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1ª Questão
As companhias de energia elétrica nos cobram pela energia que consumimos. Essa energia é dada pela expressão E = U × i ×t em que U é a tensão que alimenta nossa residência, i a intensidade de
cor-rente que circula por determinado aparelho, t é o
tempo em que ele fica ligado e a expressão U × i é a potência (P) necessária para dado aparelho funcio-nar. Assim, em um aparelho que suporta o dobro da tensão e consome a mesma potência P a corrente necessária para seu funcionamento será a metade. Mas as perdas de energia que ocorrem por efeito joule (aquecimento em virtude da resistência R) são
medidas por E = R × i2 × t. Então, para um mesmo
valor de R e t quando i diminui, essa perda também será reduzida. Além disso, sendo menor a corrente, podemos utilizar condutores de menor área de sec-ção transversal, o que implicará, ainda, economia de material usado na confecção dos condutores.
(Regina Pinto de Carvalho. Física do dia a dia, 2003. Adaptado.)
Baseando-se nas informações contidas no texto, é correto afirmar que:
(A) se a resistência elétrica de um condutor é cons-tante, em um mesmo intervalo de tempo, as per-das por efeito joule em um condutor são inversa-mente proporcionais à corrente que o atravessa. (B) é mais econômico usarmos em nossas
residên-cias correntes elétricas sob tensão de 110V do que de 220V
(C) em um mesmo intervalo de tempo, a energia elé-trica consumida por um aparelho elétrico varia in-versamente com a potência desse aparelho. (D) uma possível unidade de medida de energia
elé-trica é o kVA (quilovolt – ampère), que pode, por-tanto, ser convertida para a unidade correspon-dente do Sistema Internacional, o joule. (E) para um valor constante de tensão elétrica, a
in-tensidade de corrente que atravessa um condutor será tanto maior quanto maior for a área de sua secção transversal.
2ª Questão
Suponha um fio cilíndrico de comprimento L,
re-sistividade 1 e raio da seção transversal circular R.
Um engenheiro eletricista, na tentativa de criar um fio cilíndrico menor em dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/2, o raio da seção transversal circular para R/3 e a
resistividade do material de que é feito o fio para 2
dessa forma, a razão entre 2 e 1 para que as
resis-tências do segundo e do primeiro fio sejam iguais, deve ser de
(A) 1/9 (B) 2/3 (C) 2/9 (D) 5/3 (E) 7/9
3ª Questão
Recentemente foram obtidos os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, ser utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, repre-sentado na figura, pode ser aproximado por um pe-queno cilindro de comprimento 0,50nm (1,0nm =
109m). A seção reta de um átomo de cobre é
0,050nm2 e a resistividade do cobre é 17nm. Um
engenheiro precisa estimar se seria possível introdu-zir esses nanofios nos microprocessadores atuais.
Um nanofio utilizando as aproximações propostas possui resistência elétrica de
(A) 170n (B) 0,17n (C) 1,7n (D) 17n (E) 170
4ª Questão
Dois fios, f1 e f2, feitos de um mesmo material,
es-tão submetidos à mesma tensão elétrica. O compri-mento do fio 1 é três vezes o compricompri-mento do fio 2, e a área da secção reta do fio 1 é igual a três meios da secção reta do fio 2. A razão entre as intensidades das correntes elétricas entre os fios 1 e 2 é:
(A) 0,50 (B) 1,0 (C) 1,5 (D) 2,0 (E) 2,5
5ª Questão
Em dias frios, o chuveiro elétrico é geralmente re-gulado para a posição “inverno”. O efeito dessa regu-lagem é alterar a resistência elétrica do resistor do chuveiro de modo a aquecer mais, e mais rapida-mente, a água do banho. Para isso, essa resistência deve ser:
(A) diminuída, aumentando-se o comprimento do re-sistor.
(B) aumentada, aumentando-se o comprimento do resistor.
(C) diminuída, diminuindo-se o comprimento do resis-tor.
(D) aumentada, diminuindo-se o comprimento do re-sistor.
(E) aumentada, aumentando-se a voltagem nos ter-minais do resistor.
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6ª Questão
O professor Ronaldo, de Física, em uma aula so-bre resistores e suas aplicações, questiona seus alu-nos sobre o que eles poderiam fazer para conseguir água mais quente de seus chuveiros elétricos. Várias respostas surgiram, e apenas uma estava correta. Assinale a resposta correta dada pelo aluno.
(A) podemos diminuir o comprimento do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elé-trica transformada em calor.
(B) podemos aumentar o comprimento do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elé-trica transformada em calor.
(C) podemos diminuir a área da secção transversal do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor.
(D) podemos aumentar o comprimento do resistor. Com isso, diminuiríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elé-trica transformada em calor.
(E) podemos aumentar a resistividade do material do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elé-trica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor.
7ª Questão
A resistência elétrica de um fio é determinada pe-las suas dimensões e pepe-las propriedades estruturais do material. A condutividade () caracteriza a estrutura do material, de tal forma que a resistência de um fio pode ser determinada conhecendo-se L, o compri-mento do fio e A, a área de seção reta. A tabela rela-ciona o material à sua respectiva resistividade em temperatura ambiente. Tabela de condutividade Material Condutividade (Sm/mm2) Alumínio 34,2 Cobre 61,7 Ferro 10,2 Prata 62,5 Tungstênio 18,8
Mantendo-se as mesmas dimensões geométri-cas, o fio que apresenta menor resistência elétrica é aquele feito de:
(A) tungstênio (B) alumínio (C) ferro (D) cobre (E) prata
8ª Questão
Os valores nominais de uma lâmpada incandes-cente, usada em uma lanterna, são: 6,0V; 20mA. Isso significa que a resistência elétrica do seu filamento é de:
(A) 150, sempre, com a lâmpada acesa ou apa-gada.
(B) 300, sempre, com a lâmpada acesa ou apa-gada.
(C) 300 com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.
(D) 300, com a lâmpada acesa e tem um valor bem menor quando apagada.
(E) 600, com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.
9ª Questão
O gráfico da figura 1 mos-tra como a resistividade de de-terminado material varia, con-forme a temperatura de um re-sistor é aumentada. Consi-dere desprezíveis as altera-ções nas dimensões do fio, dadas pela variação de
tem-peratura, e responda. Dos gráficos seguintes, aquele que pode representar a variação da potência elétrica dissipada por um fio resistivo cilíndrico, feito desse material e mantido sob uma diferença de potencial constante, é:
10ª Questão
Um dos hábitos de higiene que proporciona uma vida saudável é o banho diário. Na possibilidade de se utilizar um chuveiro elétrico, esse hábito pode-se tornar desagradável quando nos dias frios a água é pouco aquecida. Para melhorar o aquecimento sem alterar o fluxo de água e a posição da chave seletora, uma pessoa retira 1/6 do comprimento do resistor. Considerando que a tensão nos terminais do chu-veiro se mantém constante, é correto afirmar que a razão entre as potências antes e após a redução do comprimento do resistor é:
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11ª Questão
O conhecimento científico tem auxiliado a agricul-tura em sua busca por melhor produtividade e, por esse motivo, são pesquisadas muitas características físicas do solo úmido, como sua capacidade de
con-duzir eletricidade, uma característica física que está
associada:
(A) a resistência elétrica do solo. (B) a potência elétrica do solo. (C) a energia elétrica do solo.
(D) a tensão elétrica do solo. (E) ao magnetismo do solo.
12ª Questão
O chuveiro da casa de Cida tem uma potência de 4300W na posição inverno. Como estava quente, Cida mudou a posição do chuveiro para a posição ve-rão, alterando a resistência elétrica e a potência do chuveiro. Ao fazer isso, o chuveiro de Cida:
(A) teve a resistência aumentada e a corrente dimi-nuída.
(B) teve a resistência aumentada e a corrente tam-bém aumentada.
(C) teve a resistência diminuída e a corrente aumen-tada.
(D) teve a resistência diminuída e a corrente também diminuída.
13ª Questão
O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas amazônicas. Ele é capaz de produzir descargas elé-tricas elevadas pela ação de células musculares cha-madas eletrócitos. Cada eletrócito pode gerar uma di-ferença de potencial de cerca de 0,14V. Um poraquê adulto possui milhares dessas células dispostas em série que podem, por exemplo, ativar-se quando o peixe se encontra em perigo ou deseja atacar uma presa.
A corrente elétrica que atravessa o corpo de um ser humano pode causar diferentes danos biológicos, dependendo de sua intensidade e da região que ela atinge. A tabela indica alguns desses danos em fun-ção da intensidade da corrente elétrica.
Intensidade de
cor-rente elétrica Dano biológico
Até 10mA Apenas formigamento
De 10mA até 20mA Contrações musculares
De 20mA até 100mA Convulsões e parada
respiratória
De 100mA até 3,0A Fibrilação ventricular
Acima de 3,0A Parada cardíaca e
quei-maduras graves
(José Enrique R. Duran. Biofísica: fundamentos e aplicações, 2003. Adaptado.)
Considere um poraquê que, com cerca de 8000 eletrócitos, produza uma descarga elétrica sobre o corpo de uma pessoa. Sabendo que a resistência elétrica da região atingida pela descarga é de 6000 de acordo com a tabela, após o choque essa pessoa sofreria:
(A) parada respiratória. (B) apenas formigamento. (C) contrações musculares. (D) fibrilação ventricular. (E) parada cardíaca.
14ª Questão
Quando as fontes de tensão contínua que alimen-tam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desliga-das, elas levam normalmente certo tempo para atin-gir a tensão de U = 0V Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um re-lógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t = 0s Usando os va-lores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R = 0,50k para t = 400ms é igual a:
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15ª Questão
Para fazer o aquecimento de uma sala durante o inverno, uma família utiliza um aquecedor elétrico li-gado à rede de 120V A resistência elétrica de opera-ção apresentada por esse aquecedor é de 14,4. Se essa família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas, qual será o custo mensal cobrado pela com-panhia de energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kWh?
Considere o mês de 30 dias.
(A) R$ 15,00 (B) R$ 22,50 (C) R$ 18,30 (D) R$ 52,40 (E) R$ 62,80
16ª Questão
Uma vez que a produção de energia elétrica, em qualquer de suas modalidades, tem impactos ambi-entais, inovações que levem à diminuição do con-sumo de energia são necessárias. Assim, as antigas lâmpadas incandescentes vêm sendo substituídas por alternativas energeticamente mais eficientes. Na-quele tipo de lâmpada, a emissão de luz ocorre quando a temperatura de um filamento de tungstênio é elevada a valores entre 2700K e 3300K. Esse aquecimento ocorre como resultado da dissipação da energia dos elétrons ao serem transportados através do condutor. Aquecimento e emissão de radiação in-fravermelha consomem cerca de 90% da energia elé-trica fornecida para a lâmpada. Com base nesse co-nhecimento, considere a situação representada na tira a seguir.
Por que uma lâmpada incandescente de 100W a 110V como a usada pelo personagem da tira, queima quando ligada em uma rede de 220V?
(A) ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa quatro vezes maior.
(B) ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior.
(C) ao dobrar a corrente, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior.
(D) ao dobrar a corrente, a resistência da lâmpada cai à metade.
(E) ao dobrar a corrente, a potência da lâmpada cai à metade.
17ª Questão
A Companhia do Latão é um grupo de teatro influenciado pela obra de Bertolt Brecht cujas pe-ças criticam a sociedade atual. Os cenários são simples e des-pojados e dão margem à imagi-nação da plateia, fazendo-a cúmplice dos atores e, em mui-tas ocasiões, parte do espetá-culo. Na criação da atmosfera cênica na peça Ópera dos Vivos, a Companhia utilizou oito baldes plásticos vermelhos, cada um deles com uma lâmpada de
159W em seu interior. Se todas essas lâmpadas fos-sem mantidas acesas durante meia hora, ao longo da apresentação, a energia utilizada por elas seria, em watt-hora:
(A) 600 (B) 800 (C) 900 (D) 1200 (E) 1500
18ª Questão
Em uma empresa de computação gráfica, os pro-fissionais utilizam notebooks para a execução de seus trabalhos. No intuito de obter melhores ima-gens, eles conectam os notebooks em monitores de alta definição, os quais consomem 250W de potência cada um, ligados na rede elétrica de 125V Quatro desses monitores ficam ligados dez horas por dia cada um durante os vinte cinco dias do mês; o qui-lowatt-hora da distribuidora de energia elétrica custa R$ 0,50 já com os impostos. Os acréscimos na inten-sidade da corrente elétrica lançada ao recinto de tra-balho e na despesa de energia elétrica dessa em-presa nesse mês, apenas devido ao uso dos monito-res, devem ser, respectivamente, de
(A) 4,0A e R$ 120,00 (B) 4,0A e R$ 125,00 (C) 8,0A e R$ 125,00 (D) 8,0A e R$ 150,00 (E) 10ª e R$ 150,00
19ª Questão
Em uma residência com quatro pessoas, cada uma delas utiliza diariamente um chuveiro de 4800W ligado por 10 minutos durante o banho. Além disso, essa casa é iluminada por dez lâmpadas fluorescen-tes de 20W cada. Para que o consumo de energia dessas lâmpadas seja o mesmo do chuveiro em trinta
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dias, elas devem ficar ligadas continuamente du-rante:
(A) dois dias (B) cinco dias (C) quinze dias (D) vinte dias
20ª Questão
Nos anúncios da tevê:
“Somos lindos, sorridentes, Cabelos longos e radiosos...”
(Sísifo desce a montanha)
Affonso chegou em casa, acendeu uma lâmpada, cuja potência é de 60W, e, em seguida, ligou a tele-visão, cuja potência é de 90W. A lâmpada e a televi-são ficaram ligadas por uma hora. Com relação ao consumo de energia elétrica e à tensão elétrica nesse intervalo de tempo, é correto afirmar que: (A) o consumo da lâmpada é maior, mas a tensão
nos dois aparelhos é a mesma.
(B) tanto o consumo quanto a tensão na televisão são maiores.
(C) tanto o consumo quanto a tensão na lâmpada são maiores.
(D) o consumo na televisão é maior, mas a tensão nos dois aparelhos é a mesma.
21ª Questão
Ao entrar em uma loja de materiais de construção, um eletricista vê o seguinte anúncio:
Economize: Lâmpadas fluorescentes de 15W têm a mesma luminosidade (iluminação) que lâmpadas incandescentes de 60W de potência.
De acordo com o anúncio, com o intuito de eco-nomizar energia elétrica, o eletricista troca uma lâm-pada incandescente por uma fluorescente e conclui que, em uma hora, a economia de energia elétrica, em kWh, será de
(A) 0,015 (B) 0,025 (C) 0,030 (D) 0,040 (E) 0,045
22ª Questão
A favor da sustentabilidade do planeta, os apare-lhos que funcionam com eletricidade estão rece-bendo sucessivos aperfeiçoamentos. O exemplo mais comum são as lâmpadas eletrônicas que, utili-zando menor potência, iluminam tão bem quanto as lâmpadas de filamento. Então, analise as afirmativas: I. A corrente elétrica que circula nas lâmpadas
in-candescentes é menor do que a que circula nas lâmpadas eletrônicas.
II. Substituindo uma lâmpada incandescente por uma eletrônica, esta fica com a mesma ddp que aquela.
III. A energia dissipada na lâmpada incandescente é menor do que na lâmpada eletrônica.
Está(ão) correta(s)
(A) apenas I e II (B) apenas II (C) apenas I e III (D) apenas III. (E) I, II e III
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO Leia o texto:
No anúncio promocional de um ferro de passar roupas a vapor, é explicado que, em funciona-mento, o aparelho borrifa constantemente 20g de vapor de água a cada minuto, o que torna mais fácil o ato de passar roupas. Além dessa explicação, o anúncio informa que a potência do aparelho é de 1440W e que sua tensão de funcionamento é de 110V.
23ª Questão
Bruno comprou um desses ferros e, para utilizá-lo, precisa comprar também uma extensão de fio que conecte o aparelho a uma única tomada de 110V dis-ponível no cômodo em que passa roupas. As cinco extensões que encontra à venda suportam as inten-sidades de correntes máximas de 5,0A, 10A, 15A, 20A e 25A, e seus preços aumentam proporcional-mente às respectivas intensidades. Sendo assim, a opção que permite o funcionamento adequado de seu ferro de passar, em potência máxima, sem dani-ficar a extensão de fio e que seja a de menor custo para Bruno, será a que suporta o máximo de: (A) 5,0A (B) 10A (C) 15A (D) 20A (E) 25A
24ª Questão
No reservatório de um vapo-rizador elétrico são colocados 300g de água, cuja temperatura inicial é 20°C. No interior desse reservatório encontra-se um re-sistor de 12 que é percorrido
por uma corrente elétrica de intensidade 10A quando o aparelho está em funcionamento. Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia tér-mica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vapori-zar 1/3 da massa de água colocada no reservatório deve ser de:
Adote: 1,0cal = 4,2J
Calor específico da água igual a 1,0cal/g°C; Calor latente de vaporização da água igual a
540cal/g; P = 1,0atm
(A) 3,0min 37s (B) 4,0min 33s (C) 4,0min 07s (D) 36min 10s (E) 45min 30s
