EXERCÍCIOS DE RECUPERAÇÃO PARALELA 4º BIMESTRE

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1 EXERCÍCIOS DE RECUPERAÇÃO PARALELA 4º BIMESTRE NOME Nº SÉRIE : 3º EM DATA : / / BIMESTRE 4º PROFESSOR: Renato DISCIPLINA: Física 1 VISTO COORDENAÇÃO ORIENTAÇÕES: 1. O trabalho deverá ser feito em papel almaço e deverá conter a cópia dos enunciados, figuras e gráficos (quando houver); 2. A resolução das questões deverá ser feita à lápis. Apenas a resposta final deverá estar à caneta; 3. A folha de questões deverá ser anexada ao seu trabalho. Todas e quaisquer resoluções que estiverem nesta folha, não serão consideradas; 4. Qualquer dúvida, utilize o seu caderno como apoio. Ele será o seu melhor aliado caso esteja completo, pois lá você encontrará exercícios resolvidos de toda a matéria!; 5. Lembre-se de que existe um Plantão de Dúvidas à sua disposição!; 6. Refaça também os testes da avaliação bimestral e os exercícios do caderno. Bom Trabalho! Prof.: Renato Formulário

2 Questão 01 A figura representa as trajetórias de duas partículas de cargas iguais a 3 x 10-8 C em módulo, que penetram numa região de campo magnético uniforme de intensidade B = 2 T, orientado perpendicularmente para dentro do plano do papel. A partícula 1 penetra na região no ponto A e sai em C. A partícula 2 penetra em B e sai em A. a) Qual o sinal da carga 1? b) Qual o sinal da carga 2? c) Supondo que a velocidade da partícula 1 seja de 2 x 10 3 m/s e que sua massa seja de 6 x 10-4 kg, calcule a distância do ponto A ao C. d) Calcule a intensidade da força magnética a que a partícula 1 ficou sujeita durante sua trajetória circular. Questão 02 Um próton é lançado pelo orifício A do anteparo, com velocidade v = 7,5 x 10 3 m/s perpendicularmente ao campo magnético uniforme (conforme a figura) de intensidade B = 0,5 T. Considerando a massa e a carga do próton iguais a 1,6 x kg e 1,6 x C, respectivamente, faça o que se pede: a) Calcule o raio da trajetória descrita pela carga na região do campo magnético. b) Calcule a intensidade da força magnética a que a carga ficou sujeita durante seu movimento. Questão 03 Um condutor reto e horizontal de comprimento 0,2 m e massa 60 g, percorrido por uma corrente de intensidade 15 A, encontra-se em equilíbrio sob as ações de um campo magnético B e da gravidade, conforme a figura:

3 Adotando g = 10 m/s 2, responda: a) Qual o sentido da corrente elétrica (para a direita ou para a esquerda) no condutor para que fique em equilíbrio? b) Calcule a intensidade da força magnética sobre o condutor lembrando-se de que ele se encontra em equilíbrio. c) Calcule a intensidade do campo magnético (B) no qual o condutor encontra-se imerso. Questão 04 Nas espiras circulares dos esquemas a seguir, indicar o sentido da corrente elétrica induzida (horário ou antihorário),quando houver, devido à variação do campo magnético: a) b) Sentido: Sentido: c) B aumentando d) B diminuindo Sentido: Sentido: B aumentando B diminuindo e) Sentido: B constante Questão 05 As figuras mostram uma espira metálica rígida, situada no plano do papel, atravessando uma região onde existe um campo magnético uniforme B. Determine o sentido da corrente induzida (horário ou anti-horário) na espira, quando houver, nas situações mostradas baixo:

4 a) a espira está saindo do campo magnético. Sentido: b) a espira está entrando no campo magnético. Sentido: c) a espira está se movimentando totalmente imersa no campo magnético. Sentido: Questão 06 Uma espira retangular é imersa num campo magnético que varia com o tempo de acordo com a expressão: B = t em unidades do Sistema Internacional (S.I) como mostra a figura: 5 m 2 m a) Determine o sentido da corrente induzida na espira (horário ou anti-horário). b) Calcule o fluxo magnético através da espira no instante t = 1 s. c) Calcule o fluxo magnético através da espira no instante t = 4 s. d) Calcule a variação do fluxo magnético através da espira entre os instantes t = 1 s e t = 4 s. e) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais da espira entre os instantes t = 1 s e t = 4 s.

5 f) Supondo que a resistência da espira seja de 3 Ω, calcule a corrente elétrica induzida na espira. Questão 07 Uma espira triangular é imersa num campo magnético que varia com o tempo de acordo com a expressão: B = t em unidades do Sistema Internacional (S.I) como mostra a figura: 2 m 2 m 2 m a) Determine o sentido da corrente induzida na espira (horário ou anti-horário). b) Calcule o fluxo magnético através da espira no instante t = 1 s. c) Calcule o fluxo magnético através da espira no instante t = 4 s. d) Calcule a variação do fluxo magnético através da espira entre os instantes t = 1 s e t = 4 s. e) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais da espira entre os instantes t = 1 s e t = 4 s. f) Supondo que a resistência da espira seja de 3 Ω, calcule a corrente elétrica induzida na espira. Questão 08 Uma espira, locomovendo-se paralelamente ao solo e com velocidade constante, atravessa uma região onde existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da espira e ao solo. O fluxo magnético registrado, a partir do instante em que a espira entra nessa região até o instante de sua saída, é apresentado no gráfico da figura. φ (Wb) a) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais dessa espira entre os instantes 2 s e 4 s. Mostre todos os cálculos. b) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais dessa espira entre os instantes 4 s e 8 s. Mostre todos os cálculos. c) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais dessa espira entre os instantes 8 s e 12 s. Mostre todos os cálculos. d) Faça um esboço do gráfico da força eletromotriz induzida em função do tempo.

6 Questão 09 Um campo magnético uniforme de indução B = 10 T é perpendicular ao plano de uma espira de área A 1 = 2 x 10-3 m 2 (Figura a). A seguir, a área da espira passa para A 2 = 1 x 10-3 m 2 num intervalo de tempo Δt = 1 x 10-1 s (Figura b). a) Calcule o fluxo magnético através da espira na situação da Figura a. b) Calcule o fluxo magnético através da espira na situação da Figura b. c) Calcule a variação do fluxo magnético no intervalo de tempo do enunciado. d) Calcule a força eletromotriz induzida nos terminais da espira no intervalo de tempo do enunciado. Questão 10 O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simples. Construiu um circuito condutor retangular, formado por um fio com resistência total R = 5 Ω, e aplicou através dele um fluxo magnético ϕ cujo comportamento em função do tempo t é descrito pelo gráfico ao lado. O fluxo magnético cruza perpendicularmente o plano do circuito. φ (Wb) Em relação a esse experimento, considere as seguintes afirmativas: 1. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 50 V. 2. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que passa por ele entre t = 8 s e t = 12 s. 3. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s vale 25 A. 4. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e t = 12 s vale 125 W. Dica: Lembre-se de que a potência dissipada é calculada pela expressão: P = R.i 2 Assinale a alternativa correta:

7 a) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. Questão 11 Dois móveis se deslocam na mesma trajetória segundo as seguintes funções horárias no S.I.: Determine: a) o instante de encontro. b) as posições de A e B nesse instante. c) as velocidades de A e B nesse instante. Questão 12 Na figura estão representados, num plano cartesiano, os gráficos posição x tempo do movimento de dois móveis A e B, que percorrem a mesma reta. Se esses móveis se mantiverem em movimento com as mesmas características, durante um tempo suficiente, eles devem se cruzar. Determine: a) O instante de encontro. b) A posição de encontro.

8 Questão 13 O gráfico mostra como variam as velocidades de dois carrinhos que se movem sobre trilhos paralelos. No instante t = 0 s, os dois carrinhos estavam na origem da trajetória. A B Determine: a) O instante de encontro. b) A posição de encontro. Questão 14 Uma partícula executa um movimento circular de raio 5 m partindo do ponto A, tomado com origem, no sentido antihorário indicado na figura abaixo: B C A D Sabe-se que o trecho AC é percorrido em 2 s. Pede-se: a) o módulo do vetor deslocamento da partícula nesse intervalo de tempo. b) o módulo do vetor velocidade média. c) o deslocamento escalar da partícula. Adote = 3. d) a velocidade escalar média. Questão 15 Um motor executa 600 rotações por minuto. Determine: a) sua frequência em Hz (rotações por segundo). b) seu período em segundos. c) sua velocidade angular em rad/s. d) a velocidade linear de um ponto situado a 5 cm do eixo de rotação do motor, em cm/s.

9 Questão 16 Considere o sistema constituído de três polias A, B e C de raios R A = 6 cm, R B = 12 cm e R c = 9 cm, respectivamente, pelas quais passa uma fita que se movimenta sem escorregar. A C fita v B Considerando que a polia A efetua 30 rpm, determine: a) a frequência de rotação da polia B em rpm. b) o período do movimento da polia C em s. Questão 17 Considere três polias de raios iguais a 10 cm, 20 cm e 40 cm, conectadas, sem escorregamento, por duas correias mantidas esticadas como ilustra a figura. Sabendo que a polia de raio maior gira com frequência de 5 Hz, calcule a frequência da polia de tamanho intermediário. Questão 18 Uma bola está parada sobre o gramado de um campo horizontal, na posição A. Um jogador chuta a bola para cima, imprimindo-lhe uma velocidade = 8,0 m/s, fazendo com a horizontal um ângulo de 60º, como mostra a figura. A bola sobe e desce, atingindo o solo novamente, na posição B. Despreze a resistência do ar. (Considere g = 10 m/s 2, sen 60º = e cos 60º = 0,5.)

10 Determine: a) os módulos das componentes horizontal e vertical da velocidade no instante de lançamento. b) o instante em que a bola atinge o ponto mais alto da trajetória. c) a altura máxima atingida pela bola. d) o alcance do lançamento. Questão 19 Um corpo é lançado obliquamente no vácuo com velocidade inicial v o = 100 m/s, numa direção que forma com a horizontal um ângulo tal que sen = 0,8 e cos = 0,6. Adotando g = 10 m/s 2. Determine: a) os módulos das componentes horizontal e vertical da velocidade no instante de lançamento. b) o instante em que o corpo atinge o ponto mais alto da trajetória. c) a altura máxima atingida pelo móvel. d) o alcance do lançamento. Questão 20 Uma esfera rola com velocidade constante de 10 m/s sobre uma mesa horizontal. Ao abandonar a mesa, ela fica sujeita exclusivamente à ação da gravidade (g = 10 m/s 2 ), atingindo o solo num ponto situado a 5 m do pé da mesa. Determine: a) as equações horárias do movimento da esfera nas direções x e y. b) o tempo de queda. c) a altura da mesa em relação ao solo. d) o módulo da velocidade da esfera ao chegar ao solo.

11 Questão 21 Um avião voa horizontalmente a 2000 m de altura com velocidade de 250 m/s no instante em que abandona um pacote. Adote g = 10 m/s 2 e despreze a resistência do ar. Determine: a) as equações horárias do movimento do pacote nas direções x e y. b) o tempo de queda do pacote. c) a distância que o pacote percorre na direção horizontal desde o lançamento até o instante em que atinge o solo. d) o módulo da velocidade do pacote ao atingir o solo. Questão 22 Um corpo de massa m = 1,0 kg encontra-se suspenso como ilustra a figura abaixo. Considerando o campo gravitacional terrestre g = 10 m/s 2, determine o valor da tração em cada um dos fios para que o sistema esteja em equilíbrio. Dados: sen30 = cos60 = 1/2 e cos30 = sen60 = ( 3)/2. Fio 2 Fio 1 Questão 23 Um jovem e sua namorada passeiam de carro por uma estrada e são surpreendidos por um furo num dos pneus. O jovem, que pesa 750 N, pisa a extremidade de uma chave de roda inclinada em relação à horizontal, como mostra a figura 1, mas só consegue soltar o parafuso quando exerce sobre a chave uma força igual ao seu peso. A namorada do jovem, que pesa 510 N, encaixa a mesma chave, mas na horizontal, em outro parafuso, e pisa a extremidade da chave, exercendo sobre ela uma força igual ao seu peso, como mostra a figura 2.

12 O O Suponha que este parafuso esteja tão apertado quanto o primeiro e leve em conta as distâncias indicadas nas figuras para a resolução deste problema. a) Calcule o momento da força que o jovem exerce sobre a chave (figura 1) em relação ao pólo O. b) Calcule o momento da força que a namorada do jovem aplica sobre a chave (figura 2) em relação ao pólo O. c) Sabendo que o rapaz conseguiu soltar o parafuso, é correto afirmar que a sua namorada também conseguirá soltar o mesmo parafuso? Justifique sua resposta. Questão 24 As figuras A e B indicam duas posições de um braço humano que tem na mão uma esfera de 25 N. As distâncias entre as articulações estão indicadas na Figura A. Figura B Figura A a) Calcule o momento da força de 25 N indicada na Figura A em relação ao pólo O. b) Calcule o momento da força de 25 N indicada na Figura B em relação ao pólo O. Questão 25 Uma barra homogênea de massa 2,0 kg está apoiada nos seus extremos A e B, distanciados 1,0 m. A 20 cm da extremidade B foi colocado um bloco de massa m = 2,0 kg, como é indicado na figura abaixo. Considerando g = 10 m/s 2, determine o valor das forças que os apoios exercem sobre a barra em A e B,

13 GABARITO Questão 01 a) Positiva. b) Negativa. c) 4 x 10 7 m d) 12 x 10-5 N Questão 02 a) 15 x 10-5 m b) 6 x N Questão 03 a) Para a esquerda. b) 0,6 N c) 0,2 T Questão 04 a) horário b) horário c) anti-horário d) anti-horário e) Não há corrente elétrica. Questão 05 a) horário b) anti-horário c) Não há corrente elétrica. Questão 06 a) horário b) 50 Wb c) 140 Wb d) 90 Wb e) 30 V f) 10 A Questão 07 a) anti-horário b) 3. Wb c) 9. Wb d) 6. Wb e) 2. V f) 2. /3 A Questão 08 a) 50 V b) 0 (zero) c) 25 V d) Caderno Questão 09 a) 2 x 10-2 Wb b) 1 x 10-2 Wb c) 1 x 10-2 Wb d) 0,1 V Questão 10 D Questão 11 a) 3 s b) 9 m c) v a = 8 m/s, v b = 4 m/s Questão 12 a) 10 s. b) 200 m. Questão 13 a) 4 s. b) 4 m. Questão 14 a) 10 m. b) 5 m/s c) 15 m. d) 7,5 m/s. Questão 15 a) 10 Hz. b) 0,1 s c) 20 rad/s. d) 100 cm/s.

14 Questão 16 a) 15 rpm b) 3 s Questão Hz Questão 18 a) v x = 4 m/s ; v oy = 4. m/s. b) 0,4. m/s c) 2,4 m. d) 3,2. m. Questão 19 a) v x = 60 m/s ; v oy = 80 m/s. b) 8 s. c) 320 m. d) 960 m. Questão 20 a) x= 10.t ; y = 5.t 2 b) 0,5 s. c) 1,25 m. d) m/s Questão 21 a) x = 250.t ; y = 5.t 2 b) 20 s. c) 5000 m. d) 320 m/s Questão 22 T 1 = 10 3/3 N e T 2 = 20 3/3 N Questão 23 a) 150 N.m b) 153 N.m c) Sim, pois 153 N.m > 150 N.m Questão 24 a) 14,5 N.m b) 7,25 N.m Questão 25 N A = 14 N e N B = 26 N