1
A
0 2 4 6 8 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 tem po (s) vel o ci d ad e (m /s)B
0 2 4 6 8 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 tem po (s) vel o ci d ad e (m /s)C
0 2 4 6 8 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 tem po (s) vel o ci d ad e (m /s)D
0 2 4 6 8 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 tem po (s) vel o ci d ad e (m /s)Problemas Propostos Provas M23
MECÂNICA
Cinemática
M1 – Uma pessoa fez um percurso de bicicleta durante 80 s. Sabendo que a sua velocidade nunca excedeu os 8 m/s, a sua aceleração nunca excedeu 0,6 m/s2 e que esteve parada durante 15 s, diga qual dos seguintes gráficos, A, B, C ou D, representa a sua velocidade instantânea, durante esse percurso. ! A. ! B. ! C. ! D. ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum. tempo (s)
2
M2 – O gráfico que se segue representa a velocidade, v de um objecto a deslocar-se segundo o eixo dos x em função do tempo, t.
Qual dos seguintes gráficos representa a aceleração em função do tempo deste objecto? A B C D ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum. a 0 t a 0 t a 0 t a 0 t v 0 t tempo (s)
3
M3 – Um pára-quedista lança-se de um avião em queda livre. Cai, com uma aceleração sempre inferior a 9 m/s2, até atingir uma velocidade máxima (velocidade terminal) de 50 m/s, que
mantém durante um breve período, até abrir o seu pára-quedas. Sofre nessa altura uma forte desaceleração, que chega a atingir os 15 m/s2, até mais uma vez atingir uma velocidade de
queda constante. Diga qual dos seguintes gráficos A, B, C ou D, representa a sua velocidade durante a corrida:
!
A.!
B.!
C.!
D.!
Nenhum. tempo (s)4
M4 – Num teste de performance, um automóvel é submetido durante 2 minutos a mudanças de velocidade e aceleração. Sabe-se que no percurso total a sua velocidade foi constante durante 45 s e que a sua aceleração nunca excedeu os 3 m/s2. Diga qual dos seguintes gráficos, A, B, C ou D, representa a sua velocidade durante o teste. ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum.
A
0 20 40 60 80 100 0 15 30 45 60 75 90 105 120 t (s)v (m/s)
B
0 20 40 60 80 100 0 15 30 45 60 75 90 105 120 t (s)v (m/s)
C
0 20 40 60 80 100 0 15 30 45 60 75 90 105 120 t (s)v (m/s)
D
0 20 40 60 80 100 0 15 30 45 60 75 90 105 120 t (s)v (m/s)
tempo (s)
5 M5 – O gráfico ao lado representa a posição x, de um corpo que se movimenta retilineamente, em função do tempo, t. Qual dos seguintes gráficos representa corretamente a velocidade v, do objeto, em função do tempo, t? ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum. tempo (s) t 0 v A t 0 v t 0 v t 0 v B C D t 0 x
6
M6 – Um corpo movimentou-se durante 10 s. Sabendo que, durante o seu percurso houve períodos de aceleração constante, e que o módulo desta nunca excedeu os 1,5 m/s2, diga qual dos seguintes gráficos representa a velocidade instantânea do corpo em função do tempo: ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum. tempo (s) tempo (s) 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 ve lo ci da de (m /s ) (m (m /s )
A
tempo (s) 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10B
ve lo ci da de (m /s ) (m (m /s ) tempo (s) 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10C
ve lo ci da de (m /s ) (m (m /s ) tempo (s) 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10D
ve lo ci da de (m /s ) (m (m /s )7 M7 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: (A) A velocidade de um corpo é uma grandeza escalar; (B) A velocidade de um corpo é um vector tangente à sua trajectória; (C) A aceleração de um corpo em movimento curvilíneo é um vector tangente à sua trajectória; (D) A aceleração de um corpo animado de movimento circular uniforme é nula. M8 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) No movimento circular a aceleração centrípeta pode ser nula; ! (B) No movimento circular a aceleração tangencial nunca é nula; ! (C) No movimento rectilíneo uniformemente acelerado, a velocidade e a aceleração têm o mesmo sentido; ! (D) A trajectória de um projéctil é um arco de circunferência.
M9 – Se a resultante das forças que actuam sobre um corpo for nula, então o movimento que o corpo apresenta poderá ser: ! (A) Curvilíneo; ! (B) Rectilíneo uniformemente acelerado; ! (C) Rectilíneo uniforme; ! (D) Rectilíneo uniformemente retardado; ! (E) Circular. M10 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) Um automóvel, com velocidade inicial de 10 m/s, sofre uma desaceleração de 2,5 m/s2 durante 2 segundos. A sua velocidade final é de 18 km/h;
! (B) Um utente do metropolitano de Lisboa deixa cair a sua carteira dentro da carruagem em movimento. Do cais, a trajectória da carteira é vista como uma linha recta;
! (C) Desprezando o atrito do ar, quando dois corpos de massas diferentes estão em queda livre o corpo mais pesado chega primeiro ao chão;
! (D) A distância de travagem de um carro é independente da sua velocidade;
! (E) A aceleração de um veículo com movimento uniformemente retardado tem o mesmo sentido que a sua velocidade.
8
M11 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Quando um objecto é largado de um balão com movimento horizontal, a trajectória do objecto é igual quer para um observador no solo, quer para um observador no balão;
! (B) A aceleração de um veículo com movimento rectilíneo uniformemente retardado varia no tempo;
! (C A velocidade de um veículo, inicialmente em repouso, varia a uma taxa de 10 m/s2 durante 5 s; a sua velocidade final será igual a 180 km/h;
! (D) Um corpo, inicialmente em repouso, sofre uma aceleração de 10 m/s2; ao fim de 5 s alcança uma velocidade de 50 km/h;
! (E) A distância de travagem de um veículo em movimento depende apenas da velocidade no instante da travagem.
M12 – Um corpo parte do repouso e realiza, durante 4 segundos, um movimento retilíneo uniformemente acelerado, com uma aceleração de 1,0m/s2. Qual é a
velocidade , v, e a distância percorrida, d, ao fim desses 4 segundos? ! (A) v= 2m/s ; d=2 m ! (B) v= 4m/s ; d=8 m ! (C) v= 4m/s ; d=2 m ! (D) v= 8m/s ; d=4 m ! (E) v=8m/s ; d = 8 m
M13 – Um corpo parte do repouso e realiza, durante 4 segundos, um movimento retilíneo uniformemente acelerado, atingindo uma velocidade de 8 m/s. Qual é a aceleração do corpo, a, e a distância percorrida, d, ao fim desses 4 segundos? ! (A) a= 2m/s2 ; d=32 m ! (B) a= 2 m/s2 ; d=16 m ! (C) a= 1 m/s2 ; d=32 m ! (D) a= 1 m/s2 ; d=16 m ! (E) a= 2 m/s2 ; d=8 m
9
2ª Lei de Newton e Trabalho – Energia
M14 – Um objecto com a massa de 3,0 kg cai de uma altura de 5,0 m relativamente ao solo, sem velocidade inicial. Qual dos seguintes gráficos, A, B, C ou D, representa a variação da energia cinética Ec em função da distância ao solo, representada por y (em abcissas). ! A. ! B. ! C. ! D. ! Nenhum. tempo (s)
10
M15 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Um comboio a deslocar-se inicialmente com uma velocidade de 40 m/s, é acelerado com aceleração constante durante 50 segundos e passa a deslocar-se a 60 m/s. A sua aceleração foi de 0,4 m/s2; ! (B) Durante a trajectória de um projéctil, existe um ponto em que a aceleração é nula; ! (C) Através da utilização de uma roldana fixa, é possível levantar um corpo fazendo uma força inferior ao peso deste;
! (D) O coeficiente de atrito (µ) entre duas superfícies é sempre inversamente proporcional à soma das massas dos corpos;
! (E) Um corpo em queda livre incrementa a sua velocidade para o dobro a cada segundo que passa.
M16 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Diz-se que um corpo está em queda livre quando não actua nenhuma força sobre ele;
! (B) Um corpo de massa 5 kg tem uma aceleração igual a 5 m/s2 quando está sujeito a uma força total de 20 N;
! (C) A aceleração que um corpo adquire quando sujeito a uma força depende da direcção e do sentido dessa força;
! (D) Numa trajectória circular, a aceleração de um corpo pode ser nula;
! (E) Um corpo sujeito a uma força total nula tem também obrigatoriamente velocidade nula. M17 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: (A) O trabalho realizado pelo peso de um projéctil depende da trajectória percorrida entre os pontos inicial e final do movimento; (B) O trabalho realizado pela resultante das forças que actuam num corpo é igual à variação da energia potencial do corpo;
(C) O trabalho realizado pelo peso de um corpo, que se desloca num plano horizontal é zero; (D) O trabalho realizado pela força de atrito não depende da extensão da trajectória. M18 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) Se o trabalho realizado pela resultante das forças que actuam sobre um corpo é nulo, então a resultante das forças que actuam sobre esse corpo é nula; ! (B) O trabalho realizado pela força da gravidade quando um objecto cai é positivo; ! (C) Dois objectos com massas diferentes, caindo da mesma altura, sem velocidade inicial, e desprezando a resistência do ar, chegam ao solo com velocidades diferentes; ! (D) A energia cinética de um corpo é função exclusiva da sua velocidade.
11
M19 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Um corpo tem aceleração nula apenas quando nenhuma força actua sobre ele; ! (B) Um corpo, inicialmente em repouso, é empurrado sobre uma superfície sem
atrito através de uma força constante F durante um intervalo de tempo t até atingir uma velocidade v; o mesmo corpo quando actuado por uma força constante 2F atingirá a mesma velocidade v após um tempo igual a 2t; ! (C) A massa de um corpo é uma medida da resistência do corpo à variação da sua velocidade; ! (D) A aceleração que um corpo adquire quando actuado por uma força não depende da direcção da força; ! (E) Duas forças constituem um par acção-reacção se tiverem a mesma intensidade e direcção, sentidos opostos e forem aplicadas no mesmo corpo. M20 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: (A) A resultante das forças que actuam sobre um corpo pode ter sentido contrário à aceleração do corpo;
(B) Uma força aplicada a um corpo origina uma aceleração a; a mesma força aplicada a um corpo com o dobro da massa originará uma aceleração 2a; (C) A 2ª Lei de Newton estabelece que a força resultante que actua num corpo é proporcional à sua velocidade; (D) Um corpo de massa 5 kg adquire uma aceleração de 2 m/s2 quando actuado por uma força de 10 N; (E) Um corpo de massa 2 kg adquire uma aceleração de 10 m/s2 quando actuado por uma força de 5 N;
M21 – Um objeto é largado do topo de uma calha (ponto C, na figura ao lado, a 10 m de altura) iniciando um movimento sobre esta, sem atrito e sob a ação da gravidade. Qual é a relação entre a velocidade, vA, com que o
objeto passa no ponto A (1 m de altura) e a velocidade, vB, com
que o objeto passa no ponto B (6 m de altura)? ! (A) vA = 6 vB ! (B) vA = 3 vB ! (C) vA = 1,5 vB ! (D) vA = 0,6 vB ! (E) vA = 0,1 vB B A C 6 m 1 m 10 m
12
M22 – Um objeto de massa m=2,0 kg move-se retilineamente sobre uma superfície horizontal com velocidade constante de módulo 5,0 m/s. Num certo ponto da trajetória, passa a haver atrito com a superfície e o objeto percorre 5,0 m até parar. Qual é o valor da força de atrito, F, que atua sobre o objeto? ! (A) F = 1,0 N ! (B) F = 2,5 N ! (C) F = 5,0 N ! (D) F = 7,5 N ! (E) F = 10,0 N M23 – Um homem puxa um pequeno trenó de com uma força Fr de intensidade igual a 5,0 N, e que faz um ângulo com a horizontal θ =35º (ver figura). Qual é o trabalho da força exercida pelo homem para deslocar o trenó 1,0 m? ! (A) 4,1 J ! (B) 5,0 J ! (C) 10 J ! (D) 2,9 J ! (E) 2,1 J
M24 – Um objeto de massa igual a 2,5 kg é largado de uma altura de 2,0 m relativamente ao solo. Supondo que não existe atrito durante a queda do objeto, qual é a sua energia cinética quando atinge o solo? ! (A) 5,0 J ! (B) 19,6 J ! (C) 24,5 J ! (D) 40 J ! (E) 49 J
13
Problemas
PM1 - Um automóvel circula com uma velocidade de 180 km/h. Subitamente, o condutor avista um obstáculo e trava, reduzindo a sua velocidade para 100 km/h em apenas 4 s. Determine:
a) o valor da aceleração do automóvel neste movimento, supondo que se mantém constante; b) a distância percorrida pelo automóvel durante a travagem; c) a distância que o automóvel teria percorrido durante os mesmos 4 s, se o condutor tivesse mantido a velocidade inicial, em vez de travar.
PM2 - A figura representa uma criança na sua primeira visita à Serra da Estrela. A criança está em cima de um trenó que é puxado pelo pai com uma força de 60 N e que faz um ângulo de 60° com a horizontal como é mostrado na figura. A neve oferece uma resistência ao movimento do trenó, expresso pela força Fa = 15 N. A massa do
sistema criança/trenó (massa da criança mais massa do trenó) é igual a 30 kg.
a) Qual a intensidade da força total exercida sobre o sistema criança/trenó, segundo a horizontal?
b) Calcule o módulo da aceleração do sistema criança/trenó.
c) Sabendo que o sistema criança/trenó partiu do repouso e que manteve a aceleração calculada em b), determine o tempo que o sistema criança/trenó levou a percorrer uma distância de 4 m.
d) Determine o módulo da velocidade do sistema criança/trenó depois de percorridos os 4 m.
F = 60 N
F
a= 15 N
θ = 60
°
14 PM3 - Para deslocar de 5,0 m, num plano horizontal, um bloco com a massa m = 500 kg, que estava inicialmente em repouso, aplicou-se uma força de módulo F = 100 N. Num dos casos (caso A) a força é paralela ao plano e noutro (caso B) a força faz um ângulo de 25o com o plano. Determine a) o valor da aceleração imprimida ao bloco nos casos A e B, supondo que não há atrito; b) o tempo que o bloco demorou a percorrer os 5,0 m em cada caso; c) o trabalho realizado pela força nesse percurso em cada caso.
PM4 - A figura representa um barco de 1000 kg de massa, a mover-se num canal, puxado por dois cavalos, conforme se pode ver na figura. A água oferece uma resistência ao movimento do barco, expresso pela força Fa=100 N.
a) Qual a força total exercida sobre o barco, segundo a direcção do eixo Y?
b) Indique o valor correcto da força total exercida pelos cavalos sobre o barco segundo a direcção do eixo X:
c) Calcule o valor da aceleração do barco.
d) Sabendo que o barco partiu do repouso e manteve a aceleração calculada em c) durante 5 segundos, calcule a distância que o barco percorreu nesse intervalo de tempo.
15
PM5 - A figura representa um carro com uma massa de 8 kg, em repouso numa superfície horizontal. Num dado instante, um rapaz empurra o carro do ponto A até o ponto B, exercendo uma força de 60 N. A força de atrito é de 20 N. Considere o valor aproximado g = 10 m/s2. a) Dos vectores esquematizados na figura, indique o que representa: i. O peso do carro; ii. A força vertical que o chão exerce sobre o carro; iii. A força com que o rapaz empurra o carro; iv. A força de atrito; v. A resultante das forças que actua o carro; b) Qual o valor da aceleração adquirida pelo carro? c) Sabendo que o rapaz demora 10 s até chegar a B, calcule a velocidade no instante em que o carro chega a B.
16
PM6 - Um caixote com massa m = 50 kg encontra-se inicialmente em repouso numa superfície horizontal. Para deslocá-lo de uma distância de 5,0 m, um homem aplica uma força horizontal de módulo F = 75 N. a) Supondo que não há atrito, qual é o valor da aceleração imprimida ao caixote? b) Admitindo que a velocidade média durante o percurso foi de 0,5 m/s, determine o tempo que o homem levou a deslocar a caixote. c) Se existir uma força de atrito com módulo de 45 N entre a superfície e o caixote, qual deverá ser a força aplicada pelo homem para imprimir ao caixote uma aceleração idêntica à situação sem atrito.
PM7 - Um bloco com massa igual a 30 kg sobe, com velocidade constante e igual a 2,0 m/s, um plano inclinado (30º relativamente à horizontal) quando é puxado por um homem através de uma força de intensidade F=200 N (ver figura). a) Calcule a força de atrito e a reacção normal exercidas sobre o bloco pela superfície onde ele assenta. b) Calcule a energia cinética do bloco. c) Calcule o trabalho realizado pela força F durante 5,0 s. θ = 30 º F Fa
17
PM8 - Um objeto de 10 kg desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito com uma velocidade constante e de módulo 10 m/s. O objeto, mantendo um movimento retilíneo, atravessa, durante 2,0 s, uma zona da superfície onde existe atrito e a sua velocidade baixa para 7,0 m/s. Considere que a força de atrito é constante. Calcule:
a) A aceleração do objeto enquanto percorre a zona onde existe atrito e o valor da força de atrito. b) A energia cinética perdida pelo objecto no percurso em que existe atrito. c) O comprimento da zona em que existe atrito 10 m/s 7,0 m/s Superfície sem atrito Superfície com atrito Superfície sem atrito
18 TERMODINÂMICA T1 – Diga quais das seguintes afirmações são verdadeiras: (A) A condutividade térmica é a taxa com que a energia é transferida de uma região de um corpo, a uma dada temperatura, para outra a temperatura diferente; (B) A capacidade térmica de um corpo é a quantidade de calor necessária para
elevar de 1 grau Celsius a temperatura de um corpo;
(C) Durante uma mudança de fase a temperatura de uma substância pura varia proporcionalmente com a massa. (D) A entropia de um sistema isolado pode diminuir. T2 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Para arrefecer a cozinha de uma casa, basta deixar aberta a porta do seu frigorífico;
! (B) Um aquecedor de 1000 W funciona durante 4 horas. A quantidade de calor fornecido é de 7,2 milhões de joules; ! (C) É possível aumentar a temperatura de um corpo retirando exclusivamente calor de um outro corpo, a temperatura mais baixa; ! (D) A temperatura de um gás pode baixar quando aumenta a sua pressão; ! (E) Quando o gelo derrete, liberta calor. T3 – A capacidade térmica mássica da água é de 4168 J/(kg oC) . A energia necessária para elevar de 10o C a temperatura de 100 g de água é: ! (A) E = 4168 ×10 ×100 = 4168 kJ ! (B) E = 4168 ×100 / 10 = 41,68 kJ ! (C) E = 4168 ×10 / 0,1 = 416, 8 kJ ! (D) E = 4168 ×10 × 0,1 = 4168 J T4 – Uma máquina térmica recebe 200 J como calor da fonte quente, realiza trabalho e dissipa 160 J para o ambiente. Qual das expressões A,B,C ou D, permite definir o seu rendimento η ? (A) η = 200 – 160 = 40 (B) η = 160 – 200 = -40 (C) η = (200 – 160) / 200 = 0,20 (D) η = (200 – 160) /160 = 0,25
19 T5 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira ! (A) Uma fronteira adiabática permite a passagem de calor; ! (B) Uma máquina térmica permite obter trabalho a partir de um fluxo de energia entre duas fontes com temperaturas idênticas; ! (C) Durante a fusão de um cubo de gelo (de água pura) a sua temperatura mantém-se constante; ! (D) A entropia de um sistema aberto nunca pode diminuir. T6 – A temperatura de um corpo de massa 2,0 kg aumenta 1⁰ C quando lhe é fornecida uma quantidade de calor de 880 J. Qual é a capacidade térmica mássica (ou calor específico) da substância que constitui este corpo?
!
(A) 55 J/(kg K)!
(B) 110 J/(kg K)!
(C) 220 J/(kg K)!
(D) 440 J/(kg K)!
(E) 880 J/(kg K) T7 – Uma máquina térmica apresenta um rendimento igual a 0,8 e fornece uma potência de 100W. Qual é a quantidade de energia por unidade de tempo desperdiçada por esta máquina?!
(A) 20 W!
(B) 25 W!
(C) 50 W!
(D) 75 W!
(E) 80 W T8 – Uma máquina frigorífica apresenta eficiência 1,5 e retira, de uma zona, fria 300 J de calor por segundo. Qual é a potência gasta por esta máquina frigorífica?!
(A) 200 W!
(B) 300 W!
(C) 450 W!
(D) 500 W!
(E) 600 W20
T9 – Um objeto de 1,0 kg de ferro a 20,0⁰C é colocado em contacto com um objeto de 1,0 kg de alumínio a 40,0⁰C. Considerando que, enquanto em contato, os dois objetos formam um sistema isolado, e que as capacidades térmicas mássicas do ferro e do alumínio são, respetivamente, cFe=440 J/(kgK) e cAl=910 J/(kgK), qual é a temperatura final dos dois objetos?
!
(A) 23,5 ⁰C!
(B) 26,5 ⁰C!
(C) 30,0 ⁰C!
(D) 33,5 ⁰C!
(E) 36,5 ⁰CT10 – Uma máquina térmica produz uma potência de 1,0 kW e consome 1,5 kW. Qual é o rendimento desta máquina térmica?
!
(A) 0,25!
(B) 0,33!
(C) 0,50!
(D) 0,66!
(E) 0,75 T11 – Uma bomba de calor consome 100 J de trabalho por cada 50 J de calor que retira da zona fria. Qual é a eficiência desta bomba de calor?!
(A) 3,0!
(B) 2,0!
(C) 1,5!
(D) 0,5!
(E) 0,3321 ELECTROMAGNETISMO E1 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) O núcleo de ferro de um electroíman não fica magnetizado quando passa corrente eléctrica na bobina;
! (B) Uma corrente alternada de 50 Hz é uma corrente que muda 50 vezes de sentido em cada minuto;
! (C) Uma lâmpada com as especificações: 75 W e 230 V, quando ligada a uma tomada de 230 V é atravessada por uma corrente de 1,2 A;
! (D) Uma lâmpada com as especificações: 75 W e 230 V, quando ligada a uma tomada de 230 V, tem uma resistência de 705,3 Ω; ! (E) Um aquecedor de 1200 W funciona durante 3 horas. A quantidade de energia fornecida é de 1,73 milhões de joules. E2 – Uma bateria usada de 12 V (representada na figura por V) tem uma resistência interna que será medida pelo circuito representado na figura. O amperímetro (2) tem uma resistência interna de 1 Ω e o voltímetro (1) tem uma resistência interna de 1000 Ω. As leituras no voltímetro e no amperímetro são respectivamente 11 V e 0,11 A. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) A resistência interna da bateria é de 16,8 Ω; ! (B) A resistência R é de 50 Ω; ! (C) A resistência interna da bateria é de 8,1 Ω; ! (D) A resistência R é de 150 Ω; ! (E) A resistência interna da bateria é nula.
V
2
1
R
22 E3 – Considere o circuito eléctrico representado na figura e os valores dos parâmetros nele indicados. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) O amperímetro 1 indica uma corrente igual a 1 A; ! (B) A resistência equivalente deste circuito é de 50 Ω; ! (C) A corrente no amperímetro 3 é de 1 A; ! (D) A tensão no voltímetro 2 é de 40 V; ! (E) A diferença de potencial da fonte de alimentação é V = 150 V. E4 – Considere o circuito eléctrico representado na figura e os valores dos parâmetros nele indicados.
30 Ω
V
3
30 Ω
10 Ω
2 A
5 Ω
1
2
23 Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) O amperímetro 1 indica uma corrente igual a 6 A; ! (B) A leitura do voltímetro 2 é de 200 V; ! (C) A resistência total no circuito é igual a 110 Ω; ! (D) O voltímetro 4 regista uma leitura igual à diferença de potencial V imposta pela fonte de alimentação; ! (E) A leitura do voltímetro 3 é igual a 5 V. E5 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) Um forno de microondas com uma potência de 900 W gasta, em 10 minutos, 0,1 kWh; ! (B) Quanto maior for a resistência eléctrica de um material maior é a intensidade da corrente que o atravessa;
! (C) Se um aquecedor eléctrico constituído por uma resistência apresenta as seguintes características: 0,55kW, 220V-50Hz, ao ligá-lo, a intensidade da corrente que percorre a resistência é igual a 2,5 A;
! (D) Quando instalado em paralelo, o amperímetro mede a intensidade da corrente num circuito eléctrico;
! (E) Num circuito com 2 lâmpadas em paralelo e submetido a uma determinada tensão, a diferença de potencial entre os terminais da associação é igual à soma das diferenças de potencial nos terminais de cada uma das lâmpadas. E6 – Considere o circuito eléctrico representado na figura e os valores dos parâmetros nele indicados. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: (A) Os amperímetros 1 e 2 indicam uma corrente igual a 2 A; (B) A leitura do voltímetro 3 é de 60 V;
24 (C) A potência dissipada pela resistência de 20 Ω é de 60 W; (D) A resistência total no circuito é igual a 80 Ω; (E) A tensão no gerador V é igual a 150 V. E7 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: (A) Num circuito com 2 lâmpadas em série submetido a uma determinada tensão, se uma das lâmpadas fundir a outra continua acesa;
(B) Num circuito com 2 lâmpadas em paralelo submetido a uma determinada tensão, a intensidade da corrente no circuito principal é igual à intensidade da corrente em qualquer dos ramos em que estão inseridas as lâmpadas;
(C) Num circuito com 2 lâmpadas em paralelo submetido a uma determinada tensão, se uma das lâmpadas fundir, a outra continua acesa; (D) A energia total consumida por 2 lâmpadas idênticas, quando ligadas em paralelo ou em série, tem o mesmo valor; (E) A energia consumida por uma lâmpada não depende da sua resistência eléctrica.
E8 - Considere duas cargas elétricas pontuais, q1=+1 C e q2=+2 C, em repouso no vácuo,
colocadas à distância de 1 m. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) A interação entre as cargas q1 e q2 é atrativa.
! (B) A intensidade da força eletrostática sobre a carga q2 é o dobro da intensidade da força sobre a carga q1. ! (C) Se a distância entre as cargas diminuir para 0,5 m, a intensidade das forças sobre as cargas aumenta para o dobro. ! (D) Se a distância entre as cargas aumentar para 2 m, a intensidade das forças sobre as cargas diminui para metade. ! (E) Se a distância entre as cargas aumentar para 2 m, a intensidade das forças sobre as cargas diminui para um quarto.
E9 – Considere dois fios condutores de cobre com a mesma espessura, de comprimentos iguais a 1 m e 10 m, respetivamente. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Os dois fios de cobre apresentam a mesma resistência elétrica, mas diferente resistividade elétrica.
25
! (C) Se os dois fios de cobre forem atravessados por uma corrente elétrica de 1 A, apresentarão a mesma diferença de potencial elétrico entre as suas extremidades. ! (D) Se os dois fios de cobre forem atravessados por uma corrente elétrica de 1 A, a diferença de potencial elétrico entre as extremidades do fio mais comprido é maior do que a diferença de potencial elétrico entre as extremidades do fio mais curto. ! (E) Se os dois fios de cobre forem atravessados por uma corrente elétrica de 1 A, a diferença de potencial elétrico entre as extremidades do fio mais comprido é menor do que a diferença de potencial elétrico entre as extremidades do fio mais curto. E10 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Pode isolar-se um pólo sul magnético partindo um magnete permanente exatamente a meio.
! (B) O campo magnético terrestre é um campo monopolar, isto é, apenas apresenta um tipo de pólo magnético.
! (C) Pode gerar-se uma corrente elétrica alternada numa bobina condutora colocando-a em rotação num campo magnético uniforme.
! (D) Pode gerar-se uma corrente elétrica contínua numa bobina condutora colocando-a em repouso num campo magnético uniforme.
! (E) Uma corrente é induzida num condutor fechado quando este se move num campo magnético uniforme (constante em módulo, direção e sentido).
E11 - Considere duas cargas elétricas pontuais, q1= +1 C e q2= −2 C, em repouso no
vácuo, colocadas à distância de 1 m. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira: ! (A) A força sobre a carga q1 é atrativa e sobre a carga q2 é repulsiva.
! (B) A intensidade da força eletrostática sobre a carga q2 é o dobro da intensidade da força sobre a carga q1. ! (C) Se a distância entre as cargas diminuir para 0,5 m, a intensidade das forças sobre as cargas aumenta para o quádruplo (aumenta quatro vezes). ! (D) Se a distância entre as cargas aumentar para 2 m, a intensidade das forças sobre as cargas aumenta para o dobro. ! (E) Se a distância entre as cargas aumentar para 2 m, a intensidade das forças sobre as cargas diminui para metade.
26
E12 – Considere dois fios condutores com o mesmo comprimento e com a mesma espessura. Um condutor é de cobre e o outro é de alumínio. Sabendo que a resistividade elétrica do alumínio é maior do que a a resistividade elétrica do cobre, diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Os dois fios apresentam a mesma resistência elétrica, uma vez que têm espessuras e comprimentos iguais. ! (B) O fio de cobre tem maior resistência elétrica do que o fio de alumínio. ! (C) Se os dois fios forem submetidos a uma diferença de potencial elétrico de 1 V entre as suas extremidades, serão percorridos por correntes elétricas com a mesma intensidade. ! (D) Se os dois fios forem submetidos a uma diferença de potencial elétrico de 1 V entre as suas extremidades, a intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio de cobre é maior do que a intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio de alumínio. ! (E) Se os dois fios forem submetidos a uma diferença de potencial elétrico de 1 V entre as suas extremidades, a intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio de cobre é menor do que a intensidade da corrente elétrica que atravessa o fio de alumínio. E13 – Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira:
! (A) Quando um magnete permanente é quebrado, deixa de gerar um campo magnético. ! (B) O campo magnético terrestre apresenta um pólo norte magnético junto ao pólo norte geográfico. ! (C) Para gerar uma corrente elétrica numa bobina condutora é suficiente colocá-la em rotação, mesmo na ausência de um campo magnético. ! (D) Pode gerar-se uma corrente elétrica contínua colocando uma bobina condutora em repouso num campo magnético uniforme. ! (E) Uma corrente elétrica é induzida num condutor fechado, em repouso, quando este é colocado numa região onde existe um campo magnético variável no tempo.
Curso Preparatório de Física – Fis2016
27 Problemas PE1 - Considere o circuito elétrico representado na figura e os valores dos parâmetros nele indicados. a) Determine a resistência equivalente a cada uma das associações de resistências em paralelo mostradas no circuito. b) Sabendo que a resistência interna da fonte é Ri=7.5 Ω, determine a intensidade da corrente lida no amperímetro 1. c) Determine a intensidade da corrente lida no amperímetro 2 e a diferença de potencial indicada pelo voltímetro 3. d) Determine a diferença de potencial lida no voltímetro 4. 3 10 Ω V A 30 Ω A V 30 Ω 30 Ω 30 Ω 1 2 4
Curso Preparatório de Física – Fis2016
28 PE2 - Considere o circuito elétrico representado na figura e os valores dos parâmetros nele indicados. a) Determine a resistência equivalente a cada uma das associações de resistências em paralelo mostradas no circuito. b) Sabendo que a resistência interna da fonte é Ri=10 Ω, determine a intensidade da corrente lida no amperímetro 1. c) Determine a intensidade da corrente lida no amperímetro 2 e a diferença de potencial indicada pelo voltímetro 3. d) Determine a diferença de potencial lida no voltímetro 4. 3 20 Ω V A 20 Ω A V 60 Ω 60 Ω 60 Ω 1 2 429
Soluções Problemas Propostos Provas M23
MECÂNICA Cinemática M1 – A M2 – A M3 – B M4 – C M5 – C M6 – D M7 – B M8 – C M9 – C M10 – A M11 – C M12 – B M13 – B 2ª Lei de Newton e Trabalho – Energia M14 – A M15 – A M16 – C M17 – C M18 – B M19 – C M20 – D M21 – C M22 – C M23 – A M24 – E
30
Problemas
PM1: a) -5,56 m/s-2 b) 155,5 m c) 200,0 m.
PM2: a)15 N b) 0,5 m/s2 c) 4 s d) 2 m/s
PM3: a) aA=0,2m/s-2 e aB=0,18m/s-2 b) ta=7,07 s e tB=7,43 s c) WA= 500 J e WB=
453,2 J.
PM4: a) 0 N b) 500 N c) 0,4 m/s2 d) 5 m PM5: a) i. F9 ii. F7 iii. F5 iv. F8 v. F1 b) 5 m/s2 c) 50 m/s
PM6: a) 1,5 m/s2 b) 10 s c) 120 N PM7: a) Fa= 53 N e R= 254,6 N; b) Ec = 60 J; c) W = 2000 J PM8: a) a = -1,5 m/s2 e Fa = - 15 N; b) ΔEc = -255 J; c) d = 17 m TERMODINÂMICA T1 – A e B T2 – D T3 – D T4 – C T5 – C T6 – D T7 – B T8 – A T9 – D T10 – D T11 – C ELECTROMAGNETISMO E1 – D E2 – C E3 – A E4 – B E5 – C E6 – B E7 – C E8 – E E9 – D E10 – C E11 – C E12 – D E13 – E Problemas PE1: a) associação 2 resistencias: Req,2 = 7,5 Ω e associação 3 resistencias: Req,3 =10 Ω; b) i1=4 A; c) V3=30 V e i2=1A; d) V4=40 V PE2: a) associação 2 resistencias: Req,2 = 10 Ω e associação 3 resistencias: Req,3 = 20 Ω; b) i1 = 3 A; c) V3 = 30 V e i2 = 1.5A; d) V4 = 60 V
