DISCIPLINA
Física III
2º
ANO
ENSINO
MÉDIO
1º
SEMESTRE
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
ALUNO(A)
01. Modelos elétricos são frequentemente utilizados para
explicar a transmissão de informações em diversos
sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por
exemplo, é composto por neurônios (figura 1), células
delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que
separa o meio intracelular do meio extracelular. A parte
interna da membrana é negativamente carregada e a parte
externa possui carga positiva (figura 2), de maneira
análoga ao que ocorre nas placas de um capacitor.
Nº
TURMA TURNO
Manhã
DATA
/
/
02. Em uma aula de laboratório de Física, para estudar
propriedades de cargas elétricas, foi realizado um
experimento em que pequenas esferas eletrizadas são
injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo,
onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e
sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se
que, com campo elétrico de módulo igual a 2  103 V / m,
uma das esferas, de massa 3,2  1015 kg, permanecia
com velocidade constante no interior da câmara. Essa
esfera tem:
Note e adote:
- c arga do elétron  1,6  1019 C
- c arga do próton  1,6  1019 C
- aceleração local da gravidade  10 m / s2
a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.
A figura 3 representa um fragmento ampliado dessa
membrana, de espessura d, que está sob ação de um campo
elétrico uniforme, representado na figura por suas linhas de
força paralelas entre si e orientadas para cima. A diferença de
potencial entre o meio intracelular e o extracelular é V.
Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de
potássio K  , indicado na figura 3, sob ação desse campo
elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica cujo módulo pode
ser escrito por:
a) e  V  d
b)
03. O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas
amazônicas. Ele é capaz de produzir descargas elétricas
elevadas pela ação de células musculares chamadas
eletrócitos. Cada eletrócito pode gerar uma diferença de
potencial de cerca de 0,14 V. 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.
ed
V
V d
e
e
d)
V d
eV
e)
d
c)
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 função da intensidade da corrente elétrica.
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
intensidade de corrente
dano biológico
elétrica
Até 10 mA
apenas formigamento
De 10 mA até 20 mA
contrações musculares
convulsões
e
parada
De 20 mA até 100 mA
respiratória
De 100 mA até 3 A
fibrilação ventricular
parada cardíaca e queimaduras
acima de 3 A
graves
05. Para fazer o aquecimento de uma sala durante o
inverno, uma família utiliza um aquecedor elétrico ligado à
rede de 120 V. A resistência elétrica de operação
apresentada por esse aquecedor é de 14,4 Ω. Se essa
família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas,
qual será o custo mensal cobrado pela companhia de
energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kW  h?
Considere o mês de 30 dias.
(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 Ω, 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.
04. Quando as fontes de tensão contínua que alimentam
os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas
levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de
U  0 V. Um estudante interessado em estudar tal
fenômeno usa um amperímetro e um relógio para
acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo
circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser
desligada em t  0 s. Usando os valores de corrente e
tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a
diferença de potencial sobre o resistor R  0,5 kΩ para
t  400 ms é igual a:
a) R$ 15,00.
b) R$ 22,50.
c) R$ 18,30.
d) R$ 52,40.
e) R$ 62,80.
06. Durante uma experiência em um laboratório de física,
um balão (desses usados em festas de aniversário) cheio
de ar, de massa total m = 1 g, carregado eletricamente
com uma carga q negativa, flutua estaticamente numa
região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme
na direção vertical e no sentido de cima para baixo.
Desprezando-se o empuxo sobre o balão e considerando
que a aceleração gravitacional local é g = 10 m/s 2 e que o
valor do campo elétrico é de 50 N/C, pode-se afirmar que a
carga elétrica do balão é de:
a) 200 μC
b) 2 mC
c) 2  101 C
d) 5 mC
e) 5 μC
07. A tecnologia dos aparelhos eletroeletrônicos está
baseada nos fenômenos de interação das partículas
carregadas com campos elétricos e magnéticos. A figura
representa as linhas de campo de um campo elétrico.
a) 6 V.
b) 12 V.
c) 20 V.
d) 40 V.
e) 60 V.
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
Assim, analise as afirmativas:
I. O campo é mais intenso na região A.
II. O potencial elétrico é maior na região B.
III. Uma partícula com carga negativa pode ser a fonte desse
campo.
III. O campo elétrico na parte exterior da esfera tem direção
perpendicular à superfície desta.
IV. A superfície da esfera, na situação descrita, apresenta o
mesmo potencial elétrico em todos os pontos.
V. A carga elétrica acumulada na esfera é positiva, pois lhe
foram transferidas cargas positivas.
Está(ão) correta(s):
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas II e III.
e) I, II e III.
Está correto o que se afirma em:
a) I apenas.
b) I e II apenas.
c) I, II e III apenas.
d) I, II, III e IV apenas.
e) I, II, III, IV e V.
08. Uma pequena esfera de peso 6,0  103 N e carga elé-
11. Duas esferas isolantes, A e B, possuem raios iguais a
RA e RB e cargas, uniformemente distribuídas, iguais a Q A
e QB, respectivamente. Sabendo-se que 5QA = 2QB e ainda
que 10RA = 3RB, qual a relação entre suas densidades
volumétricas de cargas ρA / ρB ?
a) 100/9
b) 15/8
c) 200/6
d) 400/27
e) 280/9
trica 10,0  106 C encontra-se suspensa verticalmente
por um fio de seda, isolante elétrico e de massa desprezível. A esfera está no interior de um campo elétrico
uniforme de 300 N / C, orientado na vertical e para baixo.
Considerando que a carga elétrica da esfera é,
inicialmente, positiva e, posteriormente, negativa, as
forças de tração no fio são, respectivamente:
a) 3,5  103 N e 1,0  103 N
b) 4,0  103 N e 2,0  103 N
c) 5,0  10
3
d) 9,0  10
3
N e 2,5  10
3
N e 3,0  10
3
N
N
e) 9,5  103 N e 4,0  103 N
09. Analise as proposições relacionadas às linhas de
campo elétrico e às de campo magnético.
I. As linhas de força do campo elétrico se estendem
apontando para fora de uma carga pontual positiva e para
dentro de uma carga pontual negativa.
II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem
nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que
ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam
os campos elétricos.
III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou
das linhas de campo magnético indica, qualitativamente,
onde a intensidade do respectivo campo é maior.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa II é verdadeira.
c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
10. Durante uma experiência didática sobre eletrostática,
um professor de Física eletriza uma esfera metálica oca
suspensa por um fio isolante. Na sequência, faz as
seguintes afirmações:
I. A carga elétrica transferida para a esfera se distribui na
superfície externa desta.
II. O campo elétrico no interior da esfera é nulo.
12. Projeta-se um futuro em que as roupas virão com
circuitos eletrônicos embutidos para desempenhar
funções como regulação de temperatura, celulares,
sensores de presença, entre outros. Mas, como qualquer
equipamento elétrico, uma necessidade fundamental é a
alimentação de energia. Suponha um cientista que criou
uma roupa elétrica para praticantes de luta. A bateria
dessa roupa é ligada a um tecido repleto de transdutores
piezoelétricos, que são dispositivos que, basicamente,
convertem energia mecânica em energia elétrica.
Supondo que a pancada aplica na roupa um trabalho de
0,5 joules, em 0,5 segundos, totalmente convertido em
energia elétrica, e que a bateria é carregada com uma
corrente elétrica de 4 mA, qual é a tensão elétrica gerada
pela pancada no circuito formado pela roupa e pela
bateria?
a) 0,01 V
b) 0,5 V
c) 5,0 V
d) 250 V
e) 1 000 V
13. O disjuntor é um dispositivo de proteção dos circuitos
elétricos. Ele desliga automaticamente e o circuito onde é
empregado, quando a intensidade da corrente elétrica
ultrapassa o limite especificado. Na cozinha de uma casa
ligada à rede elétrica de 127 V, há três tomadas protegidas
por um único disjuntor de 25 A, conforme o circuito
elétrico representado, de forma simplificada, no desenho
abaixo.
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
16. A energia potencial elétrica U de duas partículas em
função da distância r que as separa está representada no
gráfico da figura abaixo.
A tabela a seguir mostra a tensão e a potência dos aparelhos
eletrodomésticos, nas condições de funcionamento normal,
que serão utilizados nesta cozinha.
APARELHOS
TENSÃO (V)
POTÊNCIA
(W)
forno
de
microondas
127
2000
lavalouça
geladeira
cafeteira
liquidificador
127
127
127
127
1500
250
600
200
Cada tomada conectará somente um aparelho, dos cinco já
citados acima.
Considere que os fios condutores e as tomadas do circuito
elétrico da cozinha são ideais. O disjuntor de 25 A será
desarmado, desligando o circuito, se forem ligados
simultaneamente:
a) forno de micro-ondas, lava-louça e geladeira.
b) geladeira, lava-louça e liquidificador.
c) geladeira, forno de micro-ondas e liquidificador.
d) geladeira, cafeteira e liquidificador.
e) forno de micro-ondas, cafeteira e liquidificador.
14. Pelo filamento do farol de um carro passa uma
corrente de 4 A. A tensão fornecida ao farol pela bateria
automotiva é de 12 V. Note que nem toda a energia
elétrica fornecida é convertida em energia luminosa,
sendo parte dela perdida na forma de calor. Nessas
condições, a potência, em Watts, fornecida à lâmpada é:
a) 48.
b) 3.
c) 1/3.
d) 12.
e) 24.
15. Duas esferas metálicas de raios R A e RB , com
RA  RB , estão no vácuo e isoladas eletricamente uma
da outra. Cada uma é eletrizada com uma mesma
quantidade de carga positiva. Posteriormente, as esferas
são interligadas por meio de um fio condutor de
capacitância desprezível e, após atingir o equilíbrio
eletrostático, a esfera A possuirá uma carga QA e um
potencial VA , e a esfera B uma carga QB e um potencial
VB . Baseado nas informações anteriores, podemos,
então, afirmar que:
a) VA  VB e QA  QB
b) VA  VB e QA  QB
c) VA  VB e QA  QB
d) VA  VB e QA  QB
e) VA  VB e QA  QB
Uma das partículas está fixa em uma posição, enquanto a
outra se move apenas devido à força elétrica de interação
entre elas. Quando a distância entre as partículas varia de
ri  3  1010 m a rf  9  1010 m, a energia cinética da
partícula em movimento
a) diminui 1 1018 J.
b) aumenta 1 1018 J.
c) diminui 2  1018 J.
d) aumenta 2  1018 J.
e) não se altera.
17. Uma carga elétrica q > 0 de massa m penetra em uma
região entre duas grandes placas planas, paralelas e
horizontais, eletrizadas com cargas de sinais opostos.
Nessa região, a carga percorre a trajetória representada
na figura, sujeita apenas ao campo elétrico uniforme E ,
representado por suas linhas de campo, e ao campo
gravitacional terrestre g .
É correto afirmar que, enquanto se move na região indicada
entre as placas, a carga fica sujeita a uma força resultante de
módulo:
a) q  E  m  g.
b) q  E  g .
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
c) q  E  m  g.
d) m  q  E  g.
e) m  E  g.
18. Leia o texto a seguir, para responder à questão.
“Modernamente, nos circuitos elétricos de resistências,
edifícios e indústrias, em vez de fusíveis, utilizam-se
dispositivos que têm base no efeito magnético da corrente
elétrica e são chamados disjuntores. Em essência, o
disjuntor é uma chave magnética que se desliga
automaticamente quando a intensidade da corrente ultrapassa
determinado valor. Os disjuntores são preferíveis aos fusíveis,
não necessitam ser trocados. Uma vez removida a causa que
provocou seu desligamento, para que a circulação da corrente
elétrica se restabeleça.”
(de JUNIOR, F. R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 3. São Paulo: Moderna,
2003, p 132)
Acerca do assunto exposto no texto, resolva a seguinte
situação-problema:
Uma residência dispõe dos seguintes eletrodomésticos em um
circuito elétrico: um ferro elétrico de 880 W, um chuveiro de
2200 W, um aquecedor de 1210 W, um liquidificador de 440
W e um televisor de 110 W. Se lhe fosse pedido para ligar os
aparelhos descritos acima (com suas respectivas potências),
numa residência cuja voltagem é de 220 V, tendo, instalado,
um disjuntor de 16 A, quais você não ligaria simultaneamente,
a fim de não desligar o disjuntor?
a) Ferro elétrico, chuveiro elétrico, aquecedor e televisor.
b) Chuveiro elétrico, aquecedor, liquidificador.
c) Ferro elétrico, aquecedor, liquidificador e televisor.
d) Ferro elétrico, chuveiro elétrico, aquecedor e liquidificador.
e) Ferro elétrico, chuveiro elétrico e aquecedor.
19. A favor da sustentabilidade do planeta, os aparelhos
que funcionam com eletricidade estão recebendo
sucessivos aperfeiçoamentos. O exemplo mais comum
são as lâmpadas eletrônicas que, utilizando menor
potência, iluminam tão bem quanto as lâmpadas de
filamento.
Então, analise as afirmativas:
I. A corrente elétrica que circula nas lâmpadas incandescentes
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.
20. O dimensionamento de motores elétricos, junto com o
desenvolvimento de compressores, é o principal
problema da indústria de refrigeração. As geladeiras do
tipo “frost-free” não acumulam gelo no seu interior, o que
evita o isolamento térmico realizado pelas grossas
camadas de gelo formadas pelas geladeiras comuns. A
não formação de gelo diminui o consumo de energia.
Assim, numa geladeira tipo “frost-free” ligada a uma ddp
de 220V circula uma corrente de 0,5A. Se essa geladeira
ficar ligada 5 minutos a cada hora, seu consumo diário de
energia, em kWh, é de:
a) 0,22.
b) 44.
c) 220.
d) 440.
e) 24200.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
No anúncio promocional de um ferro de passar
roupas a vapor, é explicado que, em funcionamento, o
aparelho borrifa constantemente 20 g 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 1 440 W e que sua tensão de funcionamento é
de 110 V.
21. Jorge comprou um desses ferros e, para utilizá-lo,
precisa comprar também uma extensão de fio que
conecte o aparelho a uma única tomada de 110 V
disponível no cômodo em que passa roupas. As cinco
extensões que encontra à venda suportam as
intensidades de correntes máximas de 5 A, 10 A, 15 A, 20
A e 25 A, e seus preços aumentam proporcionalmente às
respectivas intensidades.
Sendo assim, a opção que permite o funcionamento
adequado de seu ferro de passar, em potência máxima,
sem danificar a extensão de fio e que seja a de menor
custo para Jorge, será a que suporta o máximo de:
a) 5 A.
b) 10 A.
c) 15 A.
d) 20 A.
e) 25 A.
22. O transistor MOSFET é um componente muito
importante na eletrônica atual, sendo o elemento
essencial, por exemplo, na composição dos
processadores de computador. Ele é classificado como
um transistor de Efeito de Campo, pois, sobre uma parte
dele, chamada porta, atua um campo que provoca uma
diferença de potencial cujo papel é regular a intensidade
da passagem de corrente elétrica entre as duas outras
partes do MOSFET, a fonte e o dreno. O campo em
questão é o:
a) magnético.
b) de frequências.
c) gravitacional.
d) nuclear.
e) elétrico.
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
23. Considere que U é a energia potencial elétrica de duas
partículas com cargas +2Q e -2Q fixas a uma distância R
uma da outra. Uma nova partícula de carga +Q é agregada
a este sistema entre as duas partículas iniciais, conforme
representado na figura a seguir.
A energia potencial elétrica desta nova configuração do
sistema é:
a) zero.
b) U/4.
c) U/2.
d) U.
e) 3U.
24. O uso de datashow em sala de aula é muito comum.
As lâmpadas de filamento que são usadas nesses
equipamentos
têm
potência
elevada
de,
aproximadamente, 1100 W quando ligadas em 220 V. Se
um datashow for usado durante 1 hora e 40 minutos, que
é o tempo de duração de uma aula com dois períodos,
qual é a energia consumida em J?
a) 5,00 X 102.
b) 2,42 X 103.
c) 1,10 X 105.
d) 6,60 X 106.
e) 1,45 X 108.
25. No reservatório de um vaporizador elétrico são
colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 20 °C.
No interior desse reservatório encontra-se um resistor de
12  que é percorrido por uma corrente elétrica de
intensidade 10 A quando o aparelho está em
funcionamento. Considerando que toda energia elétrica é
convertida em energia térmica e é integralmente
absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve
permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água
colocada no reservatório deve ser de:
Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
P = 1 atm
a) 3 min 37s
b) 4 min 33s
c) 4 min 07s
d) 36 min 10s
e) 45 min 30s
26. A termoterapia consiste na utilização do calor com
fins terapêuticos. Esse procedimento é utilizado em
diversos tratamentos provocando a dilatação nos vasos
sanguíneos para promover melhor vascularização em
algumas partes do corpo, tais como braços e pernas. Para
esses tratamentos, um dos aparelhos utilizados é o Forno
de Bier. Um instrumento desse tipo apresenta potência de
780 W. Para cada seção fisioterápica, é indicada sua
utilização por um tempo máximo de 10 minutos. Sabendo
que o kW.h custa R$ 0,40, se o Forno de Bier for
associado a uma tensão de 220 V, para 200 seções de
tempo máximo, custará o seguinte:
a) R$ 624,00.
b) R$ 104,40.
c) R$ 94,40.
d) R$ 62,40.
e) R$ 10,40.
27. Um chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão
eficaz de 120 V, pode funcionar em dois modos: verão e
inverno. Considere os seguintes dados da tabela:
Potência Resistência
()
(W)
RV
Verão
1000
RI
Inverno 2000
Modos
A relação
RI
corresponde a:
RV
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,5
d) 2,0
e) 2,5
28. No diagrama, temos a representação de corrente (i) em
um fio condutor em função do tempo (t).
Adote:
1 cal = 4,2 J
Calor específico da água = 1,0 cal/g°C
MÓDULO DE RECUPERAÇÃO
A quantidade de carga elétrica, em C, que atravessa uma
seção transversal do condutor, entre 2 s e 4 s é:
a) 4.
b) 8.
c) 1.
d) 6.
e) 2.
29. No trecho de circuito esquematizado na figura têm-se
dois nós, N1 e N2.
As intensidades das correntes i1 e i2 são respectivamente
iguais a:
a) 13 A e 8 A.
b) 5 A e 8 A.
c) 13 A e 10 A.
d) 3 A e 2 A.
e) 11 A e 10 A.
30. Para a transmissão de energia elétrica, constrói-se um
cabo composto por 7 fios de uma liga de cobre de área de
seção transversal 10 mm2 cada um, como mostra a figura.
A resistência elétrica desse cabo, a cada quilômetro, é:
a) 2,1
b) 1,8
c) 1,2
d) 0,6
e) 0,3