domingo, 10 de dezembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 18

18. Observe a figura abaixo que representa um anel condutor que cai verticalmente na direção de um fio fixo que conduz uma corrente elétrica i.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Considerando que o plano do anel e o fio são coplanares, conforme representa a figura, a corrente elétrica induzida no anel terá sentido ........ e a força magnética resultante sobre ela ........ .

(A) horário – aponta para o topo da página
(B) horário – aponta para o pé da página
(C) anti-horário – aponta para o topo da página
(D) anti-horário – aponta para o pé da página
(E) anti-horário – será nula

Resolução:

Aplicando a regra da mão direita ao fio verificarmos que é produzido um campo magnético no plano do anel da seguinte

   No lado em que o anel se encontra o campo entra no plano da página o que significa que no referencial do anel está em sua direção o pólo norte do campo. Como o anel está se aproximando o fluxo magnético na espira está aumentando e a tendencia é criar uma corrente que se oponha à esta aproximação, assim o pólo gerado na espira (anel) deve ser o mesmo gerado pelo fio naquele ponto. Por ser o pólo norte que sai do anel podemos afirmar que a corrente está no sentido anti-horário

   Para analisarmos a força magnética sobre a espira vamos observar a parte inferior da espira pois está sob maior influência da corrente elétrica do fio:
   A corrente no anel é no sentido anti-horário, enquanto o campo externo à espira está entrando no plano do anel, para determinarmos a força magnética utilizar a regra da mão espalmada (Regra do Tapa)
   Assim vemos que a força magnética que age sobre anel está dirigida para cima, para o topo da página.

   Resposta:
   Item (C)

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sábado, 18 de novembro de 2017

Cinemática 2: Trajetória

   Cinemática:
   Dando continuidade ao nosso estudo de cinemática, vamos verificar neste capítulo questões relacionadas à trajetória de uma partícula e cada característica relativas ao conceitos ligados possíveis mudanças de posição.
   
   Trajetória:
   Para compreender a ideia da trajetória devemos em primeiro lugar a posição. Após adotar o referencial em que irá se trabalhar (http://coisasdefisicco.blogspot.com.br/2014/03/cinematica-1-conceitos-iniciais.html) podemos identificar as coordenadas da localização do objeto.
   A localização do objeto é tido como posição do objeto. Esta posição é medida em unidade de comprimento (metro - m, centímetros - cm, quilômetros - km etc) . É simbolizada pela letra S em um caso qualquer, x na direção horizontal e y na direção vertical.
   Onde determinamos a posição do referencial é onde chamaremos de origem das posições e esta posição é chamada posição igual à zero. 
   A posição em que é observado o início da trajetória é tida como a posição inicial que pode coincidir com a posição zero, porem não é necessariamente esta a posição de início da trajetória.
   A posição é um ponto, este ponto pode estar localizado em coordenadas uni, bi ou tridimensionais.
   Quando um corpo passa por um conjunto de posições está se deslocando, este conjunto de posições é denominado de trajetória do corpo. A trajetória é então os locais por onde o corpo realmente passou, assim nasce uma grandeza física escalar que é a distância percorrida, veja o exemplo
   Na figura a cima o ônibus faz uma trajetória no bairro percorrendo o total de sete quadras. Seja cada quadra com 100 metros de comprimento o ônibus andou uma distância total de 700 metros. Porém, há uma outra grandeza física associada que é a distância entre os pontos de partida e chegada do ônibus, como identificado a baixo
     
   A linha representada em lilás é a distância entre o ponto de partida e chegada, representa uma grandeza física vetorial chamada deslocamento, neste caso o deslocamento foi de quatro quadras para direita e três quadras para cima. Isso significa que para o ônibus a linha reta que separa os dois pontos formam um triângulo retângulo de lados 400 metros, 300 metros e o lado que representa o tamanho do deslocamento, que pode ser determinado pelo teorema de Pitágoras como segue:

   O deslocamento é representado pelos símbolos delta (letra grega que significa variação) e S do inglês space e para ser completamente determinado deve ter módulo - seu valor numérico, direção - sua inclinação, e sentido - "lado" para onde se dirige, característica de uma grandeza vetorial.
   A distância percorrida por sua vez é determinada apenas por seu módulo, pois é uma grandeza escalar não interessando a direção. 

UFRGS - 2016 - Questão 24

   Segundo o modelo atômico de Bohr, no qual foi incorporada a ideia de quantização, o raio da órbita e a energia correspondentes ao estado fundamental do átomo de hidrogênio são, respectivamente, R1 = 0,53x10-10 m e E1 = -13,6 eV. 
   Para outras órbitas do átomo de hidrogênio, os raios Rn e as energias En, em que n = 2, 3, 4, ..., são tais que

(A) Rn = n2 R1 e En = E1/n2 .
(B) Rn = n2 R1 e En = n2 E1.
(C) Rn = n2 R1 e En = E1/n.
(D) Rn = nR1 e En = nE1.
(E) Rn = nR1 e En = E1/n2 .

Resolução:
    Segundo o modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio ele determinou matematicamente utilizando cálculo avançado e conseguiu explicar transições do elétron nas órbitas, para o raio determinou que no n-ésimo nível o raio seria o produto do quadrado do número do nível pelo raio no estado fundamental, em que n=1, assim, para o raio
 Rn = n2 R1
   Por outro lado para a energia do n-ésimo nível (chamado estado excitado), é a razão entre a energia do estado fundamental e o quadrado do estado excitado, ou seja,
En = E1/n2
   Assim a resposta é o item (A)
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domingo, 12 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 17

   No esquema da figura abaixo, o fio F, horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte P, passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa sobre uma balança B, que registra seu peso.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, ........, e o registro na balança ........ .


(A) para baixo – não se altera.
(B) para baixo – aumenta.
(C) para baixo – diminui.
(D) para cima – aumenta.
(E) para cima – diminui.

   Resolução:
   Inicialmente devemos lembrar que o sentido da corrente que passa pelo circuito que deve ser usada é o convencional, logo, do positivo da bateria para o negativo.
   Como há corrente elétrica, ou seja, transporte de carga, em uma região onde há campo magnético externo à carga, haverá também uma força agindo sobre esta. Podemos determinar a direção e o sentido desta força através da regra da mão espalmada (regra do tapa) como segue a figura a seguir:
   Lembrando que as linhas que representam o campo magnético saem do pólo norte e entram no pólo sul de um imã, então o campo magnético está apontando para dentro da página.
   A corrente  está dirigida para direita no ponto onde o campo é aplicado sobre o fio. Assim, como a mão a cima demonstra, a força magnética que age sobre o fio está direcionada para cima e por princípio de ação e reação há uma força gerada pela corrente sobre o imã na mesma direção e sentido oposto.
   Assim as forças que agem sobre a balança são o próprio peso do imã e a reação a força eletromagnética aumentando a leitura da balança.
Resposta:
Item (D)
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sábado, 11 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 15

Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função da distância r < R até o centro da esfera.












   Resolução:
   O potencial é a energia por unidade de carga criada pela carga em cada ponto do espaço. O potencial no interior da esfera é contribuído por cada elemento de carga da superfície da esfera, assim no interior o que é reduzido por estar distante de um dos lados da esfera é adicionado pelo do lado diretamente oposto, por tanto o potencial no interior da esfera passa a ser constante em qualquer ponto para r<R.
Assim o gráfico para o interior da esfera é uma linha horizontal apresentada no gráfico do item (A).
Resposta: item (A).

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quinta-feira, 2 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 16

O gráfico abaixo apresenta a curva corrente elétrica i versus diferença de potencial V para uma lâmpada de filamento. Sobre essa lâmpada, considere as seguintes afirmações.

 I - O filamento da lâmpada é ôhmico.
II - A resistência elétrica do filamento, quando ligado em 6 V, é 6 Ω.
III- A potência dissipada pelo filamento, quando ligado em 8 V, é 0,15 W.

Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.

Resolução:

Afirmação I:

O gráfico é não linear, visto que não representa uma reta, por este motivo pode-se concluir que este filamento é não-ôhmico. Isto significa que a resistência se modifica com a aplicação e aumento de tensão.
Afirmação incorreta.

Afirmação II:

Ao aplicar a tensão de 6 V à lâmpada a corrente que a percorre é de 1,0 A















Assim








Afirmação correta.

Afirmação III:
Ao aplicar a tensão de 8 V a corrente que percorre o filamento é de 1,2 V como se vê no gráfico.














Assim a potencia dissipada por este filamento é





Afirmação incorreta.

Assim, a única informação correta é a afirmação II.
Resposta: (B)
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domingo, 1 de outubro de 2017

UFRGS - 2016 -Questão 12

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 

Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ . 

(A) elásticas – aumenta 
(B) elásticas – permanece constante 
(C) elásticas – diminui 
(D) inelásticas – aumenta,
(E) inelásticas – diminui 

Resolução:
 Para que os gases mantenham sua temperatura até que haja uma transformação devem manter sua energia de movimento (energia cinética) constante e isso só possível se não houver perda nem adição de energia às partículas dos gases durante as colisões, o que faz com que sejam colisões elásticas.
Resposta item (B).