 1. Qual a intensidade da força magnética que atua na carga? (A) 0,04 N (B) 0,4 N (C) 4,0 N (D) 40 N (E) n.d.a. 2. Cargas elétricas que se movem com VELOCIDADES PARALELAS à direção do campo magnético não sofrem ação de força magnética. As cargas descrevem um MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME. 98) Em uma região do espaço, existe um campo magnético de 400 T. Uma partícula com carga 20 µc e velocidade 1000 m/s é lançada, fazendo 30 O com a direção do campo. Então, atuará sobre a partícula uma força de: (sen 30 O = 0,5) (A) 2 N (B) 4 N (C) 6 N (D) 8 N (E) n.d.a.

32 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO FORÇA MAGNÉTICA NOS FIOS CONDUTORES Todo fio condutor percorrido por uma corrente elétrica sofre a ação de uma força quando situado numa região em que um campo magnético esteja presente. Para achar o sentido da força utilizamos a regra da MÃO DIREITA (regra do tapa). 100) Lança-se um elétron nas proximidades de um fio comprido percorrido por uma corrente elétrica i e ligado a uma bateria. O vetor velocidade v do elétron tem direção paralela ao fio e sentido indicado na figura a seguir. Sobre o elétron, atuará uma força magnética F, cuja direção e sentido serão melhor representados pelo diagrama FORÇA MAGNÉTICA ENTRE FIOS PARALELOS Dois fios condutores paralelos percorridos por correntes elétricas também sofrem a ação de forças magnéticas. A força será de atração se as correntes tiverem o mesmo sentido e de repulsão caso os sentidos das correntes sejam opostos. 101) Um fio condutor entre os pólos de um ímã em forma de U é percorrido por uma corrente i, conforme está indicado na figura. Então, existe uma força sobre o fio que tende a movê-lo: O campo magnético que circula cada um dos fios é o responsável pelo surgimento das forças magnéticas. TESTES 99) A figura representa uma carga elétrica positiva penetrando numa região com velocidade V dirigida perpendicularmente ao campo magnético B, que está orientado perpendicularmente para dentro do plano da figura. O vetor que melhor representa a força F que o campo magnético exerce sobre a carga é: (A) na direção da corrente. (B) para fora do ímã. (C ) para dentro do ímã. (D ) para perto do pólo S. (E) para perto do pólo N. 102) Dois fios paralelos, percorridos por correntes elétricas de intensidades diferentes, estão se repelindo. Com relação às correntes nos fios e às forças magnéticas com que um fio repele o outro, é CORRETO afirmar que: (A) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm módulos iguais. (B) as correntes têm sentidos contrários e as forças têm módulos iguais. (C) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm módulos diferentes. (D) as correntes têm sentidos contrários e as forças têm módulos diferentes. (E) nenhuma das anteriores.

33 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Para gerar uma corrente elétrica, não precisamos de pilhas, baterias ou tomadas. Podemos fazê-lo utilizando um imã e uma bobina. Para demonstrar isso, vamos inicialmente ligar os extremos da bobina a um amperímetro de grande sensibilidade. Uma vez que não existe qualquer fonte de energia nesse circuito, não haverá qualquer passagem de corrente, e o ponteiro do instrumento indicará intensidade zero. TESTES 103) Um ímã, preso a um carrinho, desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura. Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica: Aproximando e afastando um ímã da bobina, o ponteiro do amperímetro sofre um desvio, revelando que uma corrente percorre o circuito. Quando o ímã pára, o ponteiro retorna a zero, assim permanecendo enquanto o ímã não voltar a se mover. As correntes geradas recebem o nome de correntes induzidas, e o fenômeno é chamado INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA, descoberto por Michael Faraday em 1831 na Inglaterra. (A) é sempre nula. (B) existe somente quando o ímã se aproxima da espira. (C) existe somente quando o ímã está dentro da espira. (D) existe somente quando o ímã se afasta da espira. (E) existe quando o ímã se aproxima ou se afasta da espira. 104) (UEL-1998) Um ímã, em forma de barra, atravessa uma espira condutora retangular ABCD, disposta verticalmente, conforme a figura a seguir, LEI DE FARADAY Sempre que houver um campo magnético variável através de uma superfície limitada por um circuito fechado, haverá em conseqüência uma corrente elétrica induzida no circuito. Se abrirmos a espira aparecerá uma diferença de potencial (voltagem) denominada força eletromotriz induzida. LEI DE LENZ O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem, ou seja, a corrente induzida na espira aparece com sentido tal que o campo magnético que ela cria tende a contrariar a variação de fluxo através da espira. Nessas condições, é correto afirmar que, na espira: (A) não aparecerá corrente elétrica induzida nem quando o ímã se aproxima e nem quando se afasta da espira. (B) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B, apenas quando o ímã se aproxima da espira. (C) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B, tanto quando o ímã se aproxima como quando se afasta da espira. (D) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de B para A, tanto quando o ímã se aproxima como quando se afasta da espira. (E) tem-se uma corrente elétrica induzida, no sentido de A para B, apenas quando o ímã se afasta de espira.

34 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TRANSFORMADORES A modificação de voltagem da corrente alternada é feita por transformadores, um dispositivo constituído de uma peça de ferro doce (cuja função é intensificar o campo magnético) em torno do qual são enroladas duas bobinas, uma denominada primário e outra denominada secundário que fornecem a MESMA POTÊNCIA. 106) Próximo de sua casa, existe um transformador elétrico que diminui a tensão de fornecimento (A) 250 (B) 500 (C) 1000 (D) 1500 (E) 2000 de V para a tensão de consumo de 220 V. Observando-se o transformador, percebe-se que ele apresenta 25 espiras externas (secundário). O número de espiras internas (primário) é um valor mais próximo de: O transformador só é capaz de elevar ou abaixar TENSÕES ALTERNADAS uma vez que o seu funcionamento é baseado no fenômeno da indução eletromagnética. Correntes alternadas geram campos magnéticos variáveis no primário que por sua vez induzem correntes elétricas alternadas no secundário. O número de espiras de cada enrolamento possui papel fundamental no funcionamento dos transformadores: Para encontrar a intensidade da corrente elétrica que percorre os enrolamentos primários e secundários basta lembrar que a potência dissipada por eles é a mesma, então: Quanto MAIOR for U MENOR será i. TESTES 105) Para se construir um transformador que eleve a tensão de 110 V para 220 V, enrola-se, em torno (A) 50 (B) 100 (C) 150 (D) 300 (E) 600 de um núcleo de ferro, 300 voltas para constituir o enrolamento primário. Quantas voltas deve ter o secundário? 107) (UFPR-2006) O fenômeno da indução eletromagnética permite explicar o funcionamento de diversos aparelhos, entre eles o transformador, o qual é um equipamento elétrico que surgiu no início do século 19, como resultado da união entre o trabalho de cientistas e engenheiros, sendo hoje um componente essencial na tecnologia elétrica e eletrônica. Utilizado quando se tem a necessidade de aumentar ou diminuir a tensão elétrica, o transformador é constituído por um núcleo de ferro e duas bobinas. Uma das bobinas (chamada de primário) tem N 1 espiras e sobre ela é aplicada a tensão U 1, enquanto que a outra (chamada de secundário) tem N 2 espiras e fornece a tensão U 2. Sobre o transformador, é correto afirmar: (A) É utilizado para modificar a tensão tanto em sistemas de corrente contínua quanto nos de corrente alternada. (B) Só aparece a tensão U 2 quando o fluxo do campo magnético produzido pelo primário for constante. (C) Num transformador ideal, a potência fornecida ao primário é diferente da potência fornecida pelo secundário. (D) Quando o número de espiras N 1 é menor que N 2, a corrente no secundário é maior que a corrente no primário. (E) Quando o número de espiras N 1 é menor que N 2, a tensão U 2 será maior que a tensão aplicada U 1.

35 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TIPOS DE ONDAS Ondas são movimentos oscilatórios que propagam energia sem transporte de matéria. 111) O som se propaga no ar com velocidade igual a 340 m/s. Determine o valor do comprimento de onda de uma onda sonora que se propaga no ar com uma freqüência de 425 Hz. (A) 0,75 m (B) 0,80 m (C) 0,85 m (D) 0,90 m (E) 1,0 m ELEMENTOS DE UMA ONDA 112) A onda mostrada na figura a seguir possui freqüência igual a 20 Hertz. TESTES 108) A distância entre duas cristas consecutivas de uma onda é denominada de: (A) Período (B) Freqüência (C) Comprimento de onda (D) Amplitude (E) Velocidade 109) Uma onda de comprimento 1,2 cm tem velocidade de 6 cm/s. Qual a freqüência dessa onda? (A) 0,5 Hz (B) 5,0 Hz (C) 1,0 Hz (D) 10 Hz (E) 72 Hz 110) Uma onda tem freqüência de 4 Hz e propaga-se com velocidade de 100 m/s. Qual é o seu comprimento de onda? (A) 10 m (B) 15 m (C) 20 m (D) 25 m (E) 30 m A amplitude, o comprimento de onda e o período dessa onda são, respectivamente: (A) 2 cm, 2 cm e 0,1s (B) 4 cm, 5 cm e 10s (C) 8 cm, 5 cm e 5s (D) 4 cm, 4 cm e 0,1s (E) 4 cm, 4 cm e 0,05s 113) Uma onda tem velocidade de 150 m/s e comprimento igual a 125 cm. Sua freqüência é igual a: (A) 12,5 Hz (B) 75 Hz (C) 80 Hz (D) 100 Hz (E) 120 Hz 114) A Rádio FOLHA FM opera na freqüência de 102,1 MHz (1MHz =1000 KHz). Considerandose que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas na atmosfera é igual a Km/s, o comprimento de onda emitida pela Rádio FOLHA é aproximadamente igual a: (A) 2,0 m (B) 3,0 m (C) 4,0 m (D) 5,0 m (E) 6,0 m

36 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ONDAS ELETROMAGNÉTICAS As ondas ELETROMAGNÉTICAS são ondas transversais formadas por campos elétricos e magnéticos variáveis. O campo elétrico é perpendicular ao campo magnético. ONDAS DE RÁDIO E TV As ondas de rádio e TV são ondas eletromagnéticas produzidas pela vibração de cargas elétricas em antenas e utilizadas em telecomunicações. TODAS as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo com a velocidade da luz (símbolo: c). As ondas AM e FM diferem por um processo chamado MODULAÇÃO que consiste em produzir modificações ou na amplitude ou na freqüência da onda. ESPECTRO ELETROMAGNÉTCO A palavra ESPECTRO (do latim SPECTRUM, que significa fantasma ou aparição) foi usada por Isaac Newton, no século XVII, para descrever a faixa de cores que surge quando a luz branca do Sol atravessa um prisma de vidro. Atualmente chama-se espectro eletromagnético à faixa de freqüências que caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas. As ondas na faixa de freqüência AM de rádio são refletidas pela ionosfera e têm um grande alcance sobre a superfície terrestre. Nota-se que à noite, muitas vezes, conseguimos captar melhor as estações muito distantes (às vezes, de outros países). Este fato pode ser explicado através da mudança na altura da camada da ionosfera. Durante o dia, esta camada está mais baixa e o alcance é menor e à noite a camada é mais alta, provocando alcance maior.

37 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO As ondas de TV e FM não são refletidas na ionosfera. Para que estas ondas atinjam grandes distâncias são utilizadas estações retransmissoras e satélites de telecomunicação. Os satélites são colocados em órbita através de foguetes, ficando aproximadamente a km da Terra. As ondas de TV possuem freqüência a partir de Hz (50 MHz) e é costume classificá-las em bandas de freqüência: Banda Freqüência Canais VHF 54 a 216 MHz 2 a 13 Very High Frequency UHF Ultra High 470 a 890 MHz 14 a 83 Frequency MICROONDAS O forno de microondas é atualmente muito usado para cozinhar e aquecer alimentos. Isso ocorre porque suas microondas são absorvidas pelas moléculas de água existentes nas substâncias. A absorção das microondas provoca aumento da agitação molecular, causando, então, elevação da temperatura do alimento. Recipientes de vidro, cerâmica e outros materiais, nos quais os alimentos estão contidos, não são aquecidos pelas microondas porque não as absorvem. INFRAVERMELHO A radiação infravermelha, também chamada de radiação térmica, nos aquece quando estamos em torno de uma fogueira. Estas radiações surgem devido à vibração dos átomos que constituem os materiais. Embora invisível ao olho humano, a radiação infravermelha pode ser percebida por suas propriedades de aquecimento. Se o olho humano fosse sensível à radiação infravermelha não haveria necessidade de iluminação artificial, pois tudo seria brilhante durante o dia ou à noite. Os seres vivos se destacariam com nitidez por serem mais quentes e, portanto, mais brilhante que o ambiente. Apenas os objetos frios ficariam negros. LUZ VISÍVEL A Luz visível é uma estreita faixa de freqüências entre 3, Hz e 7, Hz. É o único tipo de onda eletromagnética capaz de sensibilizar os órgãos humanos da visão. O que distingue duas cores, como a luz verde e a luz amarela é a FREQÜÊNCIA DA LUZ. As luzes com as cores PRIMÁRIAS podem ser combinadas de acordo com o diagrama abaixo: As microondas também são muito utilizadas em telecomunicações. As ligações de telefone e programas de TV recebidos "via satélite" de outros países são feitas com o emprego de microondas. Os telefones celulares também operam com microondas.

38 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ULTRAVIOLETA Os raios ultravioletas são emitidos por átomos excitados. Uma exposição freqüente ou de longa duração da pele humana a radiações ultravioleta pode dar origem ao câncer de pele. A luz solar contém uma quantidade apreciável dessas radiações que são, em grande parte, absorvidas pela camada de Ozônio (O 3 ) da atmosfera terrestre. A destruição desta camada pode fazer com que o câncer de pele se torne um problema sério para todos nós. Em contrapartida, o fato de a radiação ultravioleta ser capaz de matar células vivas torna essa radiação útil no combate às bactérias. As lâmpadas de ultravioleta são largamente empregadas para esterilizar dependências hospitalares, cozinhas de hotéis, restaurantes e até mesmo sistemas de ar-condicionado. RAIOS X Os raios X foram descobertos em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Röntgen. Os raios X têm freqüência alta e possuem muita energia. São capazes de atravessar muitas substâncias embora sejam detidos por outras, principalmente pelo chumbo. Os raios X são produzidos sempre que um feixe de elétrons dotados de energia incidem sobre um alvo material. A energia cinética do feixe incidente é parcialmente transformada em energia eletromagnética, dando origem aos raios X. RAIOS GAMA A radiação gama é produzida pela emissão de partículas subatômicas de elementos radioativos. Os raios gama podem causar danos irreparáveis às células animais. Na explosão de uma arma nuclear há uma enorme emissão destas radiações. Em quantidades controladas a radiação gama serve para destruir células cancerosas. 115) Associe as colunas: (A) Microondas TESTES ( ) Bactericida (B) Infravermelho ( ) Tratamento do Câncer (C) Luz Visível (D) Ultravioleta (E) Raios Gama ( ) Radiação Térmica ( ) Cores ( ) Telefone Celular 116) Qual dos conjuntos de cores está em ordem crescente de freqüência? (A) verde, azul, vermelho (B) amarelo, laranja, vermelho (C) azul, violeta, vermelho (D) verde, azul, violeta (E) violeta, azul, verde 117) Poderíamos notar a presença de seres vivos na total escuridão se nossos olhos fossem sensíveis: (A) aos raios ultravioletas. (B) à radiação gama. (C) às microondas. (D) à radiação infravermelha. (E) aos raios X. Os raios X são capazes de impressionar uma chapa fotográfica e são muito utilizados em radiografias, já que conseguem atravessar a pele e os músculos da pessoa, mas são retidos pelos ossos. 118) Cientistas descobriram que a exposição das células humanas endoteliais à radiação dos telefones celulares pode afetar a rede de proteção do cérebro. As microondas emitidas pelos celulares deflagram mudanças na estrutura da proteína dessas células, permitindo a entrada de toxinas no cérebro. (Folha de São Paulo, 25 de Julho de 2002). As microondas geradas pelos telefones celulares são ondas de mesma natureza que: (A) o som, mas de menor freqüência. (B) a luz, mas de menor freqüência. (C) o som, e de mesma freqüência. (D) a luz, mas de maior freqüência. (E) o som, mas de maior freqüência.

39 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Considere as seguintes afirmações: I. A luz amarela e a luz verde têm a mesma freqüência. II. A luz vermelha e a luz azul têm, no vácuo, a mesma velocidade. III. A luz violeta tem freqüência inferior à da luz vermelha. É correto concluir que: (A) Somente I está correta. (B) Somente II está correta. (C) Somente III está correta. (D) Somente II e III estão corretas. (E) Nenhuma está correta. 120) Isaac Newton demonstrou, mesmo sem considerar o modelo ondulatório, que a luz do Sol, que vemos branca, é o resultado da composição adequada das diferentes cores. Considerando hoje o caráter ondulatório da luz, podemos assegurar que ondas de luz correspondentes às diferentes cores terão sempre, no vácuo: (A) o mesmo comprimento de onda. (B) a mesma freqüência. (C) o mesmo período. (D) a mesma amplitude. (E) a mesma velocidade. 121) Dentre as ondas abaixo, qual pode ser refletida na Ionosfera? (A) Raios X (B) Ondas AM (C) Ondas FM (D) Ondas VHF (E) Ondas UHF 122) Sobre a natureza e comportamentos de ondas são feitas quatro afirmativas: I. Ondas eletromagnéticas propagam-se também no vácuo. II. A freqüência da luz visível é da ordem de Hz. III. Ondas de mesma freqüência têm sempre a mesma amplitude. IV. O raio X é uma onda eletromagnética. Considerando as afirmativas acima, é correto concluir que: (A) somente I é correta (B) somente II é correta (C) somente I, II e III são corretas (D) somente I, II e IV são corretas (E) somente I e IV são corretas. 123) Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen descobriu os raios X, que são usados principalmente na área médica e industrial. Esses raios são: (A) radiações formadas por partículas alfa com grande poder de penetração. (B) radiações formadas por elétrons dotados de grandes velocidades. (C) ondas eletromagnéticas de freqüências maiores que as das microondas. (D) ondas eletromagnéticas de freqüências menores do que as das ondas luminosas. (E) ondas eletromagnéticas de freqüências iguais às das ondas infravermelhas. 124) (UEL-2005) Uma alternativa para reduzir o consumo de energia elétrica, sem prejudicar o conforto do consumidor, é a troca de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes. Isto se deve ao fato de que as lâmpadas fluorescentes são chamadas também de lâmpadas frias, emitindo luz com comprimentos de onda específicos na região espectral da luz visível, enquanto que as lâmpadas incandescentes emitem um espectro largo e contínuo, que atinge comprimentos de onda bem acima dos da luz visível. Considerando o exposto, é correto afirmar que as lâmpadas incandescentes consomem mais energia produzindo a mesma quantidade de luz visível que uma fluorescente porque emitem: (A) Muita radiação infravermelha. (B) Muita radiação beta. (C) Muita radiação azul. (D) Muita radiação ultravioleta. (E) Muita radiação gama. 125) Uma onda de rádio é emitida por uma estação transmissora e recebida por um aparelho receptor situado a alguns quilômetros de distância. Para que ocorra a propagação da onda de rádio, entre a estação transmissora e o aparelho receptor, (A) deve existir um meio material qualquer. (B) deve existir um meio material que contenha elétrons livres. (C) deve existir um meio material que contenha fótons. (D) deve existir ar. (E) não é necessária a presença de um meio material.

40 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO FÍSICA QUÂNTICA Na Física Quântica a matéria é interpretada como sendo constituída por ÁTOMOS que, agrupados, formam todas as coisas que conhecemos. Os átomos são formados por duas regiões: um NÚCLEO onde estão confinados os prótons, nêutrons e outras partículas menores e a ELETROSFERA onde movimentam-se os elétrons: A cada camada eletrônica está associada uma quantidade de energia bem definida, constituindo os NÍVEIS DE ENERGIA. Para que um elétron mude de nível ele tem que efetuar um SALTO QUÂNTICO recebendo ou emitindo energia, ou seja, ele tem que mudar a sua QUANTIDADE de energia. Segundo a Teoria Quântica, prótons e elétrons NÃO SÃO BOLINHAS. Nós os representamos assim apenas por ser mais simples. Na realidade eles se parecem mais com nuvens, estão espalhados em regiões chamadas ORBITAIS. Estes saltos quânticos não podem assumir qualquer valor mas apenas valores fixos chamados PACOTES ou QUANTUM de ENERGIA. Na linguagem da Física estes pacotes de energia, emitidos ou absorvidos pelo átomo são chamados FÓTONS. Os fótons se comportam como partículas quando interagem com a matéria e como ondas quando se propagam, este fato é conhecido como DUALIDADE PARTÍCULA-ONDA. A freqüência desses fótons absorvidos ou emitidos é determinada pela EQUAÇÃO de PLANCK: No caso dos elétrons, estas nuvens estão dispostas em regiões chamadas CAMADAS ELETRÔNICAS. Nestas regiões se tem mais chance de encontrar elétrons. Qualquer onda eletromagnética (luz visível, ondas de rádio, TV, microondas, etc.) é constituída de fótons. QUESTÕES 126) Determine a energia associada a fótons que possuem as seguintes freqüências: Estas camadas possuem uma propriedade interessante. Se você encontrar o elétron será impossível saber a velocidade dele. Se você souber a velocidade dele você jamais o encontrará. Este fato é conhecido como PRINCÍPIO DA INCERTEZA e foi enunciado por um físico famoso chamado Werner Heisenberg. F = Hz (l u z vis ív el) F = Hz (rai os X)

41 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) Segundo a Teoria Quântica, do que a matéria é formada? 128) Os elétrons são parecidos com bolinhas? Qual a maneira correta de representá-los segundo a Física Quântica? TESTES 133) Na questão a seguir assinale a afirmativa INCORRETA. (A) Cada átomo possui níveis de energia que podem ser ocupados por seus elétrons. (B) Qualquer onda eletromagnética é constituída de fótons. (C) Para todos os átomos de todos os elementos, os níveis de energia são iguais. (D) Os níveis de energia são quantizados, ou seja, o átomo deverá absorver ou emitir quantidades específicas de energia. (E) Para os elétrons mudarem de um nível de energia para outro, o átomo deverá absorver ou emitir energia. 129) O que são as camadas eletrônicas de um átomo? 130) O que é o Princípio da Incerteza. Quem o enunciou? 131) O que significa a expressão Salto Quântico? 132) O que é o Fóton? 134) No Brasil, a preocupação com a demanda crescente de energia elétrica vem gerando estudos sobre formas de otimizar sua utilização. Um dos mecanismos de redução de consumo de energia é a mudança dos tipos de lâmpadas usados nas residências. Dentre esses vários tipos, destacam-se dois: a lâmpada incandescente e a fluorescente, as quais possuem características distintas no que se refere ao processo de emissão de radiação. A lâmpada incandescente (lâmpada comum) possui um filamento, em geral feito de tungstênio, que emite radiação quando percorrido por uma corrente elétrica. A lâmpada fluorescente em geral utiliza um tubo, com eletrodos em ambas as extremidades, revestido internamente com uma camada de fósforo, contendo um gás composto por argônio e vapor de mercúrio. Quando a lâmpada é ligada se estabelece um fluxo de elétrons entre os eletrodos. Esses elétrons colidem com os átomos de mercúrio transferindo energia para eles (átomos de mercúrio ficam excitados). Os átomos de mercúrio liberam essa energia emitindo fótons ultravioleta. Tais fótons interagem com a camada de fósforo, originando a emissão de radiação. Considerando os processos que ocorrem na lâmpada fluorescente, podemos afirmar que a explicação para a emissão de luz envolve o conceito de (A) colisão entre elétrons e átomos de mercúrio. (B) efeito fotoelétrico. (C) modelo ondulatório para radiação. (D) níveis de energia dos átomos. (E) emissão de raios X.

42 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO EFEITO FOTOELÉTRICO O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons por um material, geralmente metálico, quando exposto a uma radiação eletromagnética (como a luz) de frequência suficientemente alta, que depende do material. Ele pode ser observado quando a luz incide numa placa de metal, literalmente arrancando da placa elétrons. A grande dúvida que se tinha a respeito do efeito fotoelétrico era que quando se aumentava a intensidade da luz, ao contrário do esperado, a luz não arrancava os elétrons do metal com maior energia cinética. O que acontecia era que uma maior quantidade de elétrons era ejetado. Por exemplo, a luz vermelha de baixa intensidade estimula os elétrons para fora de uma peça de metal. Na visão clássica, a luz é uma onda contínua cuja energia está espalhada sobre a onda. Todavia, quando a luz fica mais intensa, mais elétrons são ejetados, contradizendo, assim a visão da física clássica que sugere que os mesmos deveriam se mover mais rápido (energia cinética) do que as ondas. Quando a luz incidente é de cor azul, essa mudança resulta em elétrons muito mais rápidos. A razão é que a luz pode se comportar não apenas como ondas contínuas, mas também como feixes discretos de energia chamados de fótons. Um fóton azul, por exemplo, contém mais energia do que um fóton vermelho. Assim, o fóton azul age essencialmente como uma "bola de bilhar" com mais energia, desta forma transmitindo maior movimento a um elétron. Esta interpretação corpuscular da luz também explica por que a maior intensidade aumenta o número de elétrons ejetados - com mais fótons colidindo no metal, mais elétrons têm probabilidade de serem atingidos. A explicação satisfatória para esse efeito foi dada em 1905, por Albert Einstein, que em 1921, deu ao cientista alemão o prêmio Nobel de Física. TESTES 135) O efeito fotoelétrico refere-se à capacidade da luz de retirar elétrons da superfície de um metal. Quanto a este efeito, pode-se afirmar que (A) a energia dos elétrons ejetados depende da intensidade da luz incidente. (B) a energia dos elétrons ejetados é discreta, correspondendo aos quanta de energia. (C) a função trabalho depende do número de elétrons ejetados. (D) a velocidade dos elétrons ejetados depende da cor da luz incidente. (E) o número de elétrons ejetados depende da cor da luz incidente. 136) Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein, em 1905, apoiou-se na hipótese de que: (A) a energia das ondas eletromagnéticas é quantizada. (B) o tempo não é absoluto, mas depende do referencial em relação ao qual é medido. (C) os corpos contraem-se na direção de seu movimento. (D) os elétrons em um átomo somente podem ocupar determinados níveis discretos de energia. (E) a velocidade da luz no vácuo corresponde à máxima velocidade com que se pode transmitir informações. 137) Considere o texto e as afirmações a seguir. O ano 2005 foi declarado pela ONU o "Ano Mundial da Física". Um dos objetivos dessa designação é comemorar o centenário da publicação dos trabalhos de Albert Einstein, que o projetaram como físico no cenário internacional da época e, posteriormente, trouxeram-lhe fama e reconhecimento. Um dos artigos de Einstein publicado em 1905 era sobre o efeito fotoelétrico, que foi o principal motivo da sua conquista do Prêmio Nobel em A descrição de Einstein para o efeito fotoelétrico tem origem na quantização da energia proposta por Planck em 1900, o qual considerou a energia eletromagnética irradiada por um corpo negro de forma descontínua, em porções que foram chamadas quanta de energia ou fótons. Einstein deu o passo seguinte admitindo que a energia eletromagnética também se propaga de forma descontínua e usou esta hipótese para descrever o efeito fotoelétrico. Em relação ao efeito fotoelétrico numa lâmina metálica, pode-se afirmar que: I. A energia dos elétrons removidos da lâmina metálica pelos fótons não depende do tempo de exposição à luz incidente. II. A energia dos elétrons removidos aumenta com o aumento do comprimento de onda da luz incidente. III. Os fótons incidentes na lâmina metálica, para que removam elétrons da mesma, devem ter uma energia mínima. IV. A energia de cada elétron removido da lâmina metálica é igual à energia do fóton que o removeu. Analisando as afirmativas, conclui-se que somente (A) está correta a afirmativa I. (B) está correta a afirmativa IV. (C) estão corretas as afirmativas I e III. (D) estão corretas as afirmativas II e IV. (E) estão corretas as afirmativas III e IV.

43 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TEORIA DA RELATIVIDADE A velocidade da luz no vácuo é a velocidade mais elevada que é possível conseguir no universo. Essa velocidade é constante em qualquer ponto e é independente da velocidade do observador. EXERCÍCIOS 138) Uma nave espacial passa 18 meses viajando à velocidade V=0,8c. Determine a duração desta viagem do ponto de vista de um observador fixo na Terra. (Resp: 30 meses) OS POSTULADOS DE EINSTEIN Em 1905 Albert Einstein formulou a Teoria da Relatividade Restrita que se baseia em dois postulados: 1. Postulado da Relatividade: As leis da física são as mesmas para os observadores em todos os referenciais inerciais. 2. Postulado da Velocidade da Luz: A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor em todas as direções e em todos os referenciais inerciais. 139) Um cosmonauta deixa a Terra no ano 2400 para uma missão que durará 12 anos. A velocidade de cruzeiro da nave é V=0,94c. Em que ano o cosmonauta retornará à Terra? (Resp: 2436) FATOR DE LORENTZ DILATAÇÃO DO TEMPO Segundo a Teoria da Relatividade Restrita, quanto mais depressa se move um objeto, mais devagar o tempo passa em comparação a um observador em repouso. Esse fenômeno só pode ser percebido quando a velocidade da nave for próxima da velocidade da luz e comprova a possibilidade de se viajar para o futuro. 140) Uma nave de 20 metros de comprimento próprio trafega no espaço com uma velocidade V=0,6c. Determine o comprimento da nave medido por um observador fixo na Terra. (Resp: 16 m) CONTRAÇÃO DO ESPAÇO O comprimento de uma barra medido por um observador em relação ao qual a barra está em repouso é denominado de comprimento próprio. Se a barra está se movendo com velocidade v em relação ao observador, o comprimento que ele mede (na direção paralela ao movimento), é dado por: O comprimento de uma barra em movimento é sempre menor que o comprimento da barra em repouso. 141) Uma nave espacial com velocidade V = 0,8c possui um comprimento próprio de 15 metros. Determine o comprimento da nave medido por um observador fixo na Terra. (Resp: 9 m)

44 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ADIÇÃO DE VELOCIDADES Se você caminha a 1 km/h ao longo do corredor de um trem que se move a 60 km/h, sua velocidade em relação ao solo é de 61 km/h se você estiver caminhando no mesmo sentido do movimento do trem, e de 59 km/h se você caminhar em sentido contrário: ENERGIA RELATIVÍSTICA Einstein ligou não apenas o espaço e o tempo, mas também massa com energia. Um pedaço de matéria, mesmo estando em repouso e não interagindo com qualquer coisa, possui uma energia de existência. Ela é chamada de energia ou massa de repouso. Einstein concluiu que é necessário energia para haver massa, e que ocorre liberação de energia se desaparecer massa. A quantidade de energia está relacionada à quantidade de massa pela mais famosa equação do século vinte: Para objetos do cotidiano em movimento uniforme nós normalmente combinamos velocidades de acordo com a Fórmula de Galileu: Devido ao grande valor da velocidade da luz (c= m/s), uma pequena massa corresponde a uma enorme quantidade de energia. Quando um corpo está em movimento sua energia aumenta de acordo com a Fórmula de Einstein: Mas esta regra não se aplica à luz, que sempre se propaga com a mesma velocidade. Nos casos em que as velocidades envolvidas são iguais ou próximas à da luz devemos utilizar a Fórmula de Lorentz: O ELÉTRON-VOLT O elétron-volt é uma unidade de energia igual ao trabalho realizado sobre um elétron quando este se desloca através de uma diferença de potencial de 1 volt. É muito usada como medida de energia de partículas. Por exemplo, as massas de repouso (mc 2 ) de um elétron e de um próton são: EXERCÍCIOS 142) Um observador se desloca no espaço com velocidade 0,6c e vai de encontro a uma nave espacial que se desloca em sentido contrário com velocidade 0,8c. Calcule a velocidade de aproximação da nave em relação ao observador. EXERCÍCIOS 144) Calcule, em MeV, o valor da energia de um elétron acelerado a uma velocidade igual a 80% da velocidade da luz (v=0,8 c). 143) Uma nave espacial se afastando da Terra com velocidade 0,3c transporta um laboratório de Física onde se produzem partículas sub-atômicas que se deslocam com uma velocidade 0,9c em relação à nave. Qual a velocidade destas partículas em relação à Terra? 145) Calcule, em MeV, o valor da energia de um próton acelerado a uma velocidade igual a 60% da velocidade da luz (v=0,6 c).

45 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO REVISÃO - MOVIMENTO UNIFORME 146) (Fuvest-SP) Após chover na cidade de São Paulo, as águas da chuva descerão o Rio Tietê até o Rio Paraná, percorrendo cerca de 1000 km. Sendo de 4 km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente: (A) 30 dias (B) 10 dias (C) 25 dias (D) 2 dias (E) 4 dias 147) (Unaerp-SP) A distância entre Ribeirão Preto e Campinas é de 200 km e entre Campinas e São Paulo, de 120 km. Um ônibus de linha faz o percurso de Ribeirão Preto a São Paulo em 4 horas. No entanto, em uma das viagens foi necessário fazer o percurso de Campinas a São Paulo com velocidade média de 96 km/h. Sua velocidade média na primeira parte do percurso foi, em km/h, igual a: (A) 72,7 (B) 92,7 (C) 80,0 (D) 66,7 (E) 60,0 148) (PUC-RS) O gráfico relaciona a posição x de um móvel em função do tempo t. 149) (Fuvest-SP) Um automóvel faz uma viagem em 6 horas e sua velocidade escalar varia em função do tempo aproximadamente como mostra o gráfico. A velocidade escalar média do automóvel na viagem é, em km/h, igual a (A) 35 (B) 40 (C) 45 (D) 48 (E) 50 MOVIMENTO VARIADO 150) Segundo a função horária V = 2 0,5 t (SI), no instante t = 3 s, o movimento é (A) progressivo e acelerado (B) progressivo e retardado (C) progressivo e uniforme (D) retrógrado e retardado (E) retrógrado e acelerado 151) (Mack-SP) O gráfico a seguir indica a velocidade em função do tempo de um corpo que se movimenta sobre uma trajetória retilínea. Assinale a alternativa correta. (Obs.: O ponto A é a origem dos eixos) A partir do gráfico, pode-se concluir corretamente que: (A) o móvel inverte o sentido do movimento no instante 5 s. (B) a velocidade é nula no instante 5 s. (C) o deslocamento é nulo no intervalo de 0 s a 10 s. (D) a velocidade é constante e vale 2,0 m/s. (E) a velocidade vale 2,0 m/s no intervalo de 0 s a 5 s e 2,0 m/s no intervalo de 5 s a 10 s. (A) o movimento é acelerado nos trechos AB e GH. (B) o movimento é acelerado nos trechos AB e CD. (C) o movimento é acelerado o tempo todo. (D) o movimento é retardado nos trechos CD e GH. (E) o móvel está parado nos trechos BC, DE e FG.

46 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) (Mack-SP) Em certo instante passam pela origem de uma trajetória retilínea os móveis A, com MRU, e B, com MRUV. A partir desse instante, constrói-se o diagrama a seguir. O tempo gasto pelo móvel B para ficar 32 m à frente do A, é, em segundos, igual a (A) 8 (B) 7 (C) 6 (D) 4 (E) 2 153) (PUC-SP) No instante em que a luz verde do semáforo acende, um carro ali parado parte com aceleração constante de 2,0 m/s 2. Um caminhão, que circula na mesma direção e no mesmo sentido, com velocidade constante de 10 m/s passa por ele no exato momento da partida. Podemos, considerando os dados fornecidos, afirmar que: (A) o carro ultrapassa o caminhão a 200 m do semáforo. (B) o carro não alcança o caminhão. (C) os dois veículos seguem juntos. (D) o carro ultrapassa o caminhão a 40 m do semáforo. (E) o carro ultrapassa o caminhão a 100 m do semáforo 155) (Fuvest-SP) Dois objetos, A e B, de massas 1 kg e 2 kg respectivamente, são simultaneamente lançados verticalmente para cima, com a mesma velocidade inicial a partir do solo. Desprezando a resistência do ar, podemos afirmar que (A) A atinge uma altura menor do que B e volta ao solo ao mesmo tempo que B (B) A atinge uma altura menor do que B e volta ao solo antes de B (C) A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo antes de B (D) A atinge uma altura igual à de B e volta ao solo ao mesmo tempo que B (E) A atinge uma altura maior do que B e volta ao solo depois de B 156) (FEMSC-SP) Uma pedra é lançada verticalmente para cima de um edifício suficientemente alto, com velocidade de 29,4 m/s. Decorridos 4s, deixa-se cair outra pedra. Contado a partir do instante do lançamento da segunda, a primeira passará pela segunda no instante: (A) 1/3 s Dado: g= 9,8 m/s 2 (B) 2 s (C) 3 s (D) 4 s (E) 6 s 157) (Cesgranrio) Qual dos gráficos abaixo pode representar a variação da velocidade escalar, em função do tempo, de uma pedra lançada verticalmente para cima? (A resistência do ar é desprezível) 154) (FUC-MT) Um corpo é dotado de aceleração constante igual a 3 m/s 2. No instante inicial a velocidade é igual a 10 m/s. Qual é, em m/s, a velocidade, atingida após percorrer 16 m? (A) 96 (B) 20 (C) 16 (D) 12 (E) 14

47 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO CINEMÁTICA VETORIAL 158) Os indivíduos da figura, que caminham na mesma calçada retilínea, estão: (A) na mesma direção e no mesmo sentido (B) na mesma direção e em sentidos opostos (C) em direções opostas e no mesmo sentido (D) em direções opostas e em sentidos opostos (E) em direções e sentidos indefinidos 159) (Fatec-SP) Dados os vetores A, B e C, representados na figura, em que cada quadrícula apresenta lado correspondente a uma unidade de medida, é correto afirmar que a resultante dos vetores tem módulo: (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 6 160) Qual é a velocidade da correnteza de um rio, se um barco se move a 50 km/h rio abaixo e a 14 km/h rio acima, mantendo a mesma velocidade própria? (A) 18 m/s (B) 15 m/s (C) 5,0 m/s (D) 5,0 km/h (E) 36 km/h MOVIMENTO CIRCULAR 161) (FUC-MT) No movimento circular uniforme, podemos afirmar que (A) a direção do vetor velocidade tem sentido voltado para o centro da circunferência em questão. (B) não existe aceleração e a velocidade tangencial é constante (C) não existe aceleração e a velocidade tangencial não é constante (D) existe aceleração e esta tem módulo constante (E) existe aceleração e esta tem módulo variável 162) (FUC-MT) Um corpo descreve uma trajetória circular de diâmetro de 20 cm, com velocidade escalar de 5 m/s, constante. Nestas condições, a aceleração à qual fica submetido vale: (A) 250 m/s 2 (B) 250 cm/s 2 (C) 50 m/s 2 (D) 50 cm/s 2 (E) 2,5 m/s 2 163) (PUC-RS) Os ponteiros de um relógio realizam movimento circular que pode ser considerado uniforme. A velocidade angular, em rad/s, do ponteiro dos segundos vale: (A) π/30 (B) π/20 (C) π/2 (D) π (E) 2π 164) (UFUb-MG) Uma fita cassete em funcionamento apresenta num dado instante, uma das polias, com diâmetro de 2,0 cm, girando com uma frequência de 0,5 Hz. Sabendo que a outra polia, naquele mesmo instante, está com 5,0 cm de diâmetro, a sua frequência, em Hz, é: (A) 0,1 (B) 0,2 (C) 0,3 (D) 0,4 (E) 0,5 165) (PUC-RS) As rodas de um carro tem 60,0 cm de diâmetro e realizam 5 voltas por segundo. Pode-se concluir que a velocidade deste carro é, aproximadamente, (A) 9,42 m/s (B) 12,4 m/s (C) 18,8 m/s (D) 20,8 m/s (E) 25,6 m/s LEIS DE NEWTON 166) (FCC-SP) Uma força de módulo 10 N e outra de módulo 12 N são aplicadas simultaneamente a um corpo. Qual das opções abaixo representa uma possível intensidade da resultante dessas forças? (A) 0 (B) 1,0 N (C) 15 N (D) 24 N (E) 120 N

48 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) (Fuvest-SP) Um veículo de 5,0 kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte função horária: O módulo da força resultante, em N, sobre o veículo vale (A) 30 (B) 5 (C) 10 (D) 15 (E) ) (FGV-SP) O gráfico a seguir refere-se ao movimento de um carrinho de massa 10 kg, lançado com velocidade de 2 m/s ao longo de uma superfície horizontal. A força resultante que atua sobre o carrinho, em módulo, é de (A) 0,5 N (B) 2,0 N (C) 4,0 N (D) 20 N (E) 40 N 169) (PUC-SP) De acordo com a figura, o bloco A de massa 100 kg desloca-se com velocidade constante de 40 m/s. A partir do ponto 1, situado a 10 m do ponto 2, começa a agir uma força constante de mesma direção. A intensidade mínima da força, para que o bloco não ultrapasse o ponto 2, é de: (A) 80 N (B) N (C) 8000 N (D) 2000 N (E) N 170) (Unifor-CE) No sistema representado abaixo, o atrito e a resistência do ar são desprezíveis e a polia e o fio podem ser considerados ideais. Sabe-se que a intensidade da força F vale 60 N, que a massa do corpo M é de 4,0 kg, que a aceleração da gravidade é de 10 m/s 2 e que o corpo N está subindo com velocidade escalar constante. Nestas condições, a massa de N, em kg, vale: (A) 2,0 (B) 3,0 (C) 4,0 (D) 5,0 (E) 6,0 171) (ITA-SP) Um físico acha-se encerrado dentro de uma caixa hermeticamente fechada, que é transportada para algum ponto do espaço cósmico, sem que ele saiba. Então, abandonado um objeto dentro da caixa, ele percebe que o mesmo cai com movimento acelerado. Baseado em sua observação, ele pode afirmar com segurança: (A) Estou parado num planeta que exerce força gravitacional sobre os objetos em minha caixa. (B) Estou caindo sobre um planeta e é por isso que vejo o objeto caindo dentro da caixa. (C) Minha caixa está acelerado no sentido contrário ao do movimento do objeto. (D) Não tenho elementos para julgar se o objeto cai porque a caixa sobe com movimento acelerado ou se o objeto cai porque existe um campo gravitacional externo. (E) Qualquer das afirmações acima que o físico tenha feito está errada 172) (Puccamp-SP) No piso de um elevador é colocada uma balança graduada em newtons. Um menino de massa 40 kg sobe na balança quando o elevador está descendo acelerado, com aceleração de módulo 3,0 m/s 2, como representa a figura. Se a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s 2, a balança estará indicando um valor mais próximo de: (A) 120 N (B) 200 N (C) 270 N (D) 400 N (E) 520 N

49 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO FORÇA DE ATRITO 173) (PUC-PR) Dois corpos A e B de massas 3 kg e 6 kg, respectivamente, estão ligados por um fio ideal que passa por uma polia sem atrito, conforme a figura. Entre o corpo A e o apoio, há atrito cujo coeficiente é 0,5. Considerando-se g = 10 m/s 2, a aceleração dos corpos, em m/s 2, e a força de tração no fio, em newtons, valem, respectivamente: (A) 5 e 30 (B) 3 e 30 (C) 8 e 80 (D) 2 e 100 (E) 6 e ) (UFU-MG) O bloco da figura abaixo está em repouso e tem massa igual a 2 kg. Suponha que a força F = 4 N, representada na figura, seja horizontal e que o coeficiente de atrito estático das superfícies em contato vale 0,3. Ter-se-á, então, neste caso, que o valor da força de atrito é: (g = 10 m/s 2 ) (A) 4N (B) 6N (C) 2N (D) 10N (E) 20N 175) (Mack-SP) A ilustração abaixo refere-se a uma certa tarefa na qual o bloco B, 10 vezes mais pesado que o bloco A, deverá descer pelo plano inclinado com velocidade constante. Considerando que o fio e a polia são ideais, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e o plano deverá ser: (A) 0,500 (B) 0,750 (C) 0,875 (D) 1,33 (E) 1,50 176) (Fuvest-SP) As duas forças que agem sobre uma gota de chuva, a força peso e a força devida à resistência do ar têm mesma direção e sentidos opostos. A partir da altura de 125 m acima do solo, estando a gota com uma velocidade de 8 m/s, essas duas forças passam a ter o mesmo módulo. A gota atinge o solo com a velocidade, em m/s, de (A) 8,0 (B) 35 (C) 42 (D) 50 (E) 58 MOVIMENTOS CURVILÍNEOS 177) (PUC-MG) Durante a exibição aérea da esquadrilha da fumaça, no dia 7 de setembro, um dos aviões realizou um looping de raio 30 m. No ponto mais alto da trajetória, o avião alcançou a velocidade de 20 m/s. Nesse ponto, o piloto, de massa 60 kg, exerceu sobre o assento uma força de intensidade igual a: Dado: g = 10 m/s 2 (A) 600 N (B) 400 N (C) 300 N (D) 200 N (E) 100 N 178) (Esal-MG) Um piloto de Fórmula 1 com massa de 800 kg entra numa curva de raio 50 m, com velocidade constante de 144 km/h. Supondo não haver escorregamento lateral do bólido, a força de atrito estática entre pneus e piso é a da ordem de: (A) Faltam dados (B) N (C) N (D) N (E) N 179) (Mack-SP) Uma massa de 2 kg gira num plano horizontal com frequência de 5 Hz. Se o raio da trajetória permanecer constante, mas a frequência for aumentada até que dobre a sua força centrípeta, a razão entre as velocidades final e inicial é: (A) 1 (B) 2 (C) 2 (D) 3 (E) 5

50 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TRABALHO E POTÊNCIA 180) (PUC-RS) Um corpo de massa igual a 5,0 kg é levantado verticalmente, com velocidade constante, a uma altura de 5,0m. Sendo g = 10 m/s 2, o trabalho realizado pela força-peso do corpo, durante esse levantamento, vale: (A) 250 J (B) 250 J (C) 25 J (D) 25 J (E) 5 J 181) (Osec-SP) Um bloco com 4,0 kg, inicialmente em repouso, é puxado por uma força constante e horizontal, ao longo de uma distância de 15,0 m, sobre uma superfície plana, lisa e horizontal, durante 2,0 s. O trabalho realizado, em joules, é de: (A) 50 (B) 150 (C) 250 (D) 350 (E) ) (Osec-SP) Uma força de 10 newtons aplicada num corpo de 5,0 kg produz um movimento circular uniforme, de velocidade 2,0 m/s, sendo o raio da circunferência de 2,0 m. O trabalho, em joules, realizado pela resultante centrípeta, após uma volta é de: (A) zero (B) 10 (C) 20 (D) 125,6 (E) 251,2 183) (UFPE) O gráfico mostra a variação da força F, que atua sobre um corpo, em função de sua posição x. Qual o trabalho, em joules, realizado pela força quando o corpo vai de x = 2 m para x = 6 m? (A) 4 (B) 6 (C) 10 (D) 32 (E) ) Quando são fornecidos 800 J em 10 s para um motor, ele dissipa internamente 200 J. O rendimento desse motor é: (A) 75% (B) 50% (C) 25% (D) 15% (E) 10% 185) (ITA-SP) Um automóvel de massa m = 500 kg é acelerado uniformemente a partir do repouso até uma velocidade de 40 m/s em 10 segundos. A potência desenvolvida por esse automóvel, ao completar esses 10 primeiros segundos, será: (A) 160 kw (B) 80 kw (C) 40 kw (D) 20 kw (E) 3 kw 186) (Cesep-PE) A potência média mínima necessária para se bombear 1000 litros de água a uma altura de 5,0 m em 0,5 h é, em watts, igual a: (A) 28 (B) 42 (C) 64 (D) 80 (E) ) (UFRGS) Um guindaste ergue verticalmente um caixote a uma altura de 5 m em 10 s. Um segundo guindaste ergue o mesmo caixote à mesma altura em 40 s. Em ambos os casos o içamento foi feito com velocidade constante. O trabalho realizado pelo primeiro guindaste, comparado com o trabalho realizado pelo segundo, é (A) igual à metade. (B) o mesmo. (C) igual ao dobro. (D) quatro vezes maior (E) quatro vezes menor. ENERGIA MECÂNICA 188) (UFRGS) Comparada com a energia necessária para acelerar um automóvel de 0 a 60 km/h, quanta energia é necessária para acelerá-lo de 60 km/h a 120 km/h, desprezando a ação do atrito? (A) A mesma (B) O dobro (C) O triplo (D) Quatro vezes mais (E) Oito vezes mais

51 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) (UFRGS) Uma pedra é lançada verticalmente para cima no campo gravitacional terrestre. Após o lançamento, qual a grandeza, associada à pedra, cujo módulo aumenta na subida e diminui na descida? (A) Aceleração da gravidade (B) Força gravitacional (C) Energia cinética (D) Energia potencial gravitacional (E) Quantidade de movimento linear 190) (UFRGS) Uma força resultante constante de módulo igual a 40 N atua sobre um corpo que se movimenta em linha reta. Qual a distância percorrida por esse corpo durante o tempo em que sua energia cinética variou de 80 J? (A) 0,5 m (B) 2,0 m (C) 40 m (D) 80 m (E) 3200 m 191) (UFRS) Um corpo é lançado verticalmente para cima com velocidade de 20 m/s. Considere g = 10 m/s 2. A energia cinética do corpo estará reduzida à metade do seu valor inicial, no momento em que ele atingir a altura de (A) 5 m (B) 10 m (C) 15 m (D) 20 m (E) 25 m 192) (FM-Itajubá) Um corpo de 2,0 kg de massa, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito por uma força constante também horizontal de 4,0 N. Qual será sua energia cinética após percorrer 5,0m? (A) zero (B) 20 J (C) 10 J (D) 5 J (E) n.d.a. 193) (PUC-RS) Um corpo de 2,0 kg de massa é abandonado da janela de um edifício a uma altura de 45 m. Supondo que ocorra um movimento de queda livre, com aceleração gravitacional g = 10 m/s 2, ao atingir o solo, esse corpo terá uma energia cinética igual a: (A) 900 J (B) 600 J (C) 400 J (D) 300 J (E) 200 J 194) (UFRGS) Um carrinho de 5 kg de massa move-se horizontalmente em linha reta com velocidade de 6 m/s. O trabalho necessário para alterar a velocidade para 10 m/s deve ser, em joules: (A) 40 (B) 90 (C) 160 (D) 400 (E) ) (Fatec-SP) Um atleta de 60 kg, no salto com vara, consegue atingir uma altura de 5 m. Podese dizer que ele adquiriu uma energia potencial gravitacional, em relação ao solo, de aproximadamente: (A) 12 J (B) 300 J (C) 3000 J (D) 6000 J (E) n.d.a. 196) (Cesgranrio) Uma esfera de aço de massa 0,10 kg rola sobre o perfil de montanha-russa mostrado na figura abaixo. No instante representado, ela se move para baixo (veja seta) com energia cinética igual a 0,20 J. Embora o atrito seja desprezível, a bola acabará parando na posição: (considere g=10 m/s 2 ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5 197) (Fuvest-SP) Uma pedra com massa m = 0,10 kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética Ec = 20 J. Qual a altura máxima atingida pela pedra? (g = 10 m/s 2 ) (A) 10 m (B) 15 m (C) 20 m (D) 1 m (E) 0,2 m

52 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO 198) (Med-Jundiaí) Um corpo de massa igual a 3,0 kg e velocidade escalar 12 m/s tem quantidade de movimento cujo módulo, em kg.m/s, é igual a: (A) 432 (B) 216 (C) 108 (D) 36 (E) 4 199) (FEEQ-CE) Dois patinadores, um homem de massa 60 kg e um menino de massa 40 kg, estão, inicialmente, em repouso sobre uma superfície gelada, plana e horizontal. Suponha que eles se empurrem mutuamente conforme a figura: Se o homem vai para a direita com velocidade de 2 m/s, o menino vai para a esquerda com velocidade de: (A) 2 m/s (B) 3 m/s (C) 4 m/s (D) 5 m/s (E) 6 m/s 200) (UFV-MG) Um trenó, com massa total de 250 kg, desliza no gelo à velocidade de 10 m/s. Se o seu condutor atirar para trás 50 kg de carga à velocidade de 10 m/s, a nova velocidade do trenó será de: (A) 20 m/s (B) 10 m/s (C) 5 m/s (D) 2 m/s (E) 15 m/s 201) (UFRN) Um carrinho de massa 2,0 kg move-se com velocidade de 3,0 m/s quando passa a sofrer uma força, no mesmo sentido da sua velocidade, até que sua velocidade duplique de valor. O impulso da força aplicada tem, em N.s, módulo: (A) 1 (B) 3 (C) 6 (D) 9 (E) ) (PUC-SP) Um projétil de massa 15 g incide horizontalmente sobre uma tábua com velocidade 600 m/s e a abandona com velocidade ainda horizontal de 400 m/s. O impulso comunicado ao projétil pela tábua tem valor, em módulo: (A) 1,5 N.s (B) 3,0 N.s (C) 6,0 N.s (D) 9,0 N.s (E) 15,0 N.s 203) Uma bola de beisebol, de massa 145 g, é atirada por um lançador com velocidade de 30 m/s. O bastão toma contato com a bola durante 0,01 s, dando a ela velocidade de módulo 40 m/s na direção e no sentido do lançador. A força média aplicada pelo bastão à bola é de intensidade: (A) 0,101 N (B) 1,450 N (C) 14,50 N (D) 145 N (E) 1015 N 204) (Unesp-SP) A intensidade da resultante das forças que atuam num corpo, inicialmente em repouso, varia como mostra o gráfico. Durante todo o intervalo de tempo considerado, o sentido e a direção desta resultante permanecem inalterados. Nestas condições, a quantidade de movimento, em kg.m/s (ou N.s), adquirida pelo corpo é: (A) 8 (B) 15 (C) 16 (D) 20 (E) 24

53 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) (Mack-SP) No choque mecânico entre dois corpos, acontece sempre: (A) conservação da energia mecânica (B) conservação da quantidade de movimento (C) separação dos corpos após o choque (D) inversão de velocidades após o choque (E) repouso de um dos corpos após o choque 206) (PUC-MG) Um caminhão de 8, kg de massa passa em baixo de uma ponte com velocidade de 72 km/h. Uma pedra de 2, kg de massa cai do alto da ponte, dentro do caminhão. A velocidade com que o caminhão passa a se deslocar é: (A) 58 m/s (B) 16 m/s (C) 80 m/s (D) 29 m/s (E) 20 m/s GRAVITAÇÃO 207) (FMABC-SP) Marte tem dois satélites: Fobos, que se move em órbita circular de raio 9700 km e período 2, s, e Deimos, que tem órbita circular de raio km. O período de Deimos, expresso em segundos, é um valor mais próximo de: (A) 2, (B) 8, (C) 1, (D) 2, (E) 1, ) (Fuvest-SP) Dentro de um satélite em órbita em torno da Terra, a tão falada ausência de peso, responsável pela flutuação de um objeto dentro do satélite, é devida ao fato de que: (A) a órbita do satélite se encontra no vácuo e a gravidade não se propaga no vácuo (B) a órbita do satélite se encontra fora da atmosfera, não sofrendo assim os efeitos da pressão atmosférica (C) a atração lunar equilibra a atração terrestre e, consequentemente, o peso de qualquer objeto é nulo (D) a força de atração terrestre, centrípeta, é muito menor que a força centrífuga dentro do satélite (E) o satélite e o objeto que flutua têm a mesma aceleração, produzida unicamente por forças gravitacionais. 209) (OSEC-SP) Um observador, colocado na superfície da Terra, tem a impressão de que um satélite artificial se encontra parado a certa altura da superfície. Considerando a Terra uma esfera e ignorando seu movimento de translação, para um observador colocado no Sol: (A) a velocidade do satélite é nula (B) a aceleração do satélite é nula (C) o satélite se encontra livre da ação gravitacional terrestre (D) a órbita do satélite está contida num plano que passa pelos pólos (E) a órbita do satélite está contida no plano do equador 210) (Cesgranrio) Qual é, aproximadamente, o valor do módulo da aceleração de um satélite em órbita circular em torno da Terra, a uma altitude igual a 5 vezes o raio terrestre? (A) 25 m/s 2 (B) 9,8 m/s 2 (C) 5 m/s 2 (D) 2 m/s 2 (E) 0,3 m/s 2 ESTÁTICA 211) (ITA-SP) Um bloco de peso P é sustentado por fios, como indica a figura. O módulo da força horizontal F é (A) P senθ (B) P cosθ (C) P senθ cosθ (D) P cotgθ (E) P tgθ 212) (UFRS) A figura mostra uma régua homogênea em equilíbrio estático, sob a ação de várias forças. Quanto vale F, em N? (A) 1 (B) 2 (C) 2,5 (D) 3 (E) 5

54 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO ) (PUC-RS) Uma caixa C, em repouso, é suspensa por uma corda na qual duas pessoas aplicam as forças F A de 40 N e F B de 30 N, conforme mostra a figura. Desprezando qualquer forma de atrito nas roldanas e a massa da corda, pode-se concluir que o peso da caixa é 216) (FESP-SP) Dois vasos comunicantes contêm, em equilíbrio, mercúrio de densidade 13,6 g/cm 3 e óleo. A superfície livre do mercúrio está 2 cm acima da superfície de separação entre os líquidos, e a do óleo, 34 cm acima da referida superfície. A densidade do óleo.e, em g/cm 3 : (A) 10 N (B) 30 N (C) 40 N (D) 50 N (E) 70 N 214) (Fatec-SP) Duas pessoas carregam uma carga utilizando uma corda que passa por uma roldana, conforme ilustra a figura. Podemos afirmar que cada uma delas exercerá uma força de intensidade (A) 300 N (B) menor que 300 N (C) superior a 300 N, mas menor que 600 N (D) 600 N (E) n.d.a. (A) 0,8 (B) 0,9 (C) 0,7 (D) 0,3 (E) 0,5 217) (FGV) A figura representa uma talha contendo água. A pressão da água exercida sobre a torneira, fechada, depende: (A) do volume de água contida no recipiente (B) da massa de água contida no recipiente (C) do diâmetro do orifício em que está ligada a torneira (D) da altura da superfície em relação ao fundo do recipiente (E) da altura da superfície da água em relação à torneira 218) No elevador hidráulico da figura, o carro de massa 800 kg está apoiado num êmbolo de área 40 cm 2 PRESSÃO E HIDROSTÁTICA 215) (PUC-MG) Uma faca está cega. Quando a afiamos, ela passa a cortar com maior facilidade, devido a um aumento de: (A) área de contato (B) esforço (C) força (D) pressão (E) sensibilidade A mínima força F que deve ser aplicada no êmbolo de área 8 cm 2 para erguer o carro, é: (Dado: g=10m/s 2 ) (A) 3200 N (B) 1600 N (C) 800 N (D) 160 N (E) 80 N

55 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO TEMPERATURA 219) A sonda espacial soviética Venera 7 foi a primeira a pousar no solo abrasador do planeta Vênus em 15 de dezembro de 1970 e a medir in loco a temperatura daquele ambiente: 878 o F. Ela enviou informações à Terra por 26 minutos antes de ser decomposta pelo calor e pela pressão do planeta. Na escala Celsius a temperatura de 878 o F é expressa pelo valor: (A) 170 o C (B) 270 o C (C) 370 o C (D) 470 o C (E) 570 o C 220) Ninguém sabe ao certo, mas dizem que os pneus de um F1 precisam passar dos 90 o C para entregarem seu máximo. Como não existe lugar no planeta em que a temperatura atinja isso tudo, todo esse calor é conseguido com o atrito da bor-racha com o solo, por isso os pilotos ficam fazendo aquele zigue-zague antes da largada. Nelson Piquet, em um de seus muitos lances geniais na F1, inventou na década de 80 o cobertor elétrico para os pneus e conseguiu, assim, que seus pneus atingissem a temperatura ideal antes dos adversários. Piquet fazendo chifrinho em Mansell. A temperatura ideal dos pneus da F1, expressa na escala Fahrenheit, é: (A) 194 o F (B) 130 o F (C) 164 o F (D) 134 o F (E) 149 o F 221) Em 1965, Arno Penzias e Robert Wilson conduziram uma calibração cuidadosa de seu radiotelescópio nos laboratórios Bell, em New Jersey. Eles perceberam que o seu receptor reproduzia um padrão de "ruído" como se eles estivessem no interior de um recipiente cuja temperatura fosse de 3K. Este "ruído" parecia estar vindo de todas as direções do espaço. Arno Penzias e Robert Wilson A descoberta de Penzias e Wilson foi uma confirmação experimental da radiação isotrópica do Cosmos, que se acredita ser uma relíquia do BIG BANG. A enorme energia térmica liberada durante a criação do Universo começou a esfriar à medida que o universo expandiu. Alguns 12 bilhões de anos mais tarde, estamos em um universo que irradia como um corpo negro, agora esfriado a uma temperatura de 3 K. Na escala Celsius, a temperatura atual da radiação isotrópica do Universo vale: (A) -276,15 o C (B) -273,15 o C (C) -270,15 o C (D) -273,12 o C (E) -273,18 o C 222) Uma vela tem várias utilidades, uma delas é a de pagar promessas, outra, é estar a nossa disposição, junto com uma caixa de fósforos, quando acaba a luz. A chama da vela, como você já deve ter observado, não é homogênea, apresentando regiões com cores diferentes. Nestas regiões as temperaturas não são as mesmas. A temperatura da região AZUL da chama, na escala Kelvin, é: (A) 826,85 K (B) 1373,15 K (C) 1273,15 K (D) 1173,15 K (E) 1127,15 K

56 COLÉGIO ESTADUAL VICENTE RIJO - FÍSICA 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO - PROF. PAULO ANGÉLICO DILATAÇÃO TÉRMICA 223) Duas lâminas metálicas são coladas como indica a figura. O material da lâmina A tem coeficiente de dilatação maior do que o da lâmina B. À temperatura ambiente as lâminas estão verticais. A temperatura é, então, elevada e em seguida diminuída até abaixo da temperatura ambiente. Durante o processo descrito, podemos afirmar que ambas as lâminas se encurvam, inicialmente, para: (A) a direita e ali permanecem. (B) a esquerda e ali permanecem. (C) a esquerda e depois para a direita. (D) a esquerda e depois retornam à vertical. (E) a direita e depois para a esquerda. 224) O atrito com o ar, durante o vôo, faz a temperatura externa do avião Concorde aumentar. Esse aumento de temperatura causa uma dilatação na fuselagem do avião. À temperatura de 20 o C, a fuselagem mede 60 metros de comprimento. 226) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação que um trilho de 100 metros de comprimento sofreria devido a uma variação de temperatura de 20 C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale α = 12 x 10-6 por grau Celsius. (A) 3,6 cm (B) 2,4 cm (C) 1,2 cm (D) 0,12 cm (E) 0,24 cm 227) João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura: Avião Concorde Air France A fuselagem é feita de uma liga metálica cujo coeficiente de dilatação térmica linear é α = o C 1. A dilatação linear da fuselagem do avião, quando a mesma atingir 120 o C, vale, aproximadamente: (A) 10 cm (B) 15 cm (C) 20 cm (D) 25 cm (E) 30 cm 225) Em uma casa emprega-se um cano de cobre (α = C -1 ) de 4 m a 20 C para a instalação de água quente. O aumento do comprimento do cano, quando a água que passa por ele estiver a uma temperatura de 60 C, corresponderá, em mm, (A) 1,02 (B) 1,52 (C) 2,72 (D) 4,00 (E) 4,52 À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas abaixo, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que NÃO PERMITE esse encaixe. (A) Resfriar apenas o eixo. (B) Aquecer apenas o anel. (C) Resfriar o eixo e o anel. (D) Aquecer o eixo e o anel. (E) Nenhuma das anteriores. 228) Uma chapa de alumínio de superfície inicial 250 cm 2 e coeficiente de dilatação linear α = C -1, inicialmente a 10 C, é aquecida até atingir a temperatura de 210 C. A dilatação superficial da chapa vale: (A) 3,6 cm 2 (B) 3,0 cm 2 (C) 2,4 cm 2 (D) 1,8 cm 2 (E) 1,2 cm 2