Exercicio Fisika kelas 3

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES CIRCUITO ELETRICO QUESTÕES RESOLVIDAS pg.20-21 1. Uma resistência foi colocada num circuito elétrico, como o da figura seguinte.

Usaram-se diferentes fonts de alimentação e foram regintados os valores das diferentes de potencial e da intensidade da corrente que percorrem a resistência, em cada caso.

U (V) I (A)

1,8 0,6

3,6 1,2

7,2 2,4

9,2 3,1

. Comprove, a partir dos dados da tabela, que a diferença potencial e a intensidade da corrente são diretamente proporcionais.

1.1 . Indique o valor da resistência.

3,0 R= 1.2 . Calcule a intensidade da corrente, se a resistênsia for submetida a uma d.d.p. de 4,0 V I=

I=

I = 1,3A

1.3 . Determine a d.d.p. nos terminais da resistênsia, para que a intensidade da corrente que a percorre seja 3,5 A. U = R.I  U = 3,0 × 3,5  U = 10,5 V 1.4 . Trace o gráfico I = f (V).

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2. Obsverve o circuito esquematizado e os dados nele indicados.

2.1.Classifique a associação das lâmpadas L2 e L3.

2.2.Calcule o valor lido: 2.2.1. No amperimento A2 2.2.2. No voltímetro V2 2.2.3. No voltímetro V3 EXERCICIO RESOLVIDO FÍSICA 12º ANO

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 2.3. Determine o valor da resistência das lâmpadas L2 e L3.

Resolução: 2.1. As lâmpadas estâo associadas em paralelo.

2.2.1. A intensidade da corrente no circuito principal divide-se pelas lâmpadas L2 e L3. Entâo: I = I2 + I3  3,0 = I2 + 2,0  I2 + 2,0 = 3,0 

I2 = 3,0- 2,0  I2 = 1,0 A

2.2.2. U = R.I  U2 = 1,0 × 3,0  U2 = 3,0 V 2.2.3. A d.d.p. nos terminais do gerador é responsavel pela d.d.p. nos restantes elementos do circuito. Assim: U1 = U2 + U3  9,0 = 3,0 + U3  3,0 + U3 = 9,0  U3 = 9,0 – 3,0  U3 = 6,0 V 2.3.Aplicando a lei de Ohm:  R2 =

R1 =

 R1 = 6,0 Ω

e R2 =



R2 =

 R2 = 3,0 Ω

Questão resolvida pg.23 1.Um fio conductor homogéneo e filiforme tem de comprimento 5,0 m e de area de secção reta 6,0 mm2. Quando é submetido a uma d.d.p. de 8,0 V é percorrido por uma corrente de 4,0 A. 1.1. Determina o valor da resistência do condutor.

R=

R=

R = 2,0 Ω

1.2. Calcule o valor da resistividade do material do fio.

1.1.R = ρ ρ=

 2,0 = ρ

 2,0 =

5,0 ρ = 2,0×6,0×10-6  5,0 ρ = 12×10-6

 ρ = 2,4×10-6 Ω.m.

1.3. Se o raio da secção reta do condutor fosse reduzido para metade, o que aconteceria à resistência do conductor ? Justifique.

Quadruplicava, dado que o raio passando para metade, a area passa para um quarto. A área e a resistência são inversamente proporcionais.

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Questão resolvida Pg.25 1. Um fio de engomar de potência 2200 W funcionou durante 30 minutos, ligado a uma tomada de 220 V. 1.1. Calcule a energia consumida pelo ferro.

1.2. Determine a resistência do filamento de aquecimento.

1.3. Calcule a intensidade da corrente elétrica que o percorre.

Resolução: Dados: P = 2200 W ∆t = 30 min  1 min = 60 s  ∆t = 30 × 60  ∆t = 1800 s 1.1. E = P. ∆t  E = 2200 × 1800  E = 22 × 102 × 18× 102  E = 396 × 104 J 1.2.P = U.I  2200 = 220. I  220. I = 2200  I =

 I = 10 A

Questão resolvida.Pg27 1.Uma lâmpada de resistênsia 4,0 Ω está instalada num circuito onde a intensidade da corrente é de 200 mA, funcionando durante 10 min.

1.1. Calcule o valor da energia libertada como calor pela lâmpada.

1.2. A energia consumida pela lâmpada é igual, superior ou inferior ao valor calculado na alínea anterior? Justifique.

Resolução: Dados: R = 4,0 Ω I = 200 mA I =

= 0,2 A

∆t = 10 min = 600 s 1.1. E = …?

1.1.E = P.∆t

onde;  E = 4,0 × (0,2)2 × 600  E = 4,0 × 4×10-2 × 600

E = 16×10-2 ×6×102 J  E = 96 J EXERCICIO RESOLVIDO FÍSICA 12º ANO

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 1.2. Superior, uma vez que além da energia dissipada como calor há ainda a energia que a lâmpada utilize para iluminar, a energia útil.

Quetões para resolver Pg.35-37 1. Na figura seguinte encontra-se representado um circuito elétrico.

1.1. Faça a legenda da figura, indicando os nomes dos dispositivos representados pelas letras A, B, C, D e E. A – Gerador; B – Interruptor; C – Lâmpada; D – Voltímetro; E – Amperímetro.

1.2.Indique para que servem os dispositivos D e E. D – Voltímetro; Serve para medir diferenças de potencial e E – Amperímetro; serve para medir intensidade da corrente.

1.3.Diga qual o sentido (convencional) da corrente. No sentido anti-horário, do polo positivo para o negativo do gerador.

2. O circuito elétrico representado é constituido pelas lâmpadas A, B e C e pelos interruptores 1 e 2. Indique as lâmpadas que acendem quando se fecha: 2.1. Só o interruptor 1.

2.2. Só o interruptor 2.

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES Resposta: 2.1. A, B e C. 2.2. B e C. 3. Considere os circuitos A e B, constiruídos por pilhas e lâmpadas iguais.

3.1. Classifique a instalação das lâmpadas em cada um dos circuitos. No A estão em paralelo e no B em série.

3.2. Esquematize cada um dos circuitos.

3.3.Em qual dos circuitos A ou B as lâmpadas brilham mais? Justifique.

No A brilham mais porque a corrente que passa nas lâmpadas é maior.

4. Considere o circuito esque matizado na figura seguinte.

Identifique os componentes do circuito, representados pelas letras A, B, C, D, e E. EXERCICIO RESOLVIDO FÍSICA 12º ANO

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Resposta: A – Fonte de alimentação; B – Amperímetro; C – Interruptor; D – Lâmpada; E – Voltímetro.

5. Calcule a grandeza física assinalada com as letras X e Y, em cada circuito elétrico esquematizado.

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES A. B. C. D. E.

X=5A X = A1 – A2  X = 15 – 7  X = 8 A, - Y = 8 +7  Y= 15 A X = V1 – V3  X = 10 – 6 , X = 4 V; , X = V2 + V3 X = 7 + 5  X = 12 V  Y = V2 + V3 Y = 7 + 5 Y = 12 V; X = U = R.I X = 3 × 5 ,X = 15 V;

F. X = I =

X=

X = 3,5 A

6. Dois condutores foram sujeitos a várias diferenças de potencial e registaram-se os respetivos valores das intensidades de corrente que os percorrem. Esses valores foram registados no gráfico pelas linhas A e B.

6.1. Calcule a resistência do condutor cujo comportamento é descrito pela linha A. R=

R=

R = 0,66 R = 0,7 Ω

6.2. Um condutor, de resistência 3 Ω, corresponderia no gráfico à linha a, b ou c? Justifique.

Linha a.  R =

R=

R = 3,0 Ω

6.3.Sendo os dois condutores feitos do mesmo material e com o mesmo comprimento, qual deles terá maior secção? Justifique.

6.4.Para um mesmo comprimento, uma secção maior significa menor resistência, ou seja menor declive da linha que oo representa. Assim será o representado por B. 7. Um fio de cobre (ρ = 1,7 ×10-8 Ω.m) com 1,4 mm de diâmetro pode transportar uma intensidade maxima de 6,0 A. Dados: ρ = 1,7 ×10-8 Ω.m d = 1,4 mm I = 6,0 A

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 7.1.

Calcule a resistência elétrica do fio, se ele tiver 20 m de comprimento.

R = …?

Onde; l = 20 m  r = 0,7 mm mudar para metro(m)

U = …? r=

r = 7×10-1 × 10-3 r = 7×10-4 m

S = r2  S = 3,14 × (

)2  S = 3,14 × (7×10-4) × (7×10-4)  S = 3,14 ×

(49×10-8) S = 153,86×10-8 m2  R = ρ  R = 1,7×10-8 R=

 R = 0,22 Ω

7.2. Determine o valor máximo da d.d.p. que se pode aplicar nos extremos do fio, nas condições da álinea anterior. U = I.R  U = 6,0×0,22  U = 1,3V 8. O gráfico da figura seguinte representa a intensidade da corrente que percorre quarto condutores, A, B, C e D quando sujeitos a diferenças de potencial crescents.

8.1.Indique, justificando, quais são os condutores óhmicos.

A e D porque só nestes o gráfico I = f(U) é linear 8.2. Calcule a resistência do condutor A. R=

 R=

R = 2,0 Ω

8.3. Determine a intensidade da corrente que percorre o condutor D, quando sujeito a uma d.d.p. de 10,0 V. I=

I=

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 9. Um aparelho elétrico, com uma resistência de 300 Ω, funciona durante 5 minutos e é percorrido por uma intensidade de corrente de 5,0 A. Calcule: Dados: R = 300 Ω ∆t = 5 min  5 × 6  t = 300 s I = 5,0 A 9.1. A potência do aparelho.

U = I.R U = 5×300 U = 1500 V  P = U.I  9.2. A energia fornecida ao aparelho.

E = P.∆t  E = 7500×300  E = 2250000  E = 225×104 J

10. Um relógio de parede funciona com uma associação de 4 pilhas de 1,5 V cada uma, e uma corrente de intensidade 30 mA. Determine: U = 4 pilhas de 1,5 V U = 4×1,5  U = 6 V I = 30 mA mudar para Ampere(A) I=

= 0,03 = 3×10-2 A

10.1. A potência do relógio.

10.2.A energia consumida pelo relógio durante um ano de funcionamento (365 dias), em:

10.2.1. Unidade SI; 10.2.2. kW.h.

11. Uma lâmpada de 40 W é ligada a uma tomada cujos terminais estão à d.d.p. de 220 V. Calcule: 11.1.A intensidade da corrente que passa pelo filamento da lâmpada.

11.2.A resistênsia do filamento da lâmpada.

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11.3.A energia consumida pela lâmpada no mês de agosto, se estiver acesa, em media, 3,5 h por dia, em:

11.3.1. Kwh 12. Considere o circuito esquematizado.

12.1.Quais os componentes que estão presentes no circuito.

Fonte de alimentação, díodo, resistência, condensador.

12.2.Calcule a intensidade da corrente na resistênsia de 10 kΩ.

12.3.Calcule a intensidade da corrente na resistênsia de 1 kΩ.

1. Uma bateria, de força eletromotriz 15,0 V, quando é ligada a uma resistência, apresenta nos seus terminais uma diferença de potencial de 10,0 V e fornece uma corrente de intensidade 5,0 A. Calcule: 1.1.A potência da bateria.

1.2.A resistência da bateria.

1.3.A energia útil fornecida ao circuito, em 2 minutos de funcionamento.

1.4. Trace o gráfico da tensão nos terminais da bateria em função da intensidade da corrente que a percorre.

1.5. Estabelecendo um curto-circuito, ligando um fio condutor de resistência desprezável aos terminais da bateria, qual passa a ser: 1.5.1. A diferença de potencial entre os terminais da bateria?

1.5.2. A intensidade da corrente no circuito?

Resolução: Dados: ԑ = 15,0 V

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES I = 5,0 A U = 10,0 V 1.1.1. P = ԑ I  P = 15,0 × 5,0  P = 75 W 1.1.2. U = ԑ - r I 10,0 = 15,0 – r × 5,0  15 – 5r = 10  -5 r = 10 – 15  -5 r = - 5 r= Eu = U.I.∆t

r=1Ω onde; ∆t = 2 min  ∆t = 2 × 60 ∆t = 120 s

1.1.3. Eu = 10 × 5 × 120 Eu = 6000 J Eu = 6×103 J 1.2. Um gráfico vai ser um segmento de reta de equação U = 15,0 – 1,0 I.

. Se I = 0 A então U = 15,0 V. . Se U = 0 V então I = 15,0 A. 1.2.1. A d.d.p. nos terminais do gerador passa a ser 0 V. 1.2.2. A intensidade da corrente sera 15,0 A. 2. Uma pilha cuja resistência interna é de 0,5Ω fornece energia a uma resistência externa de 10Ω. Sabendo que a d.d.p. nos terminais da pilha é de 20 V, determine: 2.1. A intensidade da corrente no circuito.

2.2. A f.e.m. da pilha.

2.3. A potência da pilha.

2.4. A potência útil da pilha.

Resolução: 2.1. Ugerador = Uresistência = 20 V  Pela Lei de Ohm I = 2.2. U = ԑ - r I  20 = ԑ - 0,5 × 2,0  20 = ԑ - 1 

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I=

I=2A

ԑ - 1 = 20

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES ԑ = 20 + 1  ԑ = 21 V 2.3.P = ԑ I  P = 21 × 2  P = 42 W 2.4.Pu = U I  Pu = 20 × 2  Pu = 40 W Questões resolvida Pg.44 1. O gráfico seguinte representa a tensão nos terminais de um recetorvem função da intensidade da corrente que o percorre.

Determine: 1.1. A f.c.e.m. do recetor.

1.2. A resistência interna do recetor.

1.3. A energia dissipada, por efeito de joule, durante 5 minutos no recetor, quando este é percorrido por uma corrente de 4,0 A. 1.1. A d.d.p. nos terminais do recetor é dada por Verifica-se através do gráfico que a ordenada na origem é 6,0 V. Então ἐ = 6,0 V. 1.2. Como U = ἐ + ŕ I e substituindo os valores de um ponto do gráfico, por exemplo, I = 2,0 A e U = 9,0 V, obtem-se ŕ = 1,5 Ω.

U=

+r’ I  –

= 9,0 



2

1.3. Ed = ŕ I ∆t Ed = 1,5 × (4,0)2 × 300

onde; ∆t = 5 min

Ed = 1,5 × 16 × 300

∆t = 5 × 60

Ed = 24 × 300

∆t = 300 s

.

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES Ed = 7200 J Ed = 72 × 102 J 2. Um motor elétrico, cuja resistência interna é de 3,5 Ω, está ligado a uma tomada de 220 V e é atravessado por uma corrente elétrica de 4,0 A. Determine Dados: U = 220 V ŕ = 3,5 Ω I = 4,0 A ∆t = 20 min  ∆t = 20 × 60  ∆t = 1200 s 2.1. A f.c.e.m. do motorU = ἐ + ŕ I  220 = ἐ + 3,5 × 4,0 220 = ἐ + 14  ἐ + 14 = 220  ἐ = 220 – 14 ἐ = 206 V 2.2. A energia útil transformada pelo motor durante 20 minutos de funcionamento Eu = ἐ I ∆t  Eu = 206 × 4,0 × 1200  Eu = 824 × 1200  Eu = 988800 kJ Quetões Resolvida pg.48 1. Considere o circuito elétrico mostrado na figura, onde a d.d.p. entre os pontos A e B é de 12 V.

1.1. Calcule a resistência equivalente à associação representada.

1.2. Determine a intensidade da corrente que percorre a resistência de 1,2 Ω.

Resolução: 1.1.

=

+

= 6,0 Ω

= +

= 2,8 Ω  ReqAB = 1,2 + 2,8 = 4,0 Ω.

1.2.É a intensidade total. Aplicando a lei de Ohm R=

4,0 =

4 I = 12  I =

I=3A

2. No circuito da figura seguinte todas as resistências são iguais a 10 Ω.

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2.1. Calcule a resistência equivalente às 3 resistências R, representadas.

Req = R = 10 Ω.

2.2.Determine o valor indicado pelo amperímetro.

I=

I=

I=

I = 1,36  I = 1,4 A

2.1. A resistência equivalente vai ser apenas R, poia as outras duas estão em curto-circuito e portanto a corrente elétrica não passa por elas.

Questões Para Resolver Pg.52-53 1. Determine a resistência que se deve ligar em paralelo com uma de 3 Ω para obter uma resistência equivalente de 1,5 Ω.

2. No circuito elétrico representado no esquema seguinte, o voltímetro marca 6,0 V.

Calcule o valor que a amperímetro marcará, quando o interruptor está: 2.1. Aberto.

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2.2. Fechado.

 3. Uma resistência de 25 Ω está ligada a um gerador de f.e.m. 20V e resistência interna 1,5Ω. Determine a d.d.p. nos terminais da resistência.

4. Quando se liga um voltímetro a uma pilha mede-se 9,00 V. Se a pilha alimentar um circuito com uma lâmpada mede-se 8,60 V e a intensidade da corrente que percorre o circuito é 0,30 A. Determine: 4.1. A resistência interna da pilha .

4.2. A resistência da lâmpada.

( ) 4.3. A potência dissipada pela lâmpada.

5. Duas resistências idênticas, de 200 Ω, são ligadas em paralelo a uma bateria de 12 V. Desprezando a resistência interna da bateria, calcule: 5.1. A intensidade da corrente que circula pela bateria.

5.2. A potência dissipada em cada resistência.

(

)

6. Liga-se um aquecedor de 1kW de potência à rede elétrica (U = 220 V).

6.1.Calcule o valor da resistência do aqucedor. (

)

6.2. Calcule a intensidade da corrente que passa na resistência do aquecedor.

6.3. Se a corrente máxima fornecida pela rede for de 15 A, calcule o número máximo de aquecedores que pode ligar em paralelo.

7. No circuito esquematizado na figura, o cursor C encontra-se no ponto médio de um reóstato cujo valor máximo da resitência vale 100 Ω.

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7.1. Calcule o valor da resitência equivalente às resistências R1 e R2.

7.2. Determine a intensidade da corrente que percorre o circuito principal.

7.3. Calcule a potência útil do gerador.

7.4. Indique, justificando, o que acontece, aos valores marcados nos aparelhos representados, se desloca o cursor no reóstato de modo a que a sua resistência seja nula.

8. O amperímetro do circuito esquematizado na figura seguinte marca 200 mA quando o motor, de resistência interna 0,5 Ω, está em funcionamento.

8.1. Calcule a f.c.e.m. do motor.

8.2.Determine os valores marcados nos voltímetros.

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9. Para determiner as caraterísticas de um gerador, montou-se um circuito e recolheu-se valores da d.d.p nos seus terminais, Ug, e a intensidade da corrente, I, que o percorre.

Como os dados obtidos traçou-se o gráfiico representado na figura seguinte.

Determine: 9.1.A f.e.m. do gerador.

9.2. A resistência interna do gerador.

9.3. O valor da resistência exterior que estava ligada ao gerador quando o amperímetro do circuito marcava 400 mA. 

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES CAMPO ELETRICO E CAMPO MAGNETICO Questões resolvidas pg.58 1. Três cargas estão colocadas nos vertices de um triângulo equilátero, no vazio, como mostra a figura. Considere Q1 = 2,0 μC, Q2 = 3,0 μC e Q3 = -3,0 μC. Calcule a intensidade da resultante das forças que atuam na carga Q1 devido à presence das outras cargas.

Resolução: 1. Desenhe-se a força elétrica a que está sujeita a carga 1, devida à presença de Q 2 e Q3.

Atente-se ao sentido das forças, dados os sinais das cargas.

Dados: Q1 = 2,0 μC Q2 = 3,0 μC  Q3 = -3,0 μC  L = 10 cm  FrQ1 = …?

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES  F1/2 = 9,0 × 109

F1/2 = k

√



(



)



√



√

2. Duas cargas pontuais Q1 = 2 μC e Q2 = -3 μC estão separadas de 2mm. Uma terceira carga Q3 = 3 μC é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Calcule a intensidade da força a que Q3 fica sujeita.

Resolução: A carga fica sujeita às forças representadas na figura. A força devida à carga Q 1 é repulsiva e a força devida a Q2 é atrativa.

Dados: Q1 = 2 μC Q2 = -3 μC Q3 = 3 μC  F Q3= …?

F = F3/1 + F3/2 = k

+k

e substituindo pelos dados;

( (

)

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) (

(

)

)

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES Questões resolvidas pg.62 1. Duas cargas iguais e de sinais contrários, com uma distância constant entre si constituem um dipolo.

Determine o campo elétrico em T e em S. Resolução: 1. Em S o campo será para a direita. A carga +Q, cria um campo para a direita e a carga –Q cria um campo para esquerda. A carga positiva está mais perto do ponto S, por isso a resultante é para a direita. O seu módulo é E=k(

)

-k(

)

Para calcular o campo em T atente-se na figura seguinte.

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Os módulos dos campos devidos a +Q e –Q são iguais, E+ = E- = k

(

)

A soma vetorial dos dois campos dá um campo horizontal, para a esquerda. O seu módulo é E=k

cos α

(

)

(

) √

Ou seja E=k

(

)

=(

(

) )

Questões resolvidas pg.63-64 1. Um protão, é abandonado, em repouso, no ponto A do campo elétrico uniforme, Ē=-1,5× 103 ēyV.m-1 , representado na figura.

Considere a massa do protão 1,673 × 10-27 Kg e sua carga 1,6 × 10-19 C. Classifique o movimento do protão Movimento retilíneo uniformemente acelerado.

1.1.Calcule o valor da velocidade do protão, após ter percorrido 10 cm.

Resolução: Fr = Fe  m.a = q.E a=

Ea=

× 1,5×103

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES  então 

√



2. Duas esferas eletrizadas foram suspensas, por fios inextensíveis e de massas desprezáveis, de um mesmo ponto, e colocadas numa região onde existe um campo elétrico uniforme.

As esferas têmcarga de igual módulo, 3,2 × 10-9 C, e têm sinais contrários. A massa de cada esfera é 3,0 g e o fio tem comprimento 30 cm. Considere g = 10 m.s2.

2.1. Desenhe o diagrama de forças que atuam em cada uma das esferas.

2.2. Calcule o módulo do campo elétrico na região referida.

Resolução: Fe = força elétrica Fc = força atração das cargas P = peso T = tensão no fio Dados

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( (

) )

 

Questões resolvidas pg.69-70 1. Um eletrão, e, está colocado num ponto A, no campo dum dipolo elétrico, de cargas +q e –q, separadas de uma distância a.

1.1. Qual será o trabalho realizado se o electrão fizer uma volta circular de raio d, partindo do ponto A e voltando ao mesmo ponto?

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES WA→A= e (

)=0

1.2. Determine o trabalho realizado ao levar o eletrão no caminho circular de A para B. WA→B = e (VA− VB).

sendo r é a distância das cargas ao ponto A o

potencial em B é devido as cargas +q e –q (

( )

( )

(

)

( )

( (

(

)

)

2. Um dipolo elétrico está colocado ao longo do eixo xx, como se mostra na figura.

Calcule o trabalho efetuado pelo campo elétrico, ou trazer uma carga +Q desde o infinito até ao pontoo S, em x = b. ( (

(

)

(

)

(

(

(

)

)

) (

( ) )

( (

(

)

(

)

) (

)

Questão resolvida pg.72

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 1. O campo elétrico representado na figura é criado pela carga Q, de módulo 4,0 × 10 -6 C e as superfícies equipotenciais S1 e S2 têm raios, respetivamente r1 = 10 cm e r2 = 20 cm. Uma linha de campo está representada por a.

1.1. Indique, justificando, o siinal da carga Q. 1.2. Caracterize a força elétrica que atua sobre uma carga de q = -3,0 μC colocada em B. 1.3. Calcule o valor do potencial elétrico na superfície S 1 .

1.4. Qual o valor do trabalho realizado pelas forças do campo para deslocar a carga q de B para C ? Justifiquue.

Questão resolvida pg.76 1. Entre as placas metálicas quadradas, A e B, paralelas e horizontais, estabeleceu-se ua diferença de potencial de 2,0 kV. As placas distam 60 mm e têm lado 1,0 m.

1.1. Indique a direção, o sentido e o módulo do vetor do campo elétrico na região entre as placas.

1.2. Uma partícula, de massa, m = 1,0 mg e carga, q = -1,0 μC, é abandonada na placa B,sem velocidade inicial.

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Página 27

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 1.2.1. Indique o tipo de trajetória descrita.

1.2.2. Calcule o módulo da velocidade com que a partícula chega à outra placa.

1.3. De seguida, lança-se a partícula paralelamente às placas e a meia distância entre elas, com velocidade, v = 2,0 × 104 m.s-1 , como se ilustra na figura seguinte.

1.3.1. Classifique o movimento da partícula, no eixo horizontal e no eixo vertical.

1.3.2. Qual a aceleração da partícula? Justifique.

1.3.3. Calcule a distância percorrida, no eixo dos yy.

Questõespara resolver pg.87-91 1. No centro de um quadrado está fixa uma carga elétrica, +q. Nos vértices do quadrado estão, também fixas, as cargas +Q, _Q, - Q e +Q como se mostra na figura.

Para qual das direções, A, B, C, D ou E aponta a força elétrica resultante na carga central?

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 2.

Duas cargas elétricas pontuais Q1 e Q2 =4Q1 estão fixas nos pontos A e B, distantes 30 cm.

Determine a posição (x) onde deve ser colocada uma carga Q3 = 2Q1 para ficar em equílibrio sob a ação somente de forças elétricas.

3. A figura mostra duas cargas com o mesmo módulo e sinais opostos, colocadas a uma distância 2a,formado um dipolo elétrico.

Qual o vetor que representa corretamente o campo elétrico resultante Ē, produzido por essas cargas num ponto P, a uma distância d?

5. Considere uma partícula eletrizada com uma carga Q fixa no ponto A.

Sabendo que o potencial elétrico em B vale 20V e o vetor campo elétrico em C tem módulo 20N/C, determine:

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Página 29

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 5.1. O potencial elétrico a que está o ponto C.

5.2. O módulo do vetor campo elétrico em B.

6. A figura mostra linhas de força de um campo elétrico uniforme, de 2 × 10 3 V/m de

intensidade, e duas superfícies equipotenciais distantes 4 cm.

6.1. Indique, justificando, qual dos pontos, A ou B, está a maior potencial elétrico.

Dados

6.2. Calcule o trabalho realizado pela força eléttrica para levar uma carga elétrica positiva de 6×10-6 C, de A até B.

7. Uma partícula positiva emitida por núcleo radiotivo incide na direção do eixo central de um campo elétrico uniforme de intensidade 5 × 103 N/C, indicado na figura, gerado por duas placas compridas, A e B, carregadas e distanciadas de 2 cm.

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7.1. Classifique a trajetória descrita pela partícula no interior do campo.

7.2. Calcule a diferença de potencial entre as placas.

7.3. Determine a diferença de potencial entre o ponto de incidência no campo elétrico e o ponto de colisão numa das placas.

8.9. Num dado ponto, no vazio, a uma certa distância de uma carga elétrica, pontual, o módulo do campo elétrico é igual a 500 N/C e o potencial vale -3,0 × 103 V. Calcule a distância do ponto à carga e o valor da carga elétrica.

10. Um protão penetra com energia cinética2,4 × 10-16 J numa região extensa de um campo elétrico uniforme, cuja intensidade é 3,0 × 104 V.m-1. A trajetória descrita é retilínea, com uma partícula a inverter o sentido do movimento após percorrer uma distância d.

Sabendo –se que a massa do protão é 1,67 × 10-27 kg e a sua carga é 1,6 × 10-19 C, determine: 10.1. O valor de d.

10.1.

O tempo gasto para percorrer a distância d.

√



11. Duas cargas pontuais –q e +Q estão dispostas como ilustra a figura.

-q EXERCICIO RESOLVIDO FÍSICA 12º ANO

+Q Página 31

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Se│Q│> │-q│, o campo elétrico produzido por essas cargas anula-se num ponto situado: a) À direita da carga positiva. b) À esquerda da carga negative. c) Entre as duas cargas e mais próximo da carga positiva. d) Entre as duas cargas e mais próximo da carga negativa.

12. Uma carga elétrica de 1 μC suspensa de um fio inextensível e de massa desprezável está em equilíbrio, na posição indicada na figura, pela ação de um campo elétrico de intensidade 1,0×107 V/m. O ângulo formado enter o fio e a direção vertical é de 30 0 .

Calcule o valor da tensão no fio.

13. A figura mostra um arranjo de placas metálicas paralelas As placas 2 e 3 possuem um furro nos centros.

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES Classifique em verdadeiras (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes: A. O potencial da placa 4 é igual ao da placa 1.

B. O campo elétrico entre as placas 1 e 2 tem sentido da placa 2 para a placa 1 e o seu módulo vale 400 V/m.

C. Se se abandonar um eletrão no ponto A, este terá movimento uniformemente acelerado entre as placas 1 e 2, unifoorme entre as placas 2 e 3 e uniformemente retardado entre as placas 3 e 4.

D. O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar um eletrão da placa 1 até a placa 4 é nulo.

E. O campo elétrico entre as placas 2 e 3 é nulo.

F. A diferença de potencial entre as placas 1 e 4 é 24V. 14. Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de módulo igual a 3,2 × 10 -4 C. Sendo o módulo da carga do elétrão igual a 1,6 × 10-19 C, pode –se concluir que a esfera contém:

A. 2,0 × 1015 eletrões.

B. Um excesso de 2,0 × 1015 eletrões.

C. 2,0 × 1010 eletrões.

D. Um excesso de 2,0 × 1010 eletrões.

15. A figura representa duas placas metálicas paralelas de comprimento L = 1,0×10-2 m entre as quais é criado um campo elétrico uniforme, vertical, perpendicular às placas, dirigido para baixo e de módulo E = 1,0×104 V.m-1 .

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES Um eletrão incideno ponto O, com velocidade horizontal v = 1,0×107 m/s, percorrendo a região entre as placas.

(Dados: massa do eletrão = 9,1×10-31 kg; carga do eletrão = -1,6×10-19 C) Calcule: 15.1. O módulo da força elétrica que atua no eletrão e indique a direção e o sentido.

15.2. O tempo que o eletrão leva para emergir da região entre as placas.

15.3. O deslocamento vertical que o eletrão sofre ao percorrer a sua trajetória na região entre as placas.

15.4. As componentes horizontal e vertical da velocidade do eletrão, no instante em que ele emerge da região entre as placas.

UNIDEDE TEMÁTICA B Questão resolvida pg.96 1. Represente os vetores velocidade, campo magnético e força magnética que se exerce sobre uma partícula carregada, em movimento, nas várias situações apresentadas.

A. O campo magnético é perpendicular ao plano do papel, apontando para trás desse plano. A velocidade é positiva no eixo yy. A carga da partícula é positiva.

B. A velocidade e o campo têm sentido negativo no eixo xx. A carga é negativa.

C. A força magnética encontra-se no plano do papel no sentido positivo do eixo xx, e é aplicada sobre uma partícula com carga negativa. O campo magnético B é perpendicular ao plano do papel apontando no sentido positivo do eixo zz.

D. A força magnética é perpendicular ao plano do papel, no sentido positivo do eixo zz. A velocidade da partícula é no sentido negativo do eixo yy. A carga daa partícula é negativa.

Questões resolvidas 1. Pretende-se analizar uma amostra com carga negativa, um anião, com massa m. Colocase o anião em repouso, junto à placa 1, que fica sujeita a uma campo elétrico uniforme E . O campo elétrico acelera o anião, levando-o a passar através do orifício O para um região onde existe um campo magnético uniforme B , descrevendo a trajetória semicircular de raio R.

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1.1. Indique as direções e sentidos dos campos elétrico e magnético.

1.2. Deduza a expressão que permite determinar a razão q/m.

1.1. Campo elétrico: É perpendicular às placas 1 e 2, com sentido de 2 para 1. A partícula negatiiva é acelerada no sentido de 1 para 2, isto é a força elétrica é de 1 para 2. Como a carga é negativa, o sentido do campo é contrário.

Campo magnético: É perpendicular ao plano da figura e para trás do plano. Para descrever a trajetória indicada, e usando a regra do saca-rolhas ou da mão direita, sem esquecer que a carga é negativa, só essa solução é possível.

1.2. Entre as placas 1 e 2, o campo elétrico é uniforme. O ião parte do repouso da placa 1.

Pela segunda Lei de Newton, F = ma, ay = 0, e ax = Antes do ião passar pelo orifício O, a equação do movimento é x = ax t2 , pelo que: d=

t2 ↔ t2 =

,

sendo t o tempo que o ião demora a atingir a placa 2, e d a distância entre as placas.

A velocidade com que o ião passa pelo orifício O é v = at = = │q│Bv ↔

Como m =

=

t=

√

.

e substituindo v pelo valor da velocidade, obtém-se:

.

2. Num campo magnético B = 4,0 ey (T) detetou-se uma carga, de 1,0 × 10-5 C, com velocidade v = 2,5 ez (m.s-1).

2.1. Represente as grandezas vetoriais envolvidas.

2.2. Determine a intensidade da força a que a carga fica sujeita.

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Resolução: . 2.2. Dados: B = 4,0 ey (T) q = 1,0 × 10-5 C v = 2,5 ez (m.s-1) Fm = q.v.B  Fm = 1,0 × 10-5 × 2,5 × 4,0 Fm = 2,5 × 10-5 × 4,0  Fm = 10 × 10-5  Fm = 1,0 × 10-4 N

Questões resolvidas pg.100-101 1. Considere um fio retilíneo condutor percorrido por uma corrente de 6,0 A, no plano do papel e apontando da esquerda para a direita. O fio é colocado numa região onde existe um campo magnético uniforme de 1 T também no plano do papel, sendo o ângulo formado entre o fio e o campo de 650 , como mostra a figura. Caraterize a força magnética que atua

sobre 0,60 m de fio.

Resposta: Dados: I = 6,0 A B=1T l = 0,60 m α = 650



EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 

 Questões para resolver pg.111-113

1. Uma partícula, de carga q e massa m, é lançada com velocidade v , perpendicularmente a um campo magnético B , descrendo um círculo de raio R. Se a partícula descrever um círculo com o dobro do raio, qual a nova a velocidade ?

2. Na fígura mostra-se a trajetória de um eletrão com carga q = -1,6×10-9 C e velocidade v = 7,5×104 m/s, numa região do espaço onde existem um campo megnético e um campo elétrico, uniformes, perpendiculares entre si. Determine o valor do campo elétrico, sabendo que B = 2×10-3 T.

3. A figura seguinte representa duas placas horizontais S e Ś , entre as quais existe um campo elétrico uniforme.

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Uma partícula de massa m = 3,0×10-26 kg e carga q = -3,2×10-19 C, inicialmente em repouso na posição O junto da placa S, atinge a placa Ś com velocidade 3,0×10 5 m.s-1 e sai pelo orifício P. Considere desprezável a ação da força gravítica.

3.1. Caraterize o vetor do campo elétrico entre as placas.

3.2. Ao sair do campo elétrico, a partícula é submetida a um campo magnético, B constante, de valor 56×10-2 T, que a faz descrever uma trajetória semicircular e atingir a placa Ś no ponto Q. Calcule: 3.2.1. A direção e o sentido de B. 3.2.2. A distância entre P e Q. 4. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F), cada uma das afirmações seguintes: I. Uma carga elétrica submetida a um campo magnético sofre sempre a ação de uma força magnética.

II. Uma carga elétrica submetida a um campo elétrico sofre sempre a ação de uma força elétrica.

III. A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga.

5. Numa região do espaço onde existe um campo magnético uniforme de 0,35 T, um protão move-se perpendicularmente a este segundo uma trajetória circular de raio 14 cm.

Determine o valo da velocidade do protão.

10. A velocidade de entrada num espetrómetro de massa pode ser controlada através de um seletor de velocidade colocado entre a fonte e a câmara, como se mostra na figura 90 do manual. Considere que um protão se move na direção do eixo dos xx, num seletor de

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES velocidades, sujeito aos campos cruzados com E = 3×10 5 kV/m e B = -0,3 ĵ (T).

Determine o módulo da velocidade do protão para que não sofra desvio.

11. Calcule os raios das trajetórias para um eletrão e um protão animados de velocidade 3×107 m.s-1, quando entram perpendicularmente num campo magnético B, de intensidade 0,5 T. Considere mp = 1,67×10-27 kg, qp = + 1,60×10-19 C, me = 9,11×10-31 kg, qe = 1,60×10-19 C.

Questões resolvidas pg.116-117 1. A espira da figura tem a forma de um quarto de círculo, e área 10 cm2. Encotra-se imersa num campo magnético B = 2 T. Calcule o fluxo em cada uma das orientações ilustradas.

1.1.

1.2.

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2. Uma espira condutora com área 20 cm2 encontra-se num campo magnético uniforme de 1,5 T. Calcule o fluxo magnético através da espira, se as linhas de campo: 2.1. Forem perpendiculares ao plano da espirra.

2.2. Fizerem um ângulo de 600 com o plano da espira.

2.3. Fizerem um ângulo de 00 com o plano da espira.

Resolução: Dados:

Questões resolvidas pg.119 1. Uma bobina com 10 espiras de raio 2 cm, encontra-se numa região em que existe um campo magnético, como o representado na figura.

A intensidade do campo magnético varia com o tempo, de acordo com o gráfico representado.

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1.1. Determine o fluxo do campo magnético que atravessa a bobina no instante t = 10 s.

1.2. Determine o valor da f.e.m. induzida na bobina.

Resolução: 2.Considere uma espira quadrada, de perímetro 12 cm, colocada numa região onde existe uma campo magnético uniforme, cuja intensidade é 1 T. Determine o fluxo magnético através da espira quando esta é posicionada perpendicularmente às linhas do campo magnético.

Resolução:

Questão resolvida pg.124 1. Considere o transformador ideal com dois níveis de tensão no secundário, U2 e U’2, como ilustrado na figura. O primário tem 1000 espiras e o secundário 100.

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1.1. O transformador é uum abaixador ou elevador de tensão?

1.2. Calcule: 1.2.1. O valor de U2.

1.2.2. O número de espiras no secundário que permite obter U’2 = 12 V. 1.1. O transformador é um abaixador de tensão pois o número de espiras do primário é maior do que o do secundário.

1.2.

Questões para resolver pg.130-133 1. Numa região do espaço onde existe um campo magnético de intensidade 0,02 T, colocouse uma espira retangular de área igual a 0,12 m2. Sabendo-se que o plano definido pela espira é perpendicular às linhas de campo magnético, determine o fluxo magnético através da espira.

34. Uma bobina com 100 espiras circulares de raio 10 cm é colocada numa região onde existe um campo magnético uniforme que varia com o tempo, como mostra o gráfico. O plano de cada espira faz um ângulo de 300 com a direção do campo. Calcule:

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 4.1. O fluxo magnético nos instantes 0 s, 1 s e 5 s.

4.2. O módulo da força eletromotriz induzida nos seguintes intervalos de tempo: [0;5] e [3;5].

5. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simples.

Construiu uma espira rettangular, com um fio de resistência total R = 5 Ω. Fez atravessar um fluxo magnético Ф, perpendicularmente ao plano da espira, cujo comportamento em função do tempo t, é descrito pelo gráfico seguinte.

5.1. Determine o valor da força eletromotriz induzida entre [2;4] s e [4;8] s.

5.2. Calcule o valor da potência elétrica dissipada no circuito entre [8;12] s.

6. A fiigura seguinte ilustra uma espira que roda entre dois imanes com uma velocidade angular constant de 32 rad/s.

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6.1. Represente as linhas de campo que atravessam a espira.

6.2. Calcule o tempo mínimo que o fluxo magnético demora a passar de zero ao seu valor máximo.

6.3. A espira tem de área 20 cm2 e o campo magnético a que está sujeita tem o valor de 0,40 T. 6.3.1. Determine o menor ângulo que o plano da espira faz com a direção do campo magnético para que o valor do fluxo magnético que a atravessa tenha o valor de 4,0×10 -4 Wb. 6.3.2. Para aumentar a força eletromotriz induzida na esppira deve-se: A – Diminuir a área da espira.

B – Aumentar a velocidade de rotação da espira..

C – Aumentar a distância entre os ímanes.

D – Imobilizar a espira paralelamente ao campo magnético.

Seleccione a alternativa correta.

7. A figura ilustra o movimento de uma espira metálica retangular, com lados 60 cm e 100 cm, deslocando-se com velocidade igual a 20 m/s. Na região onde existe campo magnético, este é uniforme, perpendicular ao plano da espira e sentido do plano da página para o observador.

7.1. Indique o sentido da corrente induzida na espira.

7.2. Calcule o módulo da força eletromotriz induzida na espira.

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 8. Selecione uma opção, de modo a obter uma afirmação correta.

8.1. A corrente elétrica induzida numa espira circular é: A – Nula, quando o fluxo magnético através da espira for constante.

B – Máxima, quando o fluxo magnético através da espira for constante.

C – Inversamente proporcional à variação do fluxo magnético no decorrer do tempo.

D – Proporcional ao fluxo magnético.

8.2. Numcondutor fechado, colocado numa região onde existe um campo magnético, a superfície delimitada pelo condutor é atravessa por um fluxo magnético. Se o fluxo magnético variar linearmente, com o tempo, ocorre: A – A magnetização permanente ao condutor.

B – Uma força eletromotriz induzida cuja intensidade diminui com o tempo.

C – Uma corrente elétrica induzida constante, no condutor.

D – Uma corrente induzida que aumenta linearmente ao tempo.

9. Na figura representa-se uma espira semicircular de raio R, no interior de uma região onde existe um campo magnético uniforme B .

9.1. Em que posição, relativamente às linhas de campo, se deve colocar a espira, para que o fluxo magnético que a atravessa seja máximo?

9.2. Se a espira rodar no interior doo campo, com uma velocidade angular ω, deduza uma expressão para o modulo da f.e.m. induzida.

10. Um fio de cobre de resistividade ρ, tem secção S, Foi dobrado de modo a formar a uma espira quadrada de lado d, como mostra a figura.

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No momento t = 0 s, a espira começa a mover-se no sentido positivo do eixo xx,entrando num campo magnético constante, B = B0k para x > 0.

10.1. Se a espira se deslocar com velocidade constante v = 2î, deduza a(s) expressão(ões) para a força eletromotriz induzida (t > 0).

10.2. Indique o sentido da corrente induzida na espira, justificando.

10.3. Calcule a corrente induzida e esbose o seu gráfico em função do tempo.

10.4. Repita a alínea 10.1., para o caso em a espira se desloca com movimento uniformemente acelerado, de aceleração a e velocidade inicial nula.

Questão resolvida pg.139 1. A voz humana mantém-se inteligível, numa faixa de frequências muito reduzida. É frequente limitá-la a uma banda de frequências compreendida entre os 300 e 3400 Hz. Calcule, no vazio, o comprimento de onda de radiações eletromagnéticas com as frequências limite para a voz humana ser reconhecida pelas pessoas que a ouvem.

Resposta:

Questão resolvida pg.141 1. Converta para a base 2 os números escritos na base 10: 1.1. 23

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 1.2. 14 Resposta: 2. Converta para a base 10, os números escritos na base 2: 2.1. 10101 2.2. 1011101 Resposta:

Questão resolvida pg.142 1. O conversor analógico-digital ADC0804 é um circuito integrado, capaz de converter uma amostra analógica entre 0 e 5,00 V, num valor binário de 8 bits. Calcule a resolução deste conversor.

Questões para resolver pg.146-147 1. A modulação é um processo no qual um sinal, normalmente de baixa frequência, é transformado, para depois ser transmitido a muito mais alta frequência, por ação de uma onda portadora. Os sinais podem ser modificados com modulação em amplitude ou com modulação em frequência. Identifique o diagram que representa um sinal modulado em frequência.

2. A modulaçao em frequência consiste em fazer variar a frequência da onda portadora de acordo com a amplitude do sinal que contém a informação. A figura representa duas ondas.

2.1.Indique a tipo de modulação foi submetido cada uma das ondas portadoras.

2.2. Esboce o sinal transmitido por cada uma das ondas.

2.3. Refira uma vantagem da modulação em frequência.

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 3. Classifique cada uma das representações de ondas em: * onda portadora; * onda modulada em frequência; * onda modulada em amplitude; * sinal a transmitir.

4. As estações de radio em FM utilizam portadoras entre cerca de 88 MHz a 108 MHz. Determine os comprimentos de onda limite destas ondas portadoras.

5. Converta para a base 10, os numerous escritos na base 2: 5.1. 101 5.2. 10111 5.3. 0001110 6. Converta para a base 2 os numerous escritos na base 10: 6.1. 33 6.2. 54 6.3. 77

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Questões resolvidas pg.151 1. Represente um nuclido de: 1.1. Oxigénio, que tem número de massa 17 e número atómico 8.

1.2. Sódio, constituído por 11 protões e 12 neutrões.

Resposta: 2. Indique o número de protões e de neutrões dos seguintes nuclides:

;

;

;

.

Resposta:

Questão resolvida pg.153 1. Determine a energia de ligação do núcleo de hélio,

.

Resposta:

Questão resolvida pg.155 1. Calcule a energia de ligação por nucleão para o nuclído , sabendo que a sua massa atómica é 14,00324 u, a massa do protão é 1,007825 u, a massa do neutrão é 1,008665 u e que 1 u equivale a 1,66054 ×10-27 kg.

Resposta: Questões para resolver p.g157 1. A representação simbólica de um nuclido de estrôncio é

.

Indique a constituição desse núcleo.

2. Represente um nuclido de: 2.1. Pótassio, que tem número de massa 40 e número atomic 19.

2.2. Ferro, constituído por 26 protões e 30 neutrões 3. Indique o número de protões e de neutrões dos seguintes nuclidos:

;

;

.

4. Considere a reacção de fissão nuclear do urânio -235.

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+

+3

4.1. Calcule, em unidade SI, a variação de massa, ∆m, durante o processo de fissão.

4.2. Determine a energia equivalente à perda de massa.

Dados: m(

) = 235,0439 u

mn = 1.008665 u m(

) = 89,907 u

m(

) = 104,908 u 1

u = 1,66054×10-27 kg

5. Determine a energia de ligação por nucleão para o trítio , sabendo que a sua massa atómica é 3,016049 u, a massa do protão é 1,007825 u, a massa do neutrão é 1,008665 u e que 1 u equivale a 1,66054×10-27 kg.

Questão resolvida pg.161 1. Considere uma amostra de . Uma parte A da amostra sofreu um decaimento e originou e a parte B decai para o isótopo .

1.1. Escreva a equação que traduz o decaimento das duas partes da amostra.

1.2. Classifique cada um dos decaimentos.

1.3. Calcule a energia libertada no decaimento da parte A. Resposta: Questão resolvida pg.164 1. Uma amostra de fósforo-32 contém inicialmente 4,4×108 átomos. A constante de decaimento do fósforo-32 é 4,8×10-2 por dia.

Calcule o número de átomos que a amostra contém ao fim de 5 dias.

Resposta: Questão resolvida pg.165-166

EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 1. O carbono-14 é usado para determinar a idade dos fósseis. A análise de um esqueleto revelou que a quantidade de carbono-14 era, aproximadamente igual a ⅛ da quantidade normal.

Sendo o T1/2 do carbono-14 de 5730 anos, calcule há quantos anos terá morrido.

Resposta:

Questões resolvidas 165-166 1. Uma amostra radioativa, cuja constante de decaimento, λ, é 1,386×10-2 s-1, contém 8,6×1012 átomos. Calcule: 1.1. A atividade da amostra no início.

1.2. O tempo de meia vida.

1.3. A atividade da amostra após 100 s.

Resposta: 2. Em 1902, Marie e Pierre Curie conseguiram separar do minério de urânio a primeira quantidade substancial de rádio, um decigrama de RaCl2 puro. O rádio era o isótopo radioativo 226 Ra, que tem um tempo de meia vida de 1600 anos.

2.1. Calcule o número de núcleos de rádio que eles isolaram.

2.2. Determine a taxa de decaimento da amostra, em desintegrações/s e em Curies.

Nota: A unidade Curie (abreviadamente Ci) foi adotada em homenagem aos Curie, que receberam, em 1903, o Prémio Nobel de Física pelos seus trabalhos nos fenómenos de radiação. 1 Curie é igual a 3,7×1010 desintegrações/s.

Resposta: Questão resolvida 168 1. Uma pessoa recebe uma energia de 50 J de uma fonte radioativa. Sabendo que até 1 Gy não há danos sérios nos tecidos, determine a massa mínima da pessoa para que a dose recebida não seja perigosa.

Resposta:

Questões para resolver pg.173 1. O núcleo do átomo emite uma partícula α, originando um núcleo do element X; que por sua vez, emite uma partícula β- , originando um núcleo do elemento Y. Determine o número átomico e o número de massa das partículas X e Y. EXERCICIO RESOLVIDO FÍSICA 12º ANO

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EXERCICIO FÍZIKA 12º ANO ELABORA HUSI PROFESSOR ESTAJIARIU JUVINAL DOS REIS SOARES 2. O oxigénio radioativo

tem um tempo de meia vida de 2,1 minutos.

Determine: 2.1. A constante de decaimento radioativo, λ.

2.2. Quantos átomos radioativos existem numa amostra com uma atividade de 4,8×105 Bq. 2.3. O tempo necessário para que a atividade se reduza de um fator de 8.

3. Um certo elemento radioativo tem um tempo de meia vida de 20 dias. Calcule: 3.1. O tempo necessário para que ¾ dos átomos inicialmente presents se desintegrem.

3.2. A constante de desintegração e o período de decaimento.

4. Uma amostra de 128I contém 2,0×1010 átomos radioativos. Sendo o tempo de meia vida desse isótopo de 25 minutos, calcule o número de átomos que decaem por segundo.

5. O radão é um gás de origem natural, cujos átomos se desintegram originando outros elementos também radioativos causando todos eles esposição do Homem às radiações ionizantes. Todos os seus isótopos têm tempos de meia vida extremamente curtos e emitem radiação α, transformando-se em polónio. Sabendo que o tempo de meia vida do polónio-218 é de 3 minutos, determine a massa de polónio necessária para a fonte radioativa ter uma atividade de 1 GBq. 6. Um grupo de investigadores pretende determinar a época de uma embarcação encontrada ao longo de Díli, através de análise de um pedaço de madeira. A atividade devida ao é de 12,8 desintegrações por ssegundo por grama de material. Sabendo que o período de decaimento do carbono-14 é de 5730 anos e a madeira nova do mesmo tipo tem uma atividade de é de 13,5 desintegrações por segundo por grama, determine em que época fo usada a madeira.

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Campo magnético

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