1. A figura 1 representa duas ondas, A e B, que se propagam no mesmo meio. Compara os comprimentos de onda das ondas A e B.
2. A figura mostra uma porção de uma corda, muito comprida,
cuja extremidade oscila com movimento harmónico simples
(utilizaram-se escalas diferentes em cada um dos eixos). O sinal produzido propaga-se ao longo da corda (da esquerda para a direita) com uma velocidade de 2,0 m/s. Admite-se como origem dos tempos, t=0s, o instante a que corresponde o perfil espacial representado na figura.
2.1. Seleciona a opção que completa corretamente a seguinte afirmação: “A frequência de vibração do ponto
P é
(A)igual à frequência de vibração de Q, mas o movimento de P tem maior amplitude. (B)igual à frequência de vibração de Q e ambos movimentos têm igual amplitude.
(C)maior do que a frequência de vibração de Q e o movimento de P é também de maior
amplitude.
(D)maior do que a frequência de vibração de Q embora ambos movimentos tenham a mesma
amplitude.
2.2. Qual das seguintes figuras representa corretamente a mesma porção de corda passado um quarto de período do instante t = 0 s?
(A) (B) (C) (D)
2.3. Qual é o comprimento de onda?
(A)0,7 m (B)0,8 m (C)1,4 m (D)1,6 m
2.4. Determina a frequência da oscilação da extremidade da corda.
2.5. Seleciona a função que representa corretamente a elongação do ponto R da corda em função
do tempo, expressa em unidades SI. (A)y = 3,0 sen(0,8πt)
(B)y = 3,010-2 sen(0,8πt)
(C)y = 3,0 sen(5,0πt) (D)y = 3,010-2 sen(5,0πt)
2.6. Seleciona o gráfico que representa corretamente a elongação do ponto P em função do tempo
no intervalo de tempo de t=0s a t=0,4s.
3. A equação do movimento de uma partícula A, que possui movimento harmónico é xA= ,0 0 sen 0, π t m
3.1. Seleciona a única opção que traduz uma afirmação verdadeira relativamente ao movimento da partícula A.
(A)A amplitude do movimento é ,0 m.
(B)No instante t = 0 s a partícula A está na posição xA=5,010 -2
m. (C)A frequência angular do movimento é 0, πt rad s-1.
(D)O período do movimento da partícula A é T = 8,0 s.
3.2. Escreve a equação do movimento de uma outra partícula, B, que possua movimento harmónico com amplitude dupla e frequência quádrupla da de B.
4. O movimento de oscilação de um agitador numa tina de ondas pode ser descrito pela função
0,005sen(7t), no SI.
4.1. Qual é a amplitude e a frequência angular do movimento do agitador?
4.2. Quantas cristas passam num dado ponto da água, em cada minuto?
4.3. Supondo que a velocidade da onda é 0, m/s, calcula o comprimento de onda.
5. Uma explosão ocorre numa rocha que está a cerca de 0 m de um recetor. O som gerado pode chegar ao recetor pelo ar e pela água do mar. A velocidade de propagação do som no ar é 34 m/s e na água do mar 48 m/s. Qual o intervalo de tempo entre a chegada do “ º” som e a chegada do “ º” som?
6. Uma gaivota encontra-se sobre os cabos das velas de um barco. Um marinheiro, para espantar a gaivota, puxou a corda no ponto A
produzindo a deformação ilustrada ao lado. A gaivota só saiu da corda s após o marinheiro a ter puxado.
6.1. Indica por que é que a gaivota não saiu imediatamente.
6.2. Calcula a velocidade de propagação do pulso imprimido à corda.
6.3. Representa o pulso, em relação ao ponto A, 0,7 s após o instante
em que foi imprimido.
6.4. Prevê que alterações se poderiam verificar se a corda fosse de aço
em vez de nylon.
7. Um osciloscópio foi usado para medir a tensão nos terminais de uma lâmpada alimentada por uma fonte de tensão alternada. A base do tempo foi regulada para 0, ms/divisão, tendo-se observado
que 4 períodos correspondiam a 8 divisões e subdivisões. A escala vertical foi regulada para V/divisão e a amplitude do sinal correspondeu a 3 divisões e subdivisões.
7.1. Qual é a incerteza experimental associada às leituras na escala vertical e na escala horizontal? 7.2. Escreve corretamente o período do sinal.
7.3. Qual é a amplitude máxima do sinal?
7.4. Escreve uma expressão que traduza a variação da tensão com o tempo.
7.5. Se a tensão nos terminais fosse lida num voltímetro, qual seria o valor medido?
8. Um som foi captado por um microfone ligado a um
osciloscópio. Na figura representa-se o sinal obtido
no osciloscópio e os comutadores da escala de tensões vertical e da base de tempo horizontal , respetivamente nas posições 0, V/divisão e 0,
ms/divisão.
8.1. Qual é a frequência do som captado pelo
microfone? (A)
4,4 0-3
z
(B)
, 0-3 z
(C)
3, 0-3
z
(D)
7,4 0-3 z
8.2. Determina a amplitude do sinal detetado pelo microfone.
8.3. Escreve a expressão que traduz a posição do centro da membrana do microfone, em unidades SI, em função do tempo. A amplitude de vibração do centro da membrana é 0,6 mm.
8.4. Considera os seguintes sinais obtidos no ecrã do osciloscópio, estando os botões da escala de tensões e da base de tempo nas mesmas posições.
Seleciona o que pode corresponder:
9. Na figura 2 está representado um íman em barra e algumas linhas de campo.
9.1. Qual das extremidades X ou Y representa o pólo norte do íman? Justifica.
9.2. Em qual dos pontos A ou B é mais intenso o campo magnético? Justifica.
9.3. Se no ponto C, situado a igual distância dos pólos X e Y do íman, colocares uma agulha magnética que orientação é que adquire na posição de equilíbrio? Justifica.
10.Na figura 3 estão representadas as linhas de campo de um campo elétrico criado por duas cargas, Q e Q .
10.1. De que outro modo se poderia representar a ação das
duas cargas?
10.2. Qual das cargas é positiva? Justifica.
10.3. Serão as duas cargas, em módulo, do mesmo valor?
Justifica.
10.4. Representa, no ponto P, os campos elétricos criados pelas duas cargas que deram origem à informação
indicada na figura.
10.5. Representa, nos pontos A, B e C, os vetores representativos do campo elétrico criado pelas duas
cargas.
11.O diagrama representa as linhas de campo magnético uniforme numa determinada região do espaço.
11.1. Refere um processo de criar um campo magnético uniforme.
11.2. Dos esquemas seguintes, qual o que melhor representa a posição da
agulha de uma bússola colocada no ponto P do campo, no mesmo plano do campo magnético?
12.Um íman move-se para o interior de uma bobina feita de um fio
metálico de acordo com a figura 4. Às extremidades da bobina está ligado um galvanómetro, cujo ponteiro não está no zero da escala.
12.1. Que informação o galvanómetro nos dá?
12.2. Se, de repente, o movimento do íman parar, que indicação dá o galvanómetro?
12.3. Que é necessário fazer para que o valor indicado pelo galvanómetro seja maior?
13.Um fio condutor na forma de solenoide encontra-se no interior de um campo magnético, cujo valor varia no tempo de acordo com o gráfico à direita .
Supõe que o fio tem 0 espiras e que cada espira tem área de 0,00 m2 e está perpendicular às linhas de campo. Determina o módulo da força eletromotriz induzida entre os extremos do fio durante
o intervalo de tempo [0;2,010-3[ s.
Figura 3
Figura 2
14.Uma espira circular de 4,0 cm de raio, inicialmente na posição horizontal, roda a 60 rpm rotações
por minuto) em torno de um dos seus diâmetros no interior de um campo magnético vertical, de
módulo 00 mT.
14.1. Determina o período de rotação da espira.
14.2. Refere dois instantes em que o fluxo magnético que atravessa a espira é nulo. Fundamenta a
escolha dos instantes referidos.
14.3. Admite que a intensidade do campo magnético passava a ser o dobro do valor referido. Determina o fluxo magnético que atravessa a espira nos instantes t = 0s e no instante t =
0,25s.
15. Teste Intermédio, abril 0 Com o objetivo de determinar o módulo do campo magnético produzido
por um conjunto de ímanes, um grupo de alunos utilizou uma montagem semelhante à representada
na Figura 3.
Os alunos começaram por colocar quatro pares de ímanes, igualmente espaçados, entre duas placas
de ferro, estabelecendo-se, assim, entre elas, um campo magnético que se pode considerar
uniforme. Colocaram, em seguida, uma espira sobre uma placa (deslizante) que, em cada ensaio
realizado, fizeram deslizar entre as duas placas de ferro com velocidade de módulo constante, desde a posição inicial, representada na figura anterior, até uma posição final na qual a placa deslizante
ficava completamente introduzida no espaço entre as duas placas de ferro.
15.1. Os alunos mediram com um cronómetro, em três ensaios, o intervalo de tempo, ∆t, que a placa
com a espira demorou a deslizar, com velocidade de igual módulo, entre as duas placas de ferro, desde a posição inicial até à posição final. Os valores medidos encontram-se registados na tabela seguinte.
Ensaio Δt/s
1 6,12
2 6,12
3 6,06
Exprima o resultado da medição do intervalo de tempo em função do valor mais provável e da
incerteza absoluta.
15.2. Seguidamente, utilizando uma espira com uma área de 60 cm2
, os alunos realizaram cinco ensaios sucessivos, procedendo de modo que a placa com a espira deslizasse entre as duas
placas de ferro com velocidade de módulo sucessivamente maior. Mediram, em cada um dos
ensaios, o intervalo de tempo, ∆t, que a placa com a espira demorou a deslizar entre as duas
placas de ferro, desde a posição inicial até à posição final. Mediram também, com um microvoltímetro, a força eletromotriz induzida, εi, na espira.
Na tabela ao lado, apresentam-se os valores do inverso dos intervalos de tempo medidos,
∆t, e do módulo da força eletromotriz induzida, |εi|, na espira, em cada um daqueles ensaios.
Determina o módulo do campo magnético produzido pelo conjunto de ímanes, admitindo que o ângulo entre a direção do campo e a direção perpendicular à superfície delimitada pela espira é 0º. Comeca por obter o módulo da variação do
fluxo magnético que atravessa a superfície delimitada pela espira, a partir do declive da reta que melhor se ajusta ao conjunto de valores apresentados na tabela (utiliza a calculadora
gráfica . Apresenta todas as etapas de resolução.
∆t |εi|/μV
0,164 45
0,251 73
0,333 100
0,497 147
16.A figura seguinte representa o esboço do gráfico do fluxo magnético, фm, em função do tempo, t,
devido ao movimento relativo de uma espira metálica imersa num outro campo magnético uniforme.
Qual é o esboço do gráfico que pode representar o módulo da força eletromotriz induzida, fi , na espira, em função do tempo, t ?
Soluções
1)λA = 5 λB 2.1) (B) 2.2) (A) 2.3) (B) 2.4) 2,5 Hz 2.5) (D) 2.6) (B) 3.1) (D)
3.2) y=0,10 sen(πt) (SI) 4.1) A = 0,005 m; ω = 7 rad/s 4.2) 134 cristas
4.3) 0,449 m
º som água): t=0, 68 s; º som ar : t=0,733 s, logo o º som chega 0, 6 s depois 6. A propagação do som não é instantânea
6.2) 7,5 m/s
6.3) 5,625 m à frente de A
6.4) Demoraria mais tempo a chegar à gaivota
7.1) 0,05 ms; 0,2 V 7.2) T = (1,050,05) ms 7.3) Umáx=(6,80,2)V
7.4) U = 6,8 sen (5981t) (SI) 7.5) Uef= 4,8 V
8.1) (C) 8.2) 1,1 V
8.3) U = 6,0 10-4 sen (512,8πt) (SI) 8.4a) (A)
8.4b) (C) 9.1) Y 9.2) A
9.3) Tangente às linhas de campo em C e pólo
norte da agulha orientado para a esquerda 10.1) Desenhando o vetor campo elétrico
10.2) Q1 positiva e Q2 negativa 10.3) Q1 tem maior módulo
10.4) Igual módulo e direção mas sentidos
opostos 10.5)
11.1) Por exemplo, entre as hastes de um íman
em U 11.2) (B)
12.1) Indica se há ou não passagem de correte
elétrica
12.2) Não há passagem de corrente elétrica
12.3) Movimentar mais depressa o íman dentro
da espira 13) 0,002 Wb 14.1) 1 s
14.2) Aos 0,25 s e aos 0,75 s
14.3) ф0s = 2,01 10-3 Wb; ф0,25s = 0 Wb 15.1) (6,100,04) s ou (6,100,03) s 15.2) 0,050 T
16) (C)
