Grupo I
1. Em duas situações a extremidade de uma mesma mola foi posta continuamente a oscilar no
plano horizontal por um sinal harmónico, e com igual afastamento máximo da extremidade da mola, em relação à sua posição de equilíbrio. Verificou-se que a velocidade de propagação na situação I é maior do que na situação II.
A figura seguinte mostra as fotografias de cada uma dessas situações e a escala em que se apresentam.
1.1 Conclua, justificando, por que se pode afirmar que em ambos as situações foram originadas
ondas.
1.2 Classifique as ondas originadas quanto ao tipo e quanto ao modo de propagação.
1.3 Na situação II, a fonte de oscilação demorava 0,10 s a percorrer 10 cm entre duas posições
extremas.
Em unidades SI, o sinal na extremidade da mola pode ser descrito pela função…
(A) ݕ ൌ ͷ ൈ ͳͲିଶሺͳͲ ߨݐሻ (C) ݕ ൌ ͷ ൈ ͳͲିଶሺʹͲ ߨݐሻ
(B) ݕ ൌ ͳͲ ൈ ͳͲିଶሺͳͲ ߨݐሻ (D) ݕ ൌ ͳͲ ൈ ͳͲିଶሺʹͲ ߨݐሻ
1.4 Sobre aquelas duas ondas, pode afirmar-se que a onda da situação II tem… (A) maior frequência do que a da onda da situação I.
(B) menor frequência do que a da onda da situação I. (C) maior amplitude do que a da onda da situação I. (D) menor amplitude do que o da onda da situação I. 1.5 Determine a velocidade de propagação da onda II na mola.
Apresente todas as etapas de resolução.
2. Num sonar existe um emissor, que envia um sinal, e um recetor,
que recebe o sinal refletido. Com ele pode construir-se imagens dos fundos marinhos ou ficar-se apenas pela medida de distâncias.
No sonar há um ângulo diferente de zero entre a direção de emissão e a de receção, mas, como esse ângulo é muito pequeno, as direções de emissão e de receção podem considerar-se verticais.
Com o sonar, que se esquematiza na figura, mede-se a profundidade do fundo marinho. A frequência do sinal usado é 20 kHz.
Em cálculos simples, para o comprimento de onda pode usar-se 7,5 cm, embora em situações reais ele varie, porque depende de vários fatores, como a temperatura, a densidade e outros.
2.1 Para confirmar a frequência do som emitido pelo sonar
usou-se um osciloscópio onde se observou o sinal. A figura ao lado apresenta o ecrã obtido.
A escala horizontal do osciloscópio, a do tempo, é…
(A) 0,1 ms/divisão.
(B) 50 Ps/divisão. (C) 20 Ps/divisão. (D) 10 Ps/divisão.
2.2 Para se medir distâncias, não se usa um sinal contínuo, em
vez disso, em intervalos de tempo regulares são emitidos pulsos de curta duração (o sinal é pulsado). É emitido um pulso e observam-se sinais refletidos, e depois é emitido um novo pulso.
A figura ao lado mostra o que se observou no ecrã do osciloscópio quando o sonar enviou um sinal para o fundo marinho. O primeiro sinal é o enviado e os seguintes são os ecos obtidos.
A base de tempo usada foi 10 ms/divisão.
2.2.1 A duração de cada pulso enviado é… (A) 0,05 ms.
(B) 6 ms.
(C) 32 ms.
(D) 96 ms.
2.2.2 Determine a profundidade, h, do fundo marinho. Apresente todas as etapas de
resolução.
2.2.3 Conclua, justificando, por que se observaram três ecos e com amplitudes
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Grupo II
1. O texto seguinte resume aspetos históricos do eletromagnetismo.
Oersted e Ampère tinham mostrado que uma corrente elétrica estacionária produzia um campo magnético estacionário à volta do circuito onde passa a corrente. Nesse caso, talvez se pudesse gerar uma corrente estacionária se se colocasse um fio perto ou à volta de um íman muito forte. Ou talvez se pudesse produzir uma corrente estacionária num fio se existisse uma corrente estacionária noutro fio próximo. Faraday tentou todas estas possibilidades sem sucesso.
Projecto Física, Unidade 4, Fundação Calouste Gulbenkian (adaptado)
1.1 Indique de que forma Oersted e Ampère mostraram o que se refere na primeira frase do texto.
1.2 A última frase do texto aponta um insucesso de Faraday. Mas, em 1831, de forma acidental, com um dispositivo semelhante ao do esquema da figura ao lado, encontrou a solução para o que procurava. Um anel de ferro tinha dois enrolamentos de fio de cobre, um com ligações a um galvanómetro e o outro a uma pilha e com um interruptor. Com base no dispositivo esquematizado, explique como Faraday descobriu o que era necessário para produzir uma corrente elétrica e o motivo do seu insucesso inicial.
1.3 O anel de ferro e os enrolamentos do esquema da figura anterior estão no princípio de funcionamento do transformador.
Sobre o transformador pode afirmar-se que…
(A) transforma corrente alternada da rede elétrica em corrente contínua de abastecimento
doméstico.
(B) eleva a tensão de corrente contínua se o número de espiras do enrolamento do
secundário for maior do no primário.
(C) a potência no secundário será maior se o número de espiras do enrolamento
secundário também for maior.
(D) o quociente entre as tensões aos terminais do secundário e do primário é igual ao
quociente entre os números de espiras do secundário e do primário. 1.4 Faraday construiu um aparelho rudimentar que usava o efeito
do campo magnético criado pela corrente elétrica para produzir movimento.
Usou uma tina com mercúrio (metal líquido tóxico) onde introduziu um íman em barra, que se poderia mover nesse líquido. Através de dois elétrodos fez passar uma corrente elétrica por um fio e pelo mercúrio. A figura da direita mostra o esquema do aparelho de Faraday.
Nas condições do esquema da figura, selecione a alternativa em que as setas indicam o movimento do íman.
(A) (B) (C) (D)
2. Uma espira, de área de 6,0 ۭ 10-2
m2, encontra-se no interior de um campo magnético uniforme.
Na situação da figura seguinte, o plano da espira faz um ângulo de 60° com a direção do campo magnético e o fluxo magnético é 8,0 mWb. A espira tem as suas extremidades ligadas e resistência elétrica 2,2 :.
2.1 A intensidade do campo magnético pode ser calculada pela expressão: (A) ଼ǡൈଵ షయ ǡൈଵషమൈୡ୭ୱ ι (B) ͺǡͲ ൈ ͳͲିଷൈ ǡͲ ൈ ͳͲିଶൈ Ͳι (C) ଼ǡൈଵషయ ǡൈଵషమൈୡ୭ୱ ଷι (D) ͺǡͲ ൈ ͳͲିଷൈ ǡͲ ൈ ͳͲିଶൈ ͵Ͳι
2.2 A espira roda e decorridos 1,6 ۭ 10-2
s o ângulo da direção da espira com a do campo magnético passou para 20°.
Determine os valores médios da força eletromotriz induzida na espira e da corrente elétrica induzida.
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Grupo III
Detetado o objeto mais longínquo do Universo através de explosão de raios gama
Na manhã de 23 de abril, o telescópio espacial Swift observou uma explosão na constelação de Leão que rapidamente foi seguida também pelos telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile, o ESO/MPG e o Very Large Telescope (VLT). Através da leitura de infravermelhos, o VLT conseguiu calcular a distância e a idade do objeto que produziu a explosão, devido ao fenómeno chamado desvio para o vermelho.
A luz comporta-se como uma onda que pode ser mais ou menos energética. Na zona do espectro da luz visível ao olho humano, as ondas menos energéticas e mais compridas transmitem a cor vermelha.
Publico Online, 29.04.2009 (adaptado)
1. O texto refere «…o chamado desvio para o vermelho.» Indique o nome do efeito equivalente ao que é referido.
2. A análise da luz das estrelas pode ser realizada recorrendo aos fenómenos da refração ou da difração.
2.1 Selecione a alternativa que explica a frase seguinte:
«A refração (desvio) de uma onda quando passa de um meio para outro é provocada pela diferença de velocidade da onda nos dois meios.»
(A) Quanto maior for essa diferença, menor será o desvio.
(B) O desvio é sempre o mesmo, independentemente das velocidades da onda nos dois meios.
(C) O desvio não depende das velocidades mas apenas dos índices de refração. (D) Quanto maior for essa diferença, maior será o desvio.
2.2 Um feixe de luz composto pelas cores vermelha (V) e azul (A), propagando-se no ar, incide num prisma de vidro perpendicularmente a uma de suas faces. Depois de passar o prisma o espetro dessa luz num alvo é registado.
Na figura ao lado apresenta-se o esquema do dispositivo experimental.
Sabe-se ainda que o índice de refração do vidro é maior para a luz azul do que para a vermelha.
Qual das seguintes alternativas apresenta o registo
do observado no alvo?
2.3 Um feixe de luz monocromático incide sempre segundo o mesmo ângulo de incidência, ߠ୧,
na superfície se separação de dois meios 1 e 2, em quatro situações. Os índices de refração de cada meio são os indicados nas alternativas.
Aumentando-se progressivamente ângulo de incidência, ߠ୧, em que caso o raio refratado
desaparecerá primeiro?
(A) (B) (C) (D)
2.4 Um feixe de luz monocromático incide numa rede de difração com 600 linhas por milímetro. A figura seguinte apresenta o esquema de montagem.
݊ߣ ൌ ݀ ߠ
Quando se colocou o alvo a 13,0 cm da rede de difração obteve-se 3,9 cm para a distância do máximo de primeira ordem ao máximo central. Usando estes dados, calcule o comprimento de onda do laser usado.
Apresente todas as etapas de resolução.
FIM Ti n1=1,5 n2=1,3 Ti n1=1,3 n2=1,5 Ti n1=1,7 n2=1,4 Ti n1=1,4 n2=1,7 COTAÇÕES
Grupo I Grupo II Grupo III
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2.1 2.2.2 2.2.3 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 1 2.1 2.2 2.3 2.4
16 12 8 8 12 8 8 16 12 8 12 8 8 8 12 8 8 8 8 12
Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11F 157