1ª Série - volume 1 2022

GABARITO E
RESOLUÇÃO
Passo 1: foi dito que a potência recebida do Sol no local é de 1 000 W para cada 1 m² de incidência solar, também foi dito que a eficiência do sistema é de 50%, ou seja, é aproveitado somente metade da incidência solar, 500 W para cada 1 m².
Passo 2: como o chuveiro necessita de 2.000 W significa que precisamos de uma área de incidência solar de 4 m² (500 W em 1 m², ou 2 000 W em 4 m²).
Passo 3: se a área de incidência solar deve ser de 4 m² e circular, então basta usar a equação da área do círculo para determinar o raio da circunferência da placa.
Assim:
Acírculo = π . R²  4 = π . R²  R = √(4/π)  R = 2/√π
R = 2/1,8 = 1,11m

GABARITO A
RESOLUÇÃO
Essa é uma pergunta muito tradicional, e isso acontece porque dentro do automóvel a jovem estará segura devido ao isolamento elétrico que a borracha do pneu irá proporcionar à carcaça do carro.
Além de que, por ser de material condutor, a lataria do carro é proporcional a uma Gaiola de Faraday - que seria uma blindagem eletrostática responsável por anular o campo elétrico no interior de um objeto condutor específico.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Um miliampere hora equivale a 0,001 Amperes em 3600 segundos. Assim temos -
1 mA = 0,001 A
1 hora = 60 x 60 = 3600 segundos
1 mA.h = 0,001 A. 3600 s
1 mAh = 3,6 A.s
1 mAh = 3,6 C
Para descobrirmos a quantidade de carga em Coulombs relativa a uma carga de 1500 mAh, podemos estabelecer uma regra de três -
1 mAh ------------------------------ 3,6 Coulomb
1500 mAh ------------------------- x Coulomb
x = 1500 x 3,6
x = 5400 Coulombs

GABARITO D
RESOLUÇÃO
A "capacidade de carga" expressa em unidade de medida de corrente vezes tempo, de um bateria está relacionada com o tempo de autonomia para uma específica corrente. E a "capacidade de carga" aumenta quando baterias são associadas em paralelo pois para uma dada corrente, menor será a corrente em cada elemento da associação em paralelo.
A maior “capacidade de carga” com 12 baterias individuais se encontra na associação em paralelo das doze. Mas então a fem (a ddp em circuito aberto) seria apenas 3,6 V.
E Para se obter 10,8 V há que se associar 3 baterias individuais em série e 14,4 V necessita 4 em série, Logo, se há disponíveis 12 baterias então se associam em paralelo 4 conjunto de 3 baterias em série e esta associação, com fem equivalente de 10,8V terá “maior capacidade de carga” do que associando 3 conjuntos em paralelo de 4 baterias em série, resultando esta última associação em uma fem equivalente de 14,4V.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Quando o pente é atritado com o papel toalha, ele fica eletrizado, criando nas suas proximidades um campo elétrico. Ao aproximá-lo dos pedaços de papel, ocorre o fenômeno da indução e esses pedaços de papel recebem do campo elétrico uma força elétrica.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
O amperímetro deve ser ligado em série com a lâmpada e o voltímetro em paralelo.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Como Ah é unidade de carga elétrica, pela figura, a quantidade de carga armazenada por hora é igual a Logo, a carga armazenada por minuto vale:
Q = 4400 . 10-3 . 60
Q = 264 Amin
Portanto, o tempo máximo para utilização é de:
∆t = Q/i = 264/2
∆t = 132 min

GABARITO D
RESOLUÇÃO
Tensão equivalente das pilhas em série:
1,5V + 1,5V = 3V
Queda de tensão devido à resistência interna das pilhas:
3V – 2,78V = 0,22V
Portanto, o valor da resistência interna das pilhas é de:
r = 0,22/0,0942
r = 2,3 Ω

GABARITO D
RESOLUÇÃO
--> com os dados do enunciado, chegamos as seguintes as potências:
Pi = 60 W
Pe = 60/4 = 15 W
--> observe que as energias transferidas para o ambiente são:
Ei = 0,8 . 60 . 1
Ei= 48 J
Ee = 0,2 . 15 . 1
Ee = 3 J
Ef= 48- 3
Ef= 45J
De acordo com o obtido, podemos concluir que a cada segundo, deixa-se de transferir para o ambiente uma quantidade de calor equivalente a 45 J.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Para realizar a resolução dessa questão devemos achar a potencia de utilização da lâmpada após isso devemos retira do total a quantidade que realmente a intensidade de raios solares da intensidade. Após cálculos encontramos que os 10% corresponde a 2.10².
Como uma regra de três simples encontramos que o valor da intensidade da luz solar em W/m² no horário do meio dia e igual a 2,10³, assim caracterizando a letra (C), como a resposta correta.

GABARITO B
RESOLUÇÃO
Carga necessária para carregar a bateria:
Q = 100 Ah
Corrente do gerador:
P = iU
600 = i.12 Vi = 50 A
Portanto:
I = Q/∆t
50 = 100/∆t
∆t = 2h

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Quando queremos descobrir o consumo de energia elétrica de determinado eletrodoméstico, ou nesse caso, o consumo de um chuveiro, multiplicamos a potência pelo tempo de utilização ou geração de energia.
E = P . ∆t
Chuveiro no inverno:
P = 6000 W
∆t = 15 min = 0,25 h
E = 6000 . 0,25
E = 1500 Wh
Chuveiro no verão:
P = 3600 W
∆t = 5 min = 0,083 h
E = 3600 . 0,083
E = 300 Wh
A economia por banho em kWh foi de: 1500 - 300 = 1200 Wh ou 1,2 kWh.

GABARITO C
RESOLUÇÃO
Com a chave fechada em A, a resistência equivalente nos resistores em paralelo fica 2KΩ, que, por sua vez, fica em série com o resistor de 4KΩ, dando uma resistência equivalente final de 6KΩ.

GABARITO B
RESOLUÇÃO
Vamos anotar os dados:
kWh gastos: 260.
Valor pago: R$162,50.
Vamos saber quanto custa cada KWh:
R$162.50 / 260 kWh = R$0,625
Se cada menina usar o secador 15 minutos por dia, esse fica ligado durante 60 minutos a cada dia. E como são 20 dias, temos, portanto, 20 horas de uso ao mês.
Como o secador tem potência de 1000 W (que vale 1 kW), a energia consumida E por ele é:
E = P.t, onde P é a potência e t é o tempo:
E = 1.20 = 20 kWh.
Multiplicando essa energia pelo preço, temos:
20 . 0,625 = R$12,50.

GABARITO A
RESOLUÇÃO
Para encontrar essa relação, precisamos fazer uso da equação de potencia que relaciona a tensão e a resistência:
P=U²/R. Logo, R=U²/P
RA=UA²/PA
RB=UB²/PB
RA/RB=(UA/UB)².(PA/PB)
RA/RB=(127/220)².(4400/4400)
RA/RB=0,33

GABARITO C
RESOLUÇÃO
O enunciado não disse que a capacidade do elevador é de 800kg, mas sim que essa é a massa dele, e pediu pra você considerá-la, por isso você deve somar com a das pessoas.
Como ele nos disse que o elevador tem uma velocidade de 4m/s, e ele precisa subir 30 metros, calculemos o tempo que ele leva pra realizar essa ação.
d=vt
30=4*t
30/4=t
t=7,5s
Energia potencial gravitacional=mgh
Epg=1400*10*30
Epg=420000J
Potência=Trabalho/Tempo
P=420000/7,5
P=56000W=56kW
P=U*I
56000=220*I
I=56000/220
I=255A

GABARITO D
RESOLUÇÃO
Para que a lâmpada acenda, é necessário que o conjunto feche um circuito elétrico. A pilha é o elemento do circuito que fornece a corrente e para isso acontecer, é necessário que os terminais positivo e negativo estejam ligados pelo conjunto fio-lampada.
No caso da lâmpada, para que ela acenda, é preciso que a corrente passe por dentro, onde ocorre o processo de geração de luz. Para que isso ocorra, precisamos que a corrente passe pelos terminais elétricos da lâmpada (base e a rosca lateral).
Por ultimo temos o fio, que serve como caminho para a corrente. Utilizaremos o fio para guiar a corrente da pilha ate a lâmpada e da lampada ate a pilha de novo. Respeitando tudo que foi dito.
As alternativas (1), (3) e (7) mostram montagens que respeitam os itens falados.
OBS1: Os terminais elétricos da lâmpada = partes metalizadas.
OBS2: Os itens (2) e (6) podem gerar uma duvida inicial para vocês, mas observe com calma. Da para ver que ambos não respeitam a ligação dos terminais, onde você tem em (2) um fio que não esta ligado diretamente no terminal da pilha e em (6) um dos terminais da lâmpada não esta ligado.

GABARITO D

RESOLUÇÃO

A charge apresenta a eletrização por atrito, o que significa que ao atritar o pelo do gato na calça da pessoa, cargas se movimentam de um corpo para o outro (eletronegatividade).

Sabemos que os prótons estão dentro do núcleo, portanto não se movem. Apenas os elétrons, livres na eletrosfera, que passam de um corpo pro outro.

GABARITO C
RESOLUÇÃO

A questão aborda uma situação clássica de gaiola de Faraday.

No exemplo mencionado, o carro funciona como uma gaiola, onde a pessoa fica protegida no interior do carro por conta do carro funcionar como uma blindagem eletrostática, mantendo as cargas na superfície metálica.

GABARITO D
RESOLUÇÃO

Resolver a questão calculando a Req consumiria muito tempo do aluno, portanto a melhor opção de resolução seria excluir opções até se chegar na resposta.

A questão queria que um aparelho de 10.000Ω funcionasse com 9V, para isto:
U = R ∙ i
9 = 10.000 ∙ i
i = 0,0009 A = 0,9 mA.
Com isso o gabarito só poderia ser letra D ou Letra E.

A letra E tinha a corrente de 0,9mA
mas a conexão feita teria 12V (ddp da bateria),
portanto o gabarito precisa ser letra D.
O primeiro resistor de 100 (entre A e B) deve consumir 3V para sobrar os 9V para a associação em paralelo entre B e E.

GABARITO B
RESOLUÇÃO

A questão aborda o funcionamento de uma bateria durante o período de 5 dias (lembre-se de converter a tempo para horas para concordar com a unidade de carga). No início desse período, a bateria apresentava uma calor de carga igual a 60Ah. Com isso, podemos calcular a corrente que será encontrada no amperímetro.

i = Q/Δt
i = 60/5.24 = 60/120 = 0,5 A

Agora que sabemos o valor do amperímetro, basta saber como ligar o aparelho.
Para que seja possível medir a corrente que passará pelo circuito do carro, basta ligar em paralelo.

GABARITO D
RESOLUÇÃO

Segundo a Lei de Faraday,
para que haja um aumento da ddp produzida será necessário variar o fluxo magnético no menor tempo possível.

GABARITO B
RESOLUÇÃO

No resistor de resistência R = 10 Ω, então:
U = R ∙ i → 30 = 10 ∙ i → i = 3 A (corrente total)

No R = 50 Ω,

U = R ∙ i → 90 = 50 ∙ i → i = 1,8 A

i lâmpadas = 3 – 1,8 = 1,2 A

Para as lâmpadas:

U = R ∙ i → 90 = 200.icada
icada= 0,45 A

E sendo N o número de lâmpadas,

N ∙ 0,45 ≤ 1,2
N ≤ 2,6 lâmpadas.

GABARITO A
RESOLUÇÃO
A questão demonstra uma partícula carregada que descreve um movimento helicoidal por conta de uma força magnética. Nessa situação, podemos dizer que a força magnética cumpre o papel da força resultante centrípeta.

Fmag=Fcp
q.v.b.senӨ=m.v²/R

Para essa situação, senӨ=1. Simplificando a expressão temos:
q.b=mv/R
q.b.R=mv

Podemos descrever a velocidade como:

q.b.R=m.N.2π.R/ct
Colocando em função da massa:
m=q.b.Δt / N.2π

Para ficar igual a alternativa, defina Δt=t

m=q.b.t/2π.N