Resolução do Exame de Física da 12ª Classe do ano de 2021 – 1ª época

Resolução do Exame de Física da 12ª Classe do ano de 2021 – 1ª época

Parte 2 – Questões 9 à 16

9. Qual é, em m/s, o valor da velocidade de um objecto de 0,5 kg que cai a partir do repouso, de uma altura igual a 5 metros do solo? (Use: g = 10 m/s²)

A. 2           B. 5        C. 10         D. 20

Resolução

Ora bem, se o objecto cai de uma determinada altura, a partir do repouso, isso significa que a sua velocidade inicial é 0, ou seja, v₀ = 0 m/s, e por estar caindo a velocidade acaba tendo o mesmo sentido que a força de gravidade, dessa forma, estamos perante a uma representação do MRUA, esquematizando tem-se:

Não temos o valor de tempo, dessa forma vamos calcular o tempo, usando a equação de altura, dessa forma tem-se:

Encontrado o valor de tempo que é 1 s, vamos substituir na equação da velocidade para determinarmos o valor da velocidade, dessa maneira resulta em:

Alínea C).

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10. A figura representa dois objectos idênticos, de massas m₁ = m₂ = m, que colidem frontalmente e após a colisão, movem-se juntos. Qual é, em m/s, a velocidade do conjunto após a colisão?

A. 3          B. 5         C. 7           D.  9

Resolução

Para resolvermos esse exercício vamos porém adoptar um sentido de movimento para representar o movimento, isto é, a velocidade de cada objecto. Tendo em conta que após a colisão movem-se juntos é uma colisão, então terão a mesma velocidade após a colisão e nesse caso é uma inelástica, esquematizando tem-se:

Chegado a esse ponto, a velocidade que tiver o mesmo sentido que V será positiva, caso contrário será negativa, nesse caso v1 é positiva enquanto v2 é negativa pois tem sentido contrário a V.

Alínea A).

11. Duas cargas eléctricas no vácuo, separadas 0,05 m uma da outra, sofrem uma acção de uma força de repulsão. Sabendo que Q₁ = 10∙10^-6 C e Q₂ = 2∙10^-6 C, qual é, em Newton, o valor desta força? (K₀ = 9∙10⁹ N∙m/C²)

A 62            B 72            C 82         D 92

Resolução

Se existe a força de repulsão entre as duas cargas, então as cargas são do mesmo sinal. Estamos perante a um problema da Lei de Coulomb, e a sua resolução, centra-se na sua lei que diz: A força electroestática entre duas cargas eléctricas, é directamente proporcional ao produto do módulo das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

Bem dispomos de todos os dados necessários para calcularmos essa força, os dados são:

Alínea B).

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12. Qual é, em N/C, o valor do campo eléctrico criado por uma carga eléctrica Q = 3∙10^-6 C que dista 0,3 m de um ponto P? (K₀ = 9∙10⁹ N∙m/C²)

A  1∙10⁵       B 2∙10⁵       C 3∙10⁵          D 4∙10⁵

Resolução

Toda carga eléctrica cria ao seu redor um campo eléctrico, sendo este campo a região no espaço onde se fazem sentir as interacções eléctricas, com os dados acima, podemos resolver esse problema de seguinte forma:

Alínea C).

13. O gráfico representa a intensidade do campo eléctrico, originado por uma carga pontual fixa no vácuo em função da distância. Qual é, em Coulomb, o valor da carga que origina o campo? (K₀ = 9∙10⁹ N∙m/C²)

A  2∙10^-5

B  4∙10^-5

C  6∙10^-5

D 8∙10^-5

Resolução

O campo eléctrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância, nesse caso com os dados do gráfico temos a seguinte resolução:

Alínea B).

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14. Aplicando a 1ª Lei de Kirchhoff pode-se concluir que I₁ é igual a…

A  15 A

B  10 A

C  5 A

D  3 A

Resolução

A Lei de Kirchhoff, é umas leis mais importante no ramo da electricidade, e a sua 1ª lei, também chamada da Lei das Correntes diz que: A quantidade de corrente que entram num nó, é igual a quantidade de correntes que saem desse mesmo nó.

Portanto, temos de identificar na figura quais as correntes estão a entrar e quais estão a sair, só assim iremos resolver o exercício em questão.

Apenas a corrente de 10 A é que está a entrar no nó, as restantes, estão a sair, dessa forma fica:

10 = 5 + 2 + I₁

I₁ = 10 – 5 – 2

I₁ = 3 A

Alínea D).

15. O esquema da figura, representa um circuito eléctrico. Qual é, em Ohm, a resistência total do circuito?

A  8

B  7

C  6

D  5

Resolução

A figura representa uma associação mista, onde as resistências 1 e 2 estão em paralelo e as restantes em série, portanto para a sua resolução, resolvamos em parte, primeiro as que estão em paralelo (R_P), depois as série (R_S) e no final somamos as duas resistências, dessa forma fica:

Alínea A).

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16. Uma carga eléctrica pontual de 1∙10^-5 C passa com uma velocidade de 2,5 m/s perpendicularmente ao campo de indução magnética. Qual é, em Tesla, o valor deste campo se a força for de 5∙10^-4 N?

A  30         B 20           C 8             D 2

Resolução

Se uma carga eléctrica passa de forma perpendicular, isso quer dizer que faz um ângulo se 90º graus com o campo de indução magnética, assim sendo o coeficiente de correcção é 1, pois o ângulo formado é de 90º e seno de 90º corresponde a 1, ou sejam sen(90º) = 1, dessa forma temos:

Alínea B).