Prévia do material em texto
Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 112 Questão 07 No circuito ao lado, sabendo que a corrente no resistor de 3 vale i = 2A e que o capacitor encontra-se plenamente carregado, determine: a) A corrente i. b) A ddp U entre os terminais do capacitor c) A carga armazenada pelo capacitor. 3F 22 5 3 2A R i Questão 08 No circuito abaixo, determine a carga do capacitor: 2F 4 3 2 4 4 60V Questão 09 (UFC 2002) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 F. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos três capacitores é, em F: a) 8 b) 6 c) 4 d) 2 e) 1 Questão 10 Dados três capacitores iguais, de capacidade C cada um, vamos associá-los em série e depois em paralelo. Se aplicarmos uma ddp U na associação paralela, qual deve ser a ddp na associação em série para que ambas associações tenham a mesma carga elétrica: a) U / 9 b) U / 3 c) U d) 3U e) 9U Questão 11 No circuito a seguir, determine a tensão e a carga armazenada em cada capacitor. 6F 3F 5F 42 V3 Questão 12 No circuito abaixo, determine: 12V 12F 4F C1 C2 5 736V A B a) A corrente no circuito. b) A carga em cada capacitor c) A ddp Uab entre os pontos A e B Questão 13 No circuito abaixo, determine a carga armazenada em cada capacitor: 2F 4F 5 36V 3F Questão 14 No circuito abaixo, determine: 760V B A 8F 4F 4F 12V 7 7 a) Determine a carga em cada capacitor. b) Determine a ddp Uab entre os pontos A e B. Questão 15 Determine a carga armazenada em cada capacitor no circuito abaixo : 32V 12F 3 40V5 6F Questão 16 Três capacitores iguais, C1, C2 e C3 estavam inicialmente descarregados e foram estão associados conforme o circuito abaixo: C1 C2 C3 Sendo Q1, Q2 e Q3 as suas respectivas cargas armazenadas, é correto afirmar que: a) Q1 = Q2 = Q3 b) Q1 = Q2 Q3 c) 2.Q1 = Q2 + Q3 d) Q1 = Q2 + Q3 e) Q1 = Q3 Q2 Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 113 Questão 17 No esquema está representado um circuito com uma bateria e cinco capacitores idênticos. De acordo com as ligações do esquema, o capacitor que está com maior carga elétrica é o: a) C1 b) C2 c) C3 d) C4 e) C5 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 Questão 18 Na figura, apenas o capacitor de 5 F encontra-se inicialmente carregado com carga q = 30 C. Fechando-se a chave do circuito, o prof Renato Brito pede para você determinar: 5uF 3 2uF 3uF q a) a carga final adquirida por cada capacitor; b) a ddp final entre as placas dos capacitores. c) a energia dissipada no resistor durante esse processo. Dica: veja questão 7 de classe. Questão 19 Dois condensadores (capacitores) , C1 = 20 F e C2 = 30 F, são individualmente carregados através de duas baterias de 20 V e 10 V, respectivamente. Em seguida, os capacitores são ligados entre si conforme cada um dos esquemas abaixo. Calcule a ddp final entre os pontos A e B: C1 C2 + + ++ - - - - A B C1 C2 + + - - A B ++ -- Montagem 1 Montagem 2 a) Caso seja feita a montagem 1; b) Caso seja feita a montagem 2. Dica: veja questão 7 de classe. Questão 20 (Mack-SP) No circuito representado a seguir, o gerador de força eletromotriz 10V é ideal e todos os capacitores estão inicialmente descarregados. Giramos inicialmente a chave ch para a posição (1) e esperamos até que o capacitor de 8F adquira carga máxima. A chave Ch é então girada para a posição (2). A nova diferença de potencial entre as armaduras do capacitor de 8F será igual a: a) 8 V b) 6 V c) 5 V d) 4 V e) zero. 3 uFch 6 uF 10 V 8uF 1 2 Dica: veja questão 7 de classe. Questão 21 Todo material condutor possui uma capacitância, podendo, assim, ser um capacitor. Considere duas esferas condutoras de raios diferentes, apoiadas sobre suportes isolantes e conectadas por um fio condutor fino, como mostra a figura. A capacitância da esfera A vale CA = 4 x10 12 F e a capacitância da esfera B é CB = 2 x 10 12 F. Uma carga total igual a Q = + 3,0 x 1011C está distribuída sobre as duas esferas, que se encontram conectadas por um fio de cobre. Esfera A Esfera B C A C B Nestas condições, as cargas nas esferas A e B são, respectivamente, a) QA = +1,5 x 10 11 C e QB = +1,5 x 10 11 C b) QA = +2,0 x 10 11 C e QB = +1,0 x 10 11 C c) QA = +1,0 x 10 11 C e QB = +2,0 x 10 11 C d) QA = +4,0 x 10 11 C e QB = -1,0 x 10 11 C Questão 22 Seja um capacitor de capacitância C = 20F, composto por um par de placas quadradas de lado L, distanciadas entre si em uma distância D. O meio entre as placas é porcelana, cuja constante dielétrica vale k = 5. Se o prof Renato Brito retirar toda a porcelana da região entre as placas (deixando o vácuo), duplicar o lado L das placas desse capacitor, reduzir a distância entre as placas à 1/3 da distância inicial , a capacitância passará a valer: a) 48 F b) 16 F c) 80 F d) 15 F e) 60F Questão 23 Seja Co a capacitância de um condensador a vácuo. Se a região entre as placas do capacitor for completamente preenchida por um isolante de constante dielétrica K, a capacitância do condensador passará a valer C, tal que: a) C = Co b) C = K C o c) C = 2 o K C d) C = K.Co Questão 24 Dois condensadores iguais, a vácuo (k = 1) , estão associados em paralelo. A capacitância dessa associação é de 30 F. Supondo agora que esses condensadores sejam ligados em série e mergulhados num líquido dielétrico (isolante) de constante dielétrica k = 6, qual a capacitância final dessa nova associação ? Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 114 Questão 25 Um capacitor de armaduras planas e paralelas é carregado por uma bateria. Em seguida, a bateria é desligada e o espaço entre as armaduras é preenchida com um isolante. Com isso, pode-se afirmar que: a) a ddp entre as placas aumenta; b) a carga elétrica do capacitor aumenta c) a intensidade do campo elétrico entre as placas diminui d) a energia armazenada no capacitor aumenta e) a energia armazenada no capacitor não se altera. Questão 26 Você sabia que, ao usar o teclado de um computador, na verdade você está pressionando plaquinhas de capacitores ? O texto a seguir fala mais sobre essa interessante aplicação dos capacitores no nosso cotidiano: as chaves capacitivas. “Uma placa metálica ligada a cada tecla atua como a placa superior de um capacitor (veja figura). Quando a tecla é pressionada, a distância entre as suas placas é reduzida, aumentando-se a capacitância do capacitor. O circuito do computador é, então, disparado para registrar e processar o sinal.” Fonte: Paul Tipler – Física – 4ª edição- Editora LTC Admita que um desses capacitores esteja permanentemente ligado a uma bateria de 12 V e que, quando a sua respectiva tecla é pressionada, a distância d entre suas placas diminua 20%. Isso implica que: a) a carga armazenada nesse capacitor aumenta 25 %; b) o campo elétrico entre as placas desse capacitor aumenta 80 %; c) a capacitância desse capacitor aumenta 60 %; d) a energia armazenada nesse capacitor aumenta 40 %; e) a ddp entre os terminais desse capacitor diminui 25 %. Questão 27 Um capacitor de capacitância C foi carregado até atingir uma carga Qo. Em seguida, foi conectado a um conjunto de resistores RA, RB e RC em série, como mostra a figura a seguir. Fechando-se a chave, o capacitor se descarrega através dos resistores,dissipando toda a sua energia armazenada em efeito joule através dos resistores. Determine a energia dissipada em cada resistor. RA RBC RC ++ ++ -- -- Qo Questão 28 (Unicamp 2014) O sistema de imagens street view disponível na internet permite a visualização de vários lugares do mundo através de fotografias de alta definição, tomadas em 360 graus, no nível da rua. a) Em uma câmera fotográfica tradicional, como a representada na figura abaixo, a imagem é gravada em um filme fotográfico para posterior revelação. A posição da lente é ajustada de modo a produzir a imagem no filme colocado na parte posterior da câmera. Considere uma câmera para a qual um objeto muito distante fornece uma imagem pontual no filme em uma posição p’ = 5 cm. O objeto é então colocado mais perto da câmera, em uma posição p = 100 cm, e a distância entre a lente e o filme é ajustada até que uma imagem nítida real invertida se forme no filme, conforme mostra a figura. Obtenha a variação da posição da imagem p’ decorrente da troca de posição do objeto. b) Nas câmeras fotográficas modernas, a captação da imagem é feita normalmente por um sensor tipo CCD (Charge Couple Devide). Esse tipo de dispositivo possui trilhas de capacitores que acumulam cargas elétricas proporcionalmente à intensidade da luz incidente em cada parte da trilha. Considere um conjunto de 3 capacitores de mesma capacitância C = 0,6 pF, ligados em série conforme a figura ao lado. Se o conjunto de capacitores é submetido a uma diferença de potencial V = 5,0 V, qual é a carga elétrica total acumulada no conjunto? Questão 29 – (Medicina Christus) Observando a figura abaixo, o capacitor é carregado com a chave do lado esquerdo fechada e a do lado direito aberta. Após o carregamento, a chave do lado esquerdo é aberta e, para lançar a energia acumulada no capacitor (desfibrilador) no paciente, a chave do lado direito é fechada. Uma bateria ou outra fonte de energia elétrica V carrega o banco de capacitores C quando a chave de carga é fechada. Quando os capacitores estão carregados, a chave de carga é aberta e a chave de descarga é fechada. O capacitor realiza uma rápida e intensa descarga da energia armazenada no peito do paciente. Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 115 Usando o esquema mostrado, em uma determinada ocorrência, com o capacitor totalmente carregado, 500 J de energia foram suficientes para reanimar o paciente. Dessa forma, a quantidade de carga que ainda permaneceu no capacitor foi de a 0,2 C. b) 0,4 C . c) 0,5 C. d) 0,6 C. e) 0,8 C. Questão 30 – Medicina Christus 2013 Numa determinada situação de emergência, um condensador é carregado a uma diferença de potencial de cerca de 5.000 volts. O capacitor é então totalmente descarregado em alguns milésimos de segundo no peito do enfermo a ser reanimado. Sabendo que a capacitância do condensador vale 20 F, a energia (em joules) liberada nessa descarga elétrica estará no intervalo entre: a) 93 – 160. b) 126 – 170. c) 144 – 194. d) 155 – 180. e) 194 – 253. Questão 31 O circuito da figura é constituído por um condensador de 10F, eletrizado com 400 C , um resistor de 10 e uma chave aberta. A chave ch é fechada e, logo após, é aberta. Nesse intervalo de tempo, a energia dissipada em calor no resistor é de 6.103 J. A carga que restará no capacitor será: a) 50 C b) 100 C c) 150 C d) 200 C e) 250 C C = 10F + + - - 10 ch Hora de Revisar Hora de Revisar Questão 01 Observa-se que um bloco, de massa m, desliza para baixo, com velocidade constante, quando abandonado em um plano inclinado cujo ângulo de inclinação é . A força de atrito cinético que o plano exerce no bloco vale: a) zero b) mg c) mg sen d) mg tg e) mg cos Questão 02 Suponha que o mesmo bloco da questão anterior fosse lançado, para cima, ao longo do mesmo plano inclinado. O valor da aceleração do bloco, neste movimento, seria: a) zero b) g c) g sen d) 2g sen Questão 03 Um bloco está em repouso sobre um plano inclinado (veja figura) , Se o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é e = 0,70 e o peso do bloco é p = 100 N, a força de atrito no bloco vale: a) 70 N b) 60 N c) 100 N d) 50 N e) 110 N Questão 04 Se O bloco da questão anterior estiver subindo o plano em velocidade constante, puxado por uma força F paralela ao plano, concluímos que o módulo de F deverá ser (considere c = 0,50): a) 50 N b) 100 N c) 60 N d) 93 N e) 43 N Questão 05 Duas esferas, A e B, de materiais diferentes e de mesmo volume, ligadas entre si por um fio fino e inextensível de massa desprezível, flutuam em água (densidade igual a 1g/cm3) como indicado na figura. Sabendo-se que a tensão de ruptura do fio é de 0,1N , e que a densidade da esfera A é 0,8 g/cm3, podemos afirmar que o volume máximo que as esferas podem ter para que o fio não quebre vale: a) 30 cm3. b) 10 cm3. c) 50 cm3. d) 40 cm3. e) 20 cm3. Questão 06 Um garoto, que se encontra em repouso, faz girar, com velocidade constante, uma pedra de massa m presa a um fio ideal. Descrevendo uma trajetória circular de raio R num plano vertical, essa pedra dá diversas voltas, até que, em um dado instante, o fio arrebenta e ela é lançada horizontalmente, conforme ilustra a figura a seguir. Sujeita apenas à aceleração da gravidade g, a pedra passou, então, a descrever uma trajetória parabólica, percorrendo uma distância horizontal x equivalente a 4R. A tração experimentada pelo fio toda vez que a pedra passava pelo ponto onde ele se rompeu era igual a a) mg b) 2 mg c) 3 mg d) 4 mg Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 116 Questão 07 Uma criança se balança em um balanço, como representado esquematicamente na figura a seguir. Assinale a alternativa que melhor representa a aceleração a da criança no instante em que ela passa pelo ponto mais baixo de sua trajetória. a) b) c) d) e) Questão 08 Para facilitar a movimentação vertical de motores pesados em sua oficina, um mecânico montou a associação de roldanas mostrada de forma simplificada na figura. Todos os fios, roldanas, os ganchos 1 e 2 e a haste horizontal têm massas desprezíveis. Um motor de peso P será pendurado no gancho 1 e um contrapeso, de peso P / 5, é permanentemente mantido na posição indicada na montagem. O motor permanecerá em repouso, sem contato com o solo, se no gancho 2, preso no contrapeso, for pendurado outro corpo de peso: a) P 2 b) P 4 c) P 8 d) P 10 e) P 20 . Questão 09 Uma esfera de raio = 0,500 m, com distribuição homogênea de massa flutua com 3/4 de seu volume submerso em água, conforme ilustração seguinte. A massa da esfera, em kg, e igual a a) 750 b) 500 c) 250 d) 125 Questão 10 Um aluno de engenharia pretende determinar a densidade de um corpo maciço e realiza uma experiência que consiste, inicialmente, em suspender o corpo, em uma das extremidades de uma balança de braços iguais, com uma massa de 100 gramas, conforme figura 1. A seguir ele coloca o corpo dentro de uma vasilha com água, cuja densidade é de 1,0 g/cm3, e a equilibra com uma massa de 60 gramas (figura 2). O valor encontrado da densidade do corpo, em g/cm3, é igual a a) 8,75. b) 7,50. c) 6,75 d) 3,50. e) 2,50. Questão 11 - UFJF 2011 O olho mágico é um dispositivo óptico de segurança residencial constituído simplesmente de uma lente esférica. Quando um visitante está a 0,5 m da porta,esse dispositivo óptico forma, para o observador, no interior da residência, uma imagem três vezes menor e direita do rosto do visitante. É correto afirmar que a distância focal e o tipo da lente que constituem o olho mágico são, respectivamente: a) 0,5 m, divergente. b) 0,25 m, divergente. c) +0,25 m, convergente. d) +0,5 m, convergente. e) 0,25 m, convergente. Questão 12 - UFPR 2012 Um perito munido de uma lupa analisa uma impressão digital. Sua lupa é constituída por uma lente convergente com distância focal de 10 cm. Ao utilizá-la, ele vê a imagem virtual da impressão digital aumentada de 10 vezes em relação ao tamanho real. Com base nesses dados, assinale a alternativa correta para a distância que separa a lupa da impressão digital. a) 9,0 cm. b) 20,0 cm. c) 10,0 cm. d) 15,0 cm. e) 5,0 cm. Questão 13 Um aluno possui hipermetropia e só consegue ler se o texto estiver a pelo menos 1,5 m de distância. Qual deve ser a distância focal da lente corretiva para que ele possa ler se o texto for colocado a 25 cm de seus olhos? a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm