Resolução do Exame de Física da 10ª Classe 1ª Época do ano de 2019
1. Assinale com V, as afirmações verdadeiras e com F, as falsas.
A figura 1 mostra um electroscópio de folhas inicialmente neutro do qual se aproxima um bastão electrizado com carga de sinal desconhecido. Observa-se que com a aproximação do bastão, as folhas do electroscópio se abrem. Nesse caso, pode-se dizer que…
A. A carga do bastão é positiva.
B. A carga das folhas é negativa.
C. Com a aproximação do bastão, alguns protões são atraídos das folhas para o botão do electroscópio.
Resolução
Inicialmente o electroscópio encontra-se no estado neutro, isso quer dizer que inicialmente o número de electrões é igual ao número de protões.
Visto que um electroscópio só tem a capacidade de diferenciar carga positiva e negativa se ele estiver carregado, então quando electroscópio está carregado com carga positiva, e aproximamos um bastão de carga positiva, as cargas negativas da folha migram para a esfera (botão) conforme ilustra a figura, deixando as folhas ainda mais positivas e fazendo com que a separação (abertura) delas aumente.
Alínea A).
Leia Sobre: Funcionamento de Electroscópio
2. O gráfico da figura 2 representa a intensidade da corrente eléctrica em um fio condutor, em função do tempo. Qual é, em Coulombs, a carga eléctrica que passa por uma secção recta do condutor nos primeiros 0,5 segundos?
Resolução
O gráfico da corrente em função do tempo dado, ilustra que a corrente é constante, isso quer dizer que para qualquer intervalo de tempo entre 0 à 1 segundo a corrente será 4 A, repare que o tempo dado é 0,5 segundos, e esse tempo pertence a esse intervalo, então a corrente será de 4 A, dessa forma termos os seguintes dados: I = 4 A e t = 0,5 s.
Leia Sobre: Intensidade da Corrente Eléctrica
3. A figura 3 representa um circuito eléctrico. Determine, em unidades SI, a:
a) Resistência equivalente;
b) Diferença de potencial entre os pontos A e B.
Resolução
O circuito eléctrico dado é uma associação em série, e a sua resistência equivalente é dado pela soma algébrica das resistências de cada resistor. Também de notar que nesse tipo de associação a corrente total é a mesma que circula em cada resistência, como efeito, em cada resistência há uma queda de tensão, sendo que a soma de cada queda de tensão é igual a tensão total da associação. São os dados desse exercício.
a) Resistência equivalente
b) Diferença de potencial entre os pontos A e B.
Primeiros vamos calcular a corrente total (IT) do circuito. Uma vez que numa associação em série a corrente é igual em todas as resistências, teremos:
Leia Sobre: Associação de Resistências em Série
4. O gráfico representado na figura 4, mostra a variação da corrente eléctrica que percorre um condutor, em função da diferença de potencial aplicada entre os seus extemos. Determine, em unidades SI, a (0):
a) Resistência eléctrica do condutor;
b) Potência dissipada no condutor quando a corrente que o atravessa é de 10 A;
c) Energia dissipada no condutor em 1,5 minutos quando se aplica uma tensão de 6 volts entre os seus extremos.
Resolução
O gráfico UxI, é uma linha recta, isso quer dizer que é um condutor ohmico constante, ou seja, a resistência eléctrica será sempre constante, independentemente da tensão que for aplicada nos seus terminais, portanto, para calcular a resistência, pode-se pegar qualquer dos pontos.
a) Resistência eléctrica do condutor
b) Potência dissipada no condutor quando a corrente que o atravessa é de 10 A
Uma vez que a resistência é sempre constante, independentemente da tensão ou corrente que será aplicada, a resistência será sempre igual, nesse caso a nossa resistência vele 10 Ω, dessa forma fica:
c) Energia dissipada no condutor em 1,5 minutos quando se aplica uma tensão de 6 volts entre os seus extremos.
Olhando o gráfico, não temos um ponto em que a tensão é 6 volts (U = 6 V), consequentemente não temos a corrente correspondente, mas existe um dado que sempre é constante, independentemente do valor da tensão ou corrente, esse dado é a resistência, que vale 10 Ω, dessa forma já temos dois dados: U = 6 V e R = 10 Ω, com esses dados podemos determinar o valor da corrente quando a tensão é 6 volts, assim fica:
5. A figura 5 representa um ponto P nas proximidades de um íman em forma de barra. Sabendo que N corresponde ao pólo Norte da bússola e S ao pólo Sul, qual será a orientação de uma agulha magnética colocada no ponto P?
Resolução
De acordo com as propriedades magnéticas dos ímanes, sabe-se que os pólos de mesmo nome repelem-se e os de nomes diferentes se atraem, sendo assim, a seguinte configuração da bússola:
Alínea B).
6. Indique a alternativa que melhor completa a afirmação seguinte:
A história experiência de Oersted, que unificou a electricidade e o magnetismo, pode ser realizada por qualquer pessoa, bastando para tal que ela disponha de uma pilha comum de lanterna, de um fio eléctrico e de um (uma)…
A. Electroscópio B. Interruptor C. Lâmpada D. Bússola
Resolução
Alínea D).
6. A figura 6 representa uma onda mecânica que se propaga num dado meio. Determine, em unidades SI, a:
a) Amplitude;
b) Velocidade de propagação da onda se seu período é de 0,4 s.
Resolução
a) Amplitude
Amplitude é a distância máxima desde o ponto de equilíbrio, até uma das suas extremidades (vale ou crista), dessa forma temos:
A = 15 cm = 0,15 m
b) Velocidade de propagação da onda se seu período é de 0,4 s.
Primeiramente vamos determinar qual é o comprimento da onda, tendo que conta que nessa distância de 50 m, realiza 2,5 voltas completas, dessa forma fica:
7. Uma partícula oscila ao longo do eixo oy com movimento harmónico simples, de acordo com o gráfico representado na figura 7. Determine, em unidades SI, o (a):
a) Período;
b) Frequência.
Resolução
a) Período
Num intervalo de tempo t = 0,3 s, a partícula realiza 1 volta e meia, ou seja, n = 1,5 volta, dessa forma fica:
b) Frequência.
A frequência é o inverso do período, portanto, teremos:
9. O gráfico da figura ilustra o movimento de um ponto material em movimento. Determine, em unidades SI, a:
a) Velocidade inicial do movimento;
b) Aceleração do movimento.
Resolução
Uma vez que o gráfico vxt ilustra uma função linear positiva, então estamos perante ao MRUA, dessa forma conclui-se que a tanto a velocidade e aceleração serão positivas.
a) Velocidade inicial do movimento
A velocidade inicial, é a velocidade com que o móvel inicia o movimento, nesse caso a v0 = 20 m/s.
b) Aceleração do movimento.
10. Um corpo é largado do alto de uma torre de 125 m de altura em relação ao solo. Qual é, em unidades SI, o (a):
a) Tempo gasto para atingir o solo?
b) Velocidade do corpo ao atingir o solo?
(use g = 10 m/s2)
Resolução
Ao largar o corpo de uma determinada altura a sua velocidade inicial é 0 m/s, e essa velocidade vai aumentando em função do tempo que a queda levar, portanto, é um caso de uma queda livre, dessa forma as equações são do MRUA.
a) Tempo gasto para atingir o solo?
b) Velocidade do corpo ao atingir o solo?
