BLITZ PRÓ MASTER

FÍSICA A e B

01. (Unesp) Enquanto movia-se por uma trajetória parabólica depois de ter sido lançada

obliquamente e livre de resistência do ar, uma bomba de 400 g explodiu em três partes, A, B e

C, de massas Am 200 g e B Cm m 100 g. A figura representa as três partes da bomba e suas

respectivas velocidades em relação ao solo, imediatamente depois da explosão.

Analisando a figura, é correto afirmar que a bomba, imediatamente antes de explodir, tinha velocidade de módulo igual a

a) 100 m / s e explodiu antes de atingir a altura máxima de sua trajetória.

b) 100 m / s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.

c) 200 m / s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.

d) 400 m / s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.

e) 400 m / s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.

02. (Imed) Dois carros de mesma massa sofrem uma colisão frontal. Imediatamente, antes da

colisão, o primeiro carro viajava a 72 km h no sentido norte de uma estrada retilínea, enquanto o

segundo carro viajava na contramão da mesma estrada com velocidade igual a 36 km h, no

sentido sul. Considere que a colisão foi perfeitamente inelástica. Qual é a velocidade final dos carros imediatamente após essa colisão?

a) 5 m s para o norte.

b) 5 m s para o sul.

c) 10 m s para o norte.

d) 10 m s para o sul.

e) 30 m s para o norte.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A(s) questão(ões) a seguir refere(m)-se ao texto abaixo.

BLITZ PRÓ MASTER

Em seu livro O pequeno príncipe, Antoine de Saint-Exupéry imaginou haver vida em certo planeta ideal. Tal planeta teria dimensões curiosas e grandezas gravitacionais inimagináveis na prática. Pesquisas científicas, entretanto, continuam sendo realizadas e não se descarta a possibilidade de haver mais planetas no sistema solar, além dos já conhecidos.

Imagine um hipotético planeta, distante do Sol 10 vezes mais longe do que a Terra se encontra

desse astro, com massa 4 vezes maior que a terrestre e raio superficial igual à metade do raio da Terra. Considere a aceleração da gravidade na superfície da Terra expressa por g.

03. (Fgv) Esse planeta completaria uma volta em torno do Sol em um tempo, expresso em anos terrestres, mais próximo de:

a) 10.

b) 14.

c) 17.

d) 28.

e) 32.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere os dados abaixo para resolver a(s) questão(ões), quando for necessário. Constantes físicas

Aceleração da gravidade próximo à superfície da Terra: 2g 10m s

Aceleração da gravidade próximo à superfície da Lua: 2g 1,6m s

Densidade da água: 31,0g cmρ

Velocidade da luz no vácuo: c 3,0 108m s

Constante da lei de Coulomb: 9 2 20k 9,0 10 N m C

04. (Cefet MG) Um projétil de massa m 10,0 g viaja a uma velocidade de 1,00 km s e atinge um

bloco de madeira de massa M 2,00kg, em repouso, sobre uma superfície sem atrito, conforme

mostra a figura.

Considerando-se que a colisão entre o projétil e o bloco seja perfeitamente inelástica e desprezando-se todas as forças resistivas, o valor aproximado da distância d percorrida pelo bloco sobre a rampa, em metros, é:

a) 1,25.

b) 1,50.

c) 2,00.

d) 2,50.

e) 3,00.

BLITZ PRÓ MASTER

05. (Ufpr) Um adolescente inspirado pelos jogos olímpicos no Brasil, está aprendendo a modalidade de arremesso de martelo. O martelo consiste de uma esfera metálica presa a um cabo que possui uma alça na outra extremidade para o atleta segurar. O atleta deve girar o martelo em alta velocidade e soltar a alça permitindo que a esfera possa continuar seu movimento na direção tangente à trajetória circular. Suponha que o atleta aprendiz esteja sobre uma plataforma e gira o martelo num círculo horizontal de raio 2 m e a uma altura de 3,2 m do solo no momento que faz o arremesso. A esfera cai no solo a uma distância horizontal de 32 m do ponto onde foi arremessada. Despreze a resistência do ar. Considere a massa da esfera igual a 4 kg e a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2. Com base nessas informações, calcule: a) a velocidade tangencial da esfera no instante em que ela é arremessada. b) a aceleração centrípeta sobre a esfera no momento em que ela é solta. c) a quantidade de movimento (momento linear) e a energia cinética da esfera no instante em que ela é

lançada. 06. (Ufsm) Os avanços nas técnicas observacionais têm permitido aos astrônomos rastrear um número crescente de objetos celestes que orbitam o Sol. A figura mostra, em escala arbitrária, as órbitas da Terra e de um cometa (os tamanhos dos corpos não estão em escala). Com base na figura, analise as afirmações:

I. Dada a grande diferença entre as massas do Sol e do cometa, a atração gravitacional exercida pelo cometa sobre o Sol é muito menor que a atração exercida pelo Sol sobre o cometas.

II. O módulo da velocidade do cometa é constante em todos os pontos da órbita. III. O período de translação do cometa é maior que um ano terrestre.

Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas III. c) apenas I e II. d) apenas II e III. e) I, II e III. 07. (Unicamp) Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre uma desaceleração brusca, interpondo-se entre o passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é: a) aumentar o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força

recebida pelo passageiro. b) aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força

recebida pelo passageiro. c) diminuir o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida

pelo passageiro.

BLITZ PRÓ MASTER d) diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo

passageiro.

GABARITO

1- Resposta: [B]

Dados: A B C A B CM 400 g; m 200 g; m m 100 g; v 100 m/s; v 200 m/s e v 400 m/s.

Empregando a conservação da Quantidade de Movimento nas duas direções, para antes e depois da explosão: Na vertical (y):

antes depois antesy y y B B A A

antesy

Q Q Q m v m v 100 200 200 100

Q 0 a bomba explodiu no ponto mais alto de sua trajetória.

Na horizontal (x):

antes depoisx x 0 C C 0

0

Q Q M v m v 400 v 100 400

v 100 m/s.

2- Resposta: [A] Tem-se a seguinte situação.

Em uma colisão perfeitamente inelástica, os corpos permanecem juntos após a colisão. Desta forma:

i i f f1 1 2 2 1 1 2 2m v m v m v m v

Como,

f f

i i

1 2

1 1 2 2 1 2 f

v v

m v m v m m v

fm 20 m 10 2 m v

2v 10

v 5m s

Assim,

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3- Resposta: [E] Sabendo que:

T

T

x

Rx 10 R

T 1ano

T ?

Utilizando a 3ª Lei de Kepler:

3 3x T2 2

x T

3 3T T

2 2x

2x

2x

x

x

R R

T T

10 R R

T 1

10001

T

T 1000

T 1000

T 32 anos

4- Resposta: [D] Em um sistema isolado, pode-se dizer que:

i fQ Q

Desta forma, pode-se afirmar que a quantidade de movimento inicial é a soma da quantidade de movimento do projétil mais a quantidade de movimento do bloco e a quantidade de movimento final é o sistema projétil-bloco. Assim,

m M m M

projétil bloco TOTAL final

3final

final

final

Q Q Q

m v M v m v

10 10 0 (2 0,01) v

10v

2,01

mv 5s

Como não existem forças dissipativas, pode-se afirmar que a energia mecânica é conservada durante o movimento. Desta forma,

i fm m

2TOTAL i

TOTAL

E E

m vm g h

2

2510 h

2

h 1,25m

BLITZ PRÓ MASTER Assim, do triângulo, pode-se calcular a distância d percorrida:

h 1

sen 30d 2

d 2h

d 2,5m

5- Resposta:

a) Trata-se de um lançamento horizontal, com altura de queda h = 3,2 m e alcance A = 32 m.

Assim, relacionando o tempo de queda e o alcance horizontal:

2q q

0 q 0 0q

2 h1 2 3,2h g t t 0,64 0,8 s.

2 g 10

A 32A v t v v 40 m/s.

t 0,8

b) Entendendo que o enunciado esteja querendo a aceleração centrípeta imediatamente antes de a

esfera ser solta, temos: 2 2

20C C

v 40a a 800 m/s .

r 2

c) Temos:

0

2 20

C C

Q m v 4 40 Q 160 kg m/s.

m v 4 40E E 3.200 J.

2 2

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6- Resposta: [B] [I] INCORRETA. Pelo Princípio da Ação-Reação, essas forças têm a mesma intensidade. [II] INCORRETA. De acordo com a 2ª Lei de Kepler, se a trajetória do cometa é elíptica, seu movimento

é acelerado quando ele se aproxima do Sol e, retardado, quando se afasta. [III] CORRETA. A 3ª Lei de Kepler garante que corpos mais afastados do Sol têm maior período de

translação.

7- Resposta: [A] Utilizando o teorema do impulso temos:

I F t m VΔ Δ

De forma escalar temos: I F t m v

m vF

t

Δ Δ

Δ

Δ

Analisando esta última expressão, podemos concluir que para a frenagem do veículo a força é inversamente proporcional ao tempo da colisão. A colisão direta da cabeça do motorista no volante ocorre em um intervalo de tempo muito pequeno, o que resulta em uma grande força de impacto. Entretanto, o airbag aumenta o tempo de colisão (frenagem da cabeça do motorista), o que diminui a força do impacto.

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FÍSICA B

01. (Espcex (Aman) Num recipiente contendo 4,0 litros de água, a uma temperatura inicial de

20 C, existe um resistor ôhmico, imerso na água, de resistência elétrica R 1 , alimentado por

um gerador ideal de força eletromotriz E 50 V, conforme o desenho abaixo. O sistema encontra-

se ao nível do mar. A transferência de calor para a água ocorre de forma homogênea. Considerando as perdas de calor desprezíveis para o meio, para o recipiente e para o restante do circuito elétrico, o tempo

necessário para vaporizar 2,0 litros de água é

Dados:

calor específico da água 4 kJ / kg C

calor latente de vaporização da água 2.230 kJ / kg

densidade da água 1kg / L

a) 4.080 s

b) 2.040 s

c) 3.200 s

d) 2.296 s

e) 1.500 s

02. (Fmp) Um ferro elétrico utilizado para passar roupas está ligado a uma fonte de 110 V, e a

corrente que o atravessa é de 8 A. O calor específico da água vale 1cal (g C), e 1 caloria

equivale a 4,18 J. A quantidade de calor gerada em 5 minutos de funcionamento desse ferro seria

capaz de elevar a temperatura de 3 quilos de água a 20 C de um valor T.

O valor aproximado, em graus Celsius, desse aumento de temperatura, T, é:

a) 168

b) 88

c) 0,3

d) 63

e) 21 03. (Upf) Recentemente, empresas desportivas lançaram o cooling vest, que é um colete utilizado para resfriar o corpo e amenizar os efeitos do calor. Com relação à temperatura do corpo humano,

imagine e admita que ele transfira calor para o meio ambiente na razão de 2,0 kca / min.

Considerando o calor específico da água 1,0 kca / (kg C), se esse calor pudesse ser aproveitado

integralmente para aquecer determinada porção de água, de 20 C a 80 C, a quantidade de calor

transferida em 1hora poderia aquecer uma massa de água, em kg, equivalente a:

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a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

04. (Epcar (Afa) Em um recipiente termicamente isolado de capacidade térmica 40,0 cal / C e na

temperatura de 25 C são colocados 600 g de gelo a 10 C e uma garrafa parcialmente cheia,

contendo 2,0L de refrigerante também a 25 C, sob pressão normal.

Considerando a garrafa com capacidade térmica desprezível e o refrigerante com características

semelhantes às da água, isto é, calor específico na fase líquida 1,0 cal / g C e na fase sólida

0,5 cal / g C, calor latente de fusão de 80,0 cal / g bem como densidade absoluta na fase líquida

igual a 31,0 g / cm , a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema, em C, é:

a) 3,0

b) 0,0

c) 3,0

d) 5,0

05. (Uece) Um bloco de gelo a 30 C repousa sobre uma superfície de plástico com temperatura

inicial de 21 C. Considere que esses dois objetos estejam isolados termicamente do ambiente,

mas que haja troca de energia térmica entre eles. Durante um intervalo de tempo muito pequeno comparado ao tempo necessário para que haja equilíbrio térmico entre as duas partes, pode-se afirmar corretamente que a) a superfície de plástico tem mais calor que o bloco de gelo e há transferência de temperatura entre

as partes. b) a superfície de plástico tem menos calor que o bloco de gelo e há transferência de temperatura entre

as partes. c) a superfície de plástico tem mais calor que o bloco de gelo e há transferência de energia entre as

partes. d) a superfície de plástico transfere calor para o bloco de gelo e há diferença de temperatura entre as

partes. 06. (Unifor) Para diminuir os efeitos da perda de calor pela pele em uma região muito “fria” do país, Gabrielle realizou vários procedimentos. Assinale abaixo aquele que, ao ser realizado, minimizou os efeitos da perda de calor por irradiação térmica. a) Fechou os botões das mangas e do colarinho da blusa que usava. b) Usou uma outra blusa por cima daquela que usava. c) Colocou um gorro, cruzou os braços e dobrou o corpo sobre as pernas. d) Colocou um cachecol de lã no pescoço e o enrolou com duas voltas. e) Vestiu uma jaqueta jeans sobre a blusa que usava. 07. (Ufpa) Um expressivo polo de ferro-gusa tem se implantado ao longo da ferrovia de Carajás, na região sudeste do Pará, o que ensejou um aumento vertiginoso na produção de carvão, produzido normalmente com a utilização de fornos conhecidos como "rabos-quentes", que a foto a seguir ilustra. Além dos problemas ambientais causados por esses fornos, a questão relativa às condições altamente insalubres e desumanas a que os trabalhadores são submetidos é preocupante. A enorme temperatura a que chegam tais fornos propaga uma grande quantidade de calor para os corpos dos trabalhadores que exercem suas atividades no seu entorno.

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Com base nas informações referidas no texto apresentado, analise as seguintes afirmações:

I. O gás carbônico (CO2) emitido pelos fornos é um dos agentes responsáveis pelo aumento do efeito estufa na atmosfera.

II. Nas paredes do forno de argila o calor se propaga pelo processo de convecção.

III. O calor que atinge o trabalhador se propaga predominantemente através do processo de radiação.

IV. O deslocamento das substâncias responsáveis pelo efeito estufa é consequência da propagação do calor por condução.

Estão corretas somente

a) I e II b) I e III c) II e III d) III e IV e) II e IV

Gabarito: Resposta da questão 1: [D]

Para que seja possível aquecer o volume total (4 litros) de água de 20 C até a temperatura de 100 C,

é necessária a seguinte quantidade de calor:

1

1

31

1

Q m c

Q d V c

Q 1 4 4 10 100 20

Q 1280 kJ

Δθ

Δθ

Para que seja possível evaporar 2 litros desta mesma água, é necessária a seguinte quantidade de calor:

2

2

32

2

Q m L

Q d V L

Q 1 2 2230 10

Q 4460 kJ

Desta forma, o calor total necessário a ser fornecido deve ser:

T 1 2

3 3T

T

Q Q Q

Q 1280 10 4460 10

Q 5740 kJ

BLITZ PRÓ MASTER Para o aquecimento da água, tem-se uma resistência ligado a uma fonte de tensão conforme enunciado. Pela 1ª lei de Ohm, temos que:

U R i

50i

1

i 50 A

A potência fornecida pela resistência para a água é:

2

2

P R i

P 1 50

P 2500 W

ou

P 2500 J s

Ou seja, a resistência fornece a água uma energia de 2500 Joules a cada segunda. Assim, o tempo

necessário para que seja satisfeita a situação descrita é: 3

TQ 5740 10t

P 2500

t 2296 s

Resposta da questão 2: [E] A energia do ferro elétrico, em joules, é dada por:

E P tΔ

onde:

P é a potência em watts

tΔ é o intervalo de tempo em segundos.

Mas a potência relaciona-se com a tensão (volts) e a corrente (ampéres) dadas, com a seguinte expressão:

P U i

Temos então a energia elétrica do ferro:

60 sE U i t E 110 V 8 A 5 min E 264000J

1minΔ

Essa mesma energia é utilizada para aquecer 3 kg de água, com isso, temos que aplicar o calor

sensível.

Q m c TΔ

Onde: m é a massa da água em gramas;

c é o calor específico da água em cal (g C), (transformar calorias em joules)

TΔ é a diferença de temperatura em graus Celsius Logo,

Q 264000 JT T T 21 C

cal 4,18Jm c3000 g 1

g C 1cal

Δ Δ Δ

BLITZ PRÓ MASTER Resposta da questão 3: [B] A quantidade de calor transferida em 1 hora será:

kcal 60 minQ 2 120 kcal

min 1h

Usando a expressão para o calor sensível Q m c TΔ e explicitando m :

Q 120 kcalm m 2 kg

kcalc T1 80 20 C

kg C

Δ

Resposta da questão 4: [B] Para que o sistema esteja em equilíbrio térmico, o somatório dos calores trocados entre os corpos deve ser igual a zero:

Q 0

O calor será transferido do recipiente e da garrafa para o gelo que, primeiramente, será aquecido até a temperatura de fusão (calor sensível) e depois derretido (calor latente). Nominando os calores trocados:

1Q C TΔ É o calor trocado pelo recipiente

2 refrig água refrigQ m c TΔ É o calor trocado pela garrafa de refrigerante

3 gelo gelo geloQ m c TΔ É o calor sensível recebido pelo gelo até a temperatura de fusão

4 gelo fusãoQ m L É o calor latente devido à fusão do gelo

Considerando o derretimento de todo o gelo:

1 1 1cal

Q C T Q 40 0 25 C Q 1000 calC

Δ

2 refrig água refrig 2 2cal

Q m c T Q 2000 g 1 0 25 C Q 50000 calg C

Δ

3 gelo gelo gelo 3 3cal

Q m c T Q 600 g 0,5 0 10 C Q 3000 calg C

Δ

4 gelo fusão 4 4cal

Q m L Q 600 g 80 Q 48000 calg

Como a soma de todo o calor cedido ( 51000 cal) e todo o calor recebido (51000 cal) é igual a zero,

podemos concluir que a totalidade do gelo derrete e o sistema entra em equilíbrio térmico a 0 C.

Resposta da questão 5: [D] As alternativas [A], [B] e [C] afirmam que um corpo tem mais ou menos calor estão equivocadas conceitualmente, uma vez que o calor é energia térmica em trânsito sempre de um corpo com maior temperatura, no caso o plástico, para o corpo com menor temperatura, o gelo. Sendo assim, a alternativa correta é a [D].

BLITZ PRÓ MASTER Resposta da questão 6: [C] A irradiação depende da temperatura do corpo e da área de exposição. Cruzando os braços e dobrando o corpo sobre as pernas, ela diminuiu essa área de exposição. Resposta da questão 7: [B]

I. Verdadeiro. O CO2 se acumula nas partes altas da atmosfera impedindo a irradiação de parte do calor para o espaço. II. Falso. O calor gerado pela queima da madeira forma correntes de convecção dentro dos fornos. No

entanto, a propagação através das paredes ocorre por condução. III. Verdadeiro. Não há contato dos trabalhadores com as paredes do forno. IV. Falso. Na atmosfera formam-se correntes de convecção que levam o calor às partes altas.

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FÍSICA C

01. (Ufrgs) Dois campos, um elétrico e outro magnético, antiparalelos coexistem em certa região do espaço. Uma partícula eletricamente carregada é liberada, a partir do repouso, em um ponto qualquer dessa região. Assinale a alternativa que indica a trajetória que a partícula descreve. a) Circunferencial b) Elipsoidal c) Helicoidal d) Parabólica e) Retilínea 02. (Unesp) Em muitos experimentos envolvendo cargas elétricas, é conveniente que elas mantenham sua velocidade vetorial constante. Isso pode ser conseguido fazendo a carga

movimentar-se em uma região onde atuam um campo elétrico E e um campo magnético B,

ambos uniformes e perpendiculares entre si. Quando as magnitudes desses campos são ajustadas convenientemente, a carga atravessa a região em movimento retilíneo e uniforme. A figura representa um dispositivo cuja finalidade é fazer com que uma partícula eletrizada com

carga elétrica q 0 atravesse uma região entre duas placas paralelas 1P e 2P , eletrizadas com

cargas de sinais opostos, seguindo a trajetória indicada pela linha tracejada. O símbolo

representa um campo magnético uniforme B 0,004 T, com direção horizontal, perpendicular ao

plano que contém a figura e com sentido para dentro dele. As linhas verticais, ainda não orientadas e paralelas entre si, representam as linhas de força de um campo elétrico uniforme de

módulo E 20N C.

Desconsiderando a ação do campo gravitacional sobre a partícula e considerando que os módulos de

B e E sejam ajustados para que a carga não desvie quando atravessar o dispositivo, determine,

justificando, se as linhas de força do campo elétrico devem ser orientadas no sentido da placa 1P ou

da placa 2P e calcule o módulo da velocidade v da carga, em m s.

03. (Pucrs) A figura a seguir mostra a posição inicial de uma espira retangular acoplada a um eixo de rotação, sob a ação de um campo magnético originado por ímãs permanentes, e percorrida por uma corrente elétrica. A circulação dessa corrente determina o aparecimento de um par de forças na espira, que tende a movimentá-la.

BLITZ PRÓ MASTER

Em relação aos fenômenos físicos observados pela interação dos campos magnéticos originados pelos ímãs e pela corrente elétrica, é correto afirmar que

a) o vetor indução magnética sobre a espira está orientado do polo S para o polo N.

b) o vetor indução magnética muda o sentido da orientação enquanto a espira se move. c) a espira, percorrida pela corrente i, tende a mover-se no sentido horário quando vista de frente.

d) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo N tem orientação vertical para baixo.

e) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo S tem orientação vertical para cima.

04. (Ufsc)

A ideia de linhas de campo magnético foi introduzida pelo físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) para explicar os efeitos e a natureza do campo magnético. Na figura a seguir, extraída do artigo “Pesquisas Experimentais em Eletricidade”, publicado em 1852, Faraday mostra a forma assumida pelas linhas de campo com o uso de limalha de ferro espalhada ao redor de uma barra magnética. Sobre campo magnético, é CORRETO afirmar que: 01) o vetor campo magnético em cada ponto é perpendicular à linha de campo magnético que passa

por este ponto. 02) as linhas de campo magnético são contínuas, atravessando a barra magnética. 04) as linhas de campo magnético nunca se cruzam. 08) por convenção, as linhas de campo magnético “saem” do polo sul e “entram” no polo norte. 16) as regiões com menor densidade de linhas de campo magnético próximas indicam um campo

magnético mais intenso. 32) quebrar um ímã em forma de barra é uma maneira simples de obter dois polos magnéticos

isolados. 64) cargas elétricas em repouso não interagem com o campo magnético.

05. (Upf) Sobre conceitos de eletricidade e magnetismo, são feitas as seguintes afirmações:

I. Se uma partícula com carga não nula se move num campo magnético uniforme perpendicularmente à

direção do campo, então a força magnética sobre ela é nula.

BLITZ PRÓ MASTER II. Somente imãs permanentes podem produzir, num dado ponto do espaço, campos magnéticos de

módulo e direção constantes. III. Quando dois fios condutores retilíneos longos são colocados em paralelo e percorridos por correntes

elétricas contínuas de mesmo módulo e sentido, observa-se que os fios se atraem. IV. Uma carga elétrica em movimento pode gerar campo magnético, mas não campo elétrico. Está correto apenas o que se afirma em: a) III. b) I e II. c) II. d) II e IV. e) II, III e IV. 06. (Espcex (Aman) Partículas com grande velocidade, provenientes do espaço, atingem todos os dias o nosso planeta e algumas delas interagem com o campo magnético terrestre.

Considere que duas partículas A e B, com cargas elétricas AQ 0 e BQ 0, atingem a Terra em

um mesmo ponto com velocidades, A BV V , perpendiculares ao vetor campo magnético local.

Na situação exposta, podemos afirmar que: a) a direção da velocidade das partículas A e B não irá se alterar. b) a força magnética sobre A terá sentido contrário à força magnética sobre B. c) a força magnética que atuará em cada partícula terá sentido contrário ao do seu respectivo vetor

velocidade. d) a força magnética que atuará em cada partícula terá o mesmo sentido do vetor campo magnético

local. e) a direção da velocidade das partículas A e B é a mesma do seu respectivo vetor força magnética. 07. (Unesp) Um feixe é formado por íons de massa m1 e íons de massa m2, com cargas elétricas q1 e q2, respectivamente, de mesmo módulo e de sinais opostos. O feixe penetra com

velocidade V, por uma fenda F, em uma região onde atua um campo magnético uniforme B,

cujas linhas de campo emergem na vertical perpendicularmente ao plano que contém a figura e com sentido para fora. Depois de atravessarem a região por trajetórias tracejadas circulares de

raios R1 e 2 1R 2 R , desviados pelas forças magnéticas que atuam sobre eles, os íons de

massa m1 atingem a chapa fotográfica C1 e os de massa m2 a chapa C2.

Considere que a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula de carga q, movendo-se com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de módulo B, é dada por

MAGF q v B.

BLITZ PRÓ MASTER Indique e justifique sobre qual chapa, C1 ou C2, incidiram os íons de carga positiva e os de carga negativa.

Calcule a relação 1

2

m

m entre as massas desses íons.

GABARITO

1- Resposta: [E]

Como a partícula é abandonada do repouso, ela sofre ação apenas da força elétrica, acelerando na mesma direção do campo elétrico. Como os dois campos têm a mesma direção, a velocidade da partícula é paralela ao campo magnético, não surgindo força magnética sobre ela. Portanto ela descreve trajetória retilínea na mesma direção dos dois campos, sofrendo ação apenas do campo elétrico.

2- Resposta Aplicando as regras práticas (da mão direita ou da esquerda) do eletromagnetismo, conclui-se que a força magnética é vertical e para cima. Para que a partícula eletrizada não sofra desvio a resultante das forças deve ser nula. Assim a força elétrica tem direção vertical e para baixo. Como a carga é positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido das linhas de força do campo elétrica, ou seja, as linhas

de força do campo elétrico dever sem orientadas no sentido da placa ,2P como indicado na

figura.

Dados: 3

E 20 N/C; B 0,004 T 4 10 T.

Combinando as expressões das forças elétrica e magnética, calculamos o módulo da velocidade da partícula.

3

3

E 20q v B q E v v 5 10 m/s.

B 4 10

3- Resposta: 02 + 04 + 64 = 70. [01] (Falsa) O vetor campo magnético é paralelo às linhas de campo magnético. [02] (Verdadeira) As linhas de campo magnético são contínuas e fechadas, saindo do polo N e

chegando ao polo S por fora do imã e por dentro do imã fazendo o caminho contrário. [04] (Verdadeira) Não há duas linhas de campo magnético em um mesmo ponto do espaço, logo elas

não podem se cruzar. [08] (Falsa) Na realidade a convenção é justamente o contrário: as linhas de campo magnético saem

do polo N e chegam ao polo S. [16] (Falsa) Quanto mais próximas estão as linhas de campo magnético, mais intenso é o campo

magnético produzido. [32] (Falsa) Quando se quebra um imã, têm-se dois novos imãs com os dois polos magnéticos que o

imã original tinha antes da quebra. [64] (Verdadeira) O campo magnético somente interage com cargas elétricas em movimento e,

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portanto, se a velocidade da carga elétrica é nula não há interação com o campo magnético, ou seja, a força magnética é nula.

mF qvBsenθ

4- Resposta: 02 + 04 + 64 = 70.

[01] (Falsa) O vetor campo magnético é paralelo às linhas de campo magnético. [02] (Verdadeira) As linhas de campo magnético são contínuas e fechadas, saindo do polo N e chegando ao polo

S por fora do imã e por dentro do imã fazendo o caminho contrário. [04] (Verdadeira) Não há duas linhas de campo magnético em um mesmo ponto do espaço, logo elas não podem

se cruzar. [08] (Falsa) Na realidade a convenção é justamente o contrário: as linhas de campo magnético saem do polo N e

chegam ao polo S. [16] (Falsa) Quanto mais próximas estão as linhas de campo magnético, mais intenso é o campo magnético

produzido. [32] (Falsa) Quando se quebra um imã, têm-se dois novos imãs com os dois polos magnéticos que o imã original

tinha antes da quebra. [64] (Verdadeira) O campo magnético somente interage com cargas elétricas em movimento e, portanto, se a

velocidade da carga elétrica é nula não há interação com o campo magnético, ou seja, a força magnética é nula.

mF qvBsenθ

5- Resposta: [A] [I] Falsa. Neste caso, a partícula com carga não nula sofre a ação de um campo magnético. [II] Falsa. Eletroímãs também podem produzir o mesmo efeito. [III] Verdadeira. [IV] Falsa. O campo elétrico e o campo magnético estão sempre presentes em conjunto.

6- Resposta: [B] De acordo com o físico Hendrick Antoon Lorentz (1853-1920), toda carga elétrica lançada com certa

velocidade V em direção a um campo magnético B , fica sujeita à ação de uma força magnética F , se

a direção do vetor velocidade V não for paralela à direção do vetor campo magnético B . Caso a carga elétrica seja positiva, utilizamos a regra da mão direita para determinar a orientação dos vetores:

Caso a carga elétrica seja negativa, utilizamos a regra da mão esquerda para determinar a orientação dos vetores:

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Analisando as alternativas: [A] Falsa. Como as partículas ficam sujeitas a atuação da força magnética devido a sua velocidade ser

perpendicular ao campo magnético, haverá alteração da direção de suas velocidades. [B] Verdadeira. Analisando as regras da mão direita e esquerda, verificamos que se uma partícula é

positiva e outra é negativa, as forças que atuam em cada uma das partículas terão sentidos opostos.

[C] Falsa. Analisando as regras da mão direita e esquerda, verificamos que a força magnética é perpendicular ao vetor velocidade.

[D] Falsa. Analisando as regras da mão direita e esquerda, verificamos que a força magnética é perpendicular ao vetor campo magnético.

[E] Falsa. Analisando as regras da mão direita e esquerda, verificamos que a força magnética é perpendicular ao vetor velocidade.

7- Resposta: Pela regra da mão esquerda, íons de carga positiva sofrem, inicialmente, forma magnética para a direita, atingindo a placa C1; os íons de carga negativa sofrem, inicialmente, força magnética para a esquerda, atingindo a placa C2. A força magnética age como resultante centrípeta:

2

MAG cent

11

1 1 1 1 1

2 2 2 1 22

2

1

2

m v m vF F |q| v B R .

R | q | B

m vR

| q | B R m R m

m v R m 2 R mR

| q | B

m 1.

m 2

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FÍSICA D

01. (Udesc) Uma onda de rádio que se propaga no vácuo possui uma frequência f e um

comprimento de onda igual a 5,0m. Quando ela penetra na água, a velocidade desta onda vale

82,1 10 m / s. Na água, a frequência e o comprimento de onda valem, respectivamente:

a) 74,2 10 Hz, 1,5m

b) 76,0 10 Hz, 5,0m

c) 76,0 10 Hz, 3,5m

d) 74,2 10 Hz, 5,0m

e) 74,2 10 Hz, 3,5m

02. (G1 - cftmg) Sobre a propagação da luz, assinale V para as afirmativas verdadeiras e, F para as falsas. ( ) Na reflexão da luz, em uma superfície espelhada, o ângulo de incidência é igual ao de reflexão. ( ) A luz se propaga em linha reta, com velocidade constante, em um determinado meio. ( ) Em uma superfície completamente irregular, o raio de luz incidente e o refletido estão em planos

diferentes. A sequência correta encontrada é a) V, F, V. b) F, F, V. c) F, V, F. d) V, V, F.

03. (Upe) Próxima à superfície de um lago, uma fonte emite onda sonora de frequência 500Hz e

sofre refração na água. Admita que a velocidade de propagação da onda no ar seja igual a

300m s, e, ao se propagar na água, sua velocidade é igual a 1500m s. A razão entre os

comprimentos de onda no ar e na água vale aproximadamente

a) 1 3

b) 3 5

c) 3

d) 1 5

e) 1 04. (Ufmg) Numa aula no Laboratório de Física, o professor faz, para seus alunos, a experiência que se descreve a seguir. Inicialmente, ele enche de água um recipiente retangular, em que há duas regiões - I e II -, de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, está representado nesta figura:

BLITZ PRÓ MASTER No lado esquerdo da região I, o professor coloca uma régua a oscilar verticalmente, com frequência constante, de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a região I e propagam-se pela região II, até atingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos alunos que assistem ao experimento fazem, então, estas observações: Bernardo: “A frequência das ondas na região • I é menor que na região II.” Rodrigo: “A velocidade das ondas na região • I é maior que na região II.” Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: a) Apenas a observação do Bernardo está certa. b) Apenas a observação do Rodrigo está certa. c) Ambas as observações estão certas. d) Nenhuma das duas observações está certa. 05. (Pucrs) O eco é o fenômeno que ocorre quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes.

Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a velocidade de propagação é de 340 m/s, é necessário que haja uma distância de 17,0 m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som é de 1.600m/s, essa distância precisa ser de:

a) 34,0 m b) 60,0 m c) 80,0 m d) 160,0 m e) 320,0 m 06. (Unaerp) Além do dano que podem causar à audição, os sons fortes têm vários outros efeitos físicos. Sons de 140 decibéis (dB) (som de um avião a jato pousando) podem produzir numerosas sensações desagradáveis; entre elas, perda de equilíbrio e náusea. A unidade Bel (B), utilizada no texto, representa:

a) a frequência do som. b) a intensidade física do som. c) o nível sonoro do som. d) a potência do som. e) o timbre do som. 07. (Uel) Os morcegos, mesmo no escuro, podem voar sem colidir com os objetos a sua frente. Isso porque esses animais têm a capacidade de emitir ondas sonoras com frequências elevadas, da ordem de 120.000 Hz, usando o eco para se guiar e caçar. Por exemplo, a onda sonora emitida por um morcego, após ser refletida por um inseto, volta para ele, possibilitando-lhe a localização do mesmo.

Sobre a propagação de ondas sonoras, pode-se afirmar que:

a) O som é uma onda mecânica do tipo transversal que necessita de um meio material para se propagar. b) O som também pode se propagar no vácuo, da mesma forma que as ondas eletromagnéticas. c) A velocidade de propagação do som nos materiais sólidos em geral é menor do que a velocidade de

propagação do som nos gases. d) A velocidade de propagação do som nos gases independe da temperatura destes. e) O som é uma onda mecânica do tipo longitudinal que necessita de um meio material para se propagar.

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Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Utilizando os dados fornecidos pelo enunciado, analisando a propagação no ar, temos que:

88

7

v c f

3 10f 0,6 10 Hz

5

f 6 10 Hz

λ

Sabendo que a frequência não varia quando ocorre refração (a frequência depende somente da fonte que está emitindo a onda), analisando a propagação na água:

8

7

v f

2,1 10

6 10

3,5 m

λ

λ

λ

Logo, alternativa correta é a [C]. Resposta da questão 2: [D] A primeira afirmativa está correta, pois consta das leis da reflexão; A segunda está correta: é o princípio da propagação retilínea da luz; A terceira está errada, pois contraria as leis da reflexão. Resposta da questão 3: [D] Quanto uma onda sofre refração, a frequência não se altera. Então, da equação fundamental da ondulatória:

ar ar ar ar ar

água água água água água

ar

água

v f v 300v f

v f v 1500

1.

5

λ λ λλ

λ λ λ

λ

λ

Resposta da questão 4: [B] A frequência não é alterada pela mudança de meio (refração). Assim, a afirmação de Bernardo é falsa.

Sabemos que v f . Como f é constante, v e são diretamente proporcionais.

No meio II, as distâncias entre as cristas são menores, ou seja, menor comprimento de onda, , quando

em comparação com o meio I. Se houve redução no comprimento de onda, então houve redução na velocidade. Assim, o comentário do aluno Rodrigo está correto. Resposta da questão 5: [C]

Com a distância de 17 m no ar o som percorre, ida e volta, 34 m. Na velocidade de 340 m/s, o som precisa de 34/340 = 0,1 s para ir e voltar. Este é o intervalo de tempo que permite ao cérebro distinguir o som de ida (emitido) e o som de volta (eco). Para a água com velocidade 1600 m/s, a distância total percorrida será de 1600.0,1 = 160 m. Como esta distância é de ida e volta, a pessoa deverá estar do anteparo 160/2 = 80 m. Resposta da questão 6: [C] Resposta da questão 7: [E]

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