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Exercícios de Física para o 3º ano do ensino médio

Teste seus conhecimentos por meio desta lista de exercícios de Física para o 3º ano do ensino médio.

Questão 1

(Uerj) No gráfico a seguir, está representada a variação da força elétrica de repulsão F entre duas partículas de cargas idênticas, dispostas em um mesmo meio, em função da distância d entre elas.

Gráfico envolvendo repulsão de partículas em exercício da Uerj sobre Física para 3º ano do ensino médio.

A uma distância de 6 mm, nesse mesmo meio, a força elétrica de repulsão entre essas partículas, em newtons, é igual a:

A) 8,0  

B) 10,0  

C) 12,0  

D) 14,0

Questão 2

(PUC) A força eletrostática entre as cargas pontuais Q1 e Q2, situadas a uma distância D entre si, tem módulo F0. Quadruplicando o valor da carga Q1, dividindo o valor da carga Q2 por 2, e dobrando o valor da distância entre elas, a nova força eletrostática entre elas agora tem o módulo F1.

Assim sendo, a razão F1/F0 é

A) 4  

B) 2  

C) 1  

D) 1/4  

E) 1/2

Questão 3

(Efomm) A figura abaixo mostra um pêndulo em equilíbrio com outra pequena esfera carregada B. Suponha que a esfera B tenha, em módulo, o dobro de carga que a esfera A, e que a esfera A possua massa \(180\sqrt {3}\times 10^{-3} kg\). Qual a carga da esfera A?

Dados: \(k = 9\times 10^9 \frac{N\cdot m^2}{C^2}; g=10 m/s^2; sen30°=\frac{1}{2}; cos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}; tan30°=\frac{\sqrt{3}}{3}.\)

Pêndulo em equilíbrio com outra pequena esfera carregada em exercício da Efomm sobre Física para 3º ano do ensino médio.

 A) 1 μC   

B) 2 μC   

C) 4 μC   

D) 6 μC   

E) 8 μC   

Questão 4

(Fuvest) Dois balões negativamente carregados são utilizados para induzir cargas em latas metálicas, alinhadas e em contato, que, inicialmente, estavam eletricamente neutras.

Balões carregados e latas metálicas alinhadas em exercício da Fuvest sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Conforme mostrado na figura, os balões estão próximos, mas jamais chegam a tocar as latas. Nessa configuração, as latas 1, 2 e 3 terão, respectivamente, carga total:

Note e adote:

O contato entre dois objetos metálicos permite a passagem de cargas elétricas entre um e outro. Suponha que o ar no entorno seja um isolante perfeito.

A) 1: zero; 2: negativa; 3: zero.  

B) 1: positiva; 2: zero; 3: positiva.  

C) 1: zero; 2: positiva; 3: zero.  

D) 1: positiva; 2: negativa; 3: positiva.  

E) 1: zero; 2: zero; 3: zero.  

Questão 5

(UFJF) Luiz e Sergio brincam de cabo de guerra eletrostático: uma bolinha de isopor, eletrizada positivamente por atrito, e pendurada com um fio de seda a um suporte, de forma que ela possa balançar livremente. Cada um escolhe um bastão diferente para eletrizar, e depois de atritarem uma das extremidades de cada bastão, colocam-nos em posições opostas, mas equidistantes, a bolinha. Ganha o jogo quem tiver eletrizado mais seu próprio bastão. Na brincadeira, a bolinha se deslocou para uma posição de equilíbrio mais próxima ao bastão de Luiz. Pode-se afirmar com certeza somente que:

A) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Luiz ganhou a brincadeira.  

B) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Sergio ganhou a brincadeira.  

C) Se os bastões tem cargas positivas, então Sergio ganhou a brincadeira.  

D) Se os bastões tem cargas negativas, então Sergio ganhou a brincadeira.  

E) Se os bastões tem cargas positivas, então Luiz ganhou a brincadeira.  

Questão 6

(Uerj) No esquema a seguir, está representado um circuito elétrico composto por um gerador de tensão U, duas lâmpadas idênticas, L1 e L2, e uma chave C.

Circuito elétrico em exercício da Uerj sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Ao acionar a chave C, observa-se o seguinte comportamento na luminosidade da lâmpada L1:

A) aumenta bastante.  

B) diminui um pouco.  

C) permanece a mesma.  

D) desaparece totalmente.  

Questão 7

(Unicamp) Sabemos que correntes elétricas acima de um décimo de Ampère podem provocar paradas cardíacas. Imediatamente após um raio atingir o solo, o potencial elétrico na superfície diminui gradativamente em função da distância ao ponto de impacto, como ilustrado pelas curvas equipotenciais da figura. Sendo a resistência do corpo humano R = 80kΩ,  a corrente elétrica que atravessa o corpo da pessoa ilustrada na figura, com os dois pés em contato com o chão, será igual a

Corrente elétrica atravessando um corpo em exercício da Unicamp sobre Física para 3º ano do ensino médio.

A) 0,800 A.  

B) 1,25 A.  

C) 10,0 A.  

D) 11,25 A.  

Questão 8

(Albert Einstein) Em uma aula de eletricidade, o professor pede a um dos estudantes que faça contato entre os dois polos de uma pilha utilizando um clip metálico de resistência elétrica desprezível, como mostrado na figura. Depois de alguns segundos, o estudante nota que a pilha ficou bastante quente, a ponto de não conseguir segurá-la com suas mãos.

Foto de um circuito elétrico em exercício da Faculdade Albert Einstein sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Em seguida, o professor comenta que esse aquecimento é uma demonstração do efeito Joule

que, nesse caso, foi bastante intenso porque, pela pilha, circulou a maior corrente elétrica que

pode atravessá-la, chamada “corrente de curto-circuito”, uma vez que o clip metálico

A) igualou a diferença de potencial entre os extremos da pilha à sua força eletromotriz.  

B) inverteu as polaridades da pilha, transformando-a em um receptor elétrico.  

C) tornou nula a diferença de potencial entre os extremos da pilha.  

D) diminuiu a resistência interna da pilha a um valor desprezível.  

E) elevou a força eletromotriz da pilha.  

Questão 9

(PUC) Um circuito elétrico é armado com uma fonte e três resistores com resistências R1=1,0 kΩ, R2=2,0 kΩ e R3=4,0 kΩ, como mostrado na figura.

Circuito elétrico em exercício da PUC sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Sabendo que a corrente que passa por R3 é 2,0 mA, qual é, em volts, a voltagem da fonte?

A) 8   

B) 12   

C) 14   

D) 16   

E) 18  

Questão 10

(Uerj) O circuito abaixo representa uma instalação elétrica, sendo a corrente registrada no amperímetro A igual a 100 mA.

Circuito elétrico em exercício da Uerj sobre Física para 3º ano do ensino médio.

A tensão elétrica, em volts, indicada no voltímetro V, é igual a:

A) 8  

B) 10  

C) 12  

D) 14   

Questão 11

(PUC) Assinale a única configuração com dois ímãs, abaixo, que produz campo magnético nulo em pelo menos um ponto dentro da região limitada pelo quadrado.

A) Alternativa A de exercício da PUC com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

B) Alternativa B de exercício da PUC com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

C) Alternativa C de exercício da PUC com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

D)Alternativa D de exercício da PUC com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.
E)Alternativa E de exercício da PUC com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Questão 12

(PUC) Para que se possa efetuar a reciclagem do lixo, antes é necessário separá-lo. Uma dessas etapas, quando não se faz a coleta seletiva, é colocar o lixo sobre uma esteira, para que passe, por exemplo, por um imã. Esse processo permite que sejam separados materiais magnéticos, como o metal

A) alumínio.   

B) ferro.  

C) cobre.  

D) zinco.  

E) magnésio.  

Questão 13

(Unesp) Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.

Ímã em exercício da Unesp sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita.
A) Alternativa A de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

B) Alternativa B de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

C) Alternativa C de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

D) Alternativa D de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

E) Alternativa E de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Questão 14

(IFSP) No mundo, existe uma grande variedade de elementos químicos metálicos, cujas propriedades físicas e químicas são similares ou bastante distintas. Comumente, os metais são separados em dois grandes grupos: os ferrosos (compostos por ferro) e os não ferrosos (ausência de ferro). O primeiro grupo é considerado magnético, enquanto que o segundo não. Desta forma, uma maneira eficiente e rápida para fazer a separação destes elementos é pela utilização de eletroímãs, que são dispositivos que atraem apenas os metais ferromagnéticos. Considere as quatro barras QR, ST, UV e WX aparentemente idênticas. Verifica-se, experimentalmente, que Q  atrai T,  repele U  e atrai W;  R  repele V,  atrai T  e atrai W.

Quatro barras em exercício do IFSP sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Diante do exposto, assinale a alternativa correta.

A) QR  e ST são ímãs.  

B) QR  e UV são ímãs.  

C) RS  e TU são ímãs.  

D) QR,  ST  e UV são ímãs.  

E) As quatro barras são ímãs.  

Questão 15

(UFU) Três carrinhos idênticos são colocados em um trilho, porém, não se encostam, porque, na extremidade de cada um deles, conforme mostra o esquema abaixo, é acoplado um ímã, de tal forma que um de seus polos fica exposto para fora do carrinho (polaridade externa).

Três carrinhos idênticos em exercício da UFU sobre Física para 3º ano do ensino médio.

Considerando que as polaridades externas dos ímãs (N – norte e S – sul) nos carrinhos são representadas por números, conforme o esquema a seguir, assinale a alternativa que representa a ordem correta em que os carrinhos foram organizados no trilho, de tal forma que nenhum deles encoste no outro:

Três carrinhos idênticos ordenados em exercício da UFU sobre Física para 3º ano do ensino médio.

A) 1 – 2 – 4 – 3 – 6 – 5.  

B) 6 – 5 – 4 – 3 – 1 – 2.  

C) 3 – 4 – 6 – 5 – 2 – 1.  

D) 2 – 1 – 6 – 5 – 3 – 4.  

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa B.

Para a distância de 1 m, temos:

\(F=\frac{kq^2}{d^2}\\ 36\cdot 10^{-5}=\frac{kq^2}{1^2}\\ kq^2=36\cdot 10^{-5}\)

Fazendo d = 6 mm e usando o resultado anterior, chegamos a:

\(F=\frac{36\cdot 10^{-5}}{(6\cdot 10^{-3})^2}=\frac{36\cdot 10^{-5}}{36\cdot 10^{-6}}\\ \therefore F=10N\)

Resposta Questão 2

Alternativa E.

A razão entre as forças é dada por:

\(F_0=\frac{k\cdot Q_1\cdot Q_2}{D^2}\\ F_1=\frac{k\cdot 4Q_1\cdot \frac{Q_2}{2}}{(2D)^2}=\frac{1}{2}\cdot \frac{k\cdot Q_1\cdot Q_2}{D^2}=\frac{1}{2}F_0\\ \therefore \frac{F_1}{F_0}=\frac{1}{2} \)

Resposta Questão 3

Alternativa A.

Para o equilíbrio da esfera A, temos:

Resolução de questão com pêndulo e esfera carregada em exercício da Efomm sobre Física para 3º ano do ensino médio.

\(\begin{cases} T sen 30^\circ = F_{\text{el}} \\ T \cos 30^\circ = P \end{cases} \Rightarrow tg30^\circ = \frac{F_{\text{el}}}{P} =\frac{\frac{k q \cdot 2q}{d^2}}{mg} \Rightarrow \frac{\sqrt{3}}{3} =\frac{\frac{9 \cdot 10^9 \cdot 2 \cdot q^2}{0,1^2}}{180\sqrt{3} \cdot 10^{-3} \cdot 10} \Rightarrow q^2 = 10^{12}\)

\(\therefore q = 1\,\mu\text{C} \)

Resposta Questão 4

Alternativa D.

Devido à indução eletrostática, as latas 1 e 3 ficam eletrizadas com cargas positivas (pois estão próximas aos balões carregados negativamente), ficando a lata 2 eletrizada com carga negativa.

Resposta Questão 5

Alternativa C.

Podemos concluir que, se ambos os bastões têm cargas positivas e a bolinha se aproximou mais de Luiz, então Sergio ganhou a brincadeira, pois conseguiu eletrizar positivamente uma quantidade de cargas superior à quantidade de cargas de Luiz.

Resposta Questão 6

Alternativa D.

Ao acionar a chave C, a lâmpada L1 é curto-circuitada (não passa corrente por ela). Dessa forma, a sua luminosidade desaparece totalmente.

Resposta Questão 7

Alternativa B.

Da primeira lei de Ohm:

\(U=Ri \Rightarrow i=\frac{U}{R}=\frac{(900 - 800)\times 10^3}{80\times 10^3}=\frac{100}{80} \Rightarrow i=1,25A\)

Resposta Questão 8

Alternativa C.

Se a resistência do clip é nula, a ddp entre os terminais da pilha também se anula.

Resolução de exercício com circuito elétrico da Faculdade Albert Einstein sobre Física para 3º ano do ensino médio.

\(V_A-V_B=Ri_c \Rightarrow V_A-V_B=0\cdot i_c \Rightarrow VA-VB=0 \Rightarrow U=0 \)

Resposta Questão 9

Alternativa C.

Corrente que passa por R2:

\(U_2 = U_3 \\ R_2 i_2 = R_3 i_3 \\ 2 \cdot i_2 = 4 \cdot 2 \\ i_2 = 4 \,\text{mA}\)

Corrente total do circuito:

\(i=i_2+i_3=6 mA \)

Resistência equivalente do circuito:

\(R_{eq} = 1 + \frac{2 \cdot 4}{2 + 4} \\ R_{eq} = \frac{7}{3} \,\text{k}\Omega \)

Voltagem da fonte:

\(\varepsilon = R_{eq} \cdot i = \frac{7}{3} \cdot 6 \\ \therefore \varepsilon = 14 \ \text{V} \)

Resposta Questão 10

Alternativa C.

Pela primeira lei de Ohm, a indicação do voltímetro será de:

\(U=R_{eq}\cdot i\\ U=(60+60)⋅0,1\\ ∴U=12 V \)

Resposta Questão 11

Alternativa E.

A única opção em que as linhas do campo magnético não se reforçam é a figura da alternativa E, que apresenta ímãs com polos iguais voltados entre si, causando repulsão magnética entre eles e que, na linha da reta perpendicular que passa exatamente no centro da distância média entre os polos norte, cada ponto tem o campo magnético nulo, considerando-se que os imãs são perfeitamente idênticos. 

Resposta Questão 12

Alternativa B.

Dentre os materiais apresentados, o ferro é o que possui característica ferromagnética (capacidade de sofrer atração por ímãs).

Resposta Questão 13

Alternativa C.

As agulhas das bússolas orientam-se tangenciando as linhas de força que, por convenção, estão orientadas do norte para o sul, conforme mostrado na figura.

Legenda: Resolução de exercício da Unesp com ímã sobre Física para 3º ano do ensino médio.  Título: resolucao-questao-treze-exercicios-fisica-terceiro-ano-ensino-medio

 

Resposta Questão 14

Alternativa B.

Como Q repele U, e R repele V, tanto a barra QR quanto a barra UV são ímãs, pois apenas nos imãs acontece repulsão.

Já nos casos em que acontece a atração, eles podem ser tanto imãs quanto materiais ferrosos.

Resposta Questão 15

Alternativa D.

Para que os ímãs não se encostem, basta que a sequência de carrinhos tenha sempre polos iguais próximos entre si, promovendo uma repulsão magnética. A sequência correta é:

2(S) – 1(N) – 6(N) – 5(S) – 3(S) – 4(N)