Exercícios para recuperação final 2 Série Prof Dudu CONTEÚDOS: Óptica (reflexão refração lentes) Estudo das ondas Fenômenos ondulatórios Eletrodinâmica Leis de Ohm Associação de resistores Geradores e Receptores Formulário: Req 1- Sobre o eixo principal e a 15 cm do centro óptico de uma lente convergente, coloca-se uma vela de comprimento 4.0 cm. Sabendo-se que a distância focal da lente vale 20 cm, pede-se para calcular: a)qual a distância da imagem à lente? b)qual o aumento linear transversal? c)qual o tamanho da imagem?
2-A figura a seguir ilustra uma onda mecânica que se propaga numa velocidade 3,0 m/s. Qual o valor do comprimento de onda? Qual a frequência desta onda?
3- Na figura o meio A é o ar (n=1) é sabendo que α = 30 º e β= 60 º, qual o valor do seno do ângulo limite quando a luz se propaga do meio B para o meio A? 4- Um raio luminoso ao passar de um meio 1 para um meio 2 sofre um desvio conforme o desenho. Assinale V (verdadeiro) ou F (falso). N n > n 2 1 meio 1 meio 2 I r a. ( ) A velocidade da luz é a maior no meio 1 do que no meio 2. b. ( ) O fenômeno representado no desenho é a refração. c. ( ) A freqüência é a mesma nos dois meios. d. ( ) O ângulo de incidência i e com certeza igual ao ângulo r. e. ( ) O comprimento de onda é o mesmo em ambos os meios. f. ( ) O fenômeno da reflexão total só pode ocorrer para um raio luminoso que se propague do meio 1 para o meio 2. 5. Um raio luminoso se propaga da Glicerina em direção ao ar. Se o ângulo de incidência em relação à superfície entre os meios vale 45º podemos afirmar que: Dados: (índice de refração do ar = 1 e índice de refração da glicerina = 2) a) a luz não sofre refração neste caso. b) esse é o ângulo limite. c) o índice de refração relativo do ar em relação à glicerina é maior do que um.
d) a luz sofre reflexão total pois o ângulo é maior que o limite. e) Não ocorre reflexão total neste caso. 6. Uma lente convergente L conjuga a um objeto real O uma imagem real I conforme o esquema: a) Qual o valor da distância focal dessa lente? b) A imagem obtida pela lente pode ser projetada? Justifique. 7. Por um aquecedor passa uma corrente de intensidade de 4 Ampères quando ligado a uma tensão de 120 Volts, qual a potência deste aparelho? 8. Um chuveiro quando ligado a uma diferença de potencial constante de 110 V, desenvolve uma potência de 2200 W. Este mesmo chuveiro fica ligado nesta ddp todos os dias durante, apenas, 10 minutos. Neste caso: a) qual a energia em joule, consumida por este chuveiro durante 10 minutos? b) se 1 KWh custa R$0,20 (vinte centavos), qual a despesa em reais com este chuveiro durante um mês (30 dias)?
9. Um gerador de f.e.m ε = 6 V, possui resistência interna de 2Ω, sabendo que a corrente elétrica que passa no gerador e de 2 A, qual a tensão fornecida pelo gerador? 10.O gráfico a seguir representa a curva de uma bateria de certa marca de automóvel. Quando o motorista liga o carro tem-se a corrente máxima ou corrente de curto circuito. Neste caso qual a resistência interna da bateria? 11. Uma lanterna utiliza uma lâmpada miniatura e uma pilha pequena, tipo AA, cuja f.e.m nominal é =1,5 V. Sabe-se que essa lâmpada acende possui uma tensão útil de 1,2 V. Qual o rendimento dessa pilha? 12. Na associação de resistores da figura abaixo, quais os valores de i e R?
13. No trecho de circuito representado a seguir, a potência dissipada pelo resistor de 40 é 10 W. Qual a intensidade de corrente elétrica que passa pelo resistor de 2? 14.No circuito abaixo, todos os resistores têm resistências idênticas, de valor 10. A corrente elétrica i, através de R 2, é de 500 ma. A fonte, os fios e os resistores são todos ideais. Selecione a alternativa que indica o valor correto da diferença de potencial a que está submetido o resistor R 1. a) 5 V b) 7,5 V c) 10 V d) 15 V e) 20 V 15. No circuito da figura, a corrente no resistor R é de 2A. O valor da força eletromotriz da fonte ( ) é, em Volts: 16. Uma lanterna utiliza uma lâmpada miniatura e uma pilha pequena, tipo AA, cuja f.e.m nominal é =1,0 V. Sabe-se que essa lâmpada acende possui uma tensão útil de 0,8V. Qual o rendimento dessa pilha?
17. A figura representa uma associação de três resistores, todos de mesma resistência R = 4. Se aplicarmos uma tensão de 12 volts entre os pontos A e C, a tensão a que ficará submetido o resistor ligado entre B e C será igual a: a) 2 volt. b) 3 volts. c) 4 volts. d) 6 volts. e) 8 volts. 18. O professor Juliano ganhou um chuveiro elétrico com os seguintes valores nominais 5000 W 220 V. Contudo esse chuveiro será instalado em 110 V. Qual será a nova potência? 19. Dois resistores de resistências R A = 12 e R B = 6 são percorridos pela mesma corrente elétrica i = 10 A. Quais as potências dissipadas por esses resistores? 20. As companhias de eletricidade geralmente usam medidores calibrados em quilowatt-hora (kwh). Um kwh representa o trabalho realizado por uma máquina desenvolvendo potência igual a 1 kw durante 1 hora. Numa conta mensal de energia elétrica de uma residência com 4 moradores, lêem-se, entre outros, os seguintes valores: CONSUMO (kwh) - 300 TOTAL A PAGAR (R$) - 75,00 Cada um dos 4 moradores toma um banho diário, um de cada vez, num chuveiro elétrico de 3 kw. Se cada banho tem duração de 5 minutos, o custo ao final de um mês (30 dias) da energia consumida pelo chuveiro é de: a) R$ 4,50. b) R$ 7,50. c) R$ 15,00. d) R$ 22,50. e) R$ 45,00. 21. Um chuveiro elétrico, ligado a 220 V, é atravessado por uma corrente de 5 A. Qual é o preço de um banho de 30 minutos de duração se o custo do kwh é de R$ 0,50?
Exercícios de revisão Física 2 Série Prof Paulo 1) Um estudante resolveu acampar durante as férias de verão. Em sua bagagem levou uma lâmpada com as especificações: 220 V - 60 W. No camping escolhido, a rede elétrica é de 110 V. Se o estudante utilizar a sua lâmpada na voltagem do camping: a) não terá luz, pois a lâmpada "queimará". b) ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 15 W. c) ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 30 W. d) ela brilhará normalmente, dissipando a potência de 60 W. 2) Antes de comprar um chuveiro elétrico para instalar em sua residência, um chefe de família levantou os seguintes dados: potência do chuveiro = 2.400 W; tempo médio de um banho = 10 min; n de banhos por dia = 4; preço do kwh = R$ 0,20. Com esses dados, chega-se à conclusão de que o custo mensal de energia elétrica para utilização do chuveiro será: a) R$ 12,10 b) R$ 9,60 c) R$ 8,40 d) R$ 7,20 e) R$ 24,20 3) Estando em época de racionamento de energia elétrica. Suponha que uma família tenha um chuveiro elétrico, um dos grandes vilões do consumo, que é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 10 A quando a d.d.p é de 220 V. Para economizar energia, esta família resolveu diminuir em 15 minutos diários o consumo deste chuveiro. Neste caso, durante um período de 30 dias, a economia de energia elétrica será de: a) 32,5 kwh b) 16,5 kwh c) 9,5 kwh d) 48,5 kwh e) 19,0 kwh 4) Para instalar uma máquina de lavar roupas são usados disjuntores que desligam automaticamente quando a intensidade da corrente excede um valor pré-escolhido. A seguir estão indicados alguns dos valores de disjuntores disponíveis com as correntes máximas que suportam. Se a rede elétrica é de 220 volts, qual o disjuntor que poder ser usado para instalar uma máquina de 1.400 watts? a) 2 A b) 5 A c) 3 A d) 10 A 5) (F.M. Itajubá-MG) Abaixo temos esquematizada uma associação de resistências. Qual é o valor da resistência equivalente entre os pontos A e B?
6) (Fei-SP) Qual a resistência equivalente da associação a seguir? a) 80Ω b) 100Ω c) 90 Ω d) 62 Ω e) 84Ω 7) (UEL-PR) No circuito representado no esquema a seguir, a resistência de R 2 é igual ao triplo da resistência R 1. O valor do resistor R, em ohms, é igual a: a) 20 b) 10 c) 5,0 d) 3,6 e) 1,8 8) (Mackenzie-SP) No trecho de circuito representado a seguir, a potência dissipada pelo resistor de 40 Ω é 10 W. A intensidade de corrente elétrica que passa pelo resistor de 2 Ω é:
a) 2,5 A b) 2,0 A c) 1,5 A d) 1,0 A e) 0,5 A 9) (Fuvest-SP) A figura representa, esquematicamente, as ligações de um chuveiro elétrico. R é a resistência e C uma chave que, quando ligada, coloca em curto-circuito um segmento de resistência. Entre os terminais A e B está aplicada uma tensão de 220 V. a) Com a chave C aberta, dissipa-se uma potência de 2,2 kw na resistência. Qual o valor de R? b) Qual deve ser a posição da chave C no inverno? Por quê? 10) (UEL-PR) O valor de cada resistor, no circuito representado no esquema a seguir, é 10 ohms. A resistência equivalente entre os terminais X e Y, em ohms, é igual a:
a) 10 b) 15 c) 30 d) 40 e) 90 11) (Unip-SP) Entre os pontos A e B, é aplicada uma diferença de potencial de 30 V. A intensidade da corrente elétrica no resistor de 10 Ω é: a) 1,0 A b) 1,5 A c) 2,0 A d) 2,5 A e) 3,0 A 10. (PUCCamp-SP) A figura abaixo representa o trecho AB de um circuito elétrico, onde a diferença de potencial entre os pontos A e B é de 30 V. A resistência equivalente desse trecho e as correntes nos ramos i 1 e i 2 são, respectivamente: a) 5 Ω; 9,0 A e 6,0 A
b) 12 Ω; 1,0 A e 1,5 A c) 20 Ω; 1,0 A e 1,5 A d) 50 Ω; 1,5 A e 1,0 A e) 600 Ω; 9,0 A e 6,0 A 11. (Mackenzie-SP) Três lâmpadas, L 1, L 2 e L 3, identificadas, respectivamente, pelas inscrições (2 W - 12 V), (4 W - 12 V) e (6 W - 12 V), foram associadas conforme mostra o trecho de circuito a seguir. Entre os terminais A e B aplica-se a ddp de 12 V. A intensidade de corrente elétrica que passa pela lâmpada L 3 é: a) 2,5 10-1 A b) 3,3 10-1 A c) 1,0 A d) 1,6 A e) 2,0 A a) 12) (Fuvest-SP) Dispondo de pedaços de fios e 3 resistores de mesma resistência, foram montadas as conexões apresentadas abaixo. Dentre essas, aquela que apresenta a maior resistência elétrica entre seus terminais é: b) c)
d) e) 13) (Vunesp-SP) Dentro de uma caixa com terminais A e B, existe uma associação de resistores. A corrente que atravessa a caixa em função da tensão aplicada nos terminais A e B é dada pela tabela. V(V) I(A) A caixa poderia conter: a) 3 1 6 2 9 3 12 4 b) c) d)
e) 14) (Mackenzie-SP) Entre os pontos A e B do trecho do circuito elétrico abaixo, a ddp é 80 V. A potência dissipada pelo resistor de resistência 4 Ω é: a) 4 W b) 12 W c) 18 W d) 27 W e) 36 W 15) Se dois cabos que ligam o telão for de 6 mm², qual a resistência elétrica que ambos terão, se o comprimento de cada cabo é de 20 metros e a resistividade do material em que são feitos é ρ = 1,7 X 10-8 Ω.m. a) 0,056 Ω b) 0,113 Ω c) 0,226 Ω d) 0,028 Ω 16) Um chuveiro elétrico é submetido a uma d.d.p de 220 V, sendo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10A. A resistência elétrica do chuveiro é: a) 210 Ω b) 40 Ω c) 22 Ω d) 60 Ω 17) Um fio de cobre tem comprimento de 120 m e a área da seção transversal é 0,50 mm². Sabendo se que a resistividade do cobre a 0ºC é de 1,72 x10 - ²Ω.mm²/m. Então a sua resistência elétrica a 0 ºC será de : a) 5,2 Ω b) 4,1 Ω c) 8,2 Ω d) 6,2 Ω 18) O combate ao desperdício de energia não é apenas uma reivindicação de ambientalistas. A bandeira também está sendo levantada por aqueles que trabalham na área de telecomunicações, principalmente no campo da telefonia celular. Evitando a dissipação de energia na condução dos pulsos elétricos, evitam-se também as perdas acústicas. O uso de supercondutores de alta temperatura tem se mostrado eficiente na economia energética. A tecnologia está sendo comercializada nos Estados Unidos e Japão. Tem-se um fio que é percorrido por uma corrente elétrica que alimenta um motor. Se esse fio for muito comprido, irá funcionar como um resistor, variando a tensão fornecida ao motor. Se o fio possui 240 m de comprimento e a secção de sua área transversal é 0,25 mm2, e sabendo que a resistividade desse fio é de ρ = 1,24.10-2 Ω.mm²/m, o valor da resistência, em ohms, será?
19) Determine a intensidade da corrente elétrica total nos circuitos a seguir: 20) Um rapaz montou um pequeno circuito utilizando quatro lâmpadas idênticas, de dados nominais 5 W 12 V, duas baterias de 12 V e pedaços de fios sem capa ou verniz. As resistências internas das baterias e dos fios de ligação são desprezíveis. Num descuido, com o circuito ligado e as quatro lâmpadas acesas, o rapaz derrubou um pedaço de fio condutor sobre o circuito entre as lâmpadas indicadas com os números 3 e 4 e o fio de ligação das baterias, conforme mostra a figura. O que o rapaz observou a partir desse momento foi: a) as quatro lâmpadas se apagarem devido ao curto-circuito provocado pelo fio. b) as lâmpadas 3 e 4 se apagarem, sem qualquer alteração no brilho das lâmpadas 1 e 2. c) as lâmpadas 3 e 4 se apagarem, e as lâmpadas 1 e 2 brilharem mais intensamente. d) as quatro lâmpadas permanecerem acesas e as lâmpadas 3 e 4 brilharem mais intensamente. e) as quatro lâmpadas permanecerem acesas, sem qualquer alteração em seus brilhos.
21) A figura a seguir mostra uma onda transversal periódica que se propaga com velocidade em uma corda AB, cuja densidade linear é μ1. Essa corda está ligada a uma outra BC, cuja densidade é μ2, sendo que a velocidade de propagação da onda nesta segunda corda é. O comprimento de onda quando se propaga na corda BC é igual a: 22) (UFMG) Ao tocar um violão, um músico produz ondas nas cordas desse instrumento. Em consequência, são produzidas ondas sonoras que se propagam no ar. Comparando-se uma onda produzida em uma das cordas do violão com a onda sonora correspondente, é correto afirmar que as duas têm: a) a mesma amplitude. b) a mesma frequência. c) a mesma velocidade de propagação. d) o mesmo comprimento de onda. e) todas são falsas. 23) Uma corda de 1,0 m de comprimento está fixa em suas extremidades e vibra na configuração estacionária conforme a figura. Conhecida a frequência de vibração igual a 1 000 Hz, podemos afirmar que a velocidade da onda na corda é: 24) Um fino fio de aço tracionado tem suas extremidades fixas e é mantido em vibração de modo a formar uma onda estacionária transversal. Observa- se que existem 3 nós e que tal onda vibra num ritmo igual a 20 oscilações por segundo. A distância entre nós consecutivos é igual a 50 cm e, portanto, a velocidade das ondas no fio vale, em m/s:
25) Um objeto real, colocado perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico, tem imagem como mostra a figura a seguir. Pelas características da imagem, podemos afirmar que o espelho é: a) convexo e sua imagem é virtual. b) convexo e sua imagem é real. c) côncavo e a distância do objeto ao espelho é menor que o raio de curvatura do espelho, mas maior que sua distância focal. d) côncavo e a distância do objeto ao espelho é maior que seu raio de curvatura. e) côncavo e a distância do objeto ao espelho é menor que a distância focal do espelho. 26) Os espelhos retrovisores internos e externos dos carros são acessórios obrigatórios pela legislação de trânsito. A respeito desses dispositivos, podemos afirmar que: a) se a imagem formada pelo espelho retrovisor externo for menor do que o tamanho do objeto e for uma imagem virtual, esse espelho é côncavo. b) se a imagem formada pelo retrovisor interno for igual ao tamanho do objeto e for uma imagem virtual, esse espelho é plano. c) a lei da física envolvida no fenômeno de formação de imagens pelos espelhos retrovisores citados anteriormente é a lei da refração. d) as imagens formadas pelos espelhos retrovisores são reais. 27) Um jovem estudante, para fazer a barba mais eficientemente, resolve comprar um espelho esférico que aumente duas vezes o tamanho do seu rosto quando ele se coloca a 50 cm do espelho. Que tipo de espelho ele deve usar e com qual raio de curvatura? 28) Sobre reflexão em espelhos, analise as afirmações a seguir e assinale a correta. a) É impossível obter uma imagem maior que o objeto com um espelho convexo. b) É impossível obter uma imagem maior que o objeto com um espelho côncavo. c) Quando um objeto está localizado a uma distância que é o dobro da distância focal de um espelho côncavo, o tamanho da imagem é o dobro do tamanho do objeto. d) A imagem produzida por um espelho plano é sempre virtual e invertida. e) Nenhuma é correta. 29) A vigilância de uma loja utiliza um espelho convexo de modo a poder ter uma ampla visão do seu interior. A imagem do interior dessa loja, vista através desse espelho será: a) Real situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho. b) Real e situada entre o foco e o espelho. c) Real e situada entre o centro e o espelho. d) Virtual e situada entre o foco e o espelho. e) Virtual e situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
30) A figura mostra uma lâmpada L a 12 cm de um espelho plano P. Determine a distância, em centímetros, percorrida por um raio de luz emitido por L e que, após refletido pelo espelho, atinge o ponto A. 31) Um escoteiro usa uma lupa para acender uma fogueira, concentrando os raios solares em um único ponto a 20 cm da lupa (fig. a). Utilizando a mesma lupa, o escoteiro observa os detalhes da asa de uma borboleta ampliada quatro vezes (fig. b). a) Qual é a distância focal da lente? Justifique sua resposta. b) Calcule a que distância da asa da borboleta o escoteiro está posicionando a lupa. 32) A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta (T ) e a fonte detemperatura baixa (T ) é dada pela expressão n = 1 - (T /T ), em que T e T são medidas na escala absoluta ou de Kelvin. Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência n = 30%. Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a:
a) 40% b) 45% c) 50% d) 60% e) 65% 33) O esquema a seguir representa o ciclo de operação de determinada máquina térmica cujo combustível é um gás. Quando em funcionamento, a cada ciclo o gás absorve calor (Q ) de uma fonte quente realiza trabalho mecânico (W) e libera calor (Q ) para uma fonte fria, sendo a eficiência da máquina medida pelo quociente entre W e Q. Uma dessas máquinas, que, a cada ciclo, realiza um trabalho de 3,0 10 4 J com uma eficiência de 60%, foi adquirida por certa indústria. Em relação a essa máquina, conclui-se que os valores de Q, de Q e da variação da energia interna do gás são, respectivamente: a) 1,8 10 4 J ; 5,0 10 4 J ; 3,2 10 4 J b) 3,0 10 4 J ; zero ; zero c) 3,0 10 4 J ; zero ; 3,0 10 4 J d) 5,0 10 4 J ; 2,0 10 4 J ; zero e) 5,0 10 4 J ; 2,0 10 4 J ; 3,0 10 4 J 34) Tem-se uma máquina térmica cujo rendimento é igual a 0,2. Supondo que essa mesma máquina absorva da fonte quente 10 4 J de calor, determine o trabalho realizado e o calor perdido para a fonte fria dessa máquina térmica. a) τ = 8000 J e Q 1 = 2000 J b) τ = 3000 J e Q 1 = 8000 J c) τ = 2000 J e Q 1 = 6000 J d) τ = 5000 J e Q 1 = 5000 J e) τ = 2000 J e Q 1 = 8000 J 35) Tem-se uma máquina térmica frigorífica que realiza, durante um ciclo completo, um trabalho de 4. 10 4 J e cede, à fonte fria, 12. 10 4 J. Com essas informações, calcule a eficiência da máquina térmica e marque a opção correta. a) 1 b) 3 c) 3,5 d) 2,4 e) 4