57
[email protected] física eletricidade e física moderna QUESTÕES DE VESTIBULARES 2012.1 (1 o semestre) 2012.2 (2 o semestre) sumário ELETROSTÁTICA VESTIBULARES 2012.1............................................................................................................................... 2 VESTIBULARES 2012.2............................................................................................................................. 12 ELETRODINÂMICA VESTIBULARES 2012.1.............................................................................................................................. 16 VESTIBULARES 2012.2.............................................................................................................................. 30 ELETROMAGNETISMO VESTIBULARES 2012.1.............................................................................................................................. 36 VESTIBULARES 2012.2.............................................................................................................................. 47 FÍSICA MODERNA VESTIBULARES 2012.1.............................................................................................................................. 51 VESTIBULARES 2012.2.............................................................................................................................. 56

Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Questões com resposta de física, eletricidade e física moderna, de vestibulares do ano de 2012

Citation preview

Page 1: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected]

físicaeletricidade e

física moderna

QUESTÕES DE VESTIBULARES2012.1 (1o semestre)2012.2 (2o semestre)

sumário

ELETROSTÁTICA VESTIBULARES 2012.1 ...............................................................................................................................2VESTIBULARES 2012.2 ............................................................................................................................. 12

ELETRODINÂMICA VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................16VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................30

ELETROMAGNETISMO VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................36VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................47

FÍSICA MODERNA VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................51VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................56

Page 2: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 2

ELETRICIDADEELETROSTÁTICAVESTIBULARES 2012.1

(UERJ-2012.1) - RESPOSTA: Q’1 = Q’2 = 8 µC e E3 R→

Três pequenas esferas metálicas, E1, E2 e E3, eletricamente car-

regadas e isoladas, estão alinhadas, em posições fixas, sendo E2

equidistante de E1 e E3. Seus raios possuem o mesmo valor, que é muito menor que as distâncias entre elas, como mostra a figura:

E1 E2 E3

As cargas elétricas das esferas têm, respectivamente, os seguintes valores:

• Q1 = 20 μC

• Q2 = − 4 μC

• Q3 = 1 μC

Admita que, em um determinado instante, E1 e E2 são conectadas por um fio metálico; após alguns segundos, a conexão é desfeita.

Nessa nova configuração, determine as cargas elétricas de E1 e E2 e apresente um esquema com a direção e o sentido da força resul-

tante sobre E3.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma carga elétrica puntiforme, q = 1,0 µC, com massa de 1,0.10−3 g, deve ser lançada de um ponto A, na mesma direção e no sentido contrário às linhas de força de um campo elétrico uniforme, de mó-dulo 1,0.103 N/C, para alcançar um ponto B distante 0,45 m do ponto A. Desprezando-se os efeitos gravitacionais, o valor mínimo da velo-cidade de lançamento da carga, em m/s, deve ser igual a*a) 30b) 25c) 20d) 15e) 10

(UNIFENAS/MG-2012.1) - QUESTÃO ANULADA (resposta: 160µC)A propriedade que os capacitores têm de armazenar energia elétrica sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância (C). No sistema internacional de unidades, farad (F) é sua unidade. Considere uma assossiação de 5 capacitores em série de 10 µF, seguida de uma assossiação de 2 capacitores, em paralelo, de 4 µF cada. Considerando que a assossiação do conjunto esteja sob uma diferença de potencial de 100 V, encontre a carga total do capacitor equivalente.a) 10000 Coulombs.b) 1000 Coulombs.c) 0,001 Coulombs.d) 2.000 Coulombs.e) 200 Coulombs.

(IMT-MAUÁ/SP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOSeis cargas puntiformes q1 = +2Q, q2 = +Q, q3 = –3Q, q4 = –2Q, q5 = +Q e q6 = –3Q são fixadas nos vértices de um hexágono regular de lado L, como mostra a figura.

q1 q4

q2

q6

q3

q5

q7

Uma sétima carga q7 = +4Q é colocada no centro do hexágono. Determine o módulo, a direção e o sentido da força resultante sobre a carga q7.

Dados: cos30º = √32 = 0,87; sen30º = 0,50

RESPOSTA IMT-MAUÁ/SP-2012.1:

módulo: F = 16kQ2/L2

direção: horizontal sentido: para a direita (de q7 para q4)

(IME/RJ-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA figura apresenta uma fonte de luz e um objeto com carga +q e massa m que penetram numa região sujeita a um campo elétrico E uniforme e sem a influência da força da gravidade. No instante t = 0, suas velocidades horizontais iniciais são v e 2v, respectiva-mente.

E

v

2v+q,m

d

d

x = 0 xAnteparo

Fonte de luz

Determine:a) o instante t em que o objeto se choca com o anteparo;b) a equação da posição da sombra do objeto no anteparo em fun-ção do tempo;c) a velocidade máxima da sombra do objeto no anteparo;d) a equação da velocidade da sombra do objeto no anteparo em função do tempo caso o campo elétrico esteja agindo horizontalmen-te da esquerda para a direita.

RESPOSTA IME/RJ-2012.1:

Obs.: Nas respostas a aceleração a = Eqm .

a) t = √ 2da b) xS = vt

6d + at2

2d + at2

c) vS = 3v d) vS = 3v + 2at

(VUNESP/UNISA-2012.1) - ALTERNATIVA: EConsidere uma região de campo elétrico representada pela configu-ração das linhas de força e dois pontos A e B situados, respectiva-mente, a distâncias d e 2d da carga geradora de campo.

AB

Assinale alternativa correta.a) O campo elétrico é mais intenso no ponto B da figura.b) Ao abandonar um elétron no ponto A, este irá se dirigir ao ponto B.c) O valor do potencial elétrico no ponto A é metade daquele no ponto B.d) A carga geradora desse campo tem sinal negativo.*e) O trabalho realizado sobre um próton para levá-lo de B para A é resistente.

Page 3: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 3

(IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm capacitor de placas paralelas, entre as quais existe vácuo, está ligado a uma fonte de tensão. Ao se introduzir um dielétrico entre as placas,*a) a carga armazenada nas placas aumenta.b) o campo elétrico na região entre as placas aumenta.c) a diferença de potencial entre as placas aumenta.d) a capacitância diminui.e) a energia armazenada no capacitor diminui.

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo descreve duas placas condutoras paralelas, separa-das por uma distância x e conectadas a uma bateria com diferença de potencial V.

placa A

placa B

xBateria+

A placa A foi conectada ao polo positivo da bateria, portanto, ela está num potencial mais elevado do que a placa B, conectada ao polo negativo.Considerando esta explicação, a alternativa que fornece a variação do potencial elétrico, ao longo de um caminho que se iniciou na pla-ca A e vai até a placa B, é a seguinte:

a) V

x0

b) V

x0

*c) V

x0

d) V

x0

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AO modelo atômico “planetário”, proposto por Ernest Rutherford é mostrado na figura 1. Esse modelo satisfaz as observações expe-rimentais de desvio de partículas alfa ao bombardearem folhas de ouro. Entretanto, ele falha quando se leva em conta a teoria do ele-tromagnetismo, segundo a qual cargas aceleradas emitem radiação eletromagnética. Assim, o elétron perde energia executando uma trajetória em espiral e colapsando no núcleo como na figura 2.

+

− v→

e−

nr

e− = elétronn = núcleo

v→

= vetor velocidader = raio da órbita

Figura 1: Modelo atômico “planetário”

+

− v→

e−

n

e− = elétronn = núcleo

v→

= vetor velocidade

Figura 2: Colapso do elétron no núcleo

Com base no enunciado, nas figuras 1 e 2 e nos conhecimentos sobre mecânica e eletromagnetismo, considere as afirmativas a se-guir.I. A variação do vetor velocidade do elétron evidencia que seu movi-mento é acelerado.II. Se o módulo da velocidade linear do elétron é constante em toda a trajetória da figura 2, a sua velocidade angular aumentará até o colapso com o núcleo.III. O átomo de Rutherford poderia ser estável se o elétron possuísse carga positiva.IV. Na figura 2, o elétron está desacelerando, uma vez que a força de repulsão eletrostática diminui com o decréscimo do raio da órbita.Assinale a alternativa correta.*a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas II e IV são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm sistema eletrostático composto por 3 cargas Q1 = Q2 = +Q e Q3 = q é montado de forma a permanecer em equilíbrio, isto é, imó-vel.Sabendo-se que a carga Q3 é colocada no ponto médio entre Q1 e Q2, calcule q.a) −2 Q d) ½ Qb) 4 Q e) −½ Q*c) −¼ Q

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: CAo colocarmos duas cargas pontuais q1 = 5,0 µC e q2 = 2,0 µC a uma distância d = 30,0 cm, realizamos trabalho. Determine a energia potencial eletrostática, em joules, deste sistema de cargas pontu-ais.

Dado: kC = 9 × 109 Nm2/C2.

a) 1 d) 2,0 × 10−5

b) 10 e) 5,0 × 10−5

*c) 3,0 × 10−1

(FAAP/SP-2012.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: CDuas partículas eletrizadas com cargas elétricas iguais a +Q, quan-do situadas a uma distância “d”, repelem-se com uma força de inten-sidade F. Considere três partículas A, B, e C eletrizadas com cargas elétricas +Q, −Q e +Q, dispostas conforme a figura abaixo:

d d+Q +Q−Q

A CB

As partículas A, B e C encontram-se em equilíbrio pela aplicação de forças externas de intensidades FA, FB e FC, respectivamente. Pode-se afirmar que:

FA FB FC

a) 0 0 0

b) F/4 0 F/4

*c) 3F/4 0 3F/4

d) 3F/4 3F/4 3F/4

e) F/4 F/4 F/4

Page 4: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 4

(UNESP-2012.1) - ALTERNATIVA: DUma pequena esfera de massa m, eletrizada com uma carga elétrica q > 0, está presa a um ponto fixo P por um fio isolante, numa região do espaço em que existe um campo elétrico uniforme e vertical de módulo E, paralelo à aceleração gravitacional g, conforme mostra a figura. Dessa forma, inclinando o fio de um ângulo θ em relação à vertical, mantendo-o esticado e dando um impulso inicial (de in-tensidade adequada) na esfera com direção perpendicular ao plano vertical que contém a esfera e o ponto P, a pequena esfera passa a descrever um movimento circular e uniforme ao redor do ponto C.

θ

P

C

q > 0

E→

→g

Na situação descrita, a resultante das forças que atuam sobre a es-fera tem intensidade dada pora) (m · g + q · E) · cosθ.b) (m · g – q · E · √2 ) · senθ.c) (m · g + q · E) · senθ · cosθ.*d) (m · g + q · E) · tgθ.e) m · g + q · E · tgθ.

(UFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: B

A unidade de uma grandeza física pode ser escrita como kg ·m2

s3·A.

Considerando que essa unidade foi escrita em termos das unidades fundamentais do SI, assinale a alternativa correta para o nome des-sa grandeza.a) Resistência elétrica.*b) Potencial elétrico.c) Fluxo magnético.d) Campo elétrico.e) Energia elétrica.

(UFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétri-ca, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial ∆V igual a 32 V.

E→

→v

1 2

Considerando a massa do próton igual a 1,6 × 10−27 kg e sua carga igual a 1,6 × 10−19 C, assinale a alternativa que apresenta correta-mente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.a) 2,0 × 104 m/s d) 1,6 × 105 m/sb) 4,0 × 104 m/s e) 3,2 × 105 m/s*c) 8,0 × 104 m/s

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DSão necessários 60 Joules de trabalho para mover 5 Coulombs de carga entre dois pontos em um campo elétrico. A diferença de poten-cial entre esses dois pontos é, em Volts:a) 5 c) 60 b) 300 *d) 12

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: ANo diagrama abaixo, P é um ponto próximo a uma esfera carregada negativamente.

−−

−−

− −P

O campo elétrico em P está CORRETAMENTE representado pelo vetor:

*a)

b)

c)

d)

(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura mostra o esquema de montagem de duas placas planas e paralelas A e F, separadas 5 cm uma da outra, eletrizadas com car-gas negativa e positiva, respectivamente, e distribuídas de maneira uniforme em suas superfícies. Essa distribuição gera um campo elé-trico uniforme de intensidade 1 × 104 N/C na região interna entre as placas. As superfícies equipotenciais B, C, D e E são equidistantes entre si e de A e F.

+

+

+

+

+

+

A B C D E F

As diferenças de potencial UBC e UDF serão, em volts, respectiva-mente,*a) 1 × 102 e 2 × 102.b) 2 × 102 e 1 × 102.c) 1 × 103 e 2 × 103.d) 2 × 103 e 1 × 103.e) 5 × 103 e 1 × 103.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04)Duas pequenas esferas de cobre no vácuo, inicialmente sem carga livre, estão separadas por 1 m. A massa de cada esfera é 0,1 átomo-grama e cada uma delas é carregada eletricamente com 0,001% do número de elétrons que continham originalmente. Considerando es-sas informações e os dados seguintes, assinale o que for correto.Dados: Número de avogadro: 6 × 1023 partículas/mol; k = 9 × 109 Nm2/C2; ZCu = 29; carga elementar: 1,6 × 10−19 C.01) Inicialmente, o número de cargas negativas em cada esfera é, aproximadamente, 1,74 × 1017.02) Depois de carregadas, cada esfera contém 174 × 1017 elétrons livres.04) A força elétrica que surge em cada esfera carregada é equi-valente ao peso de um edifício de massa, aproximadamente, de 7 × 109 kg.08) A descrição do problema não corresponde à realidade, porque o cobre, sendo um condutor elétrico, não permite cargas livres.16) Se a carga em cada esfera fosse duplicada, a força elétrica que surgiria em cada esfera carregada equivaleria ao peso de um edifí-cio de massa, aproximadamente, de 14 × 109 kg.

Page 5: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 5

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)A figura a seguir representa o corte diametral de três superfícies esféricas concêntricas de um campo eletrostático, criadas por uma carga na origem O. Os potenciais nos pontos A, B e C são, respec-tivamente, iguais a 90 V, 45 V e 30 V. Os raios dessas superfícies equipotenciais são iguais a: RA = 1 m; RB = 2 m e RC = 3 m.

C

B AO

RARB

RC

Considerando essas informações e k = 9×109 Nm2/C2, assinale o que for correto.01) O campo elétrico é normal às esferas e dirigido radialmente para fora.02) As linhas de força do campo eletrostático são tangentes às equi-potenciais.04) A carga que cria essa distribuição de potencial é 1×10−8 C.08) O trabalho realizado pelo campo eletrostático para transportar uma carga positiva (q = 3×10−12 C), de A até C, é 1,8×10−10 J.16) Se uma partícula de massa m = 1×10−14 kg e carga positiva 2×10−12 C for abandonada no ponto A, a aceleração adquirida pela carga é 6×103 m/s2.

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: ADuas cargas puntiformes +4q e +q estão dispostas ao longo de uma linha reta horizontal e separadas por uma distância d. Em que posi-ção x, ao longo da linha horizontal, e em relação à carga +4q, deve-se localizar uma terceira carga +q a fim de que esta adquira uma aceleração nula?*a) 2d/3 d) d/3b) 3d/2 e) 3d/4c) 5d/4

(UEL/PR-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOÉ conhecido e experimentalmente comprovado que cargas elétricas aceleradas emitem radiação eletromagnética. Este efeito é utilizado na geração de ondas de rádio, telefonia celular, nas transmissões via satélite etc.Quando o módulo da velocidade de uma partícula com carga elétri-ca e for pequeno comparado ao módulo da velocidade da luz c no vácuo, prova-se, utilizando a eletrodinâmica clássica, que a potência com a qual a carga elétrica com aceleração constante a irradia on-das eletromagnéticas é

Pirr = 4πε0

1 2e2a2

3c3,

onde ε0 é a constante de permissividade elétrica.Desprezando-se efeitos relativísticos, considera-se um próton com massa mp = 2 × 10−27 kg com carga elétrica e = 2 × 10−19 C aban-donado em repouso em um campo elétrico uniforme de intensidade E = 14 × 1019 N/C produzido por um capacitor de placas paralelas uniformemente carregadas com cargas de sinais opostos como es-quematizado na figura a seguir:

+ + + + + + + + + + + + +

− − − − − − − − − − − − −

d =

4 ×

10−1

5 m

E

A distância entre as placas é d = 4 × 10−15 m, o meio entre elas é o vácuo, o campo gravitacional é desprezado e o tempo neces-sário para o próton percorrer a distância entre as duas placas é T = 10−19 s:a) Calcule a energia irradiada durante todo o percurso entre as pla-cas, considerando que a potência de irradiação é Pirr = αa2; onde

α = 4πε0

1 2e2

3c3 = 6 × 10−52 kg·s. Apresente os cálculos.

b) Calcule a velocidade final com que o próton atinge a placa nega-tiva do capacitor. Apresente os cálculos.

RESPOSTA UEL/PR-2012.1:a) Eirr ≅ 1,2 × 10−14 J b) v = 1,0 × 107 m/s

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOOs gráficos abaixo representam as cargas elétricas armazenadas em função da difenrença de potencial elétrico entre as placas de dois capacitores C1 e C2.

12840

2,4

1,6

0,8

0

Carga Elétrica versus Diferença de Potencial Elétrico

carg

a (n

anoc

oulo

mb) Capacitor C1

ddp (volt)12840

0,6

0,4

0,2

0

Carga Elétrica versus Diferença de Potencial Elétrico

carg

a (n

anoc

oulo

mb) Capacitor C2

ddp (volt)

Em relação aos gráficos, responda:a) a energia potencial elétrica armazenada no capacitor C1 em 8 V;b) o valor da capacitância elétrica equivalente quando os capacito-res estiverem associados em série.c) Esboce o gráfico da carga elétrica armazenada versus a diferença de potencial elétrico do capacitor equivalente quando os capacitores C1 e C2 estiverem associados em paralelo.

RESPOSTA UEG/GO-2012.1:a) EP = 6,4 × 10−9 J

b) Ceq = 40 pF

c) Ceq = 250 pF e o esboço do gráfico é:

12840

3,0

2,0

1,0

0

Carga Elétrica versus Diferença de Potencial Elétrico

carg

a (n

anoc

oulo

mb)

ddp (volt)

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL NO FINAL DA QUESTÃOConsidere duas cargas QA e QB que podem ser, quanto ao sinal da carga, positivas, negativas ou ainda, combinações dos sinais positi-vo e negativo. Com base nessa informação responda:a) Quais são os tipos de interações eletrostáticas que podem ocorrer entre essas duas cargas?b) Tendo em vista agora duas massas m1 e m2, descreva as sime-trias entre a mecânica gravitacional (interação entre duas massas) e a interação eletrostática (interação entre duas cargas).

RESPOSTA OFICIAL UEG/GO-2012.1:a) 1. Repulsiva - cargas de mesmo sinal (positiva e positiva). 2. Repulsiva - cargas de mesmo sinal (negativa e negativa). 3. Atrativa - cargas de sinais contrários.b) 1. A lei da gravitação universal é uma lei do inverso do quadrado da distância, assim como a lei de Coulomb. 2. Na lei de Coulomb, a interação ocorre pelo produto das cargas e na lei gravitacional pelo produto das massas, assim as equações que descrevem as forças, nos dois casos, são matematicamente idênticas. 3. A interação gravitacional é atrativa, e na interação eletrostática, parte do problema é de atração entre as cargas de sinais opostos.

Page 6: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 6

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BA corrente elétrica em um fio metálico condutor pode ser descrita por meio da movimentação de portadores de carga elétrica negativa livres. Esses portadores movimentam-sea) do campo elétrico mais baixo para o campo elétrico mais alto.*b) na mesma direção e no sentido oposto ao vetor campo elétrico.c) do potencial elétrico mais alto para o potencial elétrico mais bai-xo.d) por ação da força elétrica, na mesma direção e sentido do campo elétrico.e) por ação do campo elétrico, na mesma direção e sentido do po-tencial elétrico.

(ACAFE/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm uma cartilha fornecida pelos DETRANs do país é alertado sobre o risco em caso de acidente e cabos elétricos estarem em conta-to com os veículos. Nesta cartilha há um erro conceitual quando é afirmado que: “No interior dos veículos, as pessoas estão seguras, desde que os pneus estejam intactos e não haja nenhum contato com o chão. Se o cabo estiver sobre o veículo, elas podem ser ele-trocutadas ao tocar o solo. Isso já não ocorre se permanecerem no seu interior, pois o mesmo está isolado pelos pneus.”

Noções de Primeiros Socorros no Trânsito, p. 25/São Paulo:ABRAMET – 2005

Assinale a alternativa correta que proporciona uma justificativa cien-tificamente adequada para a situação descrita na cartilha.a) As pessoas jamais estarão seguras, pois os pneus não tem iso-lamento adequado.*b) As pessoas devem permanecer no interior do carro porque estão blindadas eletricamente, independente de estarem isoladas pelos pneus.c) Os pneus devem estar cheios de ar, caso contrário não haverá isolamento.d) Se as pessoas estiverem com calçados de borracha elas podem saltar do carro.

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: BQuatro cargas elétricas fixas, com valores +q, +2q, +3q e +4q, são dispostas nos vértices de um quadrado de lado d. As cargas são po-sicionadas na ordem crescente de valor, percorrendo-se o perímetro do quadrado no sentido horário. Considere que este sistema esteja no vácuo e que e0 é a permissividade elétrica nesse meio. Assim, o módulo do campo elétrico resultante no centro do quadrado é

a) 4πe0

1 q

d2 . c)

πe0

1 q

d2 .

*b) q

d2πe0

√2 . d) πe0

4 q

d2 .

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) tornou-se conhecido principalmente pela formulação da lei que leva seu nome. Sobre a lei de Coulomb, assinale o que for correto.01) A força de interação entre duas cargas elétricas puntuais é pro-porcional ao produto dessas cargas.02) A força de interação entre duas cargas elétricas Q1 e Q2 pode so-frer alteração para mais ou para menos dependendo do meio onde elas estão inseridas.04) A força F de atração ou de repulsão exercida entre duas cargas puntuais é diretamente proporcional ao quadrado da distância exis-tente entre elas.08) Se a distância entre duas cargas elétricas for multiplicada por um número, a força F entre as cargas ficará dividida pelo quadrado desse número.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: ADuas cargas puntiformes de sinais iguais e de módulos q e Q estão posicionadas no vácuo, em uma região de constante eletrostática k, sendo d a distância entre elas. Em um ponto P, distante d/3 da carga Q, sobre uma linha reta que une q e Q, uma partícula de carga q’ não sofre ação da força elétrica. Considerando que a carga q é igual à soma das cargas de 4 prótons, a carga Q será igual à*a) carga de 1 próton.b) carga de 2 prótons.c) carga de 3 prótons.d) carga de 4 prótons.

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL: m2 = 18 gDuas partículas de massas m1 e m2 estão presas a uma haste re-tilínea que, por sua vez, está presa, a partir de seu ponto médio, a um fio inextensível, formando uma balança em equilíbrio. As par-tículas estão positivavente carregadas com carga Q1 = 3,0 µC e Q2 = 0,3 µC. Diretamente acima das partículas, a uma distância d, estão duas distribuicões de carga Q3 = −1,0 µC e Q4 = −6,0 µC, conforme a figura.

+ +

− −d

Q1 m1 Q2 m2

Q3 Q4Dado:k0 = 9,0 × 109 N.m2/C2

Sabendo que o valor de m1 é de 30 g e que a aceleração da gravida-de local é de 10 m/s2, determine a massa m2.

Obs.: A resolução oficial onde se chega ao valor m2 = 18 g não se considerou as interações elétricas entres as cargas Q1 e Q4 e nem entre Q2 e Q3.

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: ENo ar seco, uma partícula em repouso (estática) de massa m1, cuja carga elétrica é de 100 C (coulomb), isolada da influência de qualquer outro tipo de partícula carregada, gera em seu entorno um campo elétrico radial. Adote o valor da constante eletrostática como k0 = 9 × 109 N.m2/C2.Aproximando uma partícula de massa m2 a uma distância de 10 m da primeira, cuja carga elétrica seja de 12 C, calcule o módulo da força eletrostática que será exercida pelo campo gerado por m1 so-bre m2.a) 9,00 × 1011 N b) 1,08 × 109 N c) 1,08 × 107 N d) 9,00 × 1010 N *e) 1,08 × 1011 N

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EUma partícula de massa m e carga elétrica +Q cai, sob a ação da gravidade, entre duas placas paralelas carregadas de lados quadra-dos e infinitos, conforme figura abaixo.

+

+

+

+

+

+

∗ ∗∗BC A

+Q

Força peso

Sobre o movimento de queda da massa m, é CORRETO afirmar que:a) a partícula, ao passar na região entre as placas, cai diretamente sobre o ponto A.b) a partícula, ao passar na região entre as placas, sofre desvio e cai em direção ao ponto C.c) um campo magnético é estabelecido entre as placas e está orien-tado da esquerda para a direita, ou seja, de C → B e, dessa forma, a partícula cai em direção ao ponto B.d) um campo magnético é estabelecido entre as placas e está orien-tado da direita para a esquerda, ou seja, de B → C e, dessa forma, a partícula cai em direção ao ponto C.*e) a partícula sofre um desvio de C → B e adquire aceleração, no sentido de C para B, conforme a equação a = QE/m, onde “a” é o módulo dessa aceleração da partícula e E é o módulo do campo elétrico estabelecido entre as duas placas.

Page 7: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 7

UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EA membrana de uma célula de um ser vivo pode ser associada a um dispositivo eletrônico, mais especificamente a um capacitor, confor-me figura abaixo. Tanto o interior da célula como o meio extracelular estão cheios de soluções salinas. Essas soluções salinas diluídas são, na verdade, ânions e cátions e, mais específicamente, pode-se dizer que os ânions ocupam o interior da célula, e que os cátions compõem o meio extracelular. Segundo fontes médicas, a espessu-ra d da membrana é de 80 angstroms.

+

+

+

+

+

+

+Q −Q

Membrana

d

Interior da célulaMeio extracelular

Qual deve ser a densidade superficial de carga σ, sobre a superfície da membrana, capaz de produzir um potencial de 70 mV, conhecido como potencial de repouso da célula?

Dados: 1 angstron = 10−10 m, ε = 10ε0, E = σ/ε , ε0 = 8,85 × 10−12 C2/(N.m2) é a permissividade elétrica do vácuo, ε é a permissivida-de elétrica do meio salino e E é o campo elétrico estabelecido na membrana.

a) 7/8 × 109ε0 C/m2

b) 8/7 × 109ε0 C/m2

c) 7/8 × 109ε0 m2/Cd) 8/7 × 109ε0 m2/C*e) 7/8 × 108ε0 C/m2

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: Q = 5,0 nCO gráfico mostra a dependência do potencial elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, em função da distância à carga.

1000

800

600

400

200

00,50,40,30,20,10,0

Distância (m)

Pot

enci

al e

létri

co (V

)

Determine o valor da carga elétrica. Considere a constante eletrostática k0 = 1/4πε0 = 9,0 × 109 N.m2/C2.

(UNESP/TÉCNICO-2012.1) - ALTERNATIVA: DAs baterias utilizadas nos automóveis são equipamentos compostos por placas revestidas de chumbo e contidas em compartimentos que contêm ácido sulfúrico. Esse contato faz com que ocorra uma rea-ção química que libera energia.

A energia liberada pela bateria e que é responsável por todas as formas de energia dissipadas pelo automóvel éa) mecânica.b) térmica.c) luminosa.*d) elétrica.

(FGV/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura seguinte representa algumas linhas de força de um campo elétrico uniforme e três pontos internos A, B e C desse campo. A reta que passa pelos pontos A e C é perpendicular às linhas de força.

A B

C

É correto afirmar quea) A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de C.b) A e B têm o mesmo potencial elétrico, sendo este menor que o de C.*c) A e C têm o mesmo potencial elétrico, sendo este maior que o de B.d) os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA < VB < VC.e) os potenciais elétricos dos pontos A, B e C guardam a relação VA > VB > VC.

(INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: EConsidere duas partículas puntiformes carregadas eletricamen-te, com cargas iguais em 10 × 10−4 C, distantes de 10 cm uma da outra. Sabendo que a constante de Coulomb para este meio é de 9 × 109 N.m²/C² e que a intensidade da força elétrica que atua nas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversa-mente proporcional ao quadrado da distância entre elas, determine o valor desta força de natureza elétrica que atua nas partículas.a) 200 Nb) 2 × 106 Nc) 2 × 10−6 Nd) 2400 N*e) 9 × 105 N

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm uma academia de ginástica, uma jovem percebe que em dias muito secos, ao caminhar na esteira elétrica, seus cabelos tendem a ficar arrepiados.A explicação científica para esse fenômeno pode ser dada pela ele-tricidade estática, ou seja,*a) ao andar sobre a esteira, a jovem adquire cargas elétricas por contato e tem seus cabelos repelidos por estarem carregados com cargas de mesmo sinal.b) ao segurar na esteira, que é elétrica, a jovem adquire cargas elé-tricas por contato e tem seus cabelos atraídos por estarem carrega-dos com cargas elétricas de mesmo sinal.c) a eletricidade da esteira, proveniente da rede elétrica, induz um campo elétrico que provoca a atração entre os fios de cabelo da jovem.d) ao caminhar, ocorre indução entre a esteira e os pés da jovem. Isso faz com que seu corpo fique carregado com cargas de mesmo sinal, de tal forma que seus cabelos se repelem.e) ao caminhar, ocorre indução entre a esteira e os pés da jovem. Isso faz com que seu corpo fique carregado com cargas de sinais contrários, de tal forma que seus cabelos se atraem.

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm uma festa infantil, o mágico resolve fazer uma demonstração que desperta a curiosidade das crianças ali presentes. Enche uma bexiga com ar, fecha-a, e, a seguir, após esfregá-la vigorosamente nos cabelos de uma das crianças, encosta o balão em uma parede lisa e perfeitamente vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Qual foi a “mágica”?a) O ar da bexiga interage com a parede, permitindo o repouso da bexiga.*b) Ao ser atritada, a bexiga fica eletrizada e induz a distribuição das cargas da parede, o que permite a atração.c) O atrito estático existente entre a bexiga e a parede é suficiente para segurá-la, em repouso, na parede.d) A bexiga fica eletrizada, gerando uma corrente elétrica que a se-gura à parede.e) Por ser bom condutor de eletricidade, o ar no interior da bexiga absorve energia elétrica da parede, permitindo a atração.

Page 8: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 8

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: E = 0 V/m (zero volt / metro)Três cargas elétricas, q1 = −16 µC, q2 = +1,0 µC e q3 = −4,0 µC, são mantidas fixas no vácuo e alinhadas, como mostrado na fi-gura. A distância d = 1,0 cm e considere a constante eletrostática k0 = 1/4πε0 = 9,0 × 109 N.m2/C2.

2d d

q1 q2 q3

Calcule o módulo do campo elétrico produzido na posição da carga q2, em V/m.

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: CConsidere uma esfera oca metálica eletrizada. Na condição de equi-líbrio eletrostático,a) o vetor campo elétrico no interior da esfera não é nulo.b) o potencial elétrico em um ponto interior da esfera depende da distância desse ponto à superfície.*c) o vetor campo elétrico na superfície externa da esfera é perpen-dicular à superfície.d) a distribuição de cargas elétricas na superfície externa da esfera depende do sinal da carga com que ela está eletrizada.e) o módulo do vetor campo elétrico em um ponto da região externa da esfera não depende da distância desse ponto à superfície.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CNo circuito ilustrado na figura abaixo, C1 = 4 µF, C2 = 6 µF e C3 = 5 µF e a ddp entre a e b é igual a 80 V.

Observação: 1 µF = 1 × 10−6 F

C1

C3

C2

a b

A respeito das cargas q1, q2 e q3, armazenadas nos capacitores de capacitância C1, C2 e C3, respectivamente, é CORRETO afirmar quea) q1 = q2 = 4,00 × 10−4 C, q3 = 1,92 × 10−4 C.b) q1 = q2 = q3 = 1,92 × 10−4 C.*c) q1 = q2 = 1,92 × 10−4 C, q3 = 4,00 × 10−4 C.d) q1 = q2 = q3 = 4,00 × 10−4 C.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BUma partícula cuja carga é q = 3 × 10−9 C move-se do ponto A ao ponto B, ao longo de uma linha reta. A distância entre A e B é d = 0,5 m. O campo elétrico é uniforme ao longo dessa linha, no sentido de A para B, com módulo E = 200 N/C. O trabalho realizado pelo campo e a diferença de potencial VA – VB são iguais a, respec-tivamente,a) 3 × 10−7 J e 200 V.*b) 3 × 10−7 J e 100 V.c) 3 × 10−9 J e 100 V.d) 3 × 10−9 J e 200 V.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DTrês partículas com cargas de mesmo módulo estão posicionadas ao longo do eixo x (veja a figura). Dado: √2 ≈1,41.

d d eixo x

q q’ q

0

A partícula central está na origem, possui carga elétrica com sinal oposto ao das outras e está a uma distância d de qualquer uma delas. Em pelo menos um ponto P, localizado a uma distância x em relação a essa partícula central, o potencial elétrico é nulo. Con-siderando d = 1cm, o valor de x, em cm, no intervalo 0 < x < d, é, aproximadamente,a) 0,31.b) 0,71.c) 0,21.*d) 0,41.

(UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL: V; F; V; VUma das experiências para a determinação da carga do elétron foi a realizada por Roberto Millikan, e ficou conhecida por “experiência de Millikan”. Conforme esquema simplificado da montagem, repre-sentado abaixo, Millikan lançou gotículas de óleo carregadas eletri-camente no interior de uma câmara, as quais caíam sob o efeito da gravidade. No entanto, ele estabeleceu uma diferença de potencial entre as placas A e B da montagem, de modo que ele podia, varian-do essa diferença, conseguir manter certas gotículas em equilíbrio entre as duas placas. Ele as observava pelo orifício lateral, conforme o esquema abaixo.

gotículasde óleo

Adaptado de: MÁXIMO, A e ALVARENGA, B. Curso de Física, v.3. São Paulo: Scipione, 1996. p.1020.

Considerando as informações dadas, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) Uma gotícula pode ser mantida em equilíbrio quando seu peso é equilibrado pela força elétrica que age sobre ela.2 ( ) A variação na diferença de potencial entre as placas A e B in-fluencia diretamente o valor do peso das gotículas de óleo.3 ( ) A carga elétrica de cada gotícula varia em função do campo elétrico criado entre as placas A e B.4 ( ) O campo elétrico entre as placas A e B varia se a diferença de potencial entre elas também variar.

(IF/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EEnquanto fazia a limpeza em seu local de trabalho, uma faxineira se surpreendeu com o seguinte fenômeno: depois de limpar um objeto de vidro, esfregando-o vigorosamente com um pedaço de pano de lã, percebeu que o vidro atraiu para si pequenos pedaços de papel que estavam espalhados sobre a mesa.

vidro

(www.portaldoprofessor.mec.gov.br)

O motivo da surpresa da faxineira consiste no fato de que

a) quando atritou o vidro e a lã, ela retirou prótons do vidro tornando-o negativamente eletrizado, possibilitando que atraísse os pedaços de papel.

b) o atrito entre o vidro e a lã aqueceu o vidro e o calor produzido foi o responsável pela atração dos pedaços de papel.

c) ao esfregar a lã no vidro, a faxineira criou um campo magnético ao redor do vidro semelhante ao existente ao redor de um ímã.

d) ao esfregar a lã e o vidro, a faxineira tornou-os eletricamente neu-tros, impedindo que o vidro repelisse os pedaços de papel.

*e) o atrito entre o vidro e a lã fez um dos dois perder elétrons e o outro ganhar, eletrizando os dois, o que permitiu que o vidro atraísse os pedaços de papel.

Page 9: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 9

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 05 (01+04)O conceito de voltagem que está relacionado com o nosso cotidiano, nada mais é do que o trabalho realizado por uma carga elétrica. So-bre trabalho e potência elétrica, assinale o que for correto. 01) O trabalho realizado sobre uma carga elétrica em um intervalo de tempo representa a potência. 02) Um motor elétrico, quando ligado a uma rede elétrica, é capaz de acionar uma máquina transformando totalmente o trabalho elétrico em trabalho mecânico. 04) Quando a força elétrica é contrária ao sentido do campo elétrico, o trabalho realizado pela força será um trabalho resistente. 08) O trabalho realizado sobre uma carga elétrica, no interior de um campo elétrico, não implicará na variação de energia potencial elé-trica da carga.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16)Considere duas esferas condutoras A e B, de raios R e 3R, respecti-vamente, separadas por uma distância d. Inicialmente a esfera A tem carga elétrica líquida nula e a esfera B tem uma carga elétrica líquida 3Q. As duas esferas são conectadas entre si por meio de um fio condutor que logo após é desconectado das esferas. Com relação ao estado final das esferas, assinale o que for correto.01) Todos os excessos de carga nas esferas A e B estão localizados na superfície das esferas.02) A esfera A tem carga (3/4)Q e a esfera B tem carga (9/4)Q.04) O potencial elétrico da esfera A é menor do que o potencial elé-trico da esfera B.08) O potencial elétrico no interior das esferas A e B são constantes e iguais entre si.16) A força eletrostática entre as duas esferas é 27kQ2/(16d2).

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 18 (02+16)Duas partículas com cargas respectivamente iguais a +q e −q es-tão separadas por uma distância d. Com relação ao campo elétrico criado pela presença dessas partículas carregadas, assinale o que for correto.

−q +q

d

01) O campo elétrico na posição da carga +q tem intensidade igual ER = kq/d2 e está orientado para a direita.02) O campo elétrico a uma distância d à esquerda da carga −q tem intensidade igual a ER = 3kq/(4d2) e está orientado para a direita.04) O campo elétrico é nulo no ponto médio entre as cargas.08) O campo elétrico a uma distância d à direita da carga +q tem in-tensidade igual a ER = 3kq/(4d2) e está orientado para a esquerda.16) O campo elétrico na posição da carga -q tem intensidadeigual a ER = kq/d2 e está orientado para a esquerda.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura a seguir ilustra duas cargas pontuais positivas e uma casca esférica condutora. Todo o sistema está fixo no vácuo.

carga 1 carga 2

Nesse contexto, pode-se afirmar que a força elétrica que a carga 1 exerce na carga 2 é:*a) nula.b) horizontal para a direita.c) horizontal para a esquerda.d) vertical para cima.e) vertical para baixo.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura a seguir ilustra um aquário cheio de água em que uma pe-quena esfera de massa M flutua em repouso. A esfera possui carga negativa constante, de módulo Q. Dentro do aquário, existe um cam-po elétrico uniforme, de módulo E e sentido vertical para cima.

→g→

E

Denotando as densidades de massa da água e da esfera por ρágua e ρesfera e a aceleração da gravidade por g, a razão carga-massa da esfera, Q/M, é expressa por:*a) g(ρágua/ρesfera − 1)/Eb) E(ρesfera/ρágua − 1)/gc) Eρesfera/(gρágua)d) g(ρágua/ρesfera + 1)/Ee) E(ρesfera/ρágua + 1)/g

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: ETrês cargas pontuais idênticas encontram-se arranjadas de acordo com as configurações das figuras 1 e 2 a seguir.

Figura 1 Figura 2

L

L

D D

Se a energia potencial eletrostática das configurações é a mesma, a razão D/L é dada por:a)1/(2 + √5)b)1/(4 + √5)c) 2/(2 + √2)d) 4/(4 + √2)*e) 5/(4 + √2)

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: ENuma fábrica, trabalha-se com um pó inflamável que entra em com-bustão quando atingido por uma faísca elétrica de energia igual ou superior a 0,1 mJ = 10−4 J.É comum que um operário adquira carga elétrica por eletrização ao caminhar, por exemplo, sobre uma superfície rugosa. Considere que o operário tenha uma capacitância equivalente a 2 × 10−10 F. Qual o máximo valor de diferença de potencial em relação ao ambiente que o operário pode carregar a fim de evitar que uma faísca incendeie o pó inflamável?a) 10 Vb) 20 Vc) 100 Vd) 200 V*e) 1000 V

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08)João fixou quatro cargas elétricas pontuais não-nulas sobre um pla-no horizontal, de modo que cada carga se situe sobre um vértice diferente de um mesmo quadrilátero convexo ABCD; isto é, as me-didas de seus ângulos internos são todas inferiores a 180º. Além disso, a força elétrica resultante das cargas situadas em B, C e D atuando sobre o vértice A é nula. Levando-se em conta a situação descrita, assinale o que for correto.

01) Os sinais das cargas situadas nos vértices adjacentes ao vértice A devem ser opostos.

02) Se João colocou nos vértices adjacentes a A cargas de mesmo módulo, e tais vértices equidistam de A, então o quadrilátero forma-do é, necessariamente, um trapézio.

04) O campo elétrico resultante em A dos campos gerados pelas cargas situadas em B, C e D é nulo.

08) João pode ter obtido a situação utilizando quatro cargas de mes-mo módulo e dispondo-as sobre os vértices de um losango cujo ân-gulo interno do qual A é vértice mede 120 graus.

16) No caso em que o quadrilátero em questão é um quadrado, o módulo da carga situada sobre o vértice C (oposto a A) deve ser, ne-cessariamente, o dobro do módulo da carga que ocupa o vértice B.

Page 10: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 10

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 21 (01+04+16)Considerando um condutor elétrico metálico maciço e esférico, de raio R, carregado positivamente e disposto no vácuo, assinale o que for correto.01) Para pontos d < R, no interior do condutor, o campo elétrico é nulo.02) Para pontos D > R, o campo elétrico gerado em D é proporcional a D2.04) A densidade superficial de cargas no condutor é Q/(4πR2).08) O potencial elétrico no interior do condutor sofre variação, na forma Vd = kQ/d, com d < R.16) A superfície desse condutor elétrico esférico é uma superfície equipotencial.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 29 (01+04+08+16)Assinale o que for correto.01) Cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, deslo-cam-se para a região de menor potencial elétrico.02) Cargas elétricas negativas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, movem-se na direção e no sentido do campo.04) Linhas de força de campo elétrico são sempre perpendiculares às superfícies equipotenciais.08) Aos campos de forças conservativas, como o campo elétrico, associa-se o conceito de potencial.16) Em um campo conservativo, como o campo elétrico, o trabalho realizado por uma força conservativa para deslocar uma partícula de um ponto a outro do campo independe da trajetória da partícula.

(UFPR-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOTrês prótons estão fixos nos vértices de um triângulo equilátero. Considerando a representação e a adição de vetores, construa, qua-litativamente, o campo elétrico resultante nos pontos A e B indicados na figura. O ponto que está dentro do triângulo encontra-se no seu baricentro. Estabeleça uma escala de modo que o comprimento de cada vetor seja proporcional ao seu módulo (intensidade do campo elétrico).

A

B

RESPOSTA UFPR-2012.1:

++

+

E1

E2

E3

E1E2

E3

EB

EA = 0→ →

→ →

Q1 Q2

Q3

A

B

(UFPR-2012.1) - RESPOSTA: v ≅ 1,0 × 107 m/sConsidere um dispositivo que consiste de um catodo e um anodo separados por uma certa distância e inseridos em um meio onde há vácuo. Por um processo não descrito aqui, faz-se com que o catodo emita elétrons. Aplica-se uma diferença de potencial de 300 V entre o catodo e o anodo, que faz com que os elétrons se movimentem em direção ao anodo. Considere agora que um desses elétrons parta do repouso e, com movimento uniformemente variado, atinja o anodo. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 × 10−19 C e sua massa igual a 9,1 × 10−31 kg, calcule a velocidade com que o elétron chega ao anodo.

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm aluno, ao estudar Física, encontra no seu livro a seguinte ques-tão: “No vácuo (k = 9 × 109 Nm2/C2), uma carga puntiforme Q gera, à distância D, um campo elétrico de intensidade 360 N/C e um poten-cial elétrico de 180 V, em relação ao infinito”. A partir dessa afirma-ção, o aluno determinou o valor correto dessa carga como sendoa) 24 µC d) 18 nCb) 10 µC *e) 10 nCc) 30 nC

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma pequena esfera de isopor, de massa 0,512 g, está em equilíbrio entre as armaduras de um capacitor de placas paralelas, sujeito às ações exclusivas do campo elétrico e do campo gravitacional local.

Carga elementar = e = 1,6 × 10−19 C

ε = 640 V+−2,00 cm

Considerando g = 10 m/s2, pode-se dizer que essa pequena esfera possui*a) um excesso de 1,0 × 1012 elétrons, em relação ao número de prótons.b) um excesso de 6,4 × 1012 prótons, em relação ao número de elétrons.c) um excesso de 1,0 × 1012 prótons, em relação ao número de elétrons.d) um excesso de 6,4 × 1012 elétrons, em relação ao número de prótons.e) um excesso de carga elétrica, porém, impossível de ser determi-nado.

(IF/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: A

Como funciona a Máquina de XeroxQuando se inicia a operação em uma máquina de Xerox, acende-se uma lâmpada, que varre todo o documento a ser copiado. A imagem é projetada por meio de espelhos e lentes sobre a superfície de um tambor fotossensível, que é um cilindro de alumínio revestido de um material fotocondutor.Os fotocondutores são materiais com propriedade isolante no escu-ro. Mas, quando expostos à luz, são condutores. Assim, quando a imagem refletida nos espelhos chega ao tambor, as cargas superfi-ciais do cilindro se alteram: as áreas claras do documento eliminam as cargas elétricas que estão sobre a superfície do cilindro e as áre-as escuras as preservam. Forma-se, então, uma imagem latente, que ainda precisa ser revelada. Para isso, o cilindro é revestido por uma fina tinta de pó, o tonalizador, ou toner, que adere à imagem latente formada sobre o tambor. Em seguida, toda a imagem passa para as fibras do papel, através de pressão e calor. E, assim, chega-se à cópia final.

Fonte: Revista Globo Ciência, dez. 1996, p. 18.

O texto acima se refere a uma aplicação do fenômeno de eletrização, pois é graças a ele que o toner adere ao cilindro metálico menciona-do. O processo de eletrização pode ocorrer de três formas distintas: atrito, indução e contato, mas todos os processos têm algo em co-mum. É CORRETO afirmar que o comum destes processos é:*a) Deixar o corpo eletrizado, com um desequilíbrio entre o número de cargas elétricas positivas e negativas.b) Deixar o corpo eletrizado, com um equilíbrio entre o número de cargas elétricas positivas e negativas.c) Arrancar as cargas positivas do corpo eletrizado.d) Deixar o corpo eletrizado com uma corrente elétrica negativa.e) Deixar o corpo eletrizado com um campo magnético.

(UFPB-2012.1) - ALTERNATIVA: CUma partícula de carga elétrica Q = +3,2 × 10−19 C é arremessada, com uma energia cinética de 16 MeV (1 MeV = 1,6 × 10−13 J), con-tra uma segunda partícula de carga elétrica de mesmo sinal que se encontra fixada em um ponto muito distante da primeira partícula. O ponto mais próximo que a partícula de carga Q pode chegar da segunda partícula é representado por P, conforme figura a seguir:

Q

P

Partículacarregadafixa

Com base no exposto, é correto afirmar que o potencial elétrico no ponto P é:

a) 4 × 106 V d) 10 × 106 V

b) 6 × 106 V e) 12 × 106 V

*c) 8 × 106 V

Page 11: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 11

(UFPB-2012.1) - AFIRMATIVAS CORRETAS: I, II, IV e VA carga elétrica é conhecida pela humanidade desde o ano de 600 a.C.. O estudo de suas propriedades possibilitou o controle da sua manipulação e, consequentemente, o entendimento da eletrização da matéria. Esse enorme progresso no estudo da carga elétrica en-sejou extraordinários avanços tecnológicos, tais como as recentes telas de toque (touch screen) dos computadores atuais.Sobre as propriedades das cargas elétricas, identifique as afirmati-vas corretas:I. A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas funda-mentais que compõem a matéria.II. A carga elétrica é uma grandeza quantizada.III. A carga elétrica dá origem a uma força exclusivamente de repul-são, chamada de força elétrica.IV. A eletrização da matéria pode ocorrer quando um corpo perde ou recebe elétrons.V. A conservação da carga elétrica é sempre verificada em um siste-ma isolado de cargas elétricas que interagem.

(UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CA Figura (A) mostra uma esfera metálica, com carga positiva (+q), presa por um fio isolante para ser introduzida em uma caixa metálica inicialmente neutra e isolada por uma base de borracha. Quando a esfera fica suspensa dentro da caixa sem contato com ela, como mostra a Figura (B), aparece uma carga (−q) distribuída em sua su-perfície interna e outra carga (+q) em sua superfície externa. Quan-do a esfera toca o fundo, ela e a caixa passam a compor um único corpo condutor, Figura (C).

Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA.a) A esfera sai da caixa em (D) carregada negativamente com carga (−q).b) A esfera sai da caixa em (D) carregada positivamente com carga (+q).*c) A esfera sai da caixa em (D) completamente descarregada, e todo o excesso de carga (+q) situa-se distribuído na superfície ex-terna da caixa.d) A esfera sai da caixa em (D) carregada negativamente com carga (−q), e todo o excesso de carga (+q) situa-se distribuído na superfí-cie interna da caixa.e) A esfera sai da caixa em (D) carregada positivamente com carga (+q), e todo excesso de carga (−q) situa-se distribuído na superfície externa da caixa.

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOConsidere uma esfera condutora de raio R = 1 m eletrizada e situada no vácuo (Constante eletrostática no vácuo K = 9 × 109 N.m2/C2) Em um ponto (P) à distância d = 3 m do centro da esfera, o campo elétrico tem intensidade E = 9,0 × 10−9 V/m . Com base nessas in-formações:a) calcule a carga elétrica q distribuída na superfície da esfera. Ad-mita q > 0 .b) calcule o potencial elétrico no ponto P a uma distância d = 3 m do centro da esfera, tomando-o nulo no infinito.c) qual o valor do campo elétrico no interior da esfera? Justifique sua resposta.d) calcule o potencial elétrico em qualquer ponto da superfície e do interior da esfera.

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:a) q = 9,0 × 10−18 C

b) U = 2,7 × 10−8 Vc) nulo

d) Uint = 8,1 × 10−8 V

(VUNESP/FAMECA-2012.1) - ALTERNATIVA: CUma carga puntiforme q = 4 µC é abandonada do repouso no ponto A, dentro de um campo elétrico uniforme horizontal de intensidade 100 V/m. Devido à ação da força elétrica que a partícula recebe, ela é acelerada até atingir o ponto B, a 20 cm de A.

E→

20 cm

q > 0

A B

No trajeto entre A e B, a partícula eletrizada sofreu uma redução de energia potencial elétrica, em joules, igual aa) 2 × 10−5.b) 4 × 10−5.*c) 8 × 10−5.d) 5 × 10−4.e) 6 × 10−4.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EA figura representa as linhas de força de um campo elétrico unifor-me, de intensidade igual a 8,0 × 102 N/C, e duas superfícies equipo-tenciais nas quais estão contidos os dois pontos A e B.

E→A

B

3,0 cm

Nessas condições, sendo o potencial elétrico, no ponto A, igual a 80,0 V, é correto afirmar:a) A ddp entre os pontos A e B é igual a 80,0 V.b) A ddp entre os pontos A e B é igual a 44,0 V.c) O potencial elétrico no ponto B é igual a 180,0 V.d) O trabalho do campo elétrico, ao deslocar uma carga q = 1,0 × 10−6 C de A até B, é igual a 44 µJ.*e) O trabalho do campo elétrico, ao deslocar uma carga q = 1,0 × 10−6 C de A até B, é igual a 24 µJ.

(ITA/SP-2012.1 - ALTERNATIVA: AA figura mostra uma região espacial de campo elétrico uniforme de módulo E = 20 N/C. Uma carga Q = 4 C é deslocada com velocidade constante ao longo do perímetro do quadrado de lado L = 1 m, sob ação de uma força F

→ igual e contrária à força coulombiana que atua

na carga Q. Considere, então, as seguintes afirmações:I. O trabalho da força F

→ para deslo-

car a carga Q do ponto 1 para 2 é o mesmo do dispendido no seu deslo-camento ao longo do caminho fecha-do 1-2-3-4-1.II. O trabalho de F

→ para deslocar a

carga Q de 2 para 3 é maior que o para deslocá-la de 1 para 2.III. É nula a soma do trabalho da força F→

para deslocar a carga Q de 2 para 3 com seu trabalho para deslocá-la de 4 para 1.Então, pode-se afirmar que*a) todas são corretas.b) todas são incorretas.c) apenas a II é correta.d) apenas a I é incorreta.e) apenas a II e III são corretas.

L

F→

E→

E→

Q1 2

34

Page 12: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 12

(UNICAMP/SP-2012.1) - RESPOSTA: a) 2·107 ions b) 1,6 pWEm 1963, Hodgkin e Huxley receberam o prêmio Nobel de Fisiolo-gia por suas descobertas sobre a geração de potenciais elétricos em neurônios. Membranas celulares separam o meio intracelular do meio externo à célula, sendo polarizadas em decorrência do fluxo de íons. O acúmulo de cargas opostas nas superfícies interna e externa faz com que a membrana possa ser tratada, de forma aproximada, como um capacitor.a) Considere uma célula em que íons, de carga unitária e = 1,6×10−19 C, cruzam a membrana e dão origem a uma diferença de potencial elétrico de 80 mV. Quantos íons atravessaram a mem-brana, cuja área é A = 5×10−5 cm2, se sua capacitância por unidade de área é Cárea = 0,8×10−6 F/cm2?b) Se uma membrana, inicialmente polarizada, é despolariza-da por uma corrente de íons, qual a potência elétrica entregue ao conjunto de íons no momento em que a diferença de potencial for 20 mV e a corrente for 5×108 íons/s, sendo a carga de cada íon e = 1,6×10−19 C ?

(UECE/URCA-2012.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: DUm dispositivo desloca, com velocidade constante, uma carga de 1,5 C por um percurso de 20,0 cm através de um campo elétrico uniforme de intensidade 2,0 × 103 N/C. a força eletromotriz do dis-positivo é:a) 60 × 103 V *d) 400 Vb) 40 × 103 V e) 200 Vc) 600 V

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: BAs cargas elétricas +Q, −Q e +2Q estão dispostas num círculo de raio R, conforme representado na figura abaixo.

+Q

−Q

+2Q

R

E1E2

E3

E4 E5

Com base nos dados da figura, é correto afirmar que, o campo elé-trico resultante no ponto situado no centro do círculo está represen-tado pelo vetora) E1. d) E4.*b) E2. e) E5.c) E3.

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: DConsidere que U é a energia potencial elétrica de duas partículas com cargas +2Q e −2Q, fixas a uma distância R uma da outra. Uma nova partícula de carga +Q é agregada a este sistema entre as duas partículas iniciais, conforme representado na figura abaixo.

+2Q −2Q+Q

R/2 R/2

A energia potencial elétrica desta nova configuração do sistema éa) zero. *d) U.b) U/4. e) 3U.c) U/2.

VESTIBULARES 2012.2(UFG/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: DOs fogões residenciais a gás com acendimento automático são ali-mentados por uma ddp de 220 V. Neles, um circuito elétrico produz uma tensão de 17 kV no faiscador. Com o gás aberto, a chama acen-de porque a ddp dea) 17 kV gera uma corrente elétrica na superfície do material, que aquece a boca do fogão e a mistura gás-nitrogênio.b) 220 V supera o campo de ruptura do ar e gera uma centelha que fornece calor para a mistura gás-oxigênio.c) 17 kV gera uma corrente elétrica na superfície do material; essa aquece a boca do fogão que, por sua vez, aquece a mistura gás-oxigênio.*d) 17 kV supera o campo de ruptura do ar e gera uma centelha que fornece calor para a mistura gás-oxigênio.e) 220 V gera uma corrente elétrica no ar condutor, que aquece a mistura gás-nitrogênio.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CUma partícula eletricamente carregada com carga de +2 µC é colo-cada no ponto A, entre as duas placas, que estão dispostas parale-lamente e na vertical em relação ao solo. Logo, a partícula ficará su-jeita à ação da gravidade e de um campo elétrico uniforme vertical, cuja intensidade é de 1 × 104 N/C. Considere g = 10 m/s2.

E→

→g

solo

A

Qual deverá ser a massa desta partícula, para que ela se mantenha em equilíbrio entre as placas?a) 20gb) 0,2g*c) 2gd) 0,02g

(UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: DIndução eletrostática é o fenômeno no qual pode-se provocar a se-paração de cargas em um corpo neutro pela aproximação de um outro já eletrizado. O condutor que está eletrizado é chamado indu-tor e o condutor no qual a separação de cargas ocorreu é chamado induzido. A figura mostra uma esfera condutora indutora positiva-mente eletrizada induzindo a separação de cargas em um condutor inicialmente neutro.

terra

(http://efisica.if.usp.br. Adaptado.)

Analisando a figura e sobre o processo de eletrização por indução, são feitas as seguintes afirmações:I. Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, afastar o indutor e, finalmente, cortar o fio terra.II. Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, cortar o fio terra e, finalmente, afastar o indutor.III. Na situação da figura, a conexão do induzido à terra, com o indu-tor nas suas proximidades, faz com que prótons do induzido escoem para a terra, por repulsão.IV. No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicial-mente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negati-vo.Está correto, apenas, o contido ema) II.b) I e III.c) I e IV.*d) II e IV.e) II, III e IV.

Page 13: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 13

(UFG/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: BUma esfera de raio 1,8 cm é carregada negativamente no vácuo até alcançar o potencial de 4,0 kV. A massa total dos elétrons, em kg, que produzem esse potencial, é:a) 8,1 × 10−22

*b) 4,5 × 10−20

c) 8,1 × 10−18

d) 4,5 × 10−18

e) 4,0 × 10−10

Dados:k = 9 × 109 Nm2C−2

me = 9 × 10−31 kge = 1,6 × 10−19 C

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: ADuas partículas eletrizadas idênticas são mantidas fixas, isoladas e distanciadas 1,0 cm entre si. Suas massas e cargas elétricas são, respectivamente, 3,0 g e √0,67 × 10−6 C. A razão entre os módulos das forças eletrostática e gravitacional existentes entre ambas as partículas é:*a) 1,0 × 1013

b) 1,0 × 107

c) 2,0 × 10−6 C/Nd) 1,0 × 1014 C2 /m2

e) 1,0 × 10−12 N

Dados:K = 9,0 × 109 Nm2/C2

G = 6,7 × 10−11 Nm2/kg2

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: EDuas cargas pontuais q1 e q2 de mesmo valor e mesmo sinal estão separadas por uma distância fixa d. Considere a força elétrica F12 existente entre essas duas cargas. Suponha que uma terceira carga, de mesmo sinal, seja colocada entre essas outras duas. Nesta nova situação é correto afirmar que a força elétrica F12, entre as cargas elétricas q1 e q2:a) é alterada, porque a força resultante em q1 e q2 foi alterada.b) não permanece a mesma, porque a força elétrica entre duas car-gas pontuais depende da presença de outra carga.c) é alterada, porque a força resultante tanto em q1 quanto em q2 não foi alterada.d) se anula, porque a terceira carga permanece em equilíbrio.*e) permanece a mesma, porque a força elétrica entre duas cargas independe da presença de outra carga.

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: DNo modelo atômico de Bohr, o átomo de hidrogênio apresenta um elétron, com carga elétrica negativa e de módulo igual a 1,6×10−19 C, que gira ao redor de um próton, com carga elétrica positiva e de módulo igual a 1,6×10−19 C. Da interação entre o próton e o elétron é gerada uma força de atração, centrípeta, que mantém esse elétron em órbita circular de raio r = 5×10−11 m.

Sendo a constante eletrostática k = 9,0×109 Nm2/C2 e a massa do elétron m = 9,1×10−31 kg, pode-se afirmar que a velocidade do elé-tron ao girar ao redor do próton é, em m/s, aproximadamentea) 5,0×106.b) 4,0×106.c) 3,0×106.*d) 2,0×106.e) 1,0×106.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CDuas cargas puntiformes estão posicionadas em um volume limitado do espaço, em que se fez vácuo. Sabe-se que, em nenhum ponto desse volume, o campo elétrico gerado por elas é nulo. Pode-se afirmar CORRETAMENTE quea) as cargas possuem módulos iguais, podendo ou não ter o mesmo sinal.b) as cargas possuem módulos diferentes, podendo ou não ter o mesmo sinal.*c) as cargas possuem módulos iguais e sinais opostos.d) as cargas possuem módulos diferentes e sinais iguais.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BTrês esferas metálicas, E1, E2 e E3, de mesmo material e dimen-sões, estão inicialmente carregadas com cargas Q1 = −3C, Q2 = +5C e Q3 = −1 C, respectivamente. As esferas não trocam cargas elétri-cas com o ambiente. Faz-se a esfera E2 tocar primeiro a esfera E1 e depois tocar a esfera E3. A carga final da esfera E3 será igual aa) 1 C .*b) 0 C .c) −2 C .d) −3 C.

(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: BTrês esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão dispostas sobre uma superfície isolante. A esfera A está eletricamente carregada com carga 20 µC e as esferas B e C estão neutras. Após colocar aesfera A em contatos sucessivos com B e C, respectivamente, colo-ca-se a esfera A em contato com a esfera B. A carga final da esfera B é dea) 10 µC. d) 5,0 µC.*b) 7,5 µC. e) 2,5 µC.c) 6,7 µC.

(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: DDois corpos pontuais, A e B, carregados com cargas Q e −4 Q, res-pectivamente, estão separados por uma distância de 4 m no vácuo. Outro corpo, C, eletrizado com carga −2 Q está equidistante dos dois corpos. Os três corpos estão em um mesmo alinhamento. Nessas condições, a resultante das forças elétricas sobre o corpo C tem intensidadea) kQ2. *d) 5kQ2/2.b) kQ/2. e) 13kQ2/4c) kQ/4

(UEG/GO-2012.2) - RESPOSTA OFICIAL NO FINAL DA QUESTÃOUm eletrodoméstico bastante popular nos dias de hoje é o aparelho de micro-ondas que tem como princípio de funcionamento a produ-ção de micro-ondas para aquecer alimentos. Porém, a radiação pro-duzida dentro do aparelho não consegue escapar. Com base nesta explicação,a) explique o que é a gaiola de Faraday;b) dê três exemplos de gaiola de Faraday.

RESPOSTA OFICIAL UEG/GO-2012.2:a) A gaiola de Faraday é uma blindagem eletrostática que não per-mite que haja campo elétrico no interior dos condutores ou de estru-turas metálicas. Isso ocorre porque as cargas elétricas se distribuem no exterior do condutor ou da estrutura metálica, se redistribuindo de maneira que o campo elétrico resultante em seu interior seja nulo.b) Podem ser exemplos de gaiola de Faraday:1) Um carro de metal quando recebe uma descarga elétrica funciona como uma gaiola de Faraday; 2) o aparelho de micro-ondas, que não permite que as micro-ondas escapem durante o aquecimento dos alimentos, por causa de sua estrutura metálica, funciona como gaiola de Faraday, inclusive na parte de vidro da porta que fecha o aparelho existe uma tela de metal; 3) cabos coaxiais de TV a cabo possuem uma malha de metal, intercalada com um isolante, que revestem o fio condutor interno que transporta o sinal recebido pela antena. Essa malha funciona como uma gaiola de Faraday, porque ela não permite que haja interferência de campos elétricos externos sobre o condutor.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: CAssinale a alternativa que indica corretamente os efeitos de um pro-cesso de eletrização.a) Ao final de um processo de eletrização por contato entre dois cor-pos condutores, os corpos ficam carregados com cargas elétricas de sinais opostos.b) O processo de eletrização por indução é o único que gera, nos dois corpos envolvidos, cargas elétricas de mesmo sinal.*c) No processo de eletrização por contato entre dois corpos condu-tores idênticos, cada corpo fica carregado com cargas elétricas de mesmo valor absoluto.d) Após um processo de eletrização por atrito, os dois corpos envol-vidos tendem a se repelir mutuamente.e) Antes do aterramento no processo de eletrização por indução, na superfície do corpo induzido voltada para o indutor, acumulam-se cargas elétricas de mesmo sinal que as do indutor.

Page 14: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 14

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: AUma haste isolante, homogênea e apoiada em seu centro geométri-co equilibra quatro pequenas esferas idênticas e de massas despre-zíveis, carregadas com cargas elétricas QA, QB, QC e QD, posiciona-das como mostra a figura.

QA

QB

QC

QD

1 mm2 mm

Se as intensidades das cargas elétricas QB, QC e QD são iguais a Q, a carga elétrica QA, para que seja mantido o equilíbrio horizontalda haste, é igual a*a) Q/4.b) Q/2.c) Q.d) 2·Q.e) 4·Q.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: CDuas cargas elétricas Q1 e Q2, colocadas no vácuo e separadas por uma distância d, atraem-se com uma força de módulo igual a F. Po-dem-se alterar alguns fatores nessa situação como, por exemplo, o módulo das cargas, o sinal de ambas e a distância entre elas. Ao ser alterado apenas um desses fatores, um estudante de Ensino Médio propôs a seguinte afirmação correta:a) ao inverter os sinais de ambas as cargas, a força entre elas de-verá ser de repulsão.b) ao aumentar a distância entre as cargas, a força de interação entre elas deverá aumentar também.*c) ao aumentar o módulo das cargas elétricas, deverá aumentar a força de interação entre elas.d) o módulo da força de interação entre as cargas deve depender do sinal das mesmas.e) reduzindo à metade a distância entre as cargas, a força de intera-ção entre elas dobrará.

(MACKENZIE/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: BNos pontos F e G da figura abaixo, fixamos corpúsculos, de dimen-sões desprezíveis, eletrizados com cargas elétricas +Q e +4Q, res-pectivamente.

A F B C G D Ed d d d d d+Q +4Q

O ponto, no qual uma carga de prova −q, ao ser abandonada, ficará em equilíbrio, éa) A*b) Bc) Cd) De) E

(INATEL/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CA interação elétrica entre dois corpos eletrizados A e B é descrita pela Lei de Coulomb. Escolha a alternativa que melhor descreve o resultado desta interação:a) A intensidade da força elétrica que aparece no corpo A é direta-mente proporcional ao valor da carga elétrica do corpo B e inversa-mente proporcional à distância entre estes corpos.b) A intensidade da força elétrica que aparece no corpo A é inversa-mente proporcional ao produto das cargas elétricas dos corpos A e B e diretamente proporcional à distância entre estes corpos.*c) A intensidade da força elétrica que aparece no corpo A é direta-mente proporcional ao produto das cargas elétricas dos corpos A e B e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre estes corpos.d) A intensidade da força elétrica que aparece no corpo A é inversa-mente proporcional à distância entre estes corpos e não depende do produto das cargas elétricas dos corpos A e B.e) A intensidade da força elétrica que aparece sobre os corpos A e B tem como constante de proporcionalidade o valor da gravidade local.

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo mostra uma casca esférica oca condutora e descar-regada com um orifício na parte superior por onde se introduz, sem tocar na borda, uma pequena esfera maciça eletrizada suspensa por um fio isolante. Após a introdução, a esfera toca a superfície internada casca e, então, é retirada.

casca condutora ocae descarregada

pequena esferaeletrizada

fio isolante

Com base no experimento descrito, pode-se afirmar que:I. O campo elétrico no interior da casca deixa de ser nulo, após re-ceber a carga da esfera.II. O potencial elétrico no interior da casca modifica-se, durante a transferência de carga entre os objetos.III. A carga cedida pela esfera à casca é a mesma que seria transfe-rida, no caso de a esfera tocá-la pelo lado de fora.Pode-se concluir quea) todas as afirmativas são falsas.b) somente a afirmativa III é falsa.*c) somente a afirmativa II é verdadeira.d) todas as afirmativas são verdadeiras.e) somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

(UTFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: BQuando atritamos uma régua de plástico com um pedaço de lã:

I) fazemos com que a régua de plástico fique carregada com cargas elétricas e o pedaço de lã continue neutro eletricamente, pois o pa-pel da lã é de atritar a régua.

II) fazemos com que a régua de plástico fique carregada com cargas elétricas e o pedaço de lã fique carregado com cargas elétricas con-trárias às da régua, pois há transferência de cargas de um material para o outro.

III) fazemos com que a régua de plástico fique carregada eletrica-mente com o mesmo tipo de cargas da lã, pois a transferência de cargas se dá de um objeto carregado para o outro.

IV) a régua de plástico e a lã ficam eletricamente neutros, pois o pro-cesso de eletrização por atrito é o processo de indução de cargas.

Está(ão) correta(s):a) I.*b) II.c) III.d) IV.e) I e IV.

(IF/SC-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 54 (02+04+16+32)A eletrização é um fenômeno físico que consiste na transferência de cargas elétricas entre corpos ou substâncias. É um fenômeno muito comum e, em alguns casos, muito discreto, passando despercebido. Em relação ao fenômeno de eletrização, assinale no cartão-resposta o número correspondente à proposição correta ou à soma das pro-posições corretas.

01. Um corpo eletricamente neutro não possui cargas elétricas.

02. Os processos de eletrização são três: atrito, indução e contato.

04. Uma esfera maciça e condutora é eletrizada por contato. As car-gas elétricas excedentes se localizam na superfície da mesma e, com isso, o campo elétrico no seu interior é nulo.

08. Um corpo isolante, como isopor, ao ser eletrizado por atrito, fica com um desequilíbrio entre o número de cargas positivas e negati-vas. As cargas elétricas excedentes se distribuem uniformemente pela superfície do isolante.

16. O eletroscópio é um dispositivo que serve para verificar se um corpo está carregado eletricamente.

32. Um corpo muito pequeno, carregado eletricamente com uma carga de 5 µC, gera um campo elétrico de 1,8 kN/C a uma distância de 5 m do corpo. (Dado: k0 = 9 × 109 Nm2/C2)

Page 15: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 15

(UCS/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: BEm uma experiência com colisões de partículas, um próton, partindo do repouso, foi acelerado por um campo elétrico, até atingir determi-nado alvo. Se o próton sofreu essa aceleração por 15 km, antes da colisão, e se o valor do campo nessa distância era constante e equi-valia a 1 × 105 N/C, qual o valor da energia cinética que ele possuía no instante do impacto?Considere a carga elétrica do próton como 1,6 × 10−19 C.a) 1,6 × 10−15 J*b) 24 × 10−11 Jc) 15 × 10−07 Jd) 32 × 1005 Je) 32 × 1010 J

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: AObserve a figura a seguir.

I IIConsidere os circuitos acima, com capacitores iguais e de capaci-tância C, e baterias idênticas que fornecem uma tensão V cada uma. Sobre as cargas QI e QII acumuladas nos capacitores dos circuitos I e II, respectivamente, é correto afirmar-se que*a) QI = QII (≠ 0).b) QI = 2QII.c) QI = QII/2.d) QI = QII = 0.

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: DQuatro esferas metálicas, com raios R1 > R2 > R3 > R4, estão interli-gadas eletricamente. No conjunto está distribuída uma carga elétrica Q. A esfera com maior densidade de carga éa) R1.b) R2.c) R3.*d) R4.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)Sobre o conceito de potencial elétrico, assinale o que for correto.01) A razão entre a energia potencial elétrica e a carga elétrica de uma pequena carga de prova q0 positiva, colocada em um ponto P do espaço onde existe um campo elétrico, define o potencial elétrico nesse ponto P.02) Em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uni-forme, a diferença de potencial elétrico entre dois pontos quaisquer dessa região pode ser representada por um vetor que liga esses pontos.04) O potencial elétrico V gerado por uma carga elétrica pontual Q em um dado ponto P do vácuo é V = k0Q/d, sendo k0 a constante eletrostática do vácuo e d a distância do ponto P até a carga Q.08) O potencial elétrico na superfície de uma esfera metálica carre-gada, para uma dada quantidade de carga Q0 fixa, será tanto maior quanto menor for o raio dessa esfera.16) Superfícies equipotenciais em um campo elétrico são superfícies cujos pontos têm potenciais elétricos variáveis.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Considere que quatro cargas elétricas idênticas Q estão dispostas no vácuo, formando um quadrado de lado L, e assinale o que for correto.01) O campo elétrico no centro do quadrado é nulo.02) O potencial elétrico no centro do quadrado é constante.04) O módulo do campo elétrico no ponto médio de um dos lados do quadrado é E = 4πQ2/L2.08) O potencial elétrico no ponto médio de um dos lados do quadra-do é (√5 + 1)(4k0Q)/√5L.

16) A força elétrica experimentada por uma carga de prova q0 colo-cada no centro do quadrado será tanto maior quanto maior for q0.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04)Corpos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo desse fenômeno acontece quando, em dias muito secos, ao tocar-se em um automóvel sentem-se pequenos choques elétri-cos. Tais choques são atribuídos ao fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), assinale o que for correto.01) Somente quando há desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons é que a matéria manifesta suas propriedades elétricas.02) Um corpo eletricamente neutro é aquele que não tem cargas elétricas.04) Se um corpo tem cargas elétricas, ele pode ou não estar eletri-zado.08) Ao serem atritados, dois corpos eletricamente neutros, de mate-riais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas de mesmo sinal, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 31 (01+02+04+08+16)Ao conjunto de dois condutores carregados com cargas elétricas de mesmo valor, sinais opostos e separados por um dielétrico, como é mostrado abaixo, denomina-se capacitor. Sobre capacitores, assina-le o que for correto.

1 2

1 2

01) Para um dado capacitor não variável, a razão entre a carga Q e a diferença de potência U é constante.02) Capacitância é a capacidade de um capacitor em armazenar cargas elétricas e é proporcional à área de suas armaduras.04) Unindo-se as extremidades 1 e 2 superiores e inferiores, mostra-das na figura, o capacitor se neutraliza.08) Numa associação de capacitores em paralelo, a capacitância do capacitor equivalente do circuito é a soma das capacitâncias dos capacitores que integram o circuito.16) Durante a descarga de um capacitor, sua tensão não é constan-te, mas decresce até atingir o valor 0 (zero).

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BNos vértices A, B e C de um quadrado cuja diagonal mede 3√2 m, estão três cargas elétricas positivas puntiformes de intensidades Qa = 1 × 10−5 C; Qb = 3 × 10−4 C r Qc = 9 × 10−4 C. O valor de K é 9 × 109 N.m2/C2.

B A

C

O valor da força elétrica resultante na carga A é de

a) 12 N.

*b) 3√10 N.

c) 9√10 N.

d) 0 N.

Page 16: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 16

VESTIBULARES 2012.1

ELETRICIDADEELETRODINÂMICA

(UERJ-2012.1) - ALTERNATIVA: 35 C e 36 AUtilize as informações a seguir para responder às questões de números 35 e 36.

Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.

Considere os dados abaixo:− a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A;− a tensão eficaz disponível é de 120 V;− sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W.

QUESTÃO 35O número máximo de lâmpadas que podem ser mantidas acesas corresponde a:a) 10b) 15*c) 20d) 30

QUESTÃO 36A resistência equivalente, em ohms, de apenas 8 lâmpadas acesas é cerca de:*a) 30b) 60c) 120d) 240

(UERJ-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão eficaz de 120 V, pode funcionar em dois modos: verão e inverno.Considere os seguintes dados da tabela:

MODOS POTÊNCIA (W)

RESISTÊNCIA (Ω)

verão 1000 RV

inverno 2000 RI

A relação RIRV

corresponde a:

*a) 0,5b) 1,0c) 1,5d) 2,0

(UERJ-2012.1) - RESPOSTA: Req = 1800 ΩEm uma experiência, foram conectados em série uma bateria de 9 V e dois resistores, de resistências R1 = 1600 Ω e R2 = 800 Ω. Em seguida, um terceiro resistor, de resistência R3, foi conectado em paralelo a R2. Com o acréscimo de R3, a diferença de potencial no

resistor R2 caiu para 13

do valor inicial.

Considerando a nova configuração, calcule o valor da resistência equivalente total do circuito.

(VUNESP/UFSCar-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm acessório de camping possui três funções: a de lanterna, a de iluminar o ambiente e a de emitir uma luz vermelha de advertência. Pode-se optar pelo uso de uma, de duas ou de todas as funções simultaneamente.

lanterna

advertênciailuminação

A resistência da lâmpada da lanterna é metade da resistência das duas outras lâmpadas. Cada uma das três lâmpadas, quando acio-nados seus respectivos botões, conecta-se em paralelo com um mesmo conjunto de 4 pilhas de 1,5 V, ligadas em série. Se apenas a lâmpada de iluminação de ambientes é mantida acesa, a autonomia do aparelho é de 4 h. Se todas as funções forem selecionadas, o tempo de funcionamento do aparelho, em horas, será dea) 0,5. d) 2,0.*b) 1,0. e) 3,0.c) 1,5.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm eletricista projeta a iluminação de um espaço de eventos, utili-zando lâmpadas idênticas com especificação de 80W – 120V e uma fonte de tensão que mantém, em seus terminais, uma ddp constante de 120V.Admitindo-se que as lâmpadas devem fornecer brilho máximo e sa-bendo-se que o fusível da instalação suporta uma intensidade de corrente de até 30A, o número de lâmpadas que podem ser ligadas, sem danificar o fusível, é de, no máximo,a) 50b) 49c) 47d) 46*e) 45

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DConsidere uma pilha com força eletromotriz de 1,5 V e resistência interna de 0,5 Ω.Ligando-se essa pilha a um resistor de 2,0 Ω, durante 5,0 s, e des-prezando-se a resistência elétrica dos fios de ligação, o decréscimo na energia química armazenada nessa pilha, medido em joules, é igual aa) 1,5 *d) 4,5b) 2,5 e) 5,5c) 3,5

(IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: DA Figura 1 apresenta um circuito elétrico e a Figura 2 um corpo lan-çado obliquamente.

ka b

4 Ω

3 Ω6 Ω

25 µFC E

+−

Figura 1

30º

v0

g = 10 m/s2

Figura 2

Na situação inicial do circuito elétrico, a chave k faz contato com o ponto a, carregando o capacitor C com uma energia de 0,0162 J. Em certo instante t0, o corpo é lançado com velocidade v0, com um ângulo de 30º e, simultaneamente, a chave k é transferida para o ponto b. Sabe-se que a energia dissipada no resistor de 3 Ω entre t0 e o instante em que a partícula atinge a altura máxima é igual a 432 J. O alcance do lançamento em metros é

a) 1350√3.

b) 1440√3.

c) 1530√3.

*d) 1620√3.

e) 1710√3.

Page 17: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 17

(IME/RJ-2012.1) - QUESTÃO ANULADA-RESPOSTA: k = 200 N/mA figura apresenta uma placa positiva metálica P1, de massa des-prezível, fixada no teto, que dista 10 cm de uma placa idêntica P2. Ambas constituem um capacitor de 16 pF, carregado com 32 pC. A placa P2 está colada em um bloco de madeira com massa m = 1 kg, mantido em repouso, encostado sobre uma mola não com-primida.

R34 Ω

R62 Ω

R51 Ω

R42 Ω

R13 Ω

R26 Ω

S

P1

P2

Libera-se o movimento do bloco e, no instante que a compressão da mola é máxima, fecha-se a chave S. Sabe-se que nesse instante a potência dissipada em R2 é 2/3 W e que a aceleração da gravidade g = 10 m/s2. A constante da mola, em N/m, éa) 100 d) 160b) 120 e) 180c) 150

(UNIFENAS/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CAs baterias de celulares trazem impressa a seguinte unidade: mAh. Assinale a grandeza física correspondente.a) Potência.b) Energia.*c) Carga.d) Intensidade de corrente.e) Voltagem.

(CESGRANRIO/FMP-2012.1) - ALTERNATIVA: ETrês resistores, 1, 2 e 3, são tais que suas resistências são, respec-tivamente, R1 = 1,0 kΩ, R2 = 2,0 kΩ e R3 = 4,0 kΩ.Esses resistores formam um pequeno circuito ligado a uma bateria de voltagem V = 14 V. A corrente fornecida pela bateria é 6,0 mA.Qual das associações abaixo corresponde a esse circuito?a) 1, 2 e 3 ligados em sérieb) 1, 2 e 3 ligados em paraleloc) 1 e 2 ligados em paralelo, e o conjunto 1-2 em série com 3d) 1 e 3 ligados em paralelo, e o conjunto 1-3 em série com 2*e) 2 e 3 ligados em paralelo, e o conjunto 2-3 em série com 1

(FGV/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: DOs valores nominais de potência de duas lâmpadas, L1 e L2, em 120 V, são, respectivamente, 40 W e 60 W. A figura abaixo mostra dois circuitos, A e B, montados com essas lâmpadas.

120 V circuito A

L1

L2

120 V circuito B

L1

L2

Dentre as afirmações que seguem, a única correta éa) No circuito A, L1 e L2 brilham com a mesma intensidade.b) No circuito B, L1 e L2 brilham com a mesma intensidade.c) No circuito A, L1 brilha mais que L2.*d) No circuito B, L1 brilha mais que L2.e) L1 e L2 brilham mais no circuito B que no circuito A.

(VUNESP/UNISA-2012.1) - ALTERNATIVA: DA corrente elétrica que chega até nossas residências é transporta-da por meio de linhas de transmissão constituídas de cobre, cuja resistência, à temperatura de 20 ºC, é de 120 Ω e o coeficiente de temperatura dessa resistência é α = 3,9 × 10−3 ºC−1.Em um dia quente de verão, a uma temperatura de 35 ºC, esse mesmo condutor passará a ter resistência, em ohms, um valor mais próximo a

a) 107. *d) 127.b) 110. e) 135.c) 120.

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EAs baterias de íon-lítio equipam atualmente vários aparelhos ele-trônicos portáteis como laptops, máquinas fotográficas, celulares, entre outros. As baterias desses aparelhos são capazes de fornecer 1000 mAh (mil mili Ampère hora) de carga.Sabendo-se que a carga de um elétron é de 1,60 × 10−19C, assinale a alternativa que representa corretamente o número de elétrons que fluirão entre os eletrodos até que uma bateria com essa capacidadede carga descarregue totalmente.

a) 0,62 × 10−18

b) 1,60 × 10−16

c) 5,76 × 1013

d) 3,60 × 1021

*e) 2,25 × 1022

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: CCalcule a corrente em ampères medida no amperímetro (A) do cir-cuito apresentado na figura.a) 1,6b) 3,3*c) 5,0d) 8,3e) 20,0

1 Ω 2 Ω

2 Ω10 V

A

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: ATrês resistores (R1 = 3,0 kΩ, R2 = 5,0 kΩ, R3 = 7,0 kΩ) estão conec-tados formando um triângulo, como na figura.Entre os pontos A e B, conectamos uma bateria que fornece VB = 12 V de tensão. Calcule a corrente Itot que a bateria fornece.

R2

R1

R3

A B

*a) Itot = 5,0 mA d) Itot = 2,0 mAb) Itot = 4,0 mA e) Itot = 1,0 mAc) Itot = 3,0 mA

Page 18: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 18

(UFT/TO-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm estudante está planejando reduzir seus gastos mensais.Ele vai deixar de assistir televisão duas horas todos os dias do mês. Sabendo que o custo da energia cobrado pela concessionária é R$ 0,50 por kWh, quanto ele vai economizar mensalmente?O consumo de potência desta televisão pode ser extraído do gráfico de corrente abaixo, com tensão de alimentação de 220V.

3

2

1

600220

I =

I [am

père

]

t [hora]

Considere a televisão como um resistor, e o mês contendo 30 dias.*a) R$18,00 d) R$36,00b) R$50,00 e) R$112,00c) R$10,00

(UFG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: EAs usinas eólicas transformam a energia renovável dos ventos, que são regulares em alto-mar. Para a transmissão dessa energia, verifi-ca-se que a distância da usina ao centro consumidor é uma variável relevante, pois limita a eficiência.Considere que o centro consumidor possui uma resistência fixa e a rede de transmissão é feita por fios convencionais.A potência dissipada nessa rede em função da distância é represen-tada pelo seguinte gráfico:

a)

Pot

ênci

a

Distância

d)

Pot

ênci

a

Distância

b)

Pot

ênci

a

Distância

*e)

Pot

ênci

a

Distância

c)

Pot

ênci

a

Distância

(ENEM-2011) - ALTERNATIVA: AEm um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informa-ções sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensio-namento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Especificação

Modelo A B

Tensão (V ~) 127 220

Potência (Watt)

Seletor de Temperaturas

Multitemperaturas

0 0

2440 2540

4400 4400

5500 6000

Disjuntor ou Fusível (Ampère) 50 30

Seção do condutores (mm2) 10 4

Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de que o disjuntor a ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo B devia possuir amperagem 40% menor.Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4400 W, a razão entre as suas respectivas re-sistências elétricas, RA e RB, que justifica a diferença de dimensio-namento dos disjuntores, é mais próxima de:*a) 0,3. d) 1,7.b) 0,6. e) 3,0.c) 0,8.

(ENEM-2011) - ALTERNATIVA: DUm curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:

765

4

1 2 3

GONÇALVES FILHO, A.; BAROLLI, E. Instalação Elétrica: investigando e aprendendo.São Paulo: Scipione, 1997 (adaptado).

Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?a) (1), (3) , (6) *d) (1), (3) , (7)b) (3), (4) , (5) e) (1) , (2) , (5)c) (1), (3) , (5)

(IF/CE-2012.1) - RESOLUÇÃO NO FINAL DA QUESTÃOUm resistor ôhmico de 576 Ω, submetido a uma ddp de 240 V, dissi-pa, em 2 horas, uma energia elétrica, em joules, de a) 3,6 × 105. *d) 7,2 × 105. b) 3,6 × 106. e) 2,0 × 102.c) 7,2 × 106.

RESOLUÇÃO IF/CE-2012.1:Potência: P = U2/R = 2402/576 ⇒ P = 100 WEnergia dissipada: E = P.∆t = 100.2.3600 ⇒ E = 7,2 × 105 JA alternativa correta é D e o gabarito oficial indica como sendo a alternativa C.

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: DNa figura a seguir, está representado um circuito elétrico resistivo constituído de A: amperímetro, V: voltímetro, K e C: chaves seletoras e uma fonte de corrente contínua de 30 volts. Todos os resistores obedecem à lei de OHM.

10 Ω

A

V8 Ω

3 Ω

6 Ω

5 Ω

30 V

K

C

Sobre esse circuito, é correto afirmar-se quea) fechando K e deixando C aberta, o amperímetro indicará 1,0 A. b) fechando K e C, o voltímetro indicará 3,0 V. c) fechando C e K, o resistor de 10 Ω dissipará uma potência de 100 W. *d) estando C aberta e K fechada, o voltímetro indicará 4,0 V. e) fechando C e K, a potência dissipada no circuito será de 100 W.

Page 19: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 19

(UFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm engenheiro eletricista, ao projetar a instalação elétrica de uma edificação, deve levar em conta vários fatores, de modo a garantir principalmente a segurança dos futuros usuários. Considerando um trecho da fiação, com determinado comprimento, que irá alimentar um conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes afirmativas:1. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será a sua resistência elétrica.2. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a perda de energia em forma de calor.3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistivida-de.Assinale a alternativa correta.a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.*b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

(UNEMAT/MT-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm engenheiro elétrico deseja construir o circuito elétrico represen-tado na figura abaixo, para ligar algumas lâmpadas. Esse engenhei-ro dispõe de lâmpadas que apresentam impressas, no vidro do bul-bo, as características (10V–6W).

fusível

6 A

A

B

U = 10 V

Figura: Esquema do circuito elétrico.

Se a corrente que o filamento do fusível suporta, sem se romper, é de 6 A, então, quantas lâmpadas ligadas em paralelo podem ser colocadas entre o terminal AB?a) 2 d) 15b) 12 e) 5*c) 10

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm pequeno motor elétrico utilizado em veículos automotivos (por exemplo, o motor do limpador de para-brisas) é ligado à bateria do veículo que lhe aplica uma voltagem VAB = 12V, fornecendo-lhe uma corrente de 5,0 A . O motor possui uma resistência interna r = 0,2 Ω e, devido a essa resistência, parte da energia fornecida ao motor pela bateria transforma-se em calor (efeito Joule), fazendo com que o motor se aqueça. A energia restante é convertida em energia me-cânica de rotação do motor. É CORRETO afirmar:*a) A potência útil desse motor é de 55 W.b) O calor gerado por esse motor, em 1 minuto de funcionamento, é de 60 J.c) A potência fornecida pela bateria ao motor é de 5 W.d) A potência dissipada por efeito joule é de 50% da potência forne-cida pela bateria ao motor.

(UFF/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: AConsidere dois pedaços de fios condutores cilíndricos A e B, do mes-mo comprimento, feitos de um mesmo material, com diâmetros dis-tintos, porém, pequenos demais para serem medidos diretamente. Para comparar as espessuras dos dois fios, mediu-se a corrente I que atravessa cada fio como função da diferença de potencial à qual está submetido. Os resultados estão representados na figura.

1086420

1,00

0,75

0,50

0,25

d.d.p. (mV)

I (A

)

Fio A

Fio B

Analisando os resultados, conclui-se que a relação entre os diâme-tros d dos fios A e B é

*a) dA = 2dB .

b) dA = dB/2 .

c) dA = 4dB .

d) dA = dB/4 .

e) dA = √2 dB .

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BO diagrama representa um circuito simples, constituído por um resis-tor variável, uma bateria, um voltímetro e um amperímetro.

V

A

Se resistência do resistor variável aumentar de 1000 Ohms para 10000 Ohms, observa-se que:a) a leitura do voltímetro diminui e a do amperímetro aumenta.*b) a leitura do voltímetro não se altera e a do amperímetro diminui.c) as leituras dos instrumentos não se alteram.d) as leituras dos instrumentos aumentam.

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm aquecedor elétrico opera a 120 Volts, 8 Amperes e tem 15 Ohms de resistência.A quantidade de energia térmica gerada em 60 segundos é, em Joules:*a) 5,76 × 104

b) 7,20 × 103

c) 6,91 × 106

d) 8,64 × 104

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AO gráfico representa a relação entre a corrente em um fio e a dife-rença de potencial a ele aplicada, com a temperatura constante.

2,0

1,5

1,0

0,5

0 5,04,03,02,01,0

corrente × diferença de potencial

diferença de potencial (V)

corr

ente

(A)

A resistência elétrica do fio é, em Ohm, igual a:*a) 2,0b) 1,0c) 4,0d) 0,50

Page 20: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 20

(PUC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CO resistor RB dissipa uma potência de 12 W. Nesse caso, a potência dissipada pelo resistor RD valea) 0,75 Wb) 3 W*c) 6 Wd) 18 We) 24 W

RA 8 Ω

RB

RC RD

1,0 A

24 V

0,5 A

0,25 A

12 W

(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura ilustra o esboço de uma bateria B, de tensão contínua, ali-mentando um circuito C, com fios ideais de conexão e instrumentos de medidas elétricas 1 e 2.

12

B

C

+−

Para que a leitura nos instrumentos 1 e 2 seja correta, é necessárioque sejam, respectivamente, uma) ohmímetro e um voltímetro.b) voltímetro e um ohmímetro.*c) amperímetro e um voltímetro.d) voltímetro e um multímetro.e) multímetro e um amperímetro.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)A ponte de Wheatstone é um instrumento que permite a comparação e a medida de resistências elétricas. A figura a seguir é uma das formas usuais de se representar esse sistema. G simboliza o galva-nômetro, R as resistências, ε a fonte de corrente contínua.

G

R1

R2

R3

R4

D

C

A B

ε

+ −

Considerando as informações do texto e da figura, assinale o que for correto.01) A ponte de Wheatstone está em equilíbrio quando nenhuma cor-rente passa pelo galvanômetro.02) Na condição de equilíbrio, os resistores R1 e R2 estão associa-dos em série.04) Se a corrente for igual a zero (i = 0) no galvanômetro, a diferença de potencial entre os pontos C e D será zero (VC – VD = 0).08) Se a resistência R1 for desconhecida, seu valor poderá ser obti-do pela relação R1 = R3 (R2 / R4).16) A ponte de Wheatstone está em equilíbrio quando os valores dos resistores satisfazem à igualdade R1R2 = R3R4.

(PUC-CAMPINAS/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: ADurante uma tempestade raios cortam os céus. Os relâmpagos e os trovões são consequências das descargas elétricas entre nuvens ou entre nuvens e o solo. Para proteger uma grande área dessas des-cargas são instalados os para-raios, cujo funcionamento se baseia na indução eletrostática e no poder das pontas.Uma descarga elétrica entre uma nuvem e um para-raio transporta uma carga elétrica de, aproximadamente, 12 C, correspondendo a uma corrente elétrica de, aproximadamente, 100000 A. A ordem de grandeza da duração dessa descarga, em segundos, é*a) 10−4 d) 1,2 . 10−3

b) 1,2 . 10−4 e) 10−2

c) 10−3

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CO circuito elétrico abaixo possui resistores de 3,0 kΩ, uma bateria de 12 V, um amperímetro, A, e um voltímetro, V, considerados ideais.

3,0 kΩ 3,0 kΩ3,0 kΩ

A

V12 V

Analisando esse circuito, é correto afirmar quea) a leitura no voltímetro é 12 mV.b) a leitura no amperímetro é 12 kA.*c) a potência total dissipada no circuito vale 144 mW.d) a resistência equivalente do circuito é igual a 9,0 kΩ.e) a potência dissipada em um dos resistores é igual a 48 kW.

(ACAFE/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: CPara garantir a manutenção elétrica preventiva de um automóvel, uma pessoa deseja substituir a bateria (gerador de f.e.m.) do mes-mo. O manual de funcionamento apresenta um diagrama V (volta-gem) × i (corrente) mostrando a curva característica do gerador em questão.

2

0 4,0 i (A)

V (v

olts

)

468

1012

8,0 12 16

A alternativa correta que mostra os valores de fem, em volts, e resis-tência interna, em ohm, da bateria é:a) 10 e 1b) 12 e 5*c) 12 e 0,5d) 12 e 1

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: AConsidere dois resistores com resistências R1 e R2. A resistência equivalente na associação em série de R1 e R2 é quatro vezes o valor da resistência da associação em paralelo. Assim, é correto afir-mar-se que*a) R1 = R2 .b) R1 = 4R2 .

c) R1 = 14 R2 .

d) R1 = 2R2 .

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08)As resistências elétricas podem estar ligadas entre si, caracterizan-do uma associação. Sobre as características das associações, as-sinale o for correto.01) Quando os resistores de valores diferentes são associados e em cada um deles a ddp é constante, a corrente que os atravessa também é constante.02) As ddp’s de um resistor R ligado, em série, a uma associação de resistores de valores R, ligados em paralelo, são diferentes.04) Na associação em paralelo, o resistor equivalente é igual ao somatório dos resistores que compõem a associação.08) Numa associação em que os resistores não são de valores iguais e estão ligadoos em série, quanto maior for o valor do resistor maior será a queda da ddp.

Page 21: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 21

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Gerador é todo dispositivo que transforma outras formas de energia em energia elétrica. Com relação aos geradores, assinale o que for correto.01) A energia convertida por um gerador não é aproveitada na sua totalidade, porque uma parte dela é dissipada na forma de calor.02) Quando os terminais de um gerador são postos em contato, a corrente que o atravessa é máxima e a potência por ele gerada é nula.04) Se a resistência interna de um gerador é nula, a potência que ele gera é mínima.08) A potência útil de um gerador é máxima quando a corrente elétri-ca que o atravessa é máxima.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BNo circuito da figura a seguir, existem quatro lâmpadas L1, L2, L3 e L4, cujas resistências são, respectivamente, 60Ω, 60Ω, 30Ω e 20Ω. Elas estão conectadas numa bateria de força eletromotriz ε = 280V.

C

+

−ε L4

L3

L2

L1

No momento em que a chave C for ligada, qual lâmpada terá o me-nor brilho?a) L1.*b) L2.c) L3.d) L4.

(UTFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: EO chuveiro elétrico esquenta porque, apresenta uma ____________________ que aquece a água, quando passa uma ____________________ elétrica. A este fenômeno chamamos de Efeito _________ .

Assinale a única alternativa que completa o texto acima, de forma correta.a) aceleração, energia potencial, Cascata.b) energia cinética, força peso, Joule.c) resistência elétrica, aceleração, Cascata.d) queda de temperatura, corrente, Joule.*e) resistência elétrica, corrente, Joule.

(FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BEnergia elétrica gerada em Itaipu é transmitida da subestação de Foz do Iguaçu (Paraná) a Tijuco Preto (São Paulo), em alta tensão de 750 kV, por linhas de 900 km de comprimento. Se a mesma po-tência fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30 kV, que é a tensão utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria, aproximadamente,a) 27.000 vezes maior.*b) 625 vezes maior.c) 30 vezes maior.d) 25 vezes maior.e) a mesma.

(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: ANo circuito elétrico abaixo os cinco resistores R são idênticos e va-lem 10 Ω. Rx é um reostato cuja resistência pode ser ajustada. Os terminais “a” e “b” são conectados a uma bateria que fornece 12V.

a bR R Rx R

R

R

Quando Rx é ajustado para 10 Ω a potência nele dissipada corres-ponde a que fração da potência total dissipada no circuito?*a) 0. d) 1/6.b) 1/2. e) 8/17.c) 1/5.

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: i = 5,0 ANo circuito RC, mostrado abaixo, a chave Ch está aberta. Inicial-mente o capacitor está carregado e sua ddp é VC = 22 V. A chave Ch é fechada e uma corrente elétrica começa a circular pelo circuito.

R = 2 Ω

ε = 12 V C

Ch

− − − −

+ + + +

+

Calcule a intensidade da corrente elétrica inicial que circula no re-sistor, em ampères.

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm cliente de lojas virtuais estava procurando adquirir um forno de microondas, que apresentasse o menor consumo de energia dentre os modelos disponíveis, quando se interessou por dois que apresen-tavam as seguintes características técnicas:

Aparelho Potência (W) Tensão (V) Frequência (Hz)

Forno 1 660 110 60

Forno 2 660 220 60

Em relação ao consumo de energia e considerando que qualquer um dos dois seria utilizado durante o mesmo intervalo de tempo, as informações contidas na Tabela indicam ao cliente que ele pode adquirira) apenas o Forno 2, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação.b) apenas o Forno 1, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação.c) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende ape-nas da frequência.*d) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende apenas da potência.

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm técnico em eletrotécnica resol-ve controlar a intensidade luminosa de seu quarto, instalando um po-tenciômetro (resistor de resistência variável) em série com o circuito elétrico que alimenta a lâmpada de seu quarto, conforme mostrado no esquema ao lado.Considerando que a intensidade da radiação luminosa emitida pela lâmpada depende da potência elé-trica que nela circula, para reduzir a intensidade luminosa no quarto, o técnico deverá*a) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a cor-rente que passa pela lâmpada.b) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a cor-rente que passa pela lâmpada.c) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a corrente que passa pela lâmpada.d) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a cor-rente que passa pela lâmpada.

POTENCIÔMETRO

(SENAC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EDois resistores ôhmicos de resistências R1 = 6 Ω e R2 = 12 Ω podem ser associados em série e em paralelo. Quando a associação em série é ligada a uma tomada, a potência dissipada nos resistores é de 20 W. Quando a associação dos resistores em paralelo for ligada à mesma tomada, a potência dissipada será, em W,a) 20.b) 30.c) 40.d) 60.*e) 90.

Page 22: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 22

(UFRN-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOO nosso dia a dia está repleto de equipamentos e aparelhos, elétri-cos, eletromagnéticos e eletrônicos que, de diversas formas têm al-terado as relações de trabalho e lazer em nossa sociedade. Existem várias características que são comuns a todos os aparelhos e outras que são comuns a grupos específicos deles. Por exemplo, todos estão sujeitos ao aquecimento, quando ligados a uma fonte de ener-gia elétrica como uma rede elétrica externa ou uma bateria e, além disso, consomem quantidades de energia distintas mesmo quando eventualmente são ligados à mesma fonte de tensão.Neste contexto, levando em conta princípios físicos relacionados com a eletricidade e o magnetismo,a) explique o motivo pelo qual todos os aparelhos elétricos se aque-cem quando ligados a uma fonte de energia elétrica.b) explique o fato de que diferentes aparelhos elétricos, quando ligados à mesma tensão elétrica (ddp), podem dissipar diferentes potências elétricas.

RESPOSTA OFICIAL UFRN-2012.1:a) Os aparelhos elétricos, quando ligados, permitem a circulação de correntes elétricas nos elementos dos circuitos elétricos e fios existentes em seu interior, os quais, por efeito Joule, isto é, devido às colisões entre os portadores de carga e a rede cristalina, obriga-toriamente irão dissipar energia na forma de calor, ou seja, ficarão aquecidos.b) Os aparelhos elétricos podem ser ligados a uma mesma tensão elétrica e, ao mesmo tempo, dissipar potências diferentes pelo fato de que a potência dissipada depende do produto da tensão pela corrente elétrica (P = U×i). Desse modo, aparelhos pelos quais cir-culam correntes de diferentes intensidades, por terem resistências elétricas diferentes, podem ter o produto (U×i) diferente, dissipando, assim, potências elétricas diferentes.

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DEm uma residência simples de uma chácara, todas as lâmpadas e aparelhos eletroeletrônicos ligados (em série) provocam uma resis-tência total de 500 ohms. A residência é alimentada por uma tensão de rede especial de 200 volts. Logo, a corrente elétrica que passa por essa resistência, admitida do tipo linear, é de:a) 0,50 Ab) 0,38 Ac) 0,47 A*d) 0,40 Ae) 4,00 A

(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: ADois fios condutores são constituídos pelo mesmo metal, cuja resis-tividade elétrica pode ser considerada constante nas condições de operação consideradas.Um desses fios tem o dobro do comprimento e a metade da área do outro. Se a mesma diferença de potencial elétrico for aplicada nas extremidades de ambos os fios, o quociente entre as potências elé-tricas dissipadas pelos fios de maior e menor comprimento será*a) 1/4 d) 2b) 1/2 e) 4c) 1

(FEI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CNo circuito abaixo, qual é a resistência equivalente da associação dos três resistores?a) 1,5 Rb) 2,0 R*c) 2,5 Rd) 3,0 Re) 4,0 R

2R

R

R

(FEI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BQuanto à resistência de um fio condutor, é correto afirmar que:a) quanto maior o diâmetro, maior a resistência.*b) quanto maior a resistividade, maior a resistência.c) quanto maior o comprimento, menor a resistência.d) quanto menor o diâmetro, menor a resistência.e) quanto menor a resistividade, maior a resistência.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm casal resolveu passar alguns dias de férias em um camping lo-calizado em uma região em que a tensão elétrica é de 120 V. Dentre outras coisas, em sua bagagem continha um ferro de passar roupa com as seguintes especificações: 1200W – 220V.Assim, quando o casal for utilizar o ferro, ligando-o em uma tomada do camping,a) a resistência do ferro queimará imediatamente.b) a resistência elétrica do ferro assumirá o valor de 80,8 Ω.c) o ferro esquentará mais, pois a corrente elétrica que o atravessa será de 13,6 A.*d) o ferro esquentará menos, pois sua potência dissipada será de, aproximadamente, 357 W.

(IF/SC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 29 (01+04+08+16)Quando vários aparelhos elétricos de uma residência estão funcio-nando, é possível desligar um deles e os demais continuarem em operação, funcionando normalmente.Considerando que toda a rede elétrica de uma casa esteja ligada a um disjuntor que desarma quando a corrente elétrica ultrapassa um determinado valor, evitando assim um superaquecimento dos fios elétricos da rede, assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A ligação de aparelhos resistivos (ferro de passar, chuveiro elé-trico etc.) na rede elétrica de uma casa corresponde, em termos físi-cos, a uma associação de resistores em paralelo.02. A ligação dos aparelhos resistivos na rede elétrica é feita em série, pois se assim fosse, a interrupção de corrente elétrica em um deles acarretaria o desligamento dos demais.04. Ignorando-se eventuais quedas de tensão, todos os aparelhos de uma residência estão idealmente submetidos à mesma tensão de entrada na rede elétrica – a qual, no caso de Florianópolis, é 220 V.08. Quanto maior o número de aparelhos ligados, menor será a resistência total do circuito elétrico e, consequentemente, maior a corrente elétrica total de entrada e maior o valor da conta de energia elétrica a ser paga no final do mês.16. Quando um chuveiro de 4400 W de potência funciona em Flo-rianópolis, onde a tensão é 220 V, a corrente elétrica que o percorre é de 20 A.32. Considere uma rede elétrica com tensão de 220 V e um disjuntor de 30 A. Para que o disjuntor não desarme, o menor valor que se pode ter de resistência elétrica no circuito é de 40 Ω .

(FATEC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BAtualmente, a maioria das pessoas tem substituído, em suas resi-dências, lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes, vi-sando a uma maior economia. Sabendo-se que a luminosidade da lâmpada fluorescente de 15 W equivale à da lâmpada incandescen-te de 60 W, o efeito da substituição de uma lâmpada incandescente que funcione em média 6 horas por dia por outra fluorescente será uma economia mensal, em kWh, dea) 4,5.*b) 8,1.c) 10,2.d) 13,5.e) 15,0.

(UFABC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EO valor de R, para que o resistor equivalente da associação seja 10 Ω deve ser

15 Ω5 Ω 12 Ω

18 ΩR

30 Ω6 Ω

4 Ω

A

B

a) 3 Ω.b) 5 Ω.c) 7 Ω.d) 11 Ω.*e) 15 Ω.

Page 23: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 23

(VUNESP/LICEU-2012.1) - ALTERNATIVA: CAs lâmpadas econômicas da marca “KARINHA” são encontradas em embalagens como a apresentada na figura.

luz branca

equivalente ao brilhode uma lâmpada

incandescente de 80W

20 W110 V

KA

RIN

HA

dura 5000 horas

Substituindo-se lâmpadas incandescentes (equivalentes em lumi-nosidade) por essa lâmpada “KARINHA” e levando-se em conside-ração as informações constantes na embalagem, durante toda sua vida útil, deve-se ter uma economia de energia, em kWh, dea) 200.b) 250.*c) 300.d) 550.

(FGV/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BAnalise as afirmações.I. A energia gerada por uma usina hidrelétrica é de 800 MW. Em um dia, ela produz 19,2 kWh de potência.II. Um aparelho de som traz a inscrição 12 W-127 V. A energia que ele consome em 5 h de funcionamento, quando ligado adequada-mente, é de 6,0 × 10−2 kWh.III. Uma lâmpada de filamento, cuja especificação é 60 W-220 V, queima quando ligada na rede de 127 V.É correto apenas o que se afirma ema) I.*b) II.c) III.d) I e II.e) II e III.

(INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm chuveiro elétrico apresenta as seguintes características: potên-cia máxima de 7040 J/s e tensão de 220 V. Calcule a intensidade da corrente elétrica que circula no chuveiro, quando este for ajustado para potência máxima.a) 25 Ab) 0,03 Ac) 2,7 A*d) 32 Ae) 1 A

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm eletricista precisa instalar um chuveiro em uma residência, cuja rede elétrica está protegida por um disjuntor de 60 A. Os demais equipamentos da residência, quando ligados simultaneamente, con-somem 4 400 W.Assim, o eletricista deve instalar um chuveiro dea) 4200 W em 220 V. *d) 8800 W em 220 V.b) 4200 W em 110 V. e) 10400 W em 220 V.c) 5100 W em 110 V.

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: EO esquema apresenta um circuito elétrico em paralelo. Admita que R1 e R2 são resistores e Lp, uma lâmpada.

+

−R1 R2Lp

Se retirarmos o resistor R1, a lâmpada Lpa) apagará.b) aumentará seu brilho.c) diminuirá seu brilho.d) queimará.*e) manterá seu brilho como antes de o resistor R1 ser retirado.

(UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 70 (02+04+64)Abaixo é apresentada a etiqueta (adaptada) de um aquecedor elétri-co. A etiqueta indica que o produto tem desempenho aprovado pelo INMETRO e está em conformidade com o Programa Brasileiro de Etiquetagem, que visa prover os consumidores de informações que lhes permitam avaliar e otimizar o consumo de energia dos equipa-mentos eletrodomésticos.Considere o custo de 1,0 kWh igual a R$ 0,50 e a densidade da água igual a 103 kg/m3.

De acordo com as informações fornecidas na etiqueta, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. O aquecedor é capaz de transformar toda a energia elétrica que recebe em energia térmica.02. A resistência elétrica do aquecedor, atuando nas condições no-minais, é de aproximadamente 8,96 Ω.04. A corrente elétrica do aquecedor, atuando nas condições nomi-nais, é de aproximadamente 24,54 A.08. O custo, na condição mensal mínima de 100 minutos mensais de uso do aquecedor, é de R$ 50,00.16. A massa de água utilizada no teste de condição mensal máxima é de 3,0 kg.32. A potência mensal máxima é de 2,82 kWh.64. A energia transformada por minuto, na condição mensal mínima, é de aproximadamente 3,33 × 105 J.

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: AAssinale a alternativa que explica corretamente o funcionamento dos elementos componentes de um circuito elétrico.*a) A resistência interna do amperímetro deve ser muito pequena, de forma a não interferir no valor da corrente a ser medida.b) Os fusíveis são elementos de proteção, pois não deixam passar qualquer corrente que os atinja.c) Os resistores são elementos muito utilizados para economizar energia elétrica, pois produzem energia térmica.d) A capacidade de geração de energia por uma bateria termina quando sua resistência interna diminui, esgotando-a.e) Os receptores de um circuito elétrico convertem toda a energia elétrica recebida em energia térmica.

Page 24: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 24

(INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUtilizando os dados fornecidos no circuito abaixo, calcule a potência elétrica total fornecida pela fonte, de 25 V, ao circuito.

50 Ω

VFonte = 25 V

50 Ω

50 Ω75 Ω

a) 25 W *d) 12,5 Wb) 50 W e) 1 Wc) 2,7 W

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DA corrente elétrica nos materiais sólidos, líquidos e gasosos depende da existência de grande quantidade de portadores de carga elétricalivres. Dos materiais apresentados a seguir, aquele que atende a essa condição éa) a água pura, no estado líquido.b) o ar atmosférico, em um dia bem seco.c) o diamante puro, em estado sólido natural.*d) o alumínio sólido, à temperatura ambiente.

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DA figura representa um trecho de um circuito elétrico em que a dife-rença de potencial entre os pontos A e B vale 12 V.

2 Ω

R

i

3 A

A B

O valor da intensidade de corrente elétrica i, em ampères e da resis-tência elétrica do resistor R, em ohm, valem, respectivamente,a) 2,0 e 6,0. c) 6,0 e 2,0.b) 4,0 e 2,0. *d) 6,0 e 4,0.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AMariana, que mora em São Paulo, precisava estudar, mas a ilumina-ção proveniente do teto de seu quarto não era suficiente para ilumi-nar bem seus livros e cadernos. Assim, foi a uma loja de materiais elétricos e comprou uma luminária de mesa, com lâmpada incandes-cente, com especificações técnicas ilustradas no quadro a seguir.

Potência: 200 W

Tensão: 220 V

Ao plugar a luminária na tomada (de 110 V),*a) a luz obtida era mais fraca que o esperado, com corrente elétrica na lâmpada de, aproximadamente, 0,45 A.b) a lâmpada da luminária queimou, por não ter sido ligada a uma tensão correta.c) a luz obtida era mais forte que o esperado, com corrente elétrica na lâmpada de 5,5 A.d) a lâmpada da luminária não acendeu, por não ter sido ligada a uma tensão correta.e) a luz obtida tinha a intensidade esperada, com corrente elétrica na lâmpada de, aproximadamente, 0,9 A.

(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EAs figuras (A) e (B) a seguir mostram visões frontais de dois sólidos tridimensionais de mesma massa, feitos com um mesmo material dielétrico de resistividade elétrica ρ. Em (A) uma das faces do sóli-do cúbico é exibida. Enquanto em (B) se vê a base quadrada, com arestas iguais aos lados do cubo, de um paralelepípedo perfurado longitudinalmente por um cilindro de raio “r”, inscrito à sua base.

r

A B

A razão RP/RC entre a resistência elétrica do paralelepípedo (RP) e a resistência elétrica do cubo (RC) valea) π2/2.b) 8/π2.c) 16/π2.d) (4π – π2)/2.*e) 16/ (4 – π)2.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm circuito é formado com 3 resistores de resistências R1 = R, R2 = 2R e R3 = 3R. Sobre R2 e R3 passa a mesma corrente que dife-re da corrente que atravessa R1. O circuito equivalente é alimentado por uma ddp de 100 V. Considerando que 70% da energia produzida no circuito, em 1 minuto, é capaz de variar a temperatura de uma solução de 100 gramas e calor específico c, em 5°C, pode-se afirmar que as resistências R1, R2 e R3 valem, em ohms, respectivamente,*a) 300, 600 e 900.b) 100, 200 e 300.c) 50, 100 e 150.d) 75, 150 e 225.

Dados:c = 0,8 cal/g°C1 cal = 4,2 J

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BNo circuito ilustrado na figura abaixo, a potência dissipada pelo re-sistor de 10 Ω é igual a

a) 750 W.

*b) 810 W.

c) 1000 W.

d) 500 W.

225 V

15 Ω10 Ω

9 Ω

(UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA: V; V; V; FNo início do século XIX, o físico holandês Heike Kamerling-Onnes observou que o resfriamento do mercúrio abaixo, aproximadamente, de 4 K fazia com que sua resistência elétrica caísse praticamente a zero. Esse fenômeno é conhecido por supercondutividade e, atu-almente, a busca de pesquisadores é por encontrar materiais que apresentam essa característica a temperaturas mais elevadas.Considerando as informações dadas, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) A supercondutividade ocorre porque a resistência elétrica tende a diminuir com a diminuição da temperatura, o que também ocorre com alguns outros metais.2 ( ) A resistência elétrica em um fio metálico é alterada, por exem-plo, quando modificamos sua espessura.3 ( ) A resistência elétrica aumenta com o acréscimo de temperatura ao qual o condutor está sujeito, pois, quanto maior a temperatura, maior a dificuldade de movimentação dos elétrons livres pelo metal.4 ( ) Aumentando-se o comprimento de um fio metálico, há diminui-ção de sua resistência elétrica.

(IF/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BPara modernizar sua oficina, um marceneiro foi a uma loja de fer-ramentas e pediu ao vendedor que lhe mostrasse uma furadeira e uma serra elétrica. Ao consultar os manuais de instrução, obteve as informações mostradas na tabela.

POTÊNCIA (W)

Furadeira 500

Serra elétrica 1500

Segundo suas estimativas, a furadeira e a serra elétrica seriam utili-zadas diariamente, em média, por 15 minutos e 30 minutos, respec-tivamente. Dessa forma, fazendo rápidos cálculos, descobriu que, se comprasse as ferramentas e as utilizasse pelo tempo previsto, ao final de um mês de trinta dias a energia elétrica consumida pelas ferramentas, em kW.h, seria igual aa) 18,25.*b) 26,25.c) 29,50.d) 32,50.e) 36,75.

Page 25: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 25

(VUNESP/FMJ-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm fabricante de vitrines de lanchonete, próprias para manter salga-dos aquecidos, constrói o resistor que fica abaixo das bandejas de salgados a partir do corte de chapas quadradas de material resistivo. Após o corte da chapa, esticado, o resistor assume um formato em zigue-zague.

A B

C D

Enquanto ainda em forma de chapa, a resistência elétrica, tomada pelas laterais A e B, media o valor R. Após o corte, entre os extremos C e D obteve-se um novo valor de resistência. A razão entre o novo valor de resistência, em relação ao valor que se tinha anteriormente, é mais próximo de Dados sobre as dimensões originais da chapa: comprimento........................................ 20 cm largura.................................................. 20 cm altura..................................................... 1 cma) 160.b) 200.c) 320.*d) 400.e) 500.

(VUNESP/FMJ-2012.1) - RESPOSTA: a) i = 3,0 A b) P = 28,8 WUm mecanismo é capaz de fazer funcionar dois circuitos elétricos, de acordo com a posição em que uma chave seletora estiver posi-cionada.

5 Ω 15 Ω

10 Ω

20 Ω

30 Ω

AE190 V

E246 V

ch

1

3

2

Sabendo que os geradores E1 e E2 são ideais, e que os fios de ligação, bem como o amperímetro, têm resistências elétricas des-prezíveis, determine:a) A intensidade da corrente elétrica lida pelo amperímetro quando os terminais da chave estão conectados nas posições 1 e 2.b) A potência elétrica dissipada pelo resistor de resistência 20 Ω quando os terminais da chave seletora conectam os terminais 2 e 3.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08)O efeito Joule também chamado de efeito térmico é o nome dado à conversão de energia potencial elétrica em energia térmica. Sobre o efeito Joule, assinale o que for correto.

01) Os resistores, de modo geral, transformam integralmente ener-gia elétrica em calor.

02) Uma lâmpada elétrica será de melhor eficiência quanto menor for a transformação de energia elétrica em calor.

04) A razão entre a potência dissipada num intervalo de tempo, e a quantidade de calor liberada pelo resistor é variável e depende do consumo de energia do aparelho.

08) Nos circuitos elétricos utiliza-se um material metálico com baixa temperatura de fusão como fusível; quando a corrente for excessiva e não compatível com o circuito, o fusível se funde livrando o circuito de um curto circuito.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08)Corrente elétrica é o deslocamento de cargas elétricas no interior de um condutor provocado pela ação de um campo elétrico. Com relação à corrente elétrica e seus efeitos, assinale o que for correto.01) A luz emitida por uma lâmpada incandescente não é um efeito luminoso da corrente elétrica, mas uma consequência do seu efeito térmico.02) É possível estabelecer corrente elétrica nos gases; nesse caso a corrente elétrica é constituída pelo movimento de íons positivos e negativos e também elétrons livres.04) Nos metais, os elétrons se movem no sentido contrário ao cam-po elétrico aplicado, sendo este o sentido real da corrente elétrica.08) Um bom condutor de cargas elétricas é aquele que tem uma baixa resistividade elétrica.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 31 (01+02+04+08+16)Considere duas lâmpadas de filamento idênticas, com resistência R e potência P. A figura abaixo representa duas possíveis associações para as lâmpadas, uma associação em série e outra em paralelo, ambas alimentadas por baterias cujas fem’s são iguais e valem ε.

L1 L2

L2

L1

ε

εCom relação aos circuitos elétricos formados pelas lâmpadas e a bateria, assinale o que for correto.01) A resistência equivalente à associação em série será igual ao quádruplo da resistência equivalente à associação em paralelo.02) A corrente elétrica através das lâmpadas associadas em série será igual à quarta parte da corrente através das lâmpadas associa-das em paralelo.04) A potência dissipada pelas lâmpadas associadas em série será igual à quarta parte da potência dissipada pelas lâmpadas associa-das em paralelo.08) As lâmpadas associadas em série brilharam com intensidade quatro vezes menor do que a intensidade com que brilharam as lâm-padas associadas em paralelo.16) A vida útil da bateria que alimenta as lâmpadas associadas em série será quatro vezes maior do que a vida útil da bateria que ali-menta as lâmpadas associadas em paralelo.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08)Em uma aula experimental de física, um grupo de alunos foi in-cumbido de caracterizar um resistor. Para tanto, o grupo de alunos submeteu o resistor a diferentes intensidades de corrente elétrica e, com auxílio de um voltímetro, mediu a diferença de potencial entre os terminais do resistor para cada intensidade de corrente elétrica aplicada. Com esses dados, o grupo de alunos fez um gráfico da corrente elétrica contra a diferença de potencial.Analisando o gráfico de i × V, assinale o que for correto.

605040302010

20

0

406080

120

180

V (mV)

i (mA)

01) Para correntes elétricas aplicadas entre 0 e 40 mA, o resistor apresenta um comportamento não ôhmico.02) No intervalo de 0 a 40 mA a resistência elétrica do resistor vale 0,5 Ω.04) O comportamento observado entre 40 e 60 mA é devido ao aque-cimento do resistor provocado pela passagem da corrente elétrica.08) Sendo o resistor constituído por um fio resistivo (ρ = 4,0 × 10−5 Ω.m) com área da seção reta de 2,0 mm2, seu com-primento deverá ser 10 cm.16) Para valores de corrente entre 40 e 60 mA, a relação R = V/i não pode ser aplicada.

Page 26: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 26

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: CEm 1843, o cientista inglês Charles Wheatstone desenvolveu a cha-mada “ponte de Wheatstone” (ver figura a seguir), com o objetivo prático de determinar o valor de resistências desconhecidas. A resis-tência de referência, Rref, tem o seu valor ajustável através deum contato deslizante.

R

A

B

Rref

3 Ω

8 Ω

Quando Rref = 6 Ω, a ponte se encontra em equilíbrio, com a dife-rença de potencial entre os pontos A e B nula. Nessa situação, o valor de R é:a) 1 Ωb) 2 Ω*c) 4 Ωd) 6 Ωe) 8 Ω

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm fio de certo material condutor possui resistência elétrica de 24 mΩ = 24 × 10−3 Ω por metro de comprimento. Uma diferença de potencial elétrico de 1,2 V é aplicada nas extremidades do fio. Qual deve ser o comprimento do fio na situação em que se deseja que a potência elétrica por ele dissipada seja de 100 W?a) 10 cmb) 20 cmc) 30 cm*d) 60 cme) 80 cm

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04)Um condutor elétrico ôhmico, de resistividade elétrica 1,6 × 10−4 Ω.m (a 20 ºC), secção transversal 2,0 mm2 e comprimento 2,0 m é sub-metido a uma diferença de potencial de 5,0 V no vácuo. Com base nessas informações, assinale o que for correto.01) Em 10 s, 1,0 C de carga elétrica flui através do condutor.02) A resistência elétrica do condutor é 1,6 × 102 Ω.04) A corrente elétrica nos terminais do condutor é 0,03125 A.08) O fluxo de portadores de carga, que são os elétrons livres do condutor, dá-se em direção oposta ao campo elétrico no interior do condutor.16) A potência dissipada no condutor é 12 W.Obs.: A afirmativa 08 estaria correta se no lugar de direção estivesse escrito sentido.

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CNo circuito elétrico abaixo esquematizado, o gerador elétrico pos-sui resistência elétrica desprezível. Tanto o amperímetro, quanto o voltímetro, são considerados ideais. As lâmpadas ilustradas são idênticas e trazem as informações nominais (1 W — 10 V). Após fechar-se a chave K, o amperímetro e o voltímetro indicarão, res-pectivamente,

V

A

K5,00 V

a) 50 mA e 1,25 Vb) 25 mA e 1,25 V*c) 50 mA e 2,50 Vd) 25 mA e 2,50 Ve) 75 mA e 5,00 V

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DNo laboratório de Física, monta-se o circuito elétrico abaixo, com um gerador ideal e os interruptores (chaves) K1, K2 e K3. Estando somente o interruptor K1 fechado, o amperímetro ideal acusa a pas-sagem de corrente elétrica de intensidade 5 A.

K1

12 Ω

4 Ω

6 Ω

A

K2

K3

Fechando todos os interruptores, a potência gerada pelo gerador éa) 300 Wb) 350 Wc) 400 W*d) 450 We) 500 W

(IF/SC-2012.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: BUm estudante do ensino médio quer montar em seu quarto um cir-cuito com quatro lâmpadas idênticas com a seguinte especificação (2,0 V – 8,0 W). Mas para alimentar o circuito ele conta somente com uma fonte (ε = 20,0 V e r = 1,0 Ω). Para não queimar as lâmpadas ele usa um resistor R, como está indicado na figura abaixo:

ε

r

L1 L2 L3 L4R

Com base na situação exposta, é CORRETO afirmar que:a) as lâmpadas vão queimar, independentemente do valor de R.*b) a resistência R vale 2,0 Ω.c) o objetivo do resistor R neste circuito é transformar energia elétri-ca em energia luminosa.d) a resistência R vale 4,0 Ω.e) se o estudante associar as lâmpadas em paralelo, elas não vão queimar.

Obs.: Se R = 4 Ω as lâmpadas também não se queimarão, mas elas teram brilho menor que a especificação.

(UFF/RJ-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm estudante montou o circuito da figura com três lâmpadas idên-ticas, A, B e C, e uma bateria de 12 V. As lâmpadas têm resistência de 100 Ω.

A

B

C

12 V

a) Calcule a corrente elétrica que atravessa cada uma das lâmpa-das.b) Calcule as potências dissipadas nas lâmpadas A e B e identifique o que acontecerá com seus respectivos brilhos (aumenta, diminui ou permanece o mesmo) se a lâmpada C queimar.

RESPOSTA UFF/RJ-2012.1:a) iA = 0,08 A e iB = iC = 0,04 Ab) PA = 0,64 W e PB = 0,16 W O brilho da lâmpada A diminui e da lâmpada B aumenta.

Page 27: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 27

(ITA/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm gerador elétrico alimenta um circuito cuja resistência equivalen-te varia de 50 a 150 Ω, dependendo das condições de uso desse circuito. Lembrando que, com resistência mínima, a potência útil do gerador é máxima, então, o rendimento do gerador na situação de resistência máxima, é igual aa) 0,25. b) 0,50. c) 0,67.*d) 0,75 e) 0,90.

(UNESP-2012.1) - RESPOSTA: E = 0,48 kWh e R = 180 ΩConsidere o circuito elétrico que esquematiza dois modos de ligação de duas lâmpadas elétricas iguais, com valores nominais de tensão e potência elétrica 60 V e 60 W, respectivamente.

L1

L2

A

B

R

Ch

120 V

Modo A – ambiente totalmente iluminado: a chave Ch, ligada no pon-to A, mantém as lâmpadas L1 e L2 acesas.Modo B – ambiente levemente iluminado: a chave Ch, ligada no pon-to B, mantém apenas a lâmpada L1 acesa, com potência menor do que a nominal, devido ao resistor R de resistência ôhmica constante estar ligado em série com L1.Considerando que as lâmpadas tenham resistência elétrica constan-te, que os fios tenham resistência elétrica desprezível e que a dife-rença de potencial de 120 V que alimenta o circuito seja constante, calcule a energia elétrica consumida, em kWh, quando as lâmpadas permanecem acesas por 4 h, ligadas no modo A – ambiente total-mente iluminado.Determine a resistência elétrica do resistor R, para que, quando liga-da no modo B, a lâmpada L1 dissipe uma potência de 15 W.

(UFPB-2012.1) - ALTERNATIVA: BPara estudar a variação do potencial elétrico ao longo de uma malha de determinado circuito, um estudante usou como fonte uma bateria de carro de força eletromotriz (fem) igual a 24 V, de resistência inter-na igual a 2 Ω, acoplada a uma lâmpada de filamento de resistência igual a 10 Ω. Pelo circuito, representado na figura abaixo, passa uma corrente elétrica de 2,0 A.

i = 2,0 A

ε = 24 V 2 Ω 10 Ω

a b c d e f

Considerando igual a zero o potencial elétrico no ponto a do terminal negativo da bateria, identifique o gráfico que melhor representa o potencial no percurso entre os pontos a e f, no sentido da corrente:

a)

a b c d e f

2420

0

V (volt) d)

a b c d e f

2420

0

V (volt)

*b)

a b c d e f

2420

0

V (volt) e)

a b c d e f

2420

0

V (volt)

c)

a b c d e f

2420

0

V (volt)

(UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: EConsiderando-se a aplicação de diferenças de potenciais em resis-tores, é INCORRETO afirmar que:a) a resistência elétrica de um resistor é a razão entre a diferença de potencial aplicada e a corrente elétrica que o atravessa.b) numa associação de resistores em série, o que caracteriza a li-gação é o fato de cada resistor ser percorrido pela mesma corrente elétrica.c) numa associação de resistores em paralelo, o que caracteriza a ligação é o fato de que todos os resistores estão submetidos à mes-ma diferença de potencial.d) numa associação de resistores em série, a resistência equivalen-te é maior que qualquer uma das resistências dos resistores.*e) a potência dissipada num resistor, por efeito Joule, é igual ao produto da corrente que o percorre pela resistência do resistor.

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA figura ao lado mostra um circuito elétrico que contém uma fonte de tensão V0 e um aquecedor elétrico residencial ligado em sé-rie com uma resistência ôhmica R = 20 Ω . A resistência foi escolhida para que a potência dissipada no aquecedor elétrico seja igual à potência dissipada no resistor.a) O gráfico da figura abaixo mostra a curva característica do aquecedor elétrico, forne-cida pelo fabricante. Represente a curva característica i × V do resistor na mesma escala do gráfico abaixo. Justifique sua resposta.

V (Volts)

i (A

)

b) A partir do gráfico, determine a corrente i0 e a diferença de poten-cial V0 para as quais a potência dissipada no aquecedor elétrico seja igual à potência dissipada no resistor. Justifique sua resposta.c) Calcule a potência P0 , em Watts, que o aquecedor elétrico dissi-pará nas condições do item (b).

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:

a)

V (Volts)

i (A

)

resistor R

b) i0 = 4,0 A e V0 = 80 V

c) P0 = 320 W

R = 20 Ω

V0

Page 28: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 28

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUma bateria de automóvel tem uma força eletromotriz ε = 12 V e resistência interna r desconhe-cida. Essa bateria é necessária para garantir o funcionamento de vários componentes elétricos embarcados no automóvel. Na Figura ao lado, é mostrado o grá-fico da potência útil P em função da corrente i para essa bateria, quando ligada a um circuito elétrico externo.a) Determine a corrente de curto-circuito da bateria e a corrente na condição de potência útil máxima. Justifique sua resposta.b) Calcule a resistência interna r da bateria.c) Calcule a resistência R do circuito externo nas condições de po-tência máxima.d) Sabendo que a eficiência η de uma bateria é a razão entre a diferença de potencial V fornecida pela bateria ao circuito e a sua força eletromotriz ε , calcule a eficiência da bateria nas condições de potência máxima.e) Faça um gráfico que representa a curva característica da bateria. Justifique sua resposta.

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:

a) icc = 120 A e i = 60 A e)

b) r = 0,1 Ω

c) R = 0,1 Ω

d) η = 50%

(UEMG-2012.1) - ALTERNATIVA: AReginaldo queria aprender sobre associação de lâmpadas em série e em paralelo. Para isso, usou duas boquilhas de porcelana para colocar as lâmpadas. Em cada lâmpada, lê-se: 60W e 127V.

Lâmpada 1

Lâmpada 2

Marque, a seguir, a alternativa que completa CORRETAMENTE o enunciado:

Ao ligar as lâmpadas da maneira mostrada na figura acima, numa tomada de 127 V, Reginaldo observou que

*a) as duas lâmpadas brilhavam da mesma maneira, cada uma com uma potência de 60 W.b) as duas lâmpadas brilhavam da mesma maneira, mas cada uma com uma potência de 30W.c) o brilho da lâmpada 1 era maior que o brilho da lâmpada 2.d) o brilho da lâmpada 1 era menor que o brilho da lâmpada 2.

(VUNESP/FAMECA-2012.1) - ALTERNATIVA: BNuma instalação elétrica, os fusíveis têm o importante papel de pro-teger os equipamentos de possíveis sobrecargas de energia, capa-zes de danificá-los. A figura mostra o esquema simplificado de uma instalação, cujos equipamentos são descritos a seguir com suas respectivas características nominais e protegidos por um fusível de 25 A.

Fusível (25 A)

Chuveiro

Lâmpada

Lâmpada

Torneiraelétrica

Ch1 Ch2 Ch3

200 V

Chuveiro: 200 V – 4 000 WLâmpada: 100 V – 100 WTorneira elétrica: 200 V – 1 200 W

As chaves, os fios de ligação, o gerador e o fusível são ideais.A respeito desse circuito, são feitas as seguintes afirmações:

I. Se fecharmos simultaneamente as chaves Ch1 e Ch2, o fusível queimará.

II. A resistência elétrica de cada lâmpada vale 100 Ω.

III. O chuveiro pode ser ligado simultaneamente com a torneira elé-trica sem danificar o fusível.

IV. Se substituirmos o fusível do circuito por outro de 30 A, podere-mos ligar simultaneamente as chaves Ch1, Ch2 e Ch3 sem danificar o fusível.

É correto o contido, apenas, ema) I e II.*b) II e IV.c) II e III.d) I, II e III.e) I, III e IV.

(FUVEST/SP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA figura a seguir representa, de forma esquemática, a instalação elétrica de uma residência, com circuitos de tomadas de uso ge-ral e circuito específico para um chuveiro elétrico. Nessa residên-cia, os seguintes equipamentos permaneceram ligados durante 3 horas a tomadas de uso geral, conforme o esquema da figura: um aquecedor elétrico (Aq) de 990 W, um ferro de passar roupas de 980 W e duas lâmpadas, L1 e L2, de 60 W cada uma. Nesse período, além desses equipamentos, um chuveiro elétrico de 4400 W, ligado ao circuito específico, como indicado na figura, funcionou durante 12 minutos. Para essas condições, determine

a) a energia total, em kWh, consumida durante esse período de 3 horas;

b) a corrente elétrica que percorre cada um dos fios fase, no circuito primário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, in-clusive o chuveiro, ligados;

c) a corrente elétrica que percorre o condutor neutro, no circuito pri-mário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, inclu-sive o chuveiro, ligados.

NOTE E ADOTE

A tensão entre fase e neutro é 110 V e, entre as fases, 220 V.Ignorar perdas dissipativas nos fios.O símbolo representa o ponto de ligação entre dois fios.

RESPOSTA FUVEST/SP-2012.1:a) 7,15 kWhb) fase 1: i1 = 29,0 A; fase 2: i2 = 30,0 Ac) iN = 1,0 A

Page 29: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 29

(FUVEST/SP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm ciclista pedala sua bicicleta, cujas rodas completam uma volta a cada 0,5 segundo. Em contato com a lateral do pneu dianteiro da bicicleta, está o eixo de um dínamo que alimenta uma lâmpada, conforme a figu-ra ao lado. Os raios da roda dianteira da bicicleta e do eixo do dínamo são, res-pectivamente, R = 50 cm e r = 0,8 cm.Determinea) os módulos das velocidades angula-res ωR da roda dianteira da bicicleta e ωD do eixo do dínamo, em rad/s;b) o tempo T que o eixo do dínamo leva para completar uma volta;c) a força eletromotriz ε que alimenta a lâmpada quando ela está operando em sua potência máxima.

NOTE E ADOTE

π = 3

O filamento da lâmpada tem resistência elétrica de 6Ω quan-do ela está operando em sua potência máxima de 24 W.

Considere que o contato do eixo do dínamo com o pneu se dá em R = 50 cm.

RESPOSTA FUVEST/SP-2012.1:a) ωR = 12 rad/s e ωD = 750 rad/sb) T = 8,0 × 10−3 sc) ε = 12 V

(UEPB-2012.1) - ALTERNATIVA: BPara selecionar o tipo de banho que se deseja tomar, existe no chu-veiro uma chave seletora que pode ser colocada nas posições IN-VERNO e VERÃO, conforme indicado na figura, capaz de alterar a resistência elétrica, aumentando ou diminuindo a potência do chu-veiro e, consequentemente, a temperatura da água.

Chave

B C220 V

A

Analise as proposições abaixo, em relação ao Efeito Joule, escre-vendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamen-te:( ) Na posição verão, a resistência do resistor do chuveiro torna-se menor, ocorrendo menor oposição à passagem de cargas, aumen-tando a intensidade da corrente e, consequentemente, maior a po-tência dissipada.( ) Na posição verão, a potência dissipada no resistor deverá ser menor que na posição inverno. Por isso, a resistência na posição verão é maior que a resistência na posição inverno( ) Na posição verão, a resistência do resistor do chuveiro torna-se maior, ocorrendo uma maior oposição à passagem de cargas, diminuindo a intensidade da corrente e, consequentemente, menor a potência dissipada.( ) Tanto na posição inverno quanto na posição verão a temperatura da água independe da potência dissipada.Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:a) F V F V d) V F V V*b) F V V F e) F F V Fc) V F V F

(UEPB-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm pai de família, preocupado em economizar energia elétrica em sua residência, se propôs a determinar qual o consumo de energia relativo à utilização do chuveiro elétrico, durante um mês (30 dias). Ele percebeu que cada um dos quatro membros da família, todos os dias, fica em média com o chuveiro ligado durante 10 min. em seu banho. Sabendo que o manual do fabricante informa que esse chu-veiro tem potência de 6500 W, o consumo de energia encontrado, em kWh, é:*a) 130. d) 26.b) 13. e) 20.c) 260.

(UEPB-2012.1) - ALTERNATIVA: CEm relação à lâmpada elétrica incandescente, analise as proposi-ções a seguir.I - Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas, exeto por uma dife-rença: a lâmpada A tem um filamento mais espesso que a lâmpada B. Ao ligarmos cada lâmpada a um tensão de 220 V, verifica-se que A brilhará mais, pois tem menor resistência.II - Um eletrecista possui duas lâmpadas incandescentes (100W−120V). Ao ligar as duas em série em uma tomada de 220 V, observa-se que as lâmpadas irão queimar.III - Ao ligar uma lâmpada incandescente (60W−120V) em uma to-mada de 120 V, a corrente elétrica que deverá circular pela lâmpada é de 1,0 A.Após a análise feita, é (são) correta(s) apenas a(s) proposi-ção(ões):a) I e II.b) II.*c) I.d) I e III.e) II e III.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DConsidere duas lâmpadas, uma de 25,0 W e outra de 100,0 W, am-bas submetidas a uma d.d.p. de 120,0V. Sabe-se que seus filamen-tos são constituídos por fios de tungstênio de mesmo comprimento e com diâmetros diferentes.Com base nessas informações, é correto afirmar que a lâmpada de 100,0 W brilha mais, porquea) a corrente elétrica que atravessa seu filamento é de 0,2 A.b) ela dissipa menos potência elétrica que a lâmpada de 25,0 W.c) seu filamento é mais fino, deixando fluir mais corrente elétrica.*d) seu filamento é mais grosso, deixando fluir a corrente elétrica de, aproximadamente, 0,8 A.e) a lâmpada de 25,0 W possui o filamento mais grosso, dificultando a passagem da corrente elétrica.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura representa um circuito constituído por um gerador elétrico, receptores elétricos e um capacitor.

3 Ω

15 Ω

2 Ω

20 Ω

2 µF

150 V

50 V

Nessas condições, é correto afirmar que a carga elétrica armazena-da no capacitor, em µC, é igual a*a) 210b) 180c) 100d) 50e) 25

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: DConsidere o circuito abaixo.

6 Ω 4 Ω

Rx

20 V

− +

4 A

No circuito, por onde passa uma corrente elétrica de 4 A, três re-sistores estão conectados a uma fonte ideal de força eletromotriz de 20 V.Os valores da resistência total deste circuito e da resistência Rx são, respectivamente,

a) 0,8 Ω e 2,6 Ω. *d) 5,0 Ω e 10,0 Ω.b) 0,8 Ω e 4,0 Ω. e) 10,0 Ω e 4,0 Ω.c) 5,0 Ω e 5,0 Ω.

Page 30: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 30

VESTIBULARES 2012.2(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EA energia eólica já é utilizada por muitos agricultores em moinhos para bombear água ou moer milho. Mas existe um grande potencial em transformar esse tipo de energia em energia elétrica.

Fonte: Disponível em <http://energiacieac304.blogspot.com/2010/11/energia-eolica.html> Acessado em: 21/07/2011.

Considere que cada turbina pode produzir energia com uma potên-cia de até 300 kW. Essa energia é suficiente para fazer funcionara) 10000 lâmpadas de 300 W.b) 1000 lâmpadas de 30 W.c) 100 lâmpadas de 300 W.d) 300 lâmpadas de 100 W.*e) 3000 lâmpadas de 100 W.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: ANa figura abaixo, está representada uma associação de resistores. Considere que a diferença de potencial entre os terminais A e B é de 110 volts.

i1

i2

i3

5 Ω

2 Ω 2 Ω

4 Ω

8 Ω

2 Ω

BA

Os valores de i1, i2 e i3 são, respectivamente,*a) 10,0 A; 5,0 A e 5,0 Ab) 3,3 A; 3,3 A e 3,3 Ac) 5,0 A; 5,0 A e 5,0 Ad) 10,0 A; 5,0 A e 2,5 A

(UFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: AJoaquim acaba de comprar um aparelho de ar condicionado para sua residência com as seguintes especificações: 220 V e 6600 W. O disjuntor geral da residência tem capacidade de corrente elétrica até 50 A. O eletricista instala um disjuntor à parte de 25 A, exclusivo para o ar condicionado, e constata que essa chave cai sempre que o aparelho é ligado. Para que funcione adequadamente, o disjuntor específico dever ter capacidade de corrente elétrica de, no mínimo:*a) 30 A.b) 32 A.c) 35 A.d) 40 A.e) 42 A.

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: EReceptores elétricos transformam energia elétrica em energia não-elétrica, que não seja exclusivamente em energia térmica. Assim, um receptor de f.c.e.m de 10V, de resistência interna de 2 Ω, está associado, em série, a um gerador ideal de f.e.m de 19V e a um re-ostato. De modo a passar 3 ampères pelo sistema, qual deverá ser o valor da resistência do reostato, em ohms?a) 10. d) 3.b) 7. *e) 1.c) 5.

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DOs geradores elétricos são aparelhos que convertem energia mecâ-nica em energia elétrica. A energia mecânica, por sua vez, pode ser produzida de energia química ou é obtida a partir de fontes renová-veis, tais como o vento ou de queda d’água. Desta forma podemos conectar um gerador de f.e.m. de 16V, com resistência interna de 2 Ω, a uma associação de resistores em paralelo de valores: 6 Ω e 3 Ω. Assim, qual será a potência gerada pelo gerador?a) 121 W. *d) 64 W.b) 100 W. e) 50 W.c) 88 W.

(UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: CAnalise as afirmativas:I. Lâmpadas de 100W e 110V estão submetidas a correntes maiores que as lâmpadas de 100W e 220V.II. Lâmpadas de 100W e 110V possuem resistências maiores que as lâmpadas de 100W e 220V.III. Um chuveiro de 4400W e 110V possui resistência menor do que a de um chuveiro de 4400W e 220V.IV. Lâmpadas de 60W e 110V possuem resistência menor do que a de lâmpadas de 100W e 110V.Assinale a alternativa correta.a) Somente I, II e III são verdadeiras.b) Somente II, III e IV são verdadeiras.*c) Somente I e III são verdadeiras.d) Somente I e II são verdadeiras.e) Somente I é verdadeira.

(UNEMAT-PM/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: DA tabela abaixo apresenta o valor máximo da corrente que cada tipo de fio suporta sem aquecimento excessivo que possa comprometer seu isolamento, isto é, sem danificar a capa plástica que o envolve. A danificação deste isolamento pode trazer sérias consequências (curto-circuito e ou incêndio).

Corrente máxima para fiosde diferentes seções retas

nº do fio seção (mm2) imáx (A)

14 1,5 15

12 2,5 20

10 4,0 30

8 6,0 40

Na instalação de um chuveiro de 110 V com potência 3,5 kW, assina-le a alternativa que indica qual(is) o(s) número(s) do fio que se deve utilizar para que não ocorra excessivo aquecimento da fiação.a) Fio 14, 12, 10 ou 8b) Fio 12, 10 ou 8c) Fio 10 ou 8*d) Somente fio 8e) Fio que suporte mais de 40 A

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BA figura abaixo representa algumas das informações que constam do adaptador de um notebook, usado para conectá-lo a uma tomada de energia elétrica.

Uma pessoa, utilizando este adaptador, pretende ligar seu notebook a uma tomada de 110V. Sob tais condições, ela verifica quea) o notebook não funciona, ao ser ligado a uma tomada de 110 volts.*b) o adaptador transforma a tensão da tomada para 19,5 volts.c) a corrente fornecida pela tomada é contínua, com frequência em torno de 50/60 Hz.d) a tensão limite da tomada a que o notebook pode ser ligado é de 19,5 volts.Obs.: Essa questão pertence a uma prova que foi anulada por que-bra de sigilo.

Page 31: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 31

(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: BNo circuito abaixo, quanto deve valer a resistência x para que a re-sistência equivalente do circuito seja 2R?a) 0*b) 3R/2c) Rd) R/2e) 2R

R

R

x

(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: ESobre a resistência elétrica de um fio de cobre puro, é correto afir-mar que:a) É maior quanto maior a área da seção transversal do fio.b) É menor quanto maior o comprimento do fio.c) Não se altera com a temperatura do fio.d) É menor quanto maior a temperatura do fio.*e) É maior quanto maior a temperatura do fio.

(UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: BPara iluminar determinado ambiente, o circuito a seguir foi montado com duas lâmpadas L1 e L2, de valores nominais (120 V – 100 W) e (120 V – 60 W), respectivamente, com duas chaves interruptoras C1 e C2, ambas de resistência desprezível, e com fios de ligação ideais. O circuito é alimentado por uma diferença de potencial constante de 120 V.

L1

L2

C1

C2

120 V

Com a chave C1 fechada e C2 aberta, o circuito dissipa 100 W. Com a chave C1 aberta e C2 fechada, dissipa 60 W. Se as duas chaves forem fechadas simultaneamente, o circuito dissipará, em W, uma potência igual aa) 320.*b) 160.c) 120.d) 80.e) 40.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm circuito elétrico é formado por três resistores iguais, associados em paralelo. A diferença de potencial, ddp, em que o circuito opera é V. Através desse circuito, uma massa m de água varia sua tempe-ratura em uma quantidade ∆T, quando o circuito funciona durante 2 minutos. Um dos resistores é danificado e o circuito passa a operar apenas com os outros dois. Considerando a mesma massa m e a mesma ddp V, para que a variação de temperatura seja ∆T, o novo tempo será, em minutos,a) 4,0.b) 4,5.c) 3,5.*d) 3,0.

Dados:calor específico da água = 1 cal/gºC1 cal = 4,2 J

(IFG/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: CTrês resistores ôhmicos idênticos, associados em paralelo, consti-tuem um circuito resistivo alimentado por uma fonte de tensão no-minal de 20 volts. Este circuito é utilizado para aquecer em 10 ºC, 100 mL de água no estado líquido (cágua = 1 cal/g.ºC), cuja densida-de é de 1g/mL em 3 minutos e 20 segundos. Considere que 1 caloria equivalha a 4 joules e que todo calor gerado pelo efeito Joule no circuito seja totalmente aproveitado no aquecimento desse volume d’água. É correto afirmar que:a) A potência dissipada por esse circuito é superior a 30 watts.b) A resistência equivalente dessa associação de resistores tem va-lor menor do que 15 Ω.

*c) Cada um dos resistores tem resistência de 60 Ω.d) Caso os mesmos resistores fossem associados em série, man-tendo as demais condições, o tempo de aquecimento desse volume de água seria menor do que 3 minutos e 20 segundos.e) A energia consumida por esse circuito nesse aquecimento é me-nor do que o triplo da energia consumida por um LED de 2 W ligado durante 10 minutos.

(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: DNo circuito elétrico representado na figura a seguir, os fios possuem resistência elétrica desprezível e todos os aparelhos funcionam com a potência indicada quando submetidos a uma tensão de 110 V.

390 W

60 W

100 W

i1i2 i3

110 V

A intensidade da corrente elétrica na tomada é dea) 2 A. *d) 5 A.b) 3 A. e) 6 A.c) 4 A.

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: CA razão principal para o uso de altas tensões, como 750000 Volts, nas redes de transmissão de energia elétrica de longa distância éa) reduzir risco de choques elétricos.b) reduzir os riscos ao meio ambiente.*c) reduzir a perda de energia por efeito Joule.d) aumentar a potência disponibilizada ao consumidor.

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: DConsidere três resistores iguais e de resistência R. Estes resistores são conectados de forma que o esquema elétrico fique semelhante a um triângulo, com cada lado correspondendo a um resistor. As-sim, a resistência equivalente entre dois vértices quaisquer deste triângulo éa) 3R/2.b) 3R.c) 2R.*d) 2R/3.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOEm determinado momento de uma peça teatral, a intensidade da luz de uma lâmpada que ilumina um ator deve ser gradativamente reduzida até seu completo desligamento. Essa ação é realizada pela diminuição da intensidade da corrente elétrica no filamento da lâm-pada, descrita pelo gráfico.

i (A)

t (s)130

5

Considerando que a resistência elétrica da lâmpada se mantém constante e sabendo que ela está ligada a uma diferença de poten-cial de valor 220 V, determine:a) a potência dissipada pela lâmpada, correspondente à situação em que a lâmpada esteja funcionando plenamente, isto é, maior ilu-minação.b) a quantidade aproximada de elétrons que atravessam uma seção reta transversal do filamento da lâmpada durante todo o intervalo de tempo descrito pelo gráfico, sabendo que a carga de um elétron, em valor absoluto, é igual a 1,6 × 10−19 C.

RESPOSTA VUNESP/UFTM-2012.2:a) P = 1100 W b) n ≅ 2,0 × 1020 elétrons

Page 32: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 32

(PUC/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: DO ouro é um condutor que pode ser usado, na informática, em com-putadores, conexões etc. Um fio cilíndrico de ouro, com comprimen-to de 1 cm e diâmetro de 1 mm, está sob uma diferença de potencial de 0,3 mV entre as suas extremidades. Sendo de 2,3 × 10−8 Ω.m a resistividade elétrica do ouro, a corrente elétrica que atravessa esse fio é de aproximadamente (assinale a alternativa correta)a) 1 mA. c) 0,1 A.b) 4 A. *d) 1 A.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: EO gráfico a seguir representa como varia a intensidade de corrente que percorre um fio condutor, em função do tempo, e que alimenta um determinado equipamento receptor.

10

10

2

0

i (mA)

t (s)

É possível, por meio desse gráfico, em uma secção transversal do condutor, calcular aa) corrente elétrica média, que é igual a 5 ampères.b) potência dissipada, que é igual a 100 watts.c) diferença de potencial, que é igual a 8 volts.d) resistência interna, que vale 1 Ohm.*e) intensidade de carga elétrica, que vale 60 mC.

(MACKENZIE/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: ENo trecho de circuito elétrico abaixo ilustrado, a tensão elétrica entre os pontos C eD mede 240 V.

120Ω

160Ω

60Ω

120Ω 60ΩC

V

AD

Nessas condições, os instrumentos, voltímetro (V) e Amperímetro (A), considerados ideais, acusam, respectivamente, as medidasa) 160 V e 1,50 A d) 80 V e 1,33 Ab) 80 V e 0,67 A *e) 80 V e 1,50 Ac) 160 V e 1,33 A

(INATEL/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CO cientista alemão George Simon Ohm desenvolveu, em um estu-do de eletricidade, o modelo que relaciona a tensão (V) e corrente elétrica (I) em um circuito simples com resistência elétrica constante (R). Este modelo é conhecido por Lei de Ohm (V = RI).

I (A) I (A)

I (A) I (A)

V (V) V (V)

V (V) V (V)

A

C

B

D

Analisando os gráficos acima, pode-se concluir que:a) Todos os gráficos descrevem perfeitamente as relações entre tensão e corrente elétrica em um circuito simples com resistência elétrica constante.b) Somente os gráficos A e C estão corretos.*c) Apenas o gráfico B está correto.d) Apenas o gráfico C está correto.e) Somente os gráficos C e D estão corretos.

(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: BINSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, observe o diagrama do circuito de referência abaixo e, a seguir, os diagramas numerados de 1 a 5, considerando que todos contêm lâmpadas incandescentes idênticas e fontes de tensão também idênticas.

QUESTÃO 8Nesse contexto, conclui-se que a(s) lâmpada(s) do circuito ______ brilhará/brilharão com intensidade idêntica à do circuito de referên-cia.

(1) (3)(2)

(4) (5)

a) 1*b) 2c) 3d) 4e) 5

(UERJ-2012.2) - ALTERNATIVA: CEm uma experiência, três lâmpadas idênticas L1, L2, L3 foram ini-cialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser indi-vidualmente ligada à bateria E sem se queimar.Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encon-tram-se acesas:

L1

L2

L3

E

Em seguida, os extremos não comuns de L1 e L2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado abaixo:

L1

L2

L3

E

A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é:a) As três lâmpadas se apagam.b) As três lâmpadas permanecem acesas.*c) L1 e L2 se apagam e L3 permanece acesa.d) L3 se apaga e L1 e L2 permanecem acesas.

Page 33: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 33

(INATEL/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BEm uma rede elétrica de 220 V de uma residência são ligados, em paralelo, três aparelhos elétricos: um receptor de TV com potência de 110 W, uma geladeira com potência de 176 W e um computador com potência de 132 W. Considerando essa informação, pode-se afirmar que:

I – A potência total consumida na residência é de 418 W.

II – A intensidade da corrente elétrica que circula na geladeira é de 1,25 A.

III - A intensidade da corrente total nos três aparelhos é de 1,9 A.

Analisando as afirmativas I, II e III, pode-se concluir que:a) Nenhuma afirmativa está correta.*b) Somente as afirmativas I e III estão corretas.c) Somente as afirmativas I e II estão corretas.d) Somente a afirmativa III está correta.e) Todas as afirmativas estão corretas.

(PUC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EAs correntes que percorrem os resistores de 3 Ω, 6 Ω, 12 Ω e 14 Ω do cicuito abaixo valem respectivamente,

14 Ω

6 Ω

12 Ω

3 Ω

M

N

Q

R14 V

a) 2/3 A; 1/3 A; 1 A e 0,5 Ab) 1/3 A; 2/3 A; 1 A e 0,5 Ac) 1/3 A; 2/3 A; 1 A e 1 Ad) 1/3 A; 2/3 A; 0,5 A e 1 A*e) 2/3 A; 1/3 A; 1 A e 1 A

(PUC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: BA figura ilustra um laser de luz verde cujo comprimento de onda é de 532 nm e de potência real de saída 50 mW, e cujo alcance é superior a 3000 m. Para seu funcionamento ele necessita de duas pilhas de 1,5 V cada uma e é recomendado um ciclo de uso de 20 s aceso e 10 s apagado para esfriar o diodo. Possui uma vida útil estimada de8000 horas (considerando o ciclo de uso recomendado pelo fabri-cante). Se um laser desses for utilizado obedecendo rigorosamente a todas as recomendações do fabricante, ao final de sua vida útil, terá consumido

a) 4 × 10−2 kWh

*b) 4 × 10−1 kWh

c) 4 × 100 kWh

d) 4 × 101 kWh

e) 4 × 102 kWh

(ACAFE/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: CPara um desenvolvimento sustentável é importante o uso racional de energia.Considerando o exposto, analise as afirmações a seguir.l. É importante conhecermos a potência elétrica de um eletrodomés-tico, pois ela é um dos fatores relacionados ao consumo de energia elétrica.ll. O consumo de energia elétrica de um aparelho está ligado sempre ao produto de sua potência elétrica pelo tempo em que ele perma-nece ligado.lll. Todos os aparelhos fabricados com tensão nominal de 110 V consomem menos energia elétrica que os fabricados com tensão nominal de 220 V.lV. O grande vilão do consumo de energia elétrica em uma residên-cia costuma ser o chuveiro elétrico, por apresentar alta potência e uso demasiado.Todas as afirmações corretas estão em:a) III - IVb) I - II - II*c) I - II - IVd) II - III - IV

(SENAC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm aparelho elétrico traz a inscrição (120V − 360W). Esses dados nominais indicam que o aparelho, quando ligado a uma fonte de

a) 60 V, consome uma potência de 180 W.

b) 120 V, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 0,33 A.

c) 120 V, consome uma energia elétrica de 360 J por hora de fun-cionamento.

*d) 120 V, é atravessado por uma carga elétrica de 3,0 C a cada segundo.

e) 240 V, consome uma energia elétrica de 720 W.

(UNESP-2012.2) - RESPOSTA: U = 150 V e i = 1,6 AA figura mostra o esquema de ligação de um aquecedor elétrico construído com quatro resistores ôhmicos iguais de resistência R.Os fios e a chave CH têm resistências desprezíveis. A chave pode ser ligada no ponto 1 ou no ponto 2 e o aparelho é sempre ligado auma diferença de potencial constante U. Quando a chave CH é ligada no ponto 1, o amperímetro ideal mostrado na figura indica uma corrente de intensidade 2,4 A e os resistores dissipam, no total, 360 W.

R

R

R

R

U

A

CH

2

1

Calcule a diferença de potencial U. Calcule a intensidade da corren-te elétrica indicada pelo amperímetro quando a chave CH for ligada no ponto 2.

(IF/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: EO circuito abaixo é constituído por resistores ôhmicos, por um gera-dor e um amperímetro ideais.

6 Ω 12 Ω

3 Ω 4 Ω

20 Ω

A60 V

Analise as afirmações sobre o circuito:I. A corrente elétrica verificada no amperímetro é de 20 A.II. A corrente que passa pelo resistor de 4,0 Ω é de 9,0 A.III. A potência dissipada no resistor de 12 Ω é maior que 100 W.IV. A tensão nos terminais do resistor de 3,0 Ω é um valor superior a 25 V.V. A potência total dissipada nesse circuito é de 900 W.Assinale a alternativa correta:a) Somente a afirmativa I está correta.b) Somente as afirmativas I e II estão corretas.c) Somente as afirmativas II, III e IV estão corretas.d) Somente as afirmativas I, III e V estão corretas.*e) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

Page 34: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 34

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: EConsidere o circuito abaixo representado.

12 Ω

24 Ω

15 Ω

30 Ω

30 Ω

12 V

24 ΩA

B

C

D

A diferença de potencial entre os pontos C e D, em volts, éa) 12.b) 8,0.c) 6,0.d) 4,0.*e) 0,0.

(VUNESP/UNINOVE-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃONo circuito elétrico, submetido em seus terminais a uma diferença de potencial constante de 100 V, estão associados os resistoresR1 , R2 , R3 e R4, idênticos e iguais a 10 Ω.

R1

R2

R3

R4

P

Q

S

a) Para que funções de leitura estão correta e respectivamente posi-cionados no circuito os multímetros P, Q e S?b) Determine a potência dissipada no resistor R3, considerando os multímetros P, Q e S ideais.

RESPOSTA VUNESP/UNINOVE-2012.2:a) P e Q são amperímetros e S é voltímetrob) P3 = 40 W

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: CUma diferença de potencial ∆V = VA – VB é aplicada nos terminais A e B de um resistor ôhmico R = 1 Ω. O gráfico de ∆V é mostrado abaixo.

A

B

∆V

tempo

A curva que melhor representa a corrente elétrica no resistor é

a)

tempo

corr

ente

*c)

tempo

corr

ente

b)

tempo

corr

ente

d)

tempo

corr

ente

(IF/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: CExiste no mercado um dispositivo denominado de ebulidor, popular-mente chamado de rabo-quente, que consiste em uma resistência elétrica que é colocada dentro d’água e ligada diretamente na toma-da, podendo elevar a temperatura da água até a ebulição.

(Disponível em: http://www.mendesparafusos.com.br/ebulidor-aluminio-220v-co-therm.html Acesso em 10 abr. 2012.)

Certo modelo de ebulidor, quando ligado em uma tomada de 200 V, consegue aquecer 4800 g de água de 20 ºC até a ebulição em 4,0 minutos, em pressão de 1,0 atm.Nessas condições, quais devem ser, respectivamente, a potência P e a resistência R desse ebulidor?

(Dados: CH2O = 1,0 cal/g°C; 1 cal = 4,0 J)a) 1600 W e 25 Ω. d) 1600 W e 6,25 Ω.b) 400 W e 100 Ω. e) 6400 W e 50 Ω.*c) 6400 W 6,25 Ω.

(IF/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: CO consumo de energia elétrica de um aparelho depende de sua po-tência e do tempo (∆t) em que ele fica ligado. Sabendo disso, um estudante recebeu de seu professor a tarefa de fazer uma pesquisa e descobrir a potência de dois aparelhos elétricos de sua residência e o tempo de funcionamento médio desses aparelhos por dia. De-pois deveria calcular o consumo de energia dos aparelhos. Feita a pesquisa, montou a seguinte tabela:

APARELHO POTÊNCIA (W) ∆t (h/dia)

Lâmpada 100 5

Ferro de passar 1500 1

Pode-se afirmar que a energia elétrica que esses aparelhos conso-mem juntos em um dia, em kW · h, é igual aa) 0,5. d) 2,5.b) 1,0. e) 3,0.*c) 2,0.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)Um resistor ôhmico, R = 10 Ω, é associado em paralelo com um capacitor ideal de capacitância de 5 µF. Esse arranjo é submetido a uma diferença de potencial constante de 12 V produzida por uma fonte de força eletromotriz de resistência interna r = 2 Ω. Com base nessas informações, e considerando que o sistema já atingiu o esta-do estacionário, assinale o que for correto.01) A corrente elétrica que flui nos terminais do resistor R é 1 A.02) A corrente elétrica que flui no capacitor é nula.04) A diferença de potencial nos terminais do resistor R é 10 V.08) A diferença de potencial nos terminais do capacitor é nula.16) A energia potencial elétrica acumulada no capacitor é 250 µJ.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Sobre o comportamento físico e a constituição de geradores elétri-cos, assinale o que for correto.01) Geradores elétricos são dispositivos que transformam uma for-ma qualquer de energia em energia elétrica, como aqueles instala-dos na usina hidrelétrica de Itaipu.02) A equação do gerador é V = ε – ri, sendo V a diferença de poten-cial disponível para o circuito, ε a força eletromotriz fornecida pelo gerador, r a resistência interna do gerador e i a corrente elétrica for-necida pelo gerador.04) Pilhas alcalinas são geradores de corrente alternada, que pos-suem ânodo, cátodo e eletrólito.08) A força eletromotriz fornecida a um circuito elétrico por um grupo de geradores elétricos idênticos associados em série é o somatório das forças eletromotrizes desse grupo de geradores.16) A resistência equivalente de um grupo de geradores elétricos idênticos associados em paralelo é a soma das resistências internas desses geradores.

Page 35: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 35

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DUma pessoa planeja um circuito, conforme mostra a figura abaixo. A corrente i, que parte do ponto A e chega em B, é de 10 A.

12 ohms

2 ohms 2 ohmsA

V

i i1

i2

iA B

Sob tais condições, o valor da corrente medida pelo amperímetro e a voltagem resgistrada pelo voltímetro são, respectivamente, dea) 5 A e 30 V.b) 40 A e 80 V.c) 2,5 A e 120 V.*d) 7,5 A e 15 V.

(UFU/MG-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOO circuito representado na figura abaixo mostra um gerador de força eletromotriz (E) igual a 12 V e resistência interna (r) de 2 Ω, ligado a um receptor, de força contra-eletromotriz (E´) de 8V e resistência interna (r´) de 4 Ω.

E E’

r r’

i i

a) Calcule o valor da intensidade da corrente que percorre o circui-to.b) Nas condições dadas, qual o rendimento obtido pelo gerador e pelo receptor?

RESPOSTA UFU/MG-2012.2: a) i ≅ 0,67 A b) ηger ≅ 89% e ηrec ≅ 75%

(UFPE-2012.2) - ALTERNATIVA: CO circuito da figura abaixo é formado por uma bateria ideal com força eletromotriz 12 Volts, ligado a dois resistores iguais (R = 1000 ohms) em paralelo. Um amperímetro ideal (símbolo A no circuito) foi ligado na saída da bateria para medir a corrente elétrica i fornecida ao circuito. O valor aproximado da corrente elétrica indi-cada no amperímetro foi:

12 V 1000 Ω 1000 Ω+−

i

A

a) 0,06 ampèreb) 0,6 ampère*c) 0,024 ampèred) 1,2 ampèree) 12 ampères

Page 36: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 36

VESTIBULARES 2012.1

ELETRICIDADEELETROMAGNETISMO

(VUNESP/UFSCar-2012.1) - ALTERNATIVA: DA ideia de fixar uma bússola à empunhadura de um canivete parecia muito boa, exceto pelo fato de que a lâmina de aço adquirira magne-tismo no momento de ser amolada, tornando a bússola inútil, já que ela sofria direta interferência do campo magnético da lâmina. Nas figuras, podem ser observadas as indicações da bússola quando a lâmina se encontra aberta e fechada.

Pode-se concluir que a orientação do vetor campo magnético no interior da lâmina, tendo como referência sua posição quando aberta no desenho, tem direção e sentido dados pelo vetor

a) B→

b) B→B→

c) B→

*d) B→

e) B→

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EO sentido da corrente induzida em um gerador de eletricidade que é acionado por uma turbina, movida pela ação de uma queda d’água, é determinado pela lei dea) Ampère.b) Faraday.c) Coulomb.d) Ohm.*e) Lenz.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura mostra o esquema do circuito formado pelos trilhos metáli-cos AB e DC, pela resistência elétrica, R = 0,8 Ω, e pela barra me-tálica BC, que se move para a direita, deslocando-se um metro a cada segundo.

B→

A

D

B

C

R

Desprezando-se as resistências dos trilhos e da barra e sabendo-se que o módulo do campo magnético uniforme na região é de 0,5 T e que a distância entre os trilhos é de 40,0 cm, a intensidade da cor-rente induzida no circuito, em mA, é igual aa) 150b) 200*c) 250d) 300e) 350

(IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: BA figura apresenta um fio condutor rígido sustentado por dois seg-mentos, imersos em uma região com campo magnético uniforme de módulo B, que aponta para dentro da página. O primeiro segmento é composto de uma mola (M1) e o segundo de uma associação de duas molas (M2 e M3).

campo magnético B→

fio condutorcorrente elétrica

M1M2

M3

Ao passar uma corrente elétrica por esse condutor, cada segmento apresenta uma tração T. Sabe-se que o campo magnético não atua sobre as molas e que a deformação da mola M1 é x. A relação entre a diferença de potencial a que o fio é submetido e o produto das deformações dos segmentos é igual a

Dados:• Comprimento do fio: L• Resistência do fio: R• Massa do fio: M• Constante elástica da mola M1: k• Constante elástica das molas M2 e M3: 2k• Módulo do campo magnético: B• Aceleração da gravidade: g

a) R(Mg − T) / L.B.x

*b) R(Mg − 2T) / L.B.x2

c) R(Mg − 2T) / 4.L.B.x2

d) (Mg − T) / 2.R.L.B.x

e) (Mg − 2T) / 2.R.L.B.x

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm feixe de elétrons, com velocidade v, de carga e massa individu-ais q e m, respectivamente, é emitido na direção y, conforme a figura abaixo. Perpendicularmente ao feixe de elétrons, entrando no plano da página, está um campo magnético de intensidade B, representa-do pelos x na figura. Inicialmente, o campo magnético está desligado e o feixe segue paralelo ao eixo y.

canhão deelétrons

B→

y

Quando o campo B é ligadoa) a trajetória do feixe continua retilínea e é fortemente pertubada pelo campo magnético.b) a trajetória do feixe continua retilínea e os elétrons são pertuba-dos levemente pelo campo magnético.*c) o feixe descreve uma trajetória circular, cujo raio é dado por R = (mv)/ (Bq).d) os elétrons movimentam-se paralelamente ao campo magnético, após descreverem uma trajetória circular de raio R = (mv)/ (Bq).

Page 37: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 37

(IME/RJ-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃONa Figura 1 é apresentado um corpo de massa m e carga +q imerso em um campo magnético B. O corpo possui uma velocidade v per-pendicular ao campo magnético.

B

v

+q

Feixe de luz

Tela de projeção

Figura 1

Nele incide um feixe de luz paralela que o ilumina, projetando a sua sombra em uma tela onde executa um movimento equivalente ao de um corpo com massa m preso a uma mola, conforme apresentado na Figura 2.

Mola

Figura 2

m

Determine:a) o valor da constante elástica da mola;b) a energia potencial elástica máxima;c) a velocidade máxima do corpo;d) a frequência do movimento.Observação:Despreze a ação da gravidade.

RESPOSTA IME/RJ-2012.1:

a) k = q2 B2

m b) Epmáx = Ec

máx = mv2

2

c) vmáx = v d) f = qB

2πm

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm uma usina hidrelétrica, a água do reservatório é guiada através de um duto para girar o eixo de uma turbina. O movimento mecânico do eixo, no interior da estrutura do gerador, transforma a energia mecânica em energia elétrica que chega até nossas casas.Com base nas informações e nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar que a produção de energia elétrica em uma usina hidrelétrica está relacionada*a) à indução de Faraday.b) à força de Coulomb.c) ao efeito Joule.d) ao princípio de Arquimedes.e) ao ciclo de Carnot.

(IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm objeto de massa m e carga +q faz um movimento circular uni-forme, com velocidade escalar tangencial v, preso a um trilho sem atrito de raio r.

+q, m, v

θr

B→

Sabendo que o objeto está sujeito a um campo magnético de módu-lo B, paralelo ao plano do trilho conforme mostra a figura, o módulo da força normal contra o trilho, em função de θ, é

a) qvBsenθ + mv2/r.

b) | qvBsenθ − mv2/r | .

c) | qvBcosθ − mv2/r | .

d) v√(q2.B2.sen2θ + m2.v2/r2) .

*e) v√(q2.B2.cos2θ + m2.v2/r2) .

(PUC/RJ-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOEm uma experiência de física, observa-se que uma carga elétrica puntiforme com carga elétrica q = 2 × 10−3 C se movimenta com ve-locidade constante v = 4 m/s, paralela ao eixo y, como ilustra a traje-tória tracejada da figura. Sabendo que a região do espaço por onde a carga se movimenta possui campo elétrico E = 2 N/C ao longo do eixo z e campo magnético B ao longo do eixo x, ambos uniformes, também representados na figura, determine:

B→

E→

qv→

x

y

z

a) módulo, direção e sentido da força feita pelo campo elétrico sobre a carga q;b) módulo do campo magnético em atuando na carga.

RESPOSTA PUC/RJ-2012.1:a) FE = 4,0 × 10−3 N ( ↑ ) b) B = 0,5 N.s/m.C

(ENEM-2011) - ALTERNATIVA: CO manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto:Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enro-lados em torno de um imã permanente. O campo magnético do imã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscila-ções produzem variações, com o mesmp padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante.Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilona) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-fa-lante.b) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço.*c) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do imã per-manente.d) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capaci-dade do captador.e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser perce-bida pelo captador.

Page 38: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 38

(UNESP-2012.1) - ALTERNATIVA: AO freio eletromagnético é um dispositivo no qual interações eletro-magnéticas provocam uma redução de velocidade num corpo em movimento, sem a necessidade da atuação de forças de atrito. A experiência descrita a seguir ilustra o funcionamento de um freio eletromagnético.Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, vertical, sujeito apenas à ação da força peso.Na figura 2, o mesmo ímã desce em movimento uniforme por dentro de um tubo cilíndrico, vertical, de cobre, sujeito à ação da força peso e da força magnética, vertical e para cima, que surge devido à cor-rente elétrica induzida que circula pelo tubo de cobre, causada pelo movimento do ímã por dentro dele.Nas duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o ímã e os tubos, e a resistência do ar.

tubo de acrílico

figura 1

tubo de cobre

figura 2

N

S

P→

N

S

P→

Fmag→

Considerando a polaridade do ímã, as linhas de indução magnética criadas por ele e o sentido da corrente elétrica induzida no tubo con-dutor de cobre abaixo do ímã, quando este desce por dentro do tubo, a alternativa que mostra uma situação coerente com o aparecimento de uma força magnética vertical para cima no ímã é a indicada pela letra

*a)

N

S

b)

N

S

c)

N

S

d)

N

S

e)

N

S

(UNEMAT/MT-2012.1) - ALTERNATIVA: BObserve.A figura mostra um ímã caindo dentro de um tubo preso a um suporte.

imã

De acordo com o experimento, assinale a alternativa correta.a) A velocidade do ímã aumenta se o tubo for de ferro.*b) O ímã cai mais rapidamente se o tubo for de plástico, ao invés de alumínio.c) O tempo de queda do ímã é o mesmo se o tubo for de ferro ou alumínio.d) Enquanto o ímã cai no interior do tubo de plástico, há uma corren-te induzida no tubo.e) O tempo de queda só depende do peso do ímã, independente-mente se o tubo for de plástico ou alumínio.

(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura ilustra a trajetória descrita por dois feixes de isótopos de uma amostra de material colhido em um laboratório de análises clí-nicas que foi ionizado positivamente.

A

Cada feixe descreve uma trajetória de forma circular, a partir do pon-to A, no sentido horário, no interior de um campo*a) magnético de linhas de indução perpendiculares ao plano da fo-lha, saindo dela.b) magnético de linhas de indução perpendiculares ao plano da fo-lha, entrando nela.c) magnético de linhas de indução paralelas ao plano da folha, apon-tando para baixo.d) elétrico de linhas de campo perpendiculares ao plano da folha, saindo dela.e) elétrico de linhas de campo paralelas ao plano da folha, apontan-do para baixo.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Em 1820, Hans Christian Oersted descobriu que correntes elétricas geram campos magnéticos. Em uma experiência realizada sobre um plano horizontal, uma bússola foi colocada sobre um fio condutor retilíneo, estando o fio alinhado com a agulha da bússola, como in-dicado na figura:

S N

Considerando essas informações, assinale o que for correto.01) Se uma corrente fluir no fio condutor de (S) para (N), a agulha sofre uma deflexão no sentido horário.02) O sentido da deflexão da agulha da bússola se inverte, caso a bússola seja colocada diretamente ABAIXO do fio.04) Sempre que o condutor for percorrido por uma corrente, o campo magnético resultante é devido ao campo magnético terrestre mais ocampo magnético induzido pela corrente.08) O ângulo de deflexão da agulha da bússola indica a direção do campo magnético produzido pela corrente que percorre o condutor.16) O campo magnético gerado apenas pela corrente, passando pelo fio, varia com o inverso da distância ao quadrado.

Page 39: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 39

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BA força de Lorentz refere-se à força que o campo magnético faz sobre cargas elétricas em movimento.No equador, o campo magnético da Terra é praticamente horizontal (paralelo à superfície) e vale aproximadamente 1,0 × 10−4 T e aponta para o Norte.Considere uma linha de transmissão de energia elétrica nas proximi-dades do equador com 1000 m de comprimento, percorrida por uma corrente contínua de 500 A, orientada de Oeste para Leste.Sobre a força exercida pelo campo magnético terrestre sobre esse trecho da linha de transmissão, é CORRETO afirmar:a) F = 0, pois o campo magnético e a corrente são mutuamente perpendiculares.*b) F = 50 N vertical para cima em relação à superfície da Terra.c) F = 10 N, orientada de Sul para Norte.d) F = 0, pois o campo magnético não exerce forças sobre cargas elétricas em repouso como é o caso da corrente continua.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 06 (02+04)Em determinada região do espaço (vácuo), existem campos elétrico (E) e magnético (B) perpendiculares entre si. Os campos são uni-formes e com intensidades, respectivamente, iguais a 8 × 104 V/m e 4 × 102 T. Uma partícula positiva com carga q é lançada perpen-dicularmente a ambos os campos com velocidade v. A partir dessas informações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).01) Se a força elétrica e a força magnética atuarem no mesmo sen-tido, a trajetória da partícula será retilínea e uniforme.02) Se a velocidade com que a partícula for lançada em direção aos campos for de 200 m/s, a trajetória será retilínea e uniforme, descon-siderando-se a força peso da partícula.04) Se o campo elétrico não estiver presente e uma carga positiva de massa m e velocidade v for lançada perpendicularmente ao campo magnético, o movimento resultante da carga será circular uniforme.08) Com o campo elétrico desativado, a aceleração da carga é dada por qvB/m, com m sendo a massa da partícula, na direção do campo magnético.16) Se o campo magnético não estiver presente, a aceleração da carga será dada por (qE)/(mg) , em que g é a aceleração da gravi-dade.Obs.: A afirmativa (02) está correta se a força elétrica e a força mag-nética aturarem em sentidos opostos e a afirmativa (04) está correta se desconsiderando-se a ação da gravidade.

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: BA figura abaixo representa uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme B orientado perpendicularmente para dentro do plano desta figura. Uma partícula de massa m e carga positiva q penetra nessa região de campo magnético, perpendicular-mente às linhas de campo, com velocidade V constante.

B

Vq

m

+

B

Considerando a situação descrita acima, assinale a alternativa in-correta.a) O período do movimento executado pela partícula na região de campo magnético não depende de sua velocidade V.*b) O trabalho realizado pela força magnética sobre a partícula é diferente de zero.c) A frequência do movimento é inversamente proporcional à massa m da partícula.d) O módulo da força magnética que atua sobre a partícula é deter-minado pelo produto qVB.e) O raio da trajetória executada pela partícula na região de campo magnético é proporcional à quantidade de movimento da partícula.

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: DDois fios retilíneos e de tamanho infinito, que conduzem correntes elétricas i1 e i2 em sentidos opostos, são dispostos paralelamente um ao outro, como mostra a figura abaixo. A intensidade de i1 é a metade da intensidade de i2 e a distância entre os dois fios ao longo da linha ox é d.

oxi1 i2

fio 1 fio 2

Considere as seguintes proposições sobre os campos magnéticos produzidos pelas correntes i1 e i2 nos pontos localizados ao longo da linha ox :I. À esquerda do fio 1 não existe ponto no qual o campo magnético resultante seja nulo.II. Nos pontos localizados entre o fio 1 e o fio 2, os campos magnéti-cos produzidos por ambas as correntes têm o mesmo sentido.III. À direita do fio 2 existe um ponto no qual o campo magnético resultante é nulo.IV. O campo magnético resultante é nulo no ponto que fica à distân-cia 3d/4 à esquerda do fio 2.Assinale a alternativa correta.a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.c) Somente a afirmativa III é verdadeira.*d) Somente a afirmativa II é verdadeira.e) Somente a afirmativa IV é verdadeira.

(UEL/PR-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm anel condutor de raio a e resistência R é colocado em um campo magnético homogêneo no espaço e no tempo. A direção do campo de módulo B é perpendicular à superfície gerada pelo anel e o senti-do está indicado no esquema da figura a seguir.

B

a

No intervalo ∆t = 1 s, o raio do anel varia de metade de seu valor.Calcule a intensidade e indique o sentido da corrente induzida no anel. Apresente os cálculos.RESPOSTA UEL/PR-2012.1:

i = 3πa2B4R segundo (no sentido horário)

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA figura abaixo descreve um espira condutora circular de raio π sen-do percorrida por uma corrente elétrica de intensidade 2,0 A. Use a permeabilidade do meio como sendo 4π10−7 Tm/A.

πi

espira circular

planoda folha

Em relação ao vetor indução magnética na espira, determine:a) a sua direção. Justifique sua resposta;b) o seu sentido. Justifique sua resposta;c) sua intensidade no centro da espira.RESPOSTA UEG/GO-2012.1:a) Direção: perpendicular ao plano da folha.b) Sentido: de baixo para cima ao plano da folha.c) B = 4,010−7 T

Page 40: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 40

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma bobina de 100 espiras, largura L = 10 cm e resistência 6,0 Ω está sendo puxada com uma velocidade constante de 20 cm/s na presença de um campo magnético uniforme de 1,5 T, limitado pela linha pontilhada, como mostrado na figura.

B

L V

x

A força necessária para retirar completamente a bobina desse cam-po magnético, em newtons, é igual a*a) 7,5.b) 7,0.c) 6,5.d) 6,0.e) 5,5.

(ACAFE/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: DO exame de tomografia de ressonância magnética nuclear ou ape-nas de ressonância magnética, consiste em aplicar em um pacientesubmetido a um campo magnético intenso, ondas com frequências iguais às dos núcleos dos tecidos do corpo que se quer examinar. Tais tecidos absorvem a energia em função da quantidade de água do tecido.Em relação a essas informações a respeito do campo magnético, analise as afirmações a seguir.l. A unidade do campo magnético no SI é o Tesla, que também pode ser expresso como Wb/m2.ll. Não é recomendado o exame a pacientes com marca passo, pois o campo magnético atua sobre correntes elétricas, podendo danifi-car o mesmo.lll. Equipamentos ortopédicos (como pinos metálicos) podem causar distorção nas imagens, pois afetam o campo magnético principal.Todas as afirmações corretas estão em:a) I - IIb) I - IIIc) II - III*d) I - II - III

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: AA trajetória de um nêutron, no vácuo, com velocidade v0

→ dentro de

uma região onde existe somente campo magnético B→

é*a) reta.b) circular.c) elíptica.d) hiperbólica.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: ADuas partículas, de massas m1 e m2, carregadas com cargas de módulo q1 e q2, possuem velocidades de módulo v1 e v2, respectiva-mente, sendo v1 = 2v2. Elas penetram numa região de campo mag-nético uniforme B

→. As partículas irão percorrer a trajetória mostrada

na figura a seguir, encontrando-se no ponto A.

r

A B→

v1→ v2

A respeito das cargas, pode-se afirmar corretamente que

*a) a carga 1 é negativa e tem módulo q1 = q22m1m2

.

b) a carga 2 é negativa e tem módulo q2 = q12m1m2

.

c) a carga 1 é positiva e tem módulo q1 = q2 2m1

m2 .

d) a carga 2 é positiva e tem módulo q2 = q1 2m2

m1 .

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm trenzinho de brinquedo percorre um trilho com uma velocidade constante v. Fixada na parte superior desse trenzinho existe uma bo-bina de 20 espiras retangulares, na qual uma lâmpada de 45 W está conectada. A espira irá passar por uma região de campo magnético de módulo B = 0,2 T, direcionado para dentro da folha de papel (veja a figura). A resistência da lâmpada é R = 0,2 Ω, e o comprimento da lateral da espira é L = 50 cm.

L

dd

v→

Região de campomagnético B

A velocidade, em m/s, que o trenzinho deve ter para que a lâmpada funcione na sua potência máxima éa) 3,0.b) 2,5.c) 2,0.*d) 1,5.

(FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm uma aula de laboratório, os estudantes foram divididos em dois grupos. O grupo A fez experimentos com o objetivo de desenhar li-nhas de campo elétrico e magnético. Os desenhos feitos estão apre-sentados nas figuras I, II, III e IV abaixo.

IVIII

III

Aos alunos do grupo B, coube analisar os desenhos produzidos pelo grupo A e formular hipóteses. Dentre elas, a única correta é que as figuras I, II, III e IV podem representar, respectivamente, linhas de campo

*a) eletrostático, eletrostático, magnético e magnético.

b) magnético, magnético, eletrostático e eletrostático.

c) eletrostático, magnético, eletrostático e magnético.

d) magnético, eletrostático, eletrostático e magnético.

e) eletrostático, magnético, magnético e magnético.

Page 41: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 41

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: DVisando a discutir os efeitos magnéticos da corrente elétrica sobre quatro pequenas bússolas postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratório didático, o dispositivo experimental re-presentado na Figura ao lado.Inicialmente, com a chave desligada, as bússolas ficam orientadas exclusivamente pela ação do campo magnético terrestre. Ao ligar a chave e fazer circular uma corrente elétrica no circuito, esta irá pro-duzir um campo magnético muito mais intenso que o terrestre. Com isso, as bússolas irão se orientar de acordo com as linhas desse novo campo magnético.Das representações abaixo, a que melhor representa o efeito do campo magnético produzido pela corrente sobre as bússolas é

a )DIREÇÃONORTE

chave

V

R

I

c)DIREÇÃONORTE

chave

V

R

I

b)DIREÇÃONORTE

chave

V

R

I *d)DIREÇÃONORTE

chave

V

R

I

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BA relação que existe entre a corrente elétrica que passa num fio condutor fino, reto e infinito e o campo magnético que aparece nos arredores desse fio é dada:a) pela Lei de Newton e pela Lei Kirchhoff.*b) pela Lei de Ampère e pela Lei de Biot-Savart.c) pela Lei de Lenz e pela Lei Snell.d) pela Lei de Ohm e pelo Vetor de Point.e) pela Lei de Gauss e pela Lei de Faraday.

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: F V F V FAssinalar para as afirmativas abaixo V se verdadeira e F se falsa.Uma partícula carregada eletricamente penetra em uma região do espaço, no vácuo, onde há um campo magnético uniforme e cons-tante. O vetor campo magnético B

→ é perpendicular a velocidade ini-

cial da partícula. Neste contexto, podemos afirmar que:0-0) Embora a partícula esteja carregada, não há força sobre a mesma pois não há campo elétrico na região considerada, somente campo magnético;1-1) Embora não haja um campo elétrico, há uma força sobre a partícula porque ela está carregada e se move na presença de um campo magnético;2-2) Embora haja uma força sobre a partícula, ela não a acelera, pois a força é perpendicular a trajetória da partícula;3-3) Embora haja uma força sobre a partícula, não há trabalho rea-lizado por esta força;4-4) A energia mecânica da partícula cresce à medida que ela se desloca.

DIREÇÃONORTE

chaveV

R

(SENAC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: ATrês fios condutores (1), (2) e (3), lon-gos e paralelos, são percorridos por correntes elétricas de intensidades i, 2i e 3i, respectivamente, como mostra a figura.A força de interação magnética entre os fios (1) e (2) tem, por unidade de com-primento, intensidade F. Nestas condi-ções e de acordo com a figura, a força magnética entre os fios (1) e (3) tem, por unidade de comprimento, intensi-dade

*a) 3F4

e é de atração.

b) 3F4

e é de repulsão.

c) 4F3

e é de atração.

d) 4F3

e é de repulsão.

e) 2F e é de atração.

3i2ii

d d

(3)(1) (2)

(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: BUma bobina é ligada a um galvanômetro e mantida fixa num suporte enquanto um ímã pode ser movimentado livremente na direção do eixo longitudinal da bobina. Nestas condições, é correto afirmar quea) a corrente indicada no galvanômetro é inversamente proporcional à velocidade com que o ímã se aproxima ou se afasta da bobina.*b) se o ímã estiver se aproximando da bobina, verifica-se uma de-flexão na agulha do galvanômetro, indicando a presença de corrente elétrica, pois o fluxo magnético através da bobina está variando.c) se o ímã estiver se afastando da bobina, não há indicação de corrente elétrica no galvanômetro, pois o fluxo magnético através da bobina está diminuindo.d) se o imã estiver em repouso em relação à bobina, o galvanômetro não indica a presença de corrente elétrica, pois não há fluxo magné-tico através da bobina.e) se o imã estiver em repouso dentro da bobina, o galvanômetro indica a máxima corrente elétrica, pois neste caso o fluxo magnético através da bobina é máximo.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura representa uma espira condutora quadrada, inicialmente em repouso, imersa em uma região de campo magnético uniforme B

→.

B→

Nessas condições, aparecerá uma corrente elétrica induzida na es-pira quandoa) o fluxo magnético através da espira for constante em função do tempo.b) a intensidade do campo magnético permanecer constante em seu interior.*c) a intensidade do campo magnético variar no interior da espira em repouso.d) o deslocamento dessa espira se realizar com velocidade constan-te dentro da região do campo magnético uniforme.

(FMABC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AConsidere um solenóide de 25 cm de comprimento e 500 espiras idênticas. O interior do solenóide é o vácuo, cuja permeabilidade magnética vale µ0 = 4π × 10−7 Tm/A, e as espiras têm raio 15 mm.

ii

Adote π = 3.

Nestas condições, o valor aproximado da indutância (L), em mH, vale

*a) 0,8.

b) 1,8.

c) 3,5.

d) 5,3.

e) 8,0.

Page 42: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 42

(FGV/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CVárias empresas que prestam serviços a residências, ou a outras empresas, oferecem a seus clientes os famosos ímãs de geladeira, justamente para serem lembrados nos momentos de necessidade. Certa dona de casa não grudou na geladeira um ímã que recebe-ra, esquecendo-o numa gaveta de armário. Após certo tempo, ao deparar com o ímã na gaveta, tentou grudá-lo na geladeira, mas ele, desmagnetizado, desprendeu-se, caindo no chão. Para magne-tizá-lo novamente, ela poderá atritá-lo com uma barra de ferro em movimentosa) circulares de um mesmo sentido.b) circulares de sentidos alternados.*c) retilíneos de um mesmo sentido.d) retilíneos de sentidos alternados.e) parabólicos de sentidos alternados.

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: BA figura representa dois trilhos condutores paralelos que serão co-nectados a uma fonte de tensão contínua quando a chave S for fechada. Um cilindro condutor C está livre, apoiado perpendicular-mente sobre os trilhos e imerso num campo magnético produzido pelos polos S e N dos ímãs A e B, respectivamente, abaixo e acima dos trilhos.

trilhoscondutores

imã B

imã A

cilindro C

S+

N

S

cilindro C

vista lateral:

trilhos

Assim que a chave S for fechada, o cilindro Ca) se manterá imóvel.*b) irá rolar sobre o trilho, movendo-se horizontalmente para direita.c) irá rolar sobre o trilho, movendo-se horizontalmente para esquer-da.d) irá girar no sentido horário, não se deslocando horizontalmente.e) irá girar no sentido anti-horário, não se deslocando horizontal-mente.

(UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16)O campo magnético B através de uma única espira com diâmetro

de 80,0/√π

cm e resistência de 8,0 Ω varia com o tempo, como mostrado no gráfico abaixo.

6tempo (s)

543210

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

1,2

B (t

esla

s)

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A força eletromotriz induzida é máxima no intervalo de tempo entre t = 4 s e t = 5 s.02. A força eletromotriz induzida no intervalo entre t = 0 s e t = 1 s é de 1,0 V.04. A força eletromotriz induzida no intervalo entre t = 1 s e t = 2 s é de – 0,16 V.08. A corrente induzida no intervalo entre t = 5 s e t = 6 s é de 0,02 A.16. O gráfico do fluxo magnético que atravessa a espira pode ser traçado a partir do gráfico de B em função de t.32. A força eletromotriz pode ser calculada com base na lei de Am-père.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CUma partícula com carga elétrica negativa é lançada com velocida-de constante em uma região com campo magnético perpendicular à direção da velocidade da partícula. Nessas condições é correto afirmar que a partículaa) realizará um movimento em linha reta com aceleração positiva.b) irá parar imediatamente seu movimento.*c) realizará um movimento circular.d) realizará um movimento em linha reta com aceleração negativa.e) continuará seu movimento em linha reta e com velocidade cons-tante.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: COs disjuntores das residências funcionam a partir de um eletroímã, conforme o esquema abaixo, em que M é um aparelho qualquer e G, um gerador de corrente elétrica. A armadura A do eletroímã é susten-tada pela mola m de tal maneira que, para valores admissíveis de i, ela não toca a bobina. Mas, para valores de i superiores a um valor prefixado, a força de atração magnética sobre a armadura vence a mola. Então, o circuito se abre e a corrente deixa de circular, pro-tegendo o aparelho M de uma corrente alta, que poderia danificá-lo.

Supondo que essa bobina tenha 5 cm de comprimento, 50 espiras e que a corrente elétrica máxima antes do acionamento do sistema seja de 3 A, o valor do campo magnético no interior da bobina é de

OBS: Considere, se necessário, µ0 = 4π × 10−7 T.m/A e π ≅ 3.

a) 360 T. d) 4π × 10−3 T.b) 4π T. e) 3,6 × 10−5 T.*c) 3,6 × 10−3 T.

(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CO oscilador esboçado na figura abaixo é composto por uma barra metálica de massa M e resistividade ρ, cujos terminais são “r” e “s”, e por uma mola isolante de constante elástica “k”. Este sistema está em contato e desliza sem atrito sobre um trilho horizontal, feito do mesmo material da barra, em forma de “C”. Os “x” denotam uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme, de módulo B, perpendicular ao plano que contém os trilhos. As setas verticais enumeradas indicam algumas posições. Os efeitos do atrito com o ar são desprezíveis.

B→

4 123 r

s

No instante de tempo t = 0 o oscilador é liberado no ponto (1) a partir do repouso e começa a se mover. Quanto à amplitude (A) do mo-vimento executado e à tensão (Vrs) medida entre “r” e “s”, é correto afirmar quea) A diminui com o passar do tempo e Vrs tem maior módulo ao pas-sar por (1).b) A diminui com o passar do tempo e Vrs tem maior módulo ao pas-sar por (2).*c) A diminui com o passar do tempo e Vrs tem maior módulo ao passar por (3).d) A permanece constante e Vrs tem maior módulo ao passar por (2).e) A permanece constante e Vrs é sempre nula.

Page 43: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 43

(INATEL/MG-2012.1) - QUESTÃO ANULADA - RESPOSTA: Se o ângulo entre v e B for igual a 90º então q = 1,2 × 10−5 C.

Uma partícula puntiforme, com carga elétrica, é lançada em uma região de campo magnético de indução igual a 0,2 T com velocidade de 5 × 106 m/s e aparece sobre ela uma força de natureza magné-tica de 12 N. Sabendo que esta força é diretamente proporcional ao produto da carga elétrica pela velocidade da partícula e pela in-dução magnética presente no meio, determine a carga elétrica da partícula.a) 2 C d) 24 Cb) 100 × 10−3 C e) 30 × 10−6 Cc) 4,8 × 106 C

(UCS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: EDentro do tubo de imagem de um televisor, a corrente elétrica, numa bobina, aplica sobre um elétron passante um campo magnético de 5 × 10−4 T, de direção perpendicular à direção da velocidade do elé-tron, o qual recebe uma força magnética de 1 × 10−14 N. Qual o módulo da velocidade desse elétron? (Considere o módulo da carga do elétron como 1,6 × 10−19 C.)a) 3,34 × 103 m/s d) 4,33 × 107 m/sb) 1,60 × 105 m/s *e) 1,25 × 108 m/sc) 7,60 × 106 m/s

(UCS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: EO transistor MOSFET é um componente muito importante na eletrô-nica atual, sendo o elemento essencial, por exemplo, na composi-ção dos processadores de computador. Ele é classificado como um transistor de Efeito de Campo, pois, sobre uma parte dele, chamada porta, atua um campo que provoca uma diferença de potencial cujo papel é regular a intensidade da passagem de corrente elétrica entre as duas outras partes do MOSFET, a fonte e o dreno. O campo emquestão é oa) magnético. d) nuclear.b) de frequências. *e) elétrico.c) gravitacional.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUma barra metálica move-se com velocidade constante de módu-lo 40 cm/s ao longo de dois trilhos metálicos paralelos, unidos por uma tira metálica numa das extremidades (veja a figura). Um campo magnético B

→, de módulo B = 0,20 T, aponta para fora da página. A

distância L dos trilhos é igual a 25,0 cm.

L v→

B→

Considerando que a resistência da barra vale 20,0 Ω e que a resis-tência dos trilhos é desprezível, a f.e.m. gerada e a corrente elétrica na barra valem, respectivamente,a) 30 mV e 3,0 mA.b) 10 mV e 2,0 mA.c) 20 mV e 1,5 mA.*d) 20 mV e 1,0 mA.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm elétron que viaja com velocidade constante v

→ passa a 50 cm de

um fio, no exato momento em que um dispositivo é acionado e uma corrente elétrica começa a circular no fio (veja a figura). Marque a alternativa que representa corretamente o vetor força magnética que atua no elétron no instante mencionado.

a)

b)

*c)

d)

v→

I50 cm

fio

(UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA: V; V; F; FO século XIX foi marcante para os estudos sobre o magnetismo, principalmente pela descoberta de Hans Christian Oersted. Traba-lhando em seu laboratório com circuitos elétricos, ele percebeu que, com a passagem de corrente elétrica nos condutores, a agulha mag-nética de uma bússola próxima sofria algum tipo de desvio.Suponha que você possua dois fios condutores paralelos, dispostos conforme a figura abaixo:

i1 = 7 A

i2 = 3 A

fio 1

fio 2

7 cm

3 cmP

µ0 = 4π × 10−7 T.m/A

Fonte: http://www.fisica.ufs.br/

Pelo fio 1, a corrente elétrica é de 7 A e pelo fio 2, é de 3 A. A dis-tância que separa os dois condutores é de 10 cm. Um ponto P se encontra localizado entre eles.Considerando as informações dadas, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) O vetor campo magnético resultante no ponto P tem seu sentido adentrando o plano da folha da prova.2 ( ) No ponto P, o vetor campo magnético gerado pela corrente do fio 1 é igual ao gerado pela corrente do fio 2.3 ( ) A intensidade do vetor campo magnético no ponto P é igual a 2,0 × 10−5 T.4 ( ) Se os sentidos das correntes elétricas em ambos os condutores forem invertidos, a direção e o sentido do vetor campo magnético não se alteram.

(IF/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BOs ímãs têm larga aplicação em nosso cotidiano tanto com finali-dades práticas, como em alto-falantes e microfones, ou como me-ramente decorativas. A figura mostra dois ímãs, A e B, em forma de barra, com seus respectivos polos magnéticos.

S N

imã A

S N

imã B

Analise as seguintes afirmações sobre ímãs e suas propriedades magnéticas.I. Se quebrarmos os dois ímãs ao meio, obteremos quatro pedaços de material sem propriedades magnéticas, pois teremos separados os polos norte e sul um do outro.II. A e B podem tanto atrair-se como repelir-se, dependendo da posi-ção em que os colocamos, um em relação ao outro.III. Se aproximarmos de um dos dois ímãs uma pequena esfera de ferro, ela será atraída por um dos polos desse ímã, mas será repe-lida pelo outro.É correto o que se afirma ema) I, apenas.*b) II, apenas.c) I e II, apenas.d) I e III, apenas.e) II e III, apenas.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: EO campo magnético terrestre em um certo local possui módulo igual a 50 µT, onde 1 µT = 10−6 T. Sua direção faz um ângulo de 74º com o plano paralelo ao solo, onde sen74º = 0,96, e cos74º = 0,28. Neste local, um trecho retilíneo de fio, de comprimento 20 cm e paralelo ao solo, é atravessado por uma corrente elétrica constante de 10−3 A. A componente do campo magnético terrestre no plano paralelo ao solo tem a mesma direção desse trecho do fio. Qual é o módulo da força nesse trecho do fio devido ao campo magnético terrestre?

a) 7,2 × 10−6 N

b) 1,2 × 10−7 N

c) 2,4 × 10−7 N

d) 7,2 × 10−8 N

*e) 9,6 × 10−9 N

Page 44: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 44

(VUNESP/FMJ-2012.1) - RESPOSTA: a) W = 0,06 J b) F = 240 N ↑Uma pequena partícula dotada de carga negativa é lançada em uma região de potencial elétrico 0 V. A existência de uma região de poten-cial igual a 300 V confere-lhe um movimento acelerado em direção à região com esse novo potencial. Quando a partícula atinge essa nova posição, o potencial de 300 V é levado a 0 V, no mesmo ins-tante em que passa a atuar um campo magnético de intensidade 6 T que, relativamente ao desenho na folha de papel, é perpendicular à folha e tem sentido para fora dela.

q

0 V 300 V

A carga da partícula é −2.10−4 C e a ação gravitacional do planeta pode ser desconsiderada nesse experimento.a) Determine o módulo trabalho da força elétrica realizado pela par-tícula em seu movimento entre as regiões equipotenciais de 0 V e 300 V.b) Supondo que a partícula descreva o menor caminho entre as equipotenciais e que na chegada à equipotencial de 300 V sua ve-locidade seja de 2.105 m/s, determine a intensidade do vetor força magnética que atua sobre a partícula e desenhe, no campo destina-do à resolução e resposta, a direção e o sentido desse vetor, tendo como referência o desenho apresentado.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 31 (01+02+04+08+16)Em 1819, H. C. Oersted descobriu que uma corrente elétrica é uma fonte de campo magnético. A figura abaixo mostra dois extensos condutores retilíneos de comprimento L, dispostos paralelamente entre si e perpendicularmente ao plano da folha de questões. Os dois condutores são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade e sentidos contrários. Com relação a esse evento físico, assinale o que for correto.

1 2

d

01) As linhas de indução dos campos magnéticos provocados pelas correntes elétricas que percorrem os condutores formam circunfe-rências concêntricas com os condutores, situadas em planos per-pendiculares a eles.

02) O campo magnético resultante no ponto médio entre os dois condutores está dirigido para baixo e tem intensidade igual a B = 2µ0i/(πd).

04) O campo magnético resultante a uma distância d à esquerda do condutor 1 está dirigido para cima e tem intensidade igual a B = µ0i/(4πd).

08) O campo magnético resultante a uma distância d à direita do condutor 2 está dirigido para cima e tem intensidade igual a B = µ0i/(4πd).

16) Os dois condutores se repelem com uma força cuja intensidade é igual a F = µ0i1.i2.L/(2πd).

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma espira plana de fio condutor flexível é colocada num campo magnético uniforme de módulo B (figura 1). O campo está presente em toda a região acinzentada. O campo é perpendicular ao plano da espira, e o seu sentido encontra-se indicado nas figuras. Um estu-dante deforma a espira de modo a aumentar a sua área, mantendo-a, contudo, ainda plana e perpendicular ao campo (figura 2). Nessas condições, pode-se afirmar que:

Figura 1 Figura 2

B→

B→

*a) uma corrente será induzida no sentido horário, caindo rapida-mente a zero quando o estudante deixa de deformar a espira.b) uma corrente será induzida no sentido antihorário, caindo rapida-mente a zero quando o estudante deixa de deformar a espira.c) nenhuma corrente será induzida na espira quando ela é deforma-da pelo estudante.d) uma corrente será induzida no sentido horário, permanecendo constante mesmo quando o estudante deixa de deformar a espira.e) uma corrente será induzida no sentido antihorário, permanecendo constante mesmo quando o estudante deixa de deformar a espira.

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm sistema é constituído por três fios condutores retos e muito longos, fixados um ao outro perpendicularmente e isolados eletri-camente entre si. Por cada fio passa uma corrente elétrica cons-tante de mesma intensidade. Se o sistema é posto na presença de um campo magnético uniforme, constante e paralelo a um dos fios, pode-se afirmar corretamente que a força resultante no sistema é*a) não nula e tende a deslocar o conjunto em linha reta.b) nula, mas há um torque que tende a girar o conjunto em torno de um eixo paralelo ao campo magnético.c) nula, mas há um torque que tende a girar o conjunto em torno de um eixo perpendicular ao campo magnético.d) não nula e tende a girar o conjunto em uma trajetória espiral.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)Uma partícula, de massa M e carga elétrica Q positiva, é lançada horizontalmente com velocidade v, da direita para a esquerda, em uma região do espaço onde existem vácuo e um campo elétrico uni-forme E

→, que está direcionado de cima para baixo. Nessa região do

espaço, também existem um campo magnético uniforme H→

, orienta-do perpendicularmente para dentro do plano da página. De posse dessas informações, desconsiderando ação da gravidade, assinale o que for correto.01) O módulo da força resultante que atua sobre a partícula é Q(vH + E).02) Para que a trajetória da partícula se mantenha retilínea, é neces-sário que o módulo da sua velocidade de lançamento seja v0 = E/H.04) Na situação descrita no enunciado, a trajetória da partícula é sempre desviada para baixo.08) As linhas de força do campo magnético formam superfícies fe-chadas.16) A passagem da partícula carregada na região dos campos elétri-co e magnético altera as características físicas desses campos.

(IF/GO-2012.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: CNa figura abaixo, um elétron está em queda livre quando adentra em uma região onde existe um campo magnético uniforme de in-tensidade 10 mT. Durante toda a trajetória da linha A até a linha B, a aceleração da gravidade local é 1,6 m/s2.

Q, m

A

B

B→30 cm

Sabendo que a massa do elétron é de 9,1 × 10−31 kg e que sua traje-tória é retilínea e uniforme com velocidade de 3,0 × 103 m/s, assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, o módulo do trabalho da força magnética e o módulo do trabalho da força gravita-cional, entre as linhas A e B.

Dado: e = 1,6 × 10−19 Ca) 1,44 × 10−18 J e 4,37 × 10−32 Jb) 1,44 × 10−32 J e 0 J*c) 0 J e 4,37 × 10−31 Jd) 0 J e 0 Je) 1,44 × 1018 J e 4,37 × 1032 J

Obs.: Existem outras forças atuando no elétron além da força magnética e do peso.

Page 45: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 45

(UNIFESP-2012.1) - RESPOSTA: a) 50 V e 125 W b) 5,0 × 10−2 mUma mola de massa desprezível presa ao teto de uma sala, tem sua outra extremidade atada ao centro de uma barra metálica homogê-nea e na horizontal, com 50 cm de comprimento e 500 g de massa. A barra metálica, que pode movimentar-se num plano vertical, apre-senta resistência ôhmica de 5 Ω e está ligada por fios condutores de massas desprezíveis a um gerador G de corrente contínua, de resis-tência ôhmica interna de 5 Ω, apoiado sobre uma mesa horizontal. O sistema barra-mola está em um plano perpendicular a um campo magnético B

→ horizontal, cujas linhas de campo penetram nesse pla-

no, conforme mostra a figura.

g = 10 m/s2

i = 5 A

k = 80,0 N/m

B→

= 0,40 T

Determine:a) a força eletromotriz, em volts, produzida pelo gerador e a potência elétrica dissipada pela barra metálica, em watts.b) a deformação, em metros, sofrida pela mola para manter o siste-ma barra-mola em equilíbrio mecânico. Suponha que os fios elétri-cos não fiquem sujeitos a tensão mecânica, isto é, esticados.

(UFC/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: DUma espira quadrada carregando uma corrente I repousa em um plano XY, com seu eixo de rotação na direção X. Para girar a espira pela indução de uma força magnética, devemos aplicar um campo magnético:a) crescente no tempo e na direção X.b) constante no tempo e na direção Z.c) linear com o tempo e na direção Z.*d) constante no tempo e na direção Y.e) constante no tempo e na direção X.

(UFPB-2012.1) - ALTERNATIVA: AAo se passar uma corrente elétrica em um fio condutor, enrolado na forma de uma espira, produz-se um campo magnético. Aproximando-se duas espiras onde passam correntes, a força gerada entre elas pode ser de atração ou de repulsão, dependendo das orientações relativas das correntes. Dispositivos empregando forças entre es-piras podem ser usados tecnologicamente, tanto em acionamentos quanto para detecção de movimentos relativos entre dois objetos.Nesse sentido, identifique, entre as figuras a seguir, a que represen-ta uma configuração fisicamente correta do dispositivo:

*a) i i

Atração

d) i i

Repulsão

b) i i

Atração

e) i i

Repulsão

c) i i

Atração

(UFPB-2012.1) - AFIRMATIVAS CORRETAS: I, III e VUm cidadão da cidade de Conde, no litoral paraibano, deseja apro-veitar a brisa marítima para gerar energia elétrica para a sua resi-dência. Nesse sentido, ele constrói um cata-vento acoplado a um alternador, constituído de uma bobina de espiras retangulares que gira com velocidade angular constante, em um campo magnético uniforme produzido por imãs. (Ver figura esquemática abaixo.)

PENTEADO, Paulo Cesar M.. Física Conceitos e Aplicações. v.3. 1ª Ed. São Paulo: Editora Moderna., s/d, p. 419.

Em sua primeira tentativa, o cidadão verifica que a força eletromotriz (fem) induzida na bobina é muito pequena, e procura um modo de aumentá-la. Considerando a situação descrita e as propostas de so-lução do cidadão, abaixo apresentadas, identifique as que permitirão um aumento da fem:I. Aumentar o número de espiras da bobina.II. Diminuir a área das espiras.III. Aumentar o campo magnético.IV. Diminuir a resistência elétrica da bobina.V. Aumentar a frequência de rotação da bobina.

(UFES-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm bloco rígido e isolante de massa 400 g possui uma carga elétrica embutida positiva de 10,0 C e encontra-se em repouso em uma su-perfície definida pelo plano zy no ponto A, como é representado na figura abaixo. Considere g = 10 m/s2.

B→

y+

E→

A B C Dd

x

z

Um campo elétrico uniforme e constante E→

, de intensidade 1,00 × 102 N/C, é mantido ligado acelerando linearmente o bloco, até este atingir o ponto B. No trecho entre os pontos B e C, um campo magnético uniforme e constante B

→ é aplicado perpendicularmente

ao plano xy representado por esta folha de papel e com sentido para dentro do papel. Considere que o bloco pode deslizar livremente, sem atrito, entre os pontos A e C; porém, existe atrito entre os pontos C e D.a) Determine a velocidade escalar do bloco no momento imediata-mente antes de atingir o ponto B. Considere que o bloco é um ponto material e que a distância entre A e B é de 50,0 cm.b) Identifique e desenhe, num diagrama, as forças que atuam no bloco, quando ele se encontra entre os pontos B e C.c) Encontre a intensidade do campo magnético para que a força de contato entre o bloco e a superfície definida pelo plano zy seja nula no trecho de B a C.d) Determine o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a super-fície definida pelo plano zy em função de v, g e d, considerando que o bloco chega ao ponto C com uma velocidade horizontal v e para no ponto D, percorrendo uma distância d.

RESPOSTA UFES-2012.1:a) v = 50 m/s

b) Fmag→

P→

N→

c) B = 8,0 × 10−3 T

d) µ = v2

2gd

Page 46: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 46

(UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CA Figura abaixo mostra uma espira metálica com 60 cm de lado, sendo deslocada para a direita, com velocidade v = 20 m/s em uma região onde existe um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,10 T , perpendicular ao plano da espira e saindo do papel.

60 c

m

B = 0,1 T

v = 20 m/s

De acordo com essas informações, pode-se afirmar que a f.e.m in-duzida e o sentido da corrente induzida na espira são, respectiva-mente:a) 0,6 V , sentido horário.b) 1,2 V , sentido horário.*c) 1,2 V , sentido anti-horário.d) 2,4 V , sentido horárioe) 2,4 V , sentido anti-horário.

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOO ciclotron foi inventado por E. O. Lawrence e M. S. Livin-gston, em 1932, para acelerar partículas como prótons e dêu-terons, até energias cinéticas elevadas. Essas partículas com alta energia são utilizadas para bombardear outros núcleos, permitindo, assim, estudos so-bre a estrutura nuclear ou até mesmo a produção de materiais radioativos para serem usados na medicina. A figura ao lado mostra um esquema simplificado desse equipamento. Uma partícula de massa m = 6,0 × 10−24 kg e carga q = +12,0 × 10−9 C encontra-se em repouso no ponto O da figura. Um campo elétrico, constante e uniforme de módulo E = 10 N/C , acelera a partícula entre duas placas planas e paralelas separadas pela distância d =1,0 × 10−6 m. A partícula entra numa região de campo magnético constante e uni-forme, de módulo B = 1,0 × 10−6 T , que está saindo do papel.a) Calcule a velocidade da partícula imediatamente antes de entrar na região de campo magnético.b) Calcule o raio R da primeira trajetória circular que a partícula des-creve na região de campo magnético.c) Na região de campo magnético, o sentido da trajetória circular da partícula será horário ou anti-horário? Justifique sua resposta.d) O que deve ocorrer com o raio da trajetória circular quando a mas-sa da partícula é aumentada? Justifique sua resposta.RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:a) v = 2,0 × 105 m/sb) R = 0,1 mmc) sentido horáriod) O raio R aumenta

(UFBA-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃODuas partículas com cargas q1 e q2 = 2q1 e massas m1 e m2 = 4m1 são aceleradas por uma mesma diferença de potencial U, (VB − VA), a partir de uma fonte F, e lançadas para dentro de uma região imersa em um campo de indução magnética, B

→, (saindo perpendicularmen-

te do plano do papel), com o vetor velocidade formando um ângulo de 90º com B

→.

B→B→ES

EEv→

v→

F

VBVA

Nessas condições, calcule a razão entre• as velocidades das partículas ao entrarem na região de campo B

→,

e o sinal da carga dessas partículas, se elas entram na janela EE e saem na ES, considerando que ES pode se deslocar para permitir a saída das partículas;• os raios das trajetórias das partículas, se elas entrassem na região B→

com a mesma velocidade.

RESPOSTA UFBA-2012.1:• v1/v2 = √2 e as cargas das partículas são negativas.

• R1/R2 = 1/2

(UEMG-2012.1) - ALTERNATIVA: BNo eletromagnetismo, é fascinante como o gerador elétrico e o mo-tor elétrico são, fundamentalmente, o mesmo aparelho. O princípio de funcionamento desses dois aparelhos elétricos consistea) na transformação de energia térmica em energia elétrica.*b) na variação do fluxo magnético em espiras condutoras de ele-tricidade.c) na transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética.d) no processo de eletrização por atrito, gerando cargas elétricas que são organizadas na forma de corrente elétrica.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: BPara um farol de bicicleta acender, é necessário um pequeno gera-dor acoplado ao eixo de uma das rodas, de maneira que, quando o eixo gira, gira também um ímã envolto em uma bobina, surgindo, assim, uma corrente elétrica, que acende a lâmpada do farol.A lei que explica o funcionamento de um gerador é a dea) Oersted, pois cargas elétricas em movimento originam, na região do espaço onde ocorre o movimento, uma corrente elétrica.*b) Faraday, pois o movimento do ímã faz variar o fluxo do campo magnético, induzindo, na bobina, uma corrente elétrica.c) Ampère, pois com o movimento do ímã há variação do campo elétrico que induz, na bobina, uma corrente elétrica.d) Ohm, pois o movimento do ímã altera a sua resistência, gerando, assim, a corrente elétrica.e) Coulomb, pois elétrons são emitidos através da bobina, gerando uma corrente elétrica.

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo representa três posições, P1, P2 e P3, de um anel condutor que se desloca com velocidade v constante numa região em que há um campo magnético B, perpendicular ao plano da pá-gina.

v vv

B

P1 P3P2

Com base nos nestes dados, é correto afirmar que uma corrente elétrica induzida no anel surgea) apenas em P1.b) apenas em P3.*c) apenas em P1 e P3.d) apenas em P2 e P3.e) em P1, P2 e P3.

(ITA/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DAssinale em qual das situações descritas nas opções abaixo as li-nhas de campo magnético formam circunferências no espaço.a) Na região externa de um toroide.b) Na região interna de um solenoide.c) Próximo a um íma com formato esférico.*d) Ao redor de um fio retilíneo percorrido por corrente elétrica.e) Na região interna de uma espira circular percorrida por corrente elétrica.

Page 47: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 47

VESTIBULARES 2012.2(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AUma “bússola de inclinação magnética” é uma montagem feita com um ímã preso a um eixo, de modo que ele possa girar na vertical. Desconsiderando efeitos magnéticos que não sejam os causados pelo geomagnetismo de nosso planeta, para que a agulha da bús-sola fique, praticamente, na vertical, ela deverá ser levada para uma localidade*a) sobre qualquer um dos polos magnéticos da Terra.b) nas imediações do Trópico de Capricórnio.c) nas imediações do Trópico de Câncer.d) nas imediações da linha do Equador.

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DPara encontrarmos o sentido do campo magnético em um ponto, é necessário verificar o sentido em que se desloca a corrente conven-cional. Entre as diversas regras práticas existentes para assinalar esse sentido, existem a do saca-rolhas, de Maxwell, e a da mão direita. Considerando uma espira circular de raio 2π metros, sendo percorrida por 1 ampère, qual a intensidade do campo magnético no centro da espira? (Adote µ = 4π × 10−7 T.m/A).a) 1 × 10−6 T.b) 2 × 10−6 T.c) 3 × 10−6 T.*d) 1 × 10−7 T.e) 2 × 10−7 T.

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm 1819 o físico dinamarquês Oersted observou que, quando a agulha de uma bússola é colocada próxima de uma corrente elétrica, essa agulha é desviada de sua posição. Caso uma corrente elétrica de 3 ampères percorra um fio condutor, qual será a intensidade do campo magnético situado num ponto a 10 centímetros do mesmo? (Adote µ=4π × 10−7 T.m/A).*a) 6,0 × 10−6 T.b) 5,0 × 10−6 T.c) 4,0 × 10−6 T.d) 3,0 × 10−6 T.e) 2,0 × 10−6 T.

(UFG/GO-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUma pequena esfera de massa m e carga elétrica q é lançada por uma mola de constante elástica k sobre um plano horizontal sem atrito, com o objetivo de alcançar o detector no ponto Q a uma dis-tância d da região que se inicia a deflexão. Para ajustar a direção do movimento até o detector, a esfera é submetida a um campo magnético uniforme B, em uma região delimitada por um ângulo θ, conforme representado na figura a seguir.

Esfera

B

P

Q

k

d

θ

Considerando-se apenas os parâmetros fornecidos, calcule:a) a velocidade da esfera;b) a compressão x da mola necessária para atingir o ponto Q.

RESPOSTA UFG/GO-2012.2:a) v = qBdsenθ/m b) x = qBdsenθ/√mk

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DNa figura abaixo, estão representadas três espiras a, b e c, com o mesmo diâmetro, que estão imersas em um campo magnético uni-forme B. Suas posições são indicadas na figura abaixo, sendo que v representa o vetor perpendicular ao plano da espira.

B→

a b c

v

v

v45º

A comparação entre o fluxo magnético (Φ) que atravessa as três espiras, revela quea) Φa < Φb ; Φb < Φc ; Φc = 0b) Φb > Φc ; Φa > Φb ; Φc = 0c) Φa > Φc ; Φb < Φc ; Φb = 0*d) Φb > Φc ; Φc > Φa ; Φa = 0Obs.: Essa questão pertence a uma prova que foi anulada por que-bra de sigilo.

(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: CQual dos gráficos abaixo representa a magnitude do campo mag-nético B, gerado por um fio retilíneo comprido percorrido por uma corrente I, em função da distância d ao fio?

a) d)

b) e)

*c)

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: EA figura representa um par de longos fios condutores paralelos. Os fios L e R são percorridos por correntes elétricas de intensidade 3i e i, respectivamente, cujos sentidos estão indicados na figura. Tam-bém está indicado na Figura o eixo 0x de coordenadas, cuja direção é perpendicular à direção das correntes. As distâncias entre a ori-gem e o fio L, entre os fios L e R, e entre o fio R e o ponto x3, são idênticas e iguais a d.Considere a seguinte notação para o vetor campo magnético per-pendicular a esta página:

– indica o sentido entrando nesta página; – indica o sentido saindo desta página.

3i i

0 x3 x

fio L fio R

d d d

Para a situação acima, a representação do vetor campo magnético B(x) existente entre a origem e o ponto x3, ao longo do eixo de co-ordenadas 0x, é:

a) 0 < x < d : ; d < x < 4d/7 : ; 4d/7< x < 2d : ; 2d < x < 3d :

b) 0 < x < d : ; d < x < 2d : ; 2d < x < 7d/3 : ; 7d/3 < x < 3d :

c) 0 < x < d : ; d < x < 3d/4 : ; 3d/4< x < 2d : ; 2d < x < 3d :

d) 0 < x < d : ; d < x < 4d/7 : ; 4d/7< x < 2d : ; 2d < x < 3d :

*e) 0 < x < d : ; d < x < 7d/4 : ; 7d/4 < x < 2d : ; 2d < x < 3d :

Page 48: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 48

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: CA figura esboça um experimento idealizado para aquecer líquidos, que consiste em um condutor em forma de U, ligado a uma resistên-cia elétrica R = 0,016 Ω. Entre os dois braços do condutor, há uma haste metálica que é livre para deslizar e possui comprimento L = 1,0 m, fechando um circuito. Envolvendo a resistência, há um reser-vatório termicamente isolado contendo 100 g de água. Um campo magnético uniforme e perpendicular ao plano da figura de intensida-de B = 0,8 T é aplicado sobre o circuito (direcionado para dentro do plano desta página).

L

B→

VR

Água

Assinale a alternativa que indica a velocidade V de deslizamento da haste para elevar, a cada segundo, a temperatura da água em 0,1 ºC.a) 3,0 m/sb) 2,0 m/s*c) 1,0 m/sd) 8,0 m/se) 0,5 m/s

Dados:c = 1,0 cal/(g.ºC)1 cal = 4 J

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: BO campo magnético criado no interior de um ímã em forma de U, percorrido por uma corrente estacionária, é um campo magnético uniforme. Nesse caso, o vetor campo magnético B

→ é

a) constante e as linhas de campo são curvilíneas e não equidistan-tes entre si.*b) constante e as linhas de campo são paralelas e equidistantes entre si.c) constante e as linhas de campo são perpendiculares entre si.d) variável e as linhas de campo são paralelas e equidistantes entre si.e) variável e as linhas de campo são perpendiculares entre si.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CComo pode ser observado na figura abaixo, um ímã está aproximan-do-se da espira com velocidade de módulo V, na direção do eixo y. A espira está no plano xz.

xy

z

V→

S

De acordo com os dados apresentados, afirma-se queI - aparece uma corrente induzida na espira no sentido anti-horário.II - aparece uma corrente induzida na espira no sentido horário.III - a corrente aparece no sentido horário se invertemos os polos do ímã e mantivermos a direção da velocidade.IV - a corrente aparece no sentido anti-horário se mantivermos os polos do ímã e invertermos a direção da velocidade.Estão CORRETAS as afirmativasa) I e IV, apenas.b) II e III, apenas.*c) I e III, apenas.d) II e IV, apenas.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CUma espira condutora desloca-se com velocidade constante v

→,

numa região com campo magnético uniforme no espaço e constante no tempo. Esse campo magnético forma um ângulo θ com o plano da espira.

v→

θ

campo magnéticouniforme

Sobre a força eletromotriz, produzida pela variação de fluxo magné-tico no tempo, é CORRETO afirmar quea) ela será máxima para θ = 45º.b) ela será máxima para θ = 90º.*c) ela será nula, qualquer que seja o valor de θ.d) ela será nula apenas quando θ = 0º.

(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EAo partir um imã em forma de barra no meio, obtiveram-se dois pe-daços de mesmo tamanho, que constituema) um imã com polo norte e outro com polo sul.b) dois pedaços de metal sem polos magnéticos.c) um imã com polo sul e outro pedaço de metal sem polo.d) um imã com polo norte e outro pedaço de metal sem polo.*e) dois novos imãs, cada um com um polo norte e um polo sul.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm suporte feito de plástico na forma de U pode girar livremente paralelo ao plano xy, sobre o eixo E, vertical e paralelo ao eixo z. Por meio de uma haste fina, paralela ao plano xy, presa ao suporte, um ímã, em forma de barra, gira livremente ao redor do seu eixo de simetria A, coaxial à haste. Paralelamente ao plano xz e na coorde-nada y = 0, uma espira circular de raio r, cujo centro está contido no eixo A de simetria do ímã, é percorrida no sentido horário pela corrente elétrica i, conforme indica a figura.

Com a passagem da corrente elétrica i na espira, a direção do eixo M, que passa pelos polos N e S do ímã, se tornará paralela ao eixo

a) x, com o norte do ímã apontando para o sentido positivo desse eixo.b) x, com o norte do ímã apontando para o sentido negativo desse eixo.

c) y, com o norte do ímã apontando para o sentido positivo desse eixo.

*d) y, com o norte do ímã apontando para o sentido negativo desse eixo.

e) z, com o norte do ímã apontando para o sentido positivo desse eixo.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: AUm ímã apresenta propriedades distintas em relação a outros cor-pos não imantados. Como característica dos ímãs, tem-se*a) a movimentação da agulha de uma bússola, colocada próxima a eles.b) a separação dos seus polos, em Norte e Sul, quando repartidos.c) a quantidade de prótons cedida ao corpo não imantado para que se torne um ímã.d) sua desmagnetização, ao serem cortados.e) o tamanho e o formato desses ímãs.

Page 49: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 49

(INATEL/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm uma região, onde existe um campo magnético B representado por linhas de força saindo do plano do papel, é lançado um elétron com velocidade v, conforme a figura abaixo.

B→v

elétron

A trajetória desta partícula, dentro da região de campo magnético:*a) será curvilínea apontando para cima.b) será retilínea horizontal apontando para a direita.c) será curvilínea apontando para baixo.d) será retilínea vertical apontando para cima.e) será impossível de ser determinada.Obs.: A resposta oficial é alternativa C.

(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: AUma partícula eletricamente carregada se move no plano da página numa região onde existe um campo magnético uniforme e constan-te no tempo entrando perpendicularmente na página. O desenho a seguir representa a trajetória da partícula e a orientação do campo magnético.

partícula

B→

A trajetória representada para a partícula é possível, desde que*a) a partícula tenha carga negativa e sua velocidade esteja dimi-nuindo.b) a partícula tenha carga negativa e sua velocidade esteja aumen-tando.c) a partícula tenha carga positiva e sua velocidade esteja diminuin-do.d) a partícula tenha carga positiva e sua velocidade esteja aumen-tando.e) a força eletromagnética sobre a partícula esteja aumentando.

(ACAFE/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: BA produção de energia elétrica está ligada ao fenômeno da indução eletromagnética.O fenômeno da indução eletromagnética em uma bobina ocorre quando:a) submete-se um campo de indução magnética constante no inte-rior da bobina.*b) provoca-se uma variação do fluxo magnético no interior da bo-bina.c) aplica-se uma diferença de potencial nos terminais da bobina.d) faz-se circular uma corrente contínua na bobina.

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AConsidere o transformador mostrado na figura abaixo.

primário secundário

relação entreas espiras: 2:1

Sobre esse transformador, é correto afirmar que*a) o fluxo magnético no enrolamento secundário é constante.b) a tensão induzida nos terminais do enrolamento secundário é re-gida pela Lei de Lenz.c) a tensão induzida nos terminais do enrolamento secundário é nula, pois o mesmo está aberto.d) o fluxo magnético no enrolamento secundário é nulo, pois a cor-rente no primário é constante.e) a tensão induzida no enrolamento secundário é a metade da ten-são da fonte de alimentação.

(IF/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: BNo circuito abaixo, uma bateria fornece uma tensão constante man-tendo uma lâmpada acesa.

Uma parte do fio do circuito forma um solenóide cujas espiras têm o mesmo raio. Insere-se um ímã rapidamente entre as espiras que ligam a lâmpada à bateria.Lembrando-se da Lei de Lenz para a indução eletromagnética, pode-se dizer que, durante o período de tempo em que o ímã é inserido, o brilho da lâmpadaa) não sofrerá alteração independentemente da polaridade do ímã.*b) diminui apenas para o caso em que A é o polo norte do ímã.c) diminui, qualquer que seja o polo em A.d) diminui apenas para o caso em que A é o polo sul do ímã.e) a Lei de Lenz não diz respeito a essa situação.

(IF/SC-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 08 (08)Você já deve ter ouvido algo sobre detectores de metais. Eles são muito utilizados nos dias de hoje, principalmente quando estamos nos referindo a segurança. Esses dispositivos podem ser encontra-dos em portas de banco e aeroportos. Modelos menores e portáteis são usados por porteiros em shows, em entrada de estádios, etc.O detector de metais consiste em duas bobinas próximas, que são concêntricas em alguns modelos. Uma bobina é emissora e a outra é receptora. A bobina emissora é percorrida por uma corrente elétri-ca, que gera um campo magnético. Por sua vez, este induz na bobi-na receptora uma corrente, a qual acaba gerando nesta um campo magnético induzido. Quando o detector chega perto de um corpo metálico, um campo magnético induzido é gerado neste corpo. O campo induzido por este corpo interfere no campo gerado na bobina receptora, e essa interferência é interpretada como a presença de um corpo metálico.Com base no exposto, assinale no cartão-resposta o número cor-respondente à proposição correta ou à soma das proposições cor-retas.01 O número de espiras na bobina emissora não interfere no valor do campo magnético induzido no corpo metálico.02. A lei de Lenz define a intensidade do campo magnético induzido na bobina receptora.04. O detector de metais funciona perfeitamente somente com cor-rente contínua.08. O funcionamento do detector de metais está baseado na lei da Indução de Faraday.16. O detector de metais só funciona com metais que contêm ferro na composição.

(IF/CE-2012.2) - ALTERNATIVA: BUma espira circular de raio R = 10 cm é percorrida por uma corrente elétrica de 5 A, conforme mostra a figura a. Sendo µo = 4π.10−7T.m/A, a permeabilidade magnética do meio, as características do campo magnético B (Intensidade, direção e sentido), no centro da espira, estão descritos corretamente na al-ternativa:a) π.10−5 T ; perpendicular ao plano da espira; vertical de baixo para cima.*b) π.10−5 T; perpendicular ao plano da espira; vertical de cima para baixo,c) 2π.10−5 T; perpendicular ao plano da espira; vertical de cima para baixo,d) 4π.10−5 T; paralelo ao plano da espira; horizontal da esquerda para a direita.e) 4π.10−5 T; perpendicular ao plano da espira; vertical de baixo para cima.

i

i

Page 50: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 50

(VUNESP/UNINOVE-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA figura representa uma barra metálica, AB, homogênea, de 1,0 m de comprimento e de massa igual a 150 g, formando um ângulo θ com a vertical igual a 37º. Mantida num plano vertical e equilibrada pela ação das forças Peso, Magnética e Elástica (mola), a barra AB é percorrida por uma corrente elétrica I e encontra-se submetida a um campo magnético de intensidade B = 2,0 × 10−1 T.

A

B

K

B→

anteparo

θ

Dados g = 10 m/s2, sen37º = 0,60 e cos37º = 0,80, calcule:a) a intensidade da força magnética que atua sobre a barra metá-lica.b) a intensidade da corrente elétrica I que atravessa a barra.

RESPOSTA VUNESP/UNINOVE-2012.2:a) FB = 2,5 N b) I = 12,5 A

(FATEC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: CHans Christian Oersted foi um físico dinamarquês que, dentre seus inúmeros trabalhos, provou experimentalmente a relação entre a eletricidade e o magnetismo. Ele fez uma agulha de uma bússola se desviar, quando próximo a ela um fio condutor conduzia uma cor-rente elétrica.Um aluno, ao tentar reproduzir o experimento de Oersted, utilizou uma bússola, um fio reto condutor, duas pilhas e um interruptor, fa-zendo a montagem conforme figura a seguir.

+ +

Ao fechar o interruptor, o aluno percebeu que a agulha da bússola sofreu um desvio que está melhor representado pela alternativa

a) d)

b) e)

*c)

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)Um solenoide de 20π2 cm de comprimento é constituído de 500 es-piras de raio 4 cm. Ele está imerso no vácuo (µ0 = 4π × 10−7 Tm/A) quando uma corrente elétrica, que vai de 0,0 A a 0,5 A em 30s antes de estabilizar-se, é injetada no mesmo.Utilizando essas informações, assinale o que for correto.01) O fluxo magnético autoinduzido no solenoide, no instante t = 60s, é 4,0 × 10−4 Wb.02) A indutância desse solenoide, no instante t = 60s, é 8,0×10−4 H.04) A força eletromotriz autoinduzida no solenoide, nos primeiros 30s, é −(2/15)×10−4 V.08) A força eletromotriz autoinduzida no solenoide, ao término dos primeiros 30s de fluxo de carga em suas espiras, age no sentido da variação desse fluxo, reforçando-o.16) O fluxo magnético autoinduzido no solenoide, ao término dos primeiros 30 s, se opõe à variação do fluxo magnético provocado pela corrente elétrica nesse solenoide.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Assinale o que for correto.01) Um campo elétrico E

→ variável em uma dada região do vácuo

provoca o aparecimento de um campo magnético B→

nessa mesma região, com E

→ ⊥ B

→.

02) A razão E→/B

→ determina o módulo da velocidade de propagação

da luz no vácuo.04) Uma onda eletromagnética monocromática pode ser entendida como um feixe de fótons.08) Ondas eletromagnéticas transportam matéria e energia de um ponto a outro no espaço.16) A energia dos fótons associados a uma onda eletromagnética é inversamente proporcional à frequência de oscilação dessa onda.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08)Sobre fenômenos relacionados ao campo magnético e à indução eletromagnética, assinale o que for correto.01) Sempre que uma espira fechada é atravessada por um fluxo magnético variável surge na espira uma corrente elétrica induzida.02) O polo sul geográfico terrestre corresponde ao polo sul magné-tico terrestre.04) Todos os ímãs apresentam dois polos magnéticos, entretanto podem existir polos magnéticos isolados na natureza.08) O movimento de cargas elétricas origina campos magnéticos.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08)Por meio de várias experiências, Michael Faraday, no século XIX, observou o aparecimento de uma f.e.m. induzida em um circuito. Sobre o fenômeno da indução eletromagnética, assinale o que for correto.01) O fenômeno da indução pode ocorrer em duas bobinas que são unidas por um núcleo; submetendo uma delas a uma determinada ddp aparecerá na outra uma ddp que poderá ser igual, menor ou maior, desde que a corrente aplicada seja uma corrente continua.02) A corrente induzida em um circuito aparece sempre com o mes-mo sentido do campo magnético que ela cria.04) O fluxo magnético através de uma superfície S depende da pró-pria superfície, do campo magnético uniforme e do ângulo formado entre a normal à superfície com as linhas de campo que a atraves-sam.08) Sempre que ocorrer uma variação de fluxo magnético através de uma bobina condutora, aparecerá uma f.e.m. induzida.16) Quando a normal à superfície forma 90º com o campo magnéti-co, o fluxo magnético é máximo.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BDomínios magnéticos são aglomerados de bilhões de átomos orga-nizados de forma alinhada. Num pedaço de ferro, por exemplo, os domínios não estão alinhados entre si; no entanto, alinhando-os, o material adquire características magnéticas, podendo tornar-se umímã permanente.Para conseguir tal alinhamento nos domínios magnéticos, deve-sea) colocar pedaços de ferro sujeitos a um campo elétrico uniforme de alta intensidade, única direção e sentido.*b) colocar pedaços de ferro sujeitos a um campo magnético intenso ou esfregá-los em um ímã permanente.c) ligar os pedaços de ferro a uma corrente contínua, de modo que a ddp estabelecida alinhe os domínios.d) atritar dois pedaços de ferro, entre si, sempre na mesma direção e com a mesma velocidade.

Page 51: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 51

VESTIBULARES 2012.1

FÍSICA MODERNA (UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DJames Clerk Maxwell, com uma notável intuição física e talento ma-temático, previu a existência de ondas eletromagnéticas e mostrou que assim era a natureza de propagação da luz. Maxwell afirmava quea) a força eletromotriz induzida em um circuito é dada pelo quociente da variação do fluxo magnético com o tempo.b) as cargas em movimento geram campo magnético, e campos magnéticos, por sua vez, exercem forças sobre cargas em movi-mento.c) o sentido da corrente induzida é tal que opõe-se à causa que lhe deu origem.*d) um campo magnético variável produz um campo elértrico, e um campo elétrico variável produz um campo magnético.

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: CObserve a seguinte situação:Dois macacos com um ano de idade, são separados ao nascer. Um deles é enviado ao zoológico e o outro, a uma missão espacial, em uma nave que viaja a um velocidade v = 0,6c, de modo que c é a velocidade da luz (c = 3,0 × 108 m/s).A idade do macaco astronauta, depois de cinco anos, considerando a idade do outro macaco que está no referencial do zoológico, em anos, será igual aa) 3.b) 4.*c) 5.d) 6.

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm março de 2011, ondas de até 14 metros de altura, causadas por um maremoto, atingiram a usina neclear de Fukushima. O vazamen-to de material radioativo, após a inundação da planta, é o mais grave registro de poluição radioativa envolvendo o césio-137. Sobre esse radioisótopo, é CORRETO afirmar que ele emitea) radiação de origem natural sem aplicação conhecida.*b) radiação eletromagnética com aplicação biológica.c) radiação particulada sem risco comprovado à saúde humana.d) radiação pouco penetrante não utilizda em humanos.

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: BO efeito fotoelétrico, interpretado corretamente pelo físico Albert Einstein, em 1905, enuncia que uma luz incidente sobre a superfí-cie de determinados metais pode arrancar elétrons dessa superfície por causa do interação entre a radiação e a matéria, caracterizada pela absorção dos fótons e pela liberação de elétrons. A respeito da interpretação de Einstein sobre o efeito fotoelétrico, é CORRETO afirmar:a) a luz incidente no metal é composta por fótons dotados de uma energia dada pelo comprimento de onda da luz vezes a constante de Planck.*b) existe uma frequência-limite abaixo da qual esse efeito não ocor-re, mesmo que se aumente consideravelmente a intensidade da luz incidente sobre o metal.c) ocorre um espalhamento por um elétron devido à colisão com um fóton de momento linear igual à constante de Planck dividida pelo comprimento de onda da luz.d) todos os metais possuem a mesma função trabalho, que é res-ponsável pela ejeção dos elétrons cinéticos do metal.

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CObserve a figura e leia o texto a seguir.

Figura 1: O Lápis ( ), imagem celestial do ouro terreno, é produzido pela rotaçãodos elementos, na unificação do superior e do inferior, do fogo (∆ ) e da

água (∇ ).

Empédocles propôs “quatro raízes para todas as coisas”: a terra, a água, o ar e o fogo, formando assim os quatro elementos. Acredita-se que, na medida em que o homem manipula estas propriedades, é também possível alterar as estruturas elementares da matéria e transmutá-la. Encontrar a matéria-prima e trazê-la para a terra era a tarefa primordial do alquimista, através das repetidas transmutações dos elementos. Surgem dessa busca superior muitas tentativas ana-líticas de transformar outras substâncias em ouro.(Adaptado de: ROOB, Alexander. O museu hermético: alquimia e misticismo. New York: Taschen, 1997. p.14-30.)

Com base no texto e nos conhecimentos sobre estrutura atômica e radiatividade, assinale a alternativa que preenche, correta e respec-tivamente, as lacunas do texto a seguir.

Hoje, com a construção de aceleradores de partículas, é possível produzir artificialmente o ouro por meio de processos de ________ nuclear (também chamada de transmutação artificial). Como exem-plo deste processo, tem-se o ______________ do núcleo de chum-bo (82Pb207) por ______________ resultando em ouro ________, lítio (3Li7) e liberando ________.

a) fissão / aquecimento / partículas alfa (2α4) / (80Au199) / 5(0n1).b) fissão / aquecimento / pósitrons (0n1) / (79Au197) / 3(−1β0).*c) fissão / bombardeamento / nêutrons (0n1) / (79Au197) / 4(0n1).d) fusão / bombardeamento / partículas alfa (2α4) / (80Au203) / 1p1.e) fusão / bombardeamento / nêutrons (0n1) / (79Au198) / 3(0n1).

(UFG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: EAs ideias de Nicolau Copérnico (1473-1543) e de Albert Einstein (1879-1955) marcaram o pensamento científico de suas respectivas épocas, tornando-os alvo de censura no cenário político. Quais são essas ideias e por que elas motivaram conflitos?a) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em órbitas elípticas e Einstein mudou os conceitos de espaço-tempo. As ideias de Copérnico eram contrárias aos ensinamentos aristotélicos e as de Einstein foram questionadas na Alemanha em razão de sua ori-gem étnica.b) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em órbitas elípticas e Einstein propôs a teoria da relatividade. As ideias de Co-pérnico eram contrárias aos ensinamentos aristotélicos e as de Eins-tein foram refutadas por seu apoio à construção da bomba atômica norte-americana.c) Copérnico afirmou que a Terra gira em torno do Sol em um ano e em torno do seu eixo em um dia e Einstein propôs a teoria da relatividade. As ideias de Copérnico eram contrárias ao modelo geo-cêntrico, enquanto as de Einstein foram contestadas devido ao seu apoio à criação do Estado de Israel.d) Copérnico propôs o modelo heliocêntrico e Einstein, a teoria da relatividade. As ideias de Copérnico contrariaram os dogmas da Igreja e as de Einstein foram refutadas por seu apoio à construção da bomba atômica norte-americana.*e) Copérnico propôs o modelo heliocêntrico e Einstein mudou os conceitos de espaço-tempo. As ideias de Copérnico contrariaram os dogmas da Igreja e as de Einstein foram questionadas na Alemanha em razão de sua origem étnica.

Page 52: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 52

(UFG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DA experiência da dupla fenda realizada por Akira Tonomura, em 1989, consiste em lançar elétrons sobre um anteparo que contém duas fendas e coletar em uma tela as partículas transmitidas, con-forme ilustrado a seguir.

Fonte Elétron

FendasTela

Imagem

formada na tela

Nesse experimento, a fonte emite um elétron por vez. A evolução temporal da imagem formada está ilustrada nas figuras (a), (b), (c) e (d).

Disponível em: <http://www.hitachi.com/rd/research/em/doubleslit.html>.Acesso em: 23 set. 2011.

O fenômeno físico constatado na imagem final (d) e a teoria que descreve o comportamento dos elétrons são, respectivamente,a) refração e quantização de Bohr.b) refração e quantização de Planck.c) ondulatório e quantização de Planck.*d) ondulatório e dualidade onda-partícula.e) propagação retilínea e dualidade onda-partícula.

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: BA emissão de elétrons de uma superfície, devido à incidência de luz sobre essa superfície, é chamada de efeito fotoelétrico. Em um ex-perimento um físico faz incidir uma radiação luminosa de frequência f e intensidade I sobre uma superfície de sódio, fazendo com que N elétrons sejam emitidos desta superfície.Em relação aos valores iniciais f e I, assinale a alternativa que apre-senta como devem variar a frequência e a intensidade da luz inci-dente para duplicar o número de elétrons emitidos:a) duplicar a frequência e manter a intensidade.*b) manter a frequência e duplicar a intensidade.c) reduzir a frequência pela metade e manter a intensidade.d) manter a frequência e quadruplicar a intensidade.e) a emissão de elétrons independe da frequência e da intensidade da luz incidente.

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL NO FINAL DA QUESTÃOAs equações de Maxwell mostram que um campo magnético variá-vel funciona como fonte de campo elétrico e que um campo elétrico variável funciona como fonte de campo magnético.a) Com base nas idéias de Maxwell sobre o eletromagnetismo, expli-que como a luz visível é formada. Faça um diagrama/desenho para ilustrar a sua resposta.b) A partir das expressões, para os campos elétrico e magnético, obtenha o valor da velocidade da luz no vácuo. Considere, em uni-dades do sistema internacional, a permissividade elétrica como

4π91091 e a permeabilidade magnética 4π10−7.

RESPOSTA OFICIAL UEG/GO-2012.1:a) De acordo com Maxwell, um campo elétrico produzido induz a um campo magnético e o inverso também ocorre. A onda eletromag-nética que forma a luz é uma composição de campos elétricos e magnéticos, oscilantes no tempo, ou seja, ondas senoidais ou cos-senoidais, perpendiculares entre si.

Onda EletromagnéticaCampoMagnético

CampoElétrico

Direção de propagação

Obs.: Essa figura não está na resposta oficial.

b) ε0 = 4π9109

1 C2/Nm2 e µ0 = 4π10−7 N/A2

c =

√ε0µ0

1 ⇒ c = 3108 m/s

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOA energia por unidade de tempo que é fornecida por um feixe de luz visível, cujo comprimento de onda, na região do verde (λ = 550nm), é igual a 0,02 W. Esse feixe sensibiliza o olho humano, fornecendo à retina uma determinada quantidade de fóntons por segundo, deno-minada ρ. Sabendo que a constante de Planck é h = 6,6 × 10−34 J.s e a velocidade da luz é c = 3 × 108 m/s, calcule:a) a frequência dos fótons, f ;b) o número de fótons por segundo, ρ .

RESPOSTA UEG/GO-2012.1:a) f = 5,45 × 1014 Hz b) ρ = 5,56 × 1016 fótons/s

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm bastão, em repouso, possui 2,00 m de comprimento. Se o mes-mo é posto a movimentar-se, paralelamente ao seu eixo, até atingir uma velocidade de 0,600c, em que c é a velocidade da luz no vácuo, então, seu comprimento será, em metros, igual a*a) 1,60. d) 1,90.b) 1,70. e) 2,00.c) 1,80.

(FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DA seguinte notícia foi veiculada por ESTADAO.COM.BR/Internacio-nal na terça-feira, 5 de abril de 2011: TÓQUIO - A empresa Tepco informou, nesta terça-feira, que, na água do mar, nas proximidades da usina nuclear de Fukushima, foi detectado nível de iodo radioa-tivo cinco milhões de vezes superior ao limite legal, enquanto o cé-sio-137 apresentou índice 1,1 milhão de vezes maior. Uma amostra recolhida no início de segunda-feira, em uma área marinha próxima ao reator 2 de Fukushima, revelou uma concentração de iodo-131 de 200 mil becquerels por centímetro cúbico.Se a mesma amostra fosse analisada, novamente, no dia 6 de maio de 2011, o valor obtido para a concentração de iodo-131 seria, apro-ximadamente, em Bq/cm3,

a) 100 mil.

b) 50 mil.

c) 25 mil.

*d) 12,5 mil.

e) 6,2 mil.

NOTE E ADOTEMeia-vida de um material radioativo é o intervalo de tempo em que me-tade dos núcleos radioativos existen-tes em uma amostra desse material decaem.A meia-vida do iodo-131 é de 8 dias.

Page 53: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 53

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: CEstudantes interessados em analisar a natureza dual da luz prepa-ravam uma apresentação para uma Feira de Ciências com três ex-perimentos, conforme mostrados nas Figuras abaixo.

Luz incidente

Laser Luz difratada

Luz incidente

1º experimento 2º experimento

θ

EcosθE E

Luz incidentenão polarizada

Luz polarizada

Polarizador

Analisador

3º experimento

o 1º experimento mostra a difração da luz ao passar por uma fenda estreita; o 2º experimento mostra o efeito fotoelétrico caracterizado pela geração de corrente elétrica a partir da incidência de luz sobre uma célula fotoelétrica; e o 3º experimento mostra o efeito da polarização da luz ao fazê-la incidir sobre filtros polarizadores.A partir desses experimentos, é correto afirmar quea) o efeito fotoelétrico e a polarização evidenciam a natureza ondu-latória da luz, enquanto a difração evidencia a natureza corpuscular da luz.b) a polarização e a difração evidenciam a natureza corpuscular da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza ondulatória da luz.*c) a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz.d) o efeito fotoelétrico e a difração evidenciam a natureza ondulató-ria da luz, enquanto a polarização evidencia a natureza corpuscular da luz.

(UFRN-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃODescoberto independentemente pelo russo Alexandre Stoletov, em 1872, e pelo alemão Heirich Hertz, em 1887, o efeito fotoelétrico tem atualmente várias aplicações tecnológicas principalmente na auto-mação eletro mecânica, tais como: portas automáticas, dispositivos de segurança de máquinas e controle de iluminação.Fundamentalmente, o efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por superfícies metálicas quando iluminadas por radiação eletromagnética.Dentre as principais características observadas experimentalmente, destacamos:1) Por menor que seja a intensidade da radiação causadora do fenô-meno, o intervalo de tempo entre a incidência da radiação e o apa-recimento da corrente gerada pelos elétrons emitidos é totalmente desprezível, isto é, o efeito é praticamente instantâneo.2) Para cada superfície metálica específica, existe uma frequência mínima, chamada “frequência de corte”, a partir da qual se verifica o fenômeno.3) Se a frequência da radiação incidente está abaixo da frequên-cia de corte, mesmo aumentando sua intensidade, não se verifica o fenômeno. Por outro lado, para frequências da radiação incidente acima da frequência de corte, o fenômeno se verifica para qualquerintensidade.A Figura representa um dispositivo para o estudo efeito fotoelétri-co. Nela, elétrons são arrancados da superfície emissora, devido à radiação incidente, e acelerados em direção à placa coletora pelo campo elétrico, gerando uma corrente elétrica que é medida pelo amperímetro, A.

A

V

− +ei

Vext

superfícieemissora

placacoletora

Diante do exposto, responda as questões abaixo:a) Como se explica o comportamento observado no item 1 do texto? Justifique sua resposta.b) Como se explica o comportamento observado no item 2 do texto? Justifique sua resposta.c) Como se explica o comportamento observado no item 3 do texto? Justifique sua resposta.

RESPOSTA OFICIAL UFRN-2012.1:a) Tal comportamento se justifica pelo fato de que, ao contrário do previsto pela teoria ondulatória, na qual demandaria algum tempo entre a incidência da radiação na superfície metálica e a posterior emissão de elétrons por essa superfície, no efeito fotoelétrico prati-camente não existe intervalo de tempo entre a incidência da radia-ção e a emissão do fotoelétron, isto é, o efeito é praticamente instan-tâneo. Esse comportamento se justifica pelo modelo corpuscular da luz, proposto por Einstein, segundo o qual a radiação é formada por pequenos pacotes de energia (fótons) que, ao colidirem diretamente com um dos elétrons da superfície, transmite toda sua energia para o elétron, arrancando-o, assim, da superfície.b) No modelo corpuscular proposto por Einstein, a energia do fóton é igual ao produto da constante de Planck pela frequência da radiação incidente (E = hf), e cada tipo de superfície metálica apresenta dis-tinta função trabalho (energia mínima necessária para se arrancar um elétron). Logo, existe uma frequência mínima para a qual o fóton terá energia igual à da função trabalho da superfície. Tal frequência é chamada de frequência de corte, e somente fótons com frequências iguais ou maiores que à de corte serão capazes de arrancar elétrons da superfície.c) A não dependência da intensidade está associada à natureza cor-puscular da radiação eletromagnética, pois o aumento da intensida-de significa apenas o aumento da quantidade de fótons incidentes na placa metálica, por unidade de tempo, não aumentando, assim, a energia de cada fóton. Portanto, o aparecimento do fenômeno não pode depender da intensidade da radiação incidente, mas apenas da energia de cada fóton, a qual depende exclusivamente do pro-duto da frequência da radiação incidente pela constante de Planck, conforme descrito no modelo corpuscular da luz.

(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: CDe acordo com a quantização da energia de Planck, sabe-se que a energia de um fóton é E = hf onde h é a constante de Planck e f é a frequência da radiação.Considerando os fótons de radiação eletromagnética a seguir, nu-mere os parênteses em ordem crescente de sua energia, sendo 1 o de menor energia e 5 o de maior energia.

( ) luz azul

( ) luz vermelha

( ) raios gama

( ) radiação ultravioleta

( ) radiação infravermelha

A correta numeração dos parênteses, de cima para baixo, éa) 1 – 2 – 3 – 4 – 5b) 2 – 1 – 4 – 3 – 5*c) 3 – 2 – 5 – 4 – 1d) 4 – 3 – 5 – 2 – 1e) 5 – 2 – 1 – 4 – 3

Page 54: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 54

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: CNo tubo de um televisor em cores, os elétrons são acelerados a par-tir do repouso por uma diferença de potencial U = 2,25 × 104 V até atingirem a tela. Considere, para efeito de cálculos, que a massa de repouso do elétron é igual a 9,0 × 10−31 kg; a carga elementar é igual a 1,6 × 10−19 C e a velocidade da luz é igual a 3 × 108 m/s. É correto afirmar-se que a massa do elétron e a sua energia cinética, ao atingir a tela, valem, respectivamente, a) 3,6 × 10−30 kg e 9,4 × 10−15 J. b) 3,6 × 10−18 kg e 9,4 × 10−30 J. *c) 9,4 × 10−31 kg e 3,6 × 10−15 J. d) 9,4 × 10−30 kg e 3,6 × 10−18 J.e) 3,6 × 10−18 kg e 3,6 × 10−18 J.

(UEG/GO-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm fóton de luz é absorvido por um életron do átomo de hidrogênio que salta do nível de energia n = 1 para o nível n = 5. Utilizando o modelo de Bohr e sabendo que a constante de Planck é h = 6,6 × 10−34 Js, determine:

Dado: 1 eV = 1,6 × 10−19 Ja) a energia de cada nível eletrônico;b) a diferença de energia entre os níveis eletrônicos n = 1 e n = 5;c) a frequência do fóton absorvido.

RESPOSTA UEG/GO-2012.1:a) E1 = −13,6 eV e E5 = −0,544 eVb) ∆E1−5 = 13,056 eVc) f ≅ 3,2 × 1015 Hz

(UFPE-2012.1) - RESOLUÇÃO OFICIAL NO FINAL DA QUESTÃOAssinalar para as afirmativas abaixo V se verdadeira e F se falsa.Com relação à teoria da relatividade especial e aos modelos atômi-cos podemos afirmar que:0-0) A velocidade da luz no vácuo independe da velocidade da fonte de luz.1-1) As leis da física são as mesmas em todos os referenciais iner-ciais. A única exceção ocorre em fenômenos físicos que ocorram sob gravidade nula.2-2) É impossível determinar simultaneamente a velocidade e a po-sição do elétron no átomo de hidrogênio.3-3) No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio o elétron não irra-dia quando se encontra nas órbitas estacionárias, isto é, naquelas órbitas onde o momento linear do elétron é um múltiplo inteiro da constante de Planck.4-4) Para ionizar o átomo de hidrogênio, no seu estado fundamental, isto é, separar completamente o elétron do núcleo, gasta-se uma energia menor do que 10 eV.

Resposta: V F V F FJustificativa:0-0) Verdadeira: É um dos postulados da teoria da relatividade es-pecial.1-1) Falsa: A primeira parte está correta, mas a segunda parte está incorreta.2-2) Verdadeira: Conseqüência do princípio da incerteza de Heisen-berg.3-3) Falsa: As órbitas estacionárias se caracterizam por terem o mo-mento angular como múltiplo da constante de Planck.4-4) Falsa: Para arrancar completamente o elétron do átomo de hidrogênio do seu estado fundamental é necessário uma energia maior do que 13,6 eV.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DO efeito fotoelétrico, observado pela primeira vez por Stoletov, em 1872, e devidamente explicado por Einstein, em 1905, ocorre quando um fóton que incide sobre uma superfície metálica pode ser totalmente absorvida por um elétron, que eventualmente pode ser ejetado do metal com energia E = hf – φ, sendo E a energia cinética máxima do fóton, necessária para extrair um elétron do metal.Com base nessas informações e sabendo-se que a função trabalho do césio é igual a 1,8eV, um fotoelétron do césio é emitido com energia cinética máxima de 1,6eV, que 1,0eV é igual a 1,6 × 10−19 J e que a constante de Planck h é igual a 6,63 × 10−34 J.s, a frequên-cia f do fóton incidente, em 1014 Hz, que emitiu aquele fotoelétron é igual aa) 3,4 b) 5,4 c) 6,2 *d) 8,2

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm 1902, ao estudarem a radioatividade do tório, Ernest Rutherford e Frederick Soddy descobriram que a radioatividade está associada a profundas mudanças no interior do átomo, capazes de transformá-lo em outro elemento. Descobriram que o tório produz, continua-mente, uma substância quimicamente diferente, que é intensamente radioativa. Se o elemento assim produzido é separado do tório, ele desaparece com o passar do tempo, considerando que, por sua vez, ele também se transforma num elemento diferente dos demais. Ob-servando esse processo, Rutherford e Soddy formularam a lei do decaimento exponencial, estabelecendo que uma fração fixa do ele-mento radioativo decai a cada unidade de tempo. O descobrimentoda radioatividade e da transmutação dos elementos obrigou os cien-tistas a modificarem radicalmente suas ideias sobre a estrutura atô-mica, pois ficou demonstrado que o átomo não é nem indivisível nem imutável. Ao invés de ser um simples receptáculo inerte contendo elétrons, verificou-se que o átomo pode mudar de forma e emitir quantidades prodigiosas de energia, em forma de radiação. Mais tarde, essas mesmas radiações serviram de instrumento para novas investigações no interior do átomo.Com base nas informações do texto acima, é CORRETO afirmar que as descobertas sobre a radioatividade demonstraram:a) Num material radioativo composto de um determinado elemento químico, a quantidade desse elemento não se altera.*b) Num material que sofre decaimento radioativo, um elemento quí-mico pode ser transformado em outro.c) Um material que sofre decaimento radioativo não perde massa.d) Um material que sofre decaimento radioativo ganha massa, pois outros elementos surgem como produto do decaimento.

(IF/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DCientistas de ponta anunciaram a descoberta de partículas suba-tômicas que, aparentemente, viajam mais rápido que a velocidade da luz.O instituto de pesquisa CERN, localizado perto de Genebra, na Suí-ça, disse que medições feitas durante três anos revelaram que neu-trinos injetados em um receptor em Gran Sasso, na Itália, haviam chegado em média 60 nanossegundos mais rápido do que a luz teria feito. Uma diferença minúscula que poderia, no entanto, minar a teo-ria da relatividade especial de Albert Einstein, de 1905.A professora Jenny Thomas, que trabalha com neutrinos no Fermi-lab, rival do CERN, localizado em Chicago, nos EUA, comentou: “O impacto dessa medição, se estiver correta, seria enorme.”

Robert Evans (Reuters). Disponível em: <http://br.reuters.com/ >.Acesso em: 12 dez. 2011. [Adaptado].

Com base no texto e nos princípios que fundamentam a física, indi-que a alternativa correta.a) A única partícula subatômica encontrada com abundância na na-tureza é o elétron.b) No modelo atômico de Bohr os prótons e os elétrons se encon-tram no interior do núcleo atômico e os nêutrons, como possuem carga nula, giram ao redor do denso núcleo. Esse modelo é uma analogia ao sistema planetário heliocêntrico.c) A força gravitacional entre um elétron e um próton é nula, pois sendo uma partícula elementar o elétron não possui massa.*d) O corpo humano emite radiação na faixa do infravermelho.e) A luz é uma onda mecânica longitudinal.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Com relação ao efeito fotoelétrico e às conclusões advindas da inter-pretação desse fenômeno, assinale o que for correto.

01) Para uma frequência fixa, o número de elétrons emitidos por uma placa metálica iluminada é proporcional à intensidade da radia-ção luminosa que incide na placa.

02) A energia das radiações eletromagnéticas é quantizada e é tanto maior quanto maior for a frequência da radiação.

04) A energia cinética dos elétrons emitidos por uma placa iluminada depende da intensidade da radiação que incide na placa.

08) A luz é formada por corpúsculos, ou quanta de luz, denominados fótons.

16) O efeito fotoelétrico pode sempre ser observado em um expe-rimento com uma placa de alumínio cuja função trabalho é 4,1 eV, independentemente da frequência da radiação utilizada no experi-mento.

Page 55: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 55

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AEntre 1896 e 1898, Antoine-Henri Becquerel, Pierre Curie e Maria Curie (Maria Sklodowska) descobriram que alguns elementos pesa-dos, como o urânio e o tório, emitem, espontaneamente, radiações penetrantes, capazes de sensibilizar uma placa fotográfica. Passan-do um feixe colimado dessas radiações através de um campo mag-nético, eles encontraram três componentes que foram denominados de radiações α, β e γ. Os raios γ não são desviados pelo campo magnético, o que indica que não possuem carga elétrica. No entan-to, os raios α e β são desviados e foi descoberto que eles possuem cargas positiva e negativa, respectivamente.Esses experimentos foram realizados num dispositivo que possuía ambiente com vácuo. Quando foi introduzido ar no ambiente, obser-vou-se que a radiação α é detida por uma camada de ar de poucos centímetros, ao contrário do que ocorre com as outras duas radia-ções. Introduzindo lâminas de espessuras diferentes, eles desco-briram que poucos milímetros de um material denso são suficientes para deter a radiação β, mas a radiação γ só diminui de intensidade após atravessar um bloco de chumbo de vários cm de espessura. Atualmente, sabemos que a radiação β é composta por elétrons de alta energia e que os raios γ são radiação eletromagnética, com um comprimento de onda muito pequeno. A natureza das partículas α foi descoberta por Rutherford, que descobriu que se trata de átomos de hélio duplamente ionizados.Com base nas informações do texto acima, é CORRETO afirmar que*a) partículas com alto poder de penetração possuem frequência muito alta.b) partículas com alto poder de penetração possuem comprimento de onda muito grande.c) partículas com baixo poder de penetração possuem frequência muito alta.d) partículas com baixo poder de penetração possuem comprimento de onda muito pequeno.

(UFC/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: BO efeito fotoelétrico ocorre quando um fóton interage com a matéria. Considerando essa informação, assinale (V) ou (F) conforme sejam verdadeiras ou falsas as assertivas a seguir.( ) A energia cinética dos elétrons arrancados do metal depende da intensidade da radiação incidente.( ) Só ocorre efeito fotoelétrico se a frequência da radiação incidente estiver acima de certo valor mínimo.( ) O fóton se transforma em fóton de menor energia e cede energia para os elétrons do metal.( ) A quantidade de elétrons arrancados do metal não depende da intensidade da radiação incidente.A sequência correta, de cima para baixo, é:a) F – V – F – V.*b) F – V – V – F.c) V – F – V – F.d) V – F – F – V.e) V – F – V – V.

(UFPB-2012.1) - AFIRMATIVAS CORRETAS: I, II, IV e VA Física Moderna no campo da Mecânica Quântica tem explicado com sucesso muitas características das partículas subatômicas, tais como elétron, próton e nêutron. Uma boa parte da tecnologia moderna opera a uma escala em que os efeitos quânticos são sig-nificativos. Exemplos incluem o laser, o microscópio eletrônico e a supercondutividade.Com relação a efeitos quânticos, identifique as afirmativas corretas:I. O valor extremamente pequeno da constante de Planck faz com que os efeitos quânticos só se revelem em escalas atômicas.

II. A energia do átomo de hidrogênio só pode apresentar valores dis-cretos.

III. O efeito fotoelétrico só pode ser explicado se a luz for considera-da como uma onda.

IV. O princípio da incerteza de Heisenberg implica que quanto menor for a incerteza na medida da posição de uma partícula maior será a indeterminação na medida da quantidade de movimento daquela partícula.

V. O elétron, no interior de um átomo, comporta-se como uma onda de matéria.

(UFES-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm telefone celular emite ondas eletromagnéticas monocromáti-cas (radiação) através de sua antena, liberando uma potência de 10,0 mW. Sabendo que essa antena representa um ponto material e que o telefone celular emite radiação com frequência de 880 MHz (tecnologia GSM), determinea) o comprimento de onda dessa radiação;b) a energia de um fóton emitida por essa antena de celular em elétrons-volt;c) o número de fótons emitidos por essa antena de celular por se-gundo;d) a intensidade da onda que chega a um ponto distante 2,00 cm do telefone.

Dados: velocidade da luz no ar c = 3,00 × 108 m/s; constante de Planck h = 6,60 × 10−34 J.s; 1eV = 1,60 × 10−19 J

RESPOSTA UFES-2012.1:a) λ ≅ 0,341 m b) E ≅ 3,63 × 10−6 eV.c) n = 1,72 × 1022 fótons/s. d) I ≅ 2,00 W/m2

(UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DNo ano 2000 , a usina hidrelétrica de Itaipu atingiu a produção his-tórica de 93 428 GWh , na época um recorde mundial de produção de energia elétrica. De acordo com a teoria da relatividade, a con-versão da massa de repouso m0 em energia é dada pela fórmula E0 = m0c2, em que c = 3,0 × 108 m/ s é a velocidade da luz no vácuo. Se um ovo de galinha de massa m0 =100 g fosse, hipoteti-camente, transformado em energia elétrica, quantos ovos, aproxi-madamente, seriam necessários para obter a mesma energia pro-duzida por Itaipu na ocasião da sua produção histórica? Admita que 1 GWh = 3,6 × 1012 J .a) 2.525 ovos .b) 252 ovos .c) 58 ovos .*d) 37 ovos .e) 17 ovos .

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOSuponha que um amigo seu, que nasceu no mesmo dia e hora que você nasceu, a bordo de uma nave espacial, tenha viajado com ve-locidade constante até um planeta que está a 4 anos-luz da Terra e imediatamente retorne. Ele afirma que a viagem toda durou 6 anos. Baseado no conceito relativístico da dilatação dos tempos, calcule:a) a velocidade da nave.b) o tempo total da viagem no referencial da Terra.c) a diferença de idade entre vocês dois quando voltarem a se en-contrar.

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:a) v = 0,8cb) ≅ 10 anosc) ≅ 4 anos

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm feixe de luz laser, de comprimento de onda λ = 400 nm = 400 × 10−9 m, tem intensidade luminosa I =100 W/m2. De acordo com o modelo corpuscular da radiação, proposto por Einstein, em 1905, para explicar fenômenos da interação da radiação com a matéria, a luz é formada por quanta de energias denominados fótons. Usando como base esse modelo quântico da luz, calcule:

Dados: Velocidade da luz no vácuo c = 3,0 ×108 m/s Constante de Planck h = 6,63 × 10−34 J.s = 4,14 × 10−15 eV.s

a) a energia de cada fóton do feixe de luz laser.b) a energia que incide sobre uma área de 1 cm2 perpendicular ao feixe durante um intervalo de tempo de 1,0 s .c) o número n de fótons que atingem essa área durante esse inter-valo de tempo.

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:

a) ε = 4,97 × 10−19 J

b) E = 0,01 J

c) n = 2,01 × 1016 fótons

Page 56: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 56

(UFC/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: CConsiderando a teoria da relatividade, a velocidade (tomada como fração da velocidade da luz c) de uma régua, para que seu compri-mento seja um terço do comprimento quando a régua estava em repouso, será:a) √10/9 .b) √9/8 .*c) √8/9 .d) √7/8 .e) √6/7 .

(FUVEST/SP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOEm um laboratório de física, estudantes fazem um experimento em que radiação eletromagnética de comprimento de onda λ = 300 nm incide em uma placa de sódio, provocando a emissão de elétrons. Os elétrons escapam da placa de sódio com energia cinética má-xima Ec = E – W, sendo E a energia de um fóton da radiação e W a energia mínima necessária para extrair um elétron da placa. A energia de cada fóton é E = h f, sendo h a constante de Planck e f a frequência da radiação.Determinea) a frequência f da radiação incidente na placa de sódio;b) a energia E de um fóton dessa radiação;c) a energia cinética máxima Ec de um elétron que escapa da placa de sódio;d) a frequência f0 da radiação eletromagnética, abaixo da qual é im-possível haver emissão de elétrons da placa de sódio.

NOTE E ADOTE

Velocidade da radiação eletromagnética: c = 3 × 108 m/s.1 nm = 10−9 m.h = 4 × 10−15 eV.s.W (sódio) = 2,3 eV.1 eV = 1,6 × 10−19 J.

RESPOSTA FUVEST/SP-2012.1:a) f = 1,0 × 1015 Hzb) E = 4,0 eV = 6,4 × 10−19 Jc) Ec = 1,7 eV = 2,72 × 10−19 Jd) f0 = 5,75 × 1014 Hz

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm fóton é emitido por um elétron do átomo do hidrogênio e passa do primeiro estado estacionário excitado para o estado fundamen-tal.Sabendo-se que níveis de energia de um elétron, em um áto-mo de hidrogênio, é En = –13,6/n2 eV, a constante de Planck, h = 4,14.10−15 eV.s, e o módulo da velocidade de propagação da luz, c = 3,0.105 km/s, é correto afirmar que o comprimento da onda do fóton emitido nessa situação, em 10−7 m, éa) 3,1 b) 2,2 *c) 1,2d) 1,0e) 0,1

(UNICENTRO/2012.1) - ALTERNATIVA: CPara que um elétron seja arrancado de uma placa de prata, é neces-sária uma frequência mínima, frequência de corte, com valor fc igual a 1,14 × 1015Hz.Considerando-se a constante de Plank igual a 6,63 × 10−34 J.s, a função trabalho, energia mínima, em joule, para arrancar um elétron da placa de prata é igual aa) 1,46 × 10−22 b) 2,56 × 10−20 *c) 7,56 × 10−19

d) 8,44 × 10−19

e) 9,11 × 10−22

VESTIBULARES 2012.2

(UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: CA solução do efeito fotoelétrico foi dada por Einstein, ao estabelecer que a energia da luz, ou seja, de qualquer onda eletromagnética, não se distribui uniformemente pelo espaço como sugere a Teoria ondulatória da luz, mas que ela se concentra em pequenos quan-ta (pacotes, mais tarde denominados de fótons) de energia. Abaixo estão descritos três fenômenos da Física produzidos pela radiação eletromagnética:I. A incidência da radiação eletromagnética provoca o aumento da condutividade de um material semicondutor, o que aumenta a ex-citação das cargas adicionais, causada pelos fótons da radiação incidente. Este efeito é empregado para acender as luzes das ilumi-nações públicas quando escurece.II. Os fótons da radiação incidente provocam o aparecimento de por-tadores de cargas, resultando uma diferença de potencial entre duas camadas de materiais semicondutores diferentes. Este efeito é em-pregado frequentemente nas células solares, por exemplo, nas quealimentam as estações espaciais e o telescópio Hubble.III. Os corpos emitem calor para o ambiente através de radiações infravermelhas, as quais são capturadas por uma lente de um visor e dirigidas para uma placa de vidro revestida por um material que emite elétrons quando atingido por fótons de baixa energia. Este efeito é empregado nas câmaras de visão noturna e nos bombar-deiros noturnos.De acordo com os fenômenos descritos, pode-se afirmar que:a) I é um efeito fotoelétrico.b) II é um efeito fotoelétrico.*c) III é um efeito fotoelétrico.d) I, II e III são efeitos fotoelétricos.e) I, II e III não são efeitos fotoelétricos.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: ANa atualidade, é cada vez mais comum o uso de laser, o que popu-larizou nosso conhecimento a respeito dele. Devido a esse uso mais difundido, passamos a perceber que o laser possui diferenças em relação a um feixe de luz proveniente de uma lâmpada comum.Por essa razão, uma das diferenças entre o laser e a luz emitida por uma lâmpada comum, está no fato de o laser se propagar, sofrendo*a) pouco alargamento e pouco enfraquecimento, enquanto um feixe de luz comum torna-se cada vez mais largo e menos intenso com o aumento da distância percorrida.b) pouco alargamento e muito enfraquecimento, enquanto um feixe de luz comum torna-se cada vez mais estreito e menos intenso com o aumento da distância percorrida.c) muito alargamento e pouco enfraquecimento, enquanto um feixe de luz comum torna-se cada vez mais largo e mais intenso com o aumento da distância percorrida.d) muito alargamento e muito enfraquecimento, enquanto um feixe de luz comum torna-se cada vez mais estreito e mais intenso com o aumento da distância percorrida.Obs.: Essa questão pertence a uma prova que foi anulada por que-bra de sigilo.

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: DSegundo o modelo padrão para as partículas elementares, para cada partícula deve existir uma antipartícula, dotada de mesma massa, mas com carga elétrica de sinal contrário, chamada também de antimatéria. Em princípio, seria possível construir “antiátomos”, que seriam átomos formados unicamente por antipartículas. Uma possibilidade seria o “anti-hidrogênio”, formado por um:a) elétron orbitando um antipróton no núcleo.b) pósitron no núcleo com antipróton na eletrosfera.c) pósitron no núcleo e um pósitron na eletrosfera.*d) pósitron orbitando um antipróton no núcleo.e) pósitron orbitando um elétron na eletrosfera.

(UFG/GO-2012.2) - RESPOSTA: a) E ≅ 1,9 eV b) n = 5,0 × 104

O laser é um sistema ótico constituído por um meio oticamente ativo, um cristal, que gera luz a partir de determinadas transições eletrônicas que nele ocorrem. A amplificação da luz ali gerada se vale da interferência, quando esse cristal é colocado em uma ca-vidade entre dois espelhos. Considerando-se um laser que emite luz vermelha de compri-mento de onda 660 nm, em uma cavidade de 3,3 cm, calcule:a) energia, em elétron-volt, dos fótons emitidos;b) o número de comprimentos de onda contidos nesta cavidade.

Dados:h = 6,6 × 10−34 Jsc = 3,0 × 108 m/s1 eV = 1,6 × 10−19 J

Page 57: Física - eletricidade e fís. moderna questões de vestibular 2012

[email protected] 57

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: DApesar do sucesso obtido em suas previsões, o modelo atômico de Ernest Rutherford sofreu muitas críticas. Duas objeções ao mode-lo eram muito bem fundamentadas nos princípios gerais da Física Clássica. A primeira delas era a seguinte: se toda carga positiva está concentrada no centro do átomo, numa região de dimensões muito pequenas em relação ao átomo, chamada núcleo, como explicar o fato de as partículas positivas não se repelirem com violência, cau-sando a destruição do núcleo? A solução dessa charada veio com a descoberta do nêutron, por James Chadwick (1891-1974), em 1932. Os prótons e os nêutrons mantinham-se coesos dentro do núcleo porque existe uma força, chamada força nuclear forte, da ordem de 200 vezes maior que a repulsão eletrostática. Uma das diferenças fundamentais entre essas duas forças é que a força eletromagnética tem longo alcance, enquanto a força nuclear forte tem um alcance curto. Esse fato explica por que não podemos ter núcleos estáveis de qualquer tamanho. A segunda objeção era a seguinte: o mode-lo dinâmico, do tipo sistema planetário, proposto por Rutherford, apresenta uma dificuldade insuperável dentro da Física Clássica. Segundo as equações de Maxwell, cargas aceleradas irradiam e perdem energia. Portanto, para uma órbita de dimensões atômicas, o colapso do átomo se daria em 10−9 s. A matéria não seria estável. Essa última charada só foi resolvida através do modelo de Bohr, que introduziu postulados sobre a estabilidade das órbitas dos elétrons nos átomos. Um embasamento sólido desse fato só veio com a Me-cânica Quântica de Erwin Schroedinger e W. Heisenberg.Marque a alternativa CORRETA, com base no conteúdo do texto acima apresentado.a) O modelo de Rutherford não considerava, de modo correto, o ele-tromagnetismo de Maxwell e, por causa disso, conduzia à previsão do colapso do átomo em 10−9 s.b) O modelo de Rutherford já previa a existência dos nêutrons, o que levou James Chadwick a descobrir essa partícula em 1932.c) O modelo de Rutherford já considerava a existência de uma força bem maior que a força de repulsão eletrostática, atuando, de modo intenso, dentro dos domínios do núcleo atômico.*d) O modelo de Rutherford, mesmo considerando de modo correto o eletromagnetismo de Maxwell, conduzia à previsão do colapso do átomo em 10−9 s.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BO fenômeno conhecido por efeito fotoelétrico foi primeiramente es-tudado por Hertz e, posteriormente, por Albert Einstein. Ele consiste no seguinte: sobre uma placa metálica, incide-se luz cuja frequência e intensidade podem ser controladas. Aumentando-se a frequência, a partir de certo instante, elétrons são arrancados dessa placa. Isso pode ser evidenciado num experimento proposto por Einstein. Nele, um circuito é montado com duas placas metálicas. Ao aumentarmos a frequência de luz incidida sobre a placa metálica, o amperímetro indica passagem de corrente (veja a figura).Verifica-se que apenas a partir de certa frequência houve emissão de elétrons, não impor-tando a intensidade de energia emitida.

placa metálicafótons incidentes

(frequência conhecida)

placa metálica

elétrons emitidos

DDP amperímetro

Tomando por base o texto anterior, responda ao que se pede.Num experimento para observação do efeito fotoelétrico, incide-se luz numa placa metálica e não se observa a emissão de elé-trons. Para que ocorra a emissão de elétrons da placa, basta que aumente(m)a) o comprimento de onda da luz.*b) a frequência da luz.c) a intensidade e a frequência da luz.d) a intensidade e o comprimento de onda da luz.

(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: ENa natureza existem diversos isótopos radioativos, os quais emi-tem radiação espontaneamente. A respeito das características que se pode atribuir aos três tipos mais comuns de radiação de origem nuclear (alfa, beta e gama), é correto afirmar quea) as radiações beta e gama possuem, ambas, massa e cargas elé-tricas nulas.b) a radiação beta possui massa zero e sua carga elétrica também é zero.c) as radiações alfa e gama possuem massa zero, mas ambas têm carga elétrica positiva.d) a radiação alfa possui massa, mas sua carga elétrica é zero.*e) as radiações alfa e beta possuem massa e cargas elétricas não nulas.

(SENAC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EDe acordo com o modelo atômico de Niels Bohr, sobre os orbitais eletrônicos do átomo de hidrogênio, analise as afirmações:I. O elétron pode estar somente em determinadas órbitas circulares sem irradiar energia.II. Quando um elétron muda para outra órbita, de um estado estacio-nário para outro de energia menor, ele emite um fotón.III. Por absorção de um fóton, o elétron pode passar de um estado estacionário para outro de maior energia.Está correto o que se afirma em:a) I, somente.b) II, somente.c) III, somente.d) II e III, somente.*e) I, II e III.

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm próton viaja pelo espaço com uma energia cinética relativística Ec = 0,25m0c2, em que m0 é a massa de repouso do próton e c é avelocidade da luz. Assim sendo, a velocidade do próton é expressa pora) 0,9c.b) 0,8c.c ) 0,7c.*d) 0,6c.e) 0,5c.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Imagine que, no futuro, uma nave espacial de comprimento de re-pouso L0 e massa de repouso M0 passe pela Terra a uma velocidade constante muito próxima à velocidade da luz. Dois cronômetros idên-ticos e altamente precisos, situados um na nave e outro em um la-boratório na Terra, são disparados simultaneamente quando a nave passa diretamente sobre o laboratório. Considere a Terra como um referencial inercial, e desconsidere os efeitos relacionados à resis-tência do ar e à ação do campo gravitacional terrestre. Levando emconsideração a situação descrita, assinale o que for correto.01) O comprimento da nave, medido a partir da Terra, será menor que L0.02) A razão entre os intervalos de tempo que serão medidos pelos cronômetros da Terra e da nave será maior que um.04) A massa da nave, determinada a partir da Terra, será maior que M0.08) Se a velocidade da nave se aproximar muito da velocidade da luz, sua quantidade de movimento, medida a partir da Terra, tornar-se-á negativa.16) Se a velocidade da nave for igual à velocidade da luz, sua ener-gia total relativística será menor que sua energia de repouso.