Ficha 2 - Fisica 11

 

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Física e Química A na ESO Tema: Comunicações Comunicações a curtas distâncias

Ficha 2

1.   A figura 1 representa duas ondas, A e B, que se propagam no mesmo

Figura 1

meio. Compara os comprimentos de onda das ondas A e B.

2.   A figura mostra uma porção de uma corda, muito comprida,

cuja extremidade oscila com movimento harmónico simples (utilizaram-se escalas diferentes em cada um dos eixos). O sinal produzido propaga-se ao longo da corda (da esquerda para a direita) com uma velocidade de 2,0 m/s. Admite-se como origem dos tempos, t=0s, o instante a que corresponde o perfil espacial representado na figura. 2.1.  Seleciona a opção que completa corretamente a seguinte afirmação: “A frequência de vibração do ponto P é  (A)  igual à frequência de vibração de Q, mas o movimento de P tem mai or amplitude. (B) igual à frequência de vibração de Q e ambos movimentos têm igual amplitude.  (C) maior do que a frequência de vibração de Q e o movimento de P é também de maior amplitude. (D) maior do que a frequência de vibração de Q embora ambos movimentos tenham a mesma amplitude. 2.2.  Qual das seguintes figuras representa corretamente a mesma porção de corda passado um quarto de período do instante t = 0 s?   A)

B)

C)

2.3.  Qual é o comprimento de onda? (A)  0,7 m (B) 0,8 m (C) 1,4 2.4.  Determina a frequência da oscilação da  extremidade da corda. 2.5.  Seleciona a função que representa corretamente a elongação do tempo, expressa em unidades SI. (A)  y = 3,0 sen(0,8πt) (C) y = -2 (B) y = 3,010  sen(0,8πt) (D) y =

D)

m

(D) 1,6 m

do ponto R da corda em função 3,0 sen(5,0πt) -2 3,010  sen(5,0πt)

2.6.  Seleciona o gráfico que representa corretamente a elongação do ponto P em função do tempo no intervalo de tempo de t=0s a t=0,4s.

3.   A equação do movimento de uma partícula A, que possui movimento harmónico é  

xA =,00 sen0,πt m  3.1.  Seleciona a única opção que traduz uma afirmação verdadeira relativamente ao movimento da partícula A. (A)  A amplitude do movimento é ,0 m . -2 (B) No instante t = 0 s a partícula A está na posição xA=5,010  m. -1 (C) A frequência angular do movimento é 0,πt rad s . (D) O período do movimento da partícula A é T = 8,0 s.   3.2.  Escreve a equação do movimento de uma outra partícula, B, que possua movimento harmónico com amplitude dupla e frequência quádrupla da de B.  

 

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4.   O movimento de oscilação de um agitador numa tina de   ondas pode ser descrito pela função

0,005sen(7t), no SI. 4.1.  Qual é a amplitude e a frequência angular do movimento do agitador?   4.2.  Quantas cristas passam num dado ponto da água, em cada minuto?  4.3.  Supondo que a velocidade da onda é 0, m/s, calcula o comprimento d e onda. 5.   Uma explosão ocorre numa rocha que está a cerca de 0 m de um recetor. O som gerado pode

chegar ao recetor pelo ar e pela água do mar. A velocidade de propagação do som no ar é 34 m/s e na água do mar 48 m/s. Qual o intervalo de tempo entre a chegada do “º” som e a chegada do “º” som?  6.   Uma gaivota encontra-se sobre os cabos das velas de um barco. Um

marinheiro, para espantar a gaivota, puxou a corda no ponto A produzindo a deformação ilustrada ao lado. A gaivota só saiu da corda s após o marinheiro a ter puxado. 6.1.  Indica por que é que a gaivota não saiu imediatamente.  6.2.  Calcula a velocidade de propagação do pulso imprimido à corda.   6.3.  Representa o pulso, em relação ao ponto A, 0,7 s após o instante em que foi imprimido. 6.4.  Prevê que alterações se poderiam verificar se a corda fosse de aço em vez de nylon.

7.   Um osciloscópio foi usado para medir a tensão nos terminais de uma lâmpada alimentada por uma

fonte de tensão alternada. A base do tempo foi regulada para 0, ms/divisão, tendo-se observado que 4 períodos correspondiam a 8 divisões e  subdivisões. A escala vertical foi regulada para  V/divisão e a amplitude do sinal correspondeu a 3 divisões e  subdivisões.   7.1.  Qual é a incerteza experimental associada às leituras na escala vertical e na escala horizontal? 7.2.  Escreve corretamente o período do sinal.   7.3.  Qual é a amplitude máxima do sinal?  7.4.  Escreve uma expressão que traduza a variação da tensão com o tempo.   7.5.  Se a tensão nos terminais fosse lida num voltímetro, qual seria o valor medido? 8.   Um som foi captado por um microfone ligado a um

osciloscópio. Na figura representa -se o sinal obtido no osciloscópio e os comutadores da escala de tensões vertical e da base de tempo horizontal, respetivamente nas posições   0,V/divisão e 0, ms/divisão.  8.1.  Qual é a frequência do som captado pelo microfone? (A)  

 -3

4,40 

(B) 

,0 3

z  z 

(C) 

 -3

3,0 

(D) 

7,40 3

z  z 

8.2.  Determina a amplitude do sinal detetado pelo microfone. 8.3.  Escreve a expressão que traduz  a posição do centro da membrana do microfone, em unidades SI, em função do tempo. A amplitude de vibração do centro da membrana é 0,6 mm.   8.4.  Considera os seguintes sinais obtidos no ecrã do osciloscópio, estando os botões da escala de tensões e da base de tempo te mpo nas mesmas posições. 

Seleciona o que pode corresponder: a)  a um som da mesma altura mas mais intenso; b)  a um som harmónico mais agudo.  

 

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9.   Na figura 2 está representado um íman em barra e algumas linhas de campo.  

9.1.  Qual das extremidades X ou Y representa o pólo norte do íman? Justifica. 9.2.  Em qual dos pontos A ou B é mais intenso o campo magnético? Justifica.  9.3.  Se no ponto C, situado a igual distância dos pólos X e Y do íman, colocares uma agulha magnética que orientação é que adquire na posição de equilíbrio? Justifica.  

Figura 2

10.  Na figura 3 estão representadas as linhas de campo de um

Figura 3

campo elétrico criadomodo por duas cargas, representar Q e Q.   a ação das 10.1.  De que outro se poderia duas cargas? 10.2.  Qual das cargas é positiva? Justifica. 10.3.  Serão as duas cargas, em módulo, do mesmo valor? Justifica. 10.4.  Representa, no ponto P, os campos elétricos criados pelas duas cargas que deram origem à informação indicada na figura. 10.5.  Representa, nos pontos A, B e C, os vetores representativ os do campo elétrico criado pelas duas cargas. 11.  O diagrama representa as linhas de campo magnético uniforme numa

determinada região do espaço.   11.1. Refere um processo de criar um campo magnético uniforme.  11.2.   Dos esquemas seguintes, qual o que melhor representa a posição da agulha de uma bússola colocada no ponto P do campo, no mesmo plano do campo magnético?  

12.  Um íman move-se para o interior de uma bobina feita de um fio

metálico de acordo com a figura 4. Às extremidades da bobina está ligado um galvanómetro, cujo ponteiro não está no zer zero o da escala.   12.1.  Que informação o galvanómetro nos dá?  12.2.  Se, de repente, o movimento do íman parar, que indicação dá o galvanómetro?  12.3.  Que é necessário fazer para que o valor indicado pelo galvanómetro seja maior?  

Figura 4

13.  Um fio condutor na forma de solenoide encontra-se no interior de um campo magnético, cujo valor

varia no tempo de acordo com o gráfico à direita .

Supõe que o fio tem 0 espiras e que cada espira tem área de 0,00 m 2  e está perpendicular às linhas de campo. D etermina o módulo da força eletromotriz induzida entre os extremos do fio durante -3 o intervalo de tempo [0;2,010 [ s.

 

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14.  Uma espira circular de 4,0 cm de raio, inicialmente na posição horizontal, roda a 60 rpm rotações

por minuto) em torno de um dos seus di âmetros no interior de um campo magnético vertical, de módulo 00 mT.  14.1.  Determina o período de rotação da espira.  14.2.  Refere dois instantes em que o fluxo magnético que atravessa a espira é nulo. Fundamenta a escolha dos instantes referidos. 14.3.  Admite que a intensidade do campo magnético passava a ser o dobro do valor referido.   Determina o fluxo magnético que atravessa a espira nos instantes t = 0s e no instante t = 0,25s. 15.  

o produzido Teste abril 0 um Com o objetivo de determinar o módulo do campo magnétic por umIntermédio, conjunto de ímanes, grupo de alunos utilizou uma montagem semelhante à representada na Figura 3.

Os alunos começaram por colocar quatro pares de ímanes, igualmente espaçados, entre duas placas de ferro, estabelecendo-se, assim, entre elas, um campo magnético que se pode considerar uniforme. Colocaram, em seguida, uma espira sobre uma placa (deslizante) que, em cada ensaio realizado, fizeram deslizar entre as duas placas de ferro com velocidade de módulo constante, desde a posição inicial, representada na figura anterior, até uma posição final na qual a placa deslizante ficava completamente introduzida no espaço entre as duas placas de ferro.   15.1.  Os alunos mediram com um cronómetro, cronómetro, em três ensaios, o intervalo de tempo, ∆t, que a placa com a espira demorou a deslizar, com velocidade de igual módulo, entre as duas placas de ferro, desde a posição inicial até  à posição final. Os valores medidos encontram -se registados na tabela seguinte. Ensaio

Δt s 

1 2 3

6,12 6,12 6,06

Exprima resultado da medição do intervalo de tempo em função do valor mais provável e da incertezaoabsoluta. 2 15.2.  Seguidamente, utilizando uma espira com uma área de 60 cm , os alunos realizaram cinco ensaios sucessivos, procedendo de modo que a placa com a espira deslizasse entre as duas placas de ferro com velocidade de módulo sucessivamente maior. Mediram, em cada um dos ensaios, o intervalo de tempo, ∆t, que a placa com a espira demorou a deslizar entre as duas placas de ferro, desde a posição inicial até à posição final. Mediram também, com um microvoltímetro, a força eletromotriz induzida, εi, na espira. Na tabela ao lado, apresentam-se os valores do inverso dos intervalos de tempo medidos,



, e do módulo da força ∆t

eletromotriz induzida, |εi|, na espira, em cada um daqueles ensaios. Determina o módulo do campo magnético produzido pelo conjunto de ímanes, admitindo que o ângulo entre a direção

∆t

  

0,164 0,251 0,333 0,497

|εi|/ μV

45 73 100 147

0,667 198 do à superfície delimitada a por obter o módulo pelacampo espira eé a 0º.direção Comecperpendicular da variação do fluxo magnético que atravessa a superfície delimitada pela espira, a partir do declive da reta que melhor se ajusta ao conjunto de valores apresentados na tabela (utiliza a calculadora gráfica. Apresenta todas as etapas de resolução. 

 

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16.  A figura seguinte representa o esboço do gráfico do fluxo magnético, фm, em função do tempo, t,

devido ao movimento relativo de uma espira metálica imersa num outro campo magnético uniforme.  

Qual é o esboço do gráfico que pode representar o módulo da força eletromotriz induzida, fi , na espira, em função do tempo, t ?  

Soluções 

1) λ A = 5 λ B  2.1) (B) 2.2) (A) 2.3) (B) 2.4) 2,5 Hz 2.5) (D) 2.6) (B) 3.1) (D) 3.2) y=0,10 sen(πt) (SI) 4.1) A = 0,005 m; ω = 7 rad/s 4.2) 134 cristas 4.3) 0,449 m  º som água): t=0,68 s; º som ar:

10.2) Q1 positiva e Q2 negativa 10.3) Q1 tem maior módulo  10.4) Igual módulo e direção mas sentidos opostos    10.5) 

t=0,733 s, logo o º som chega 0,6 s depois   6. A propagação do som não é instantânea  6.2) 7,5 m/s 6.3) 5,625 m à frente de A   6.4) Demoraria mais tempo a chegar à gaivota  7.1) 0,05 ms; 0,2 V 7.2) T = (1,05 0,05) ms 7.3) Umáx=(6,8 0,2)V 7.4) U = 6,8 sen (5981t) (SI) 7.5) Uef= 4,8 V 8.1) (C) 8.2) 1,1 V -4 8.3) U = 6,010  sen (512,8 πt) (SI) 8.4a) (A) 8.4b) (C) 9.1) Y 9.2) A 9.3) Tangente às linhas de campo em C e pólo norte da agulha orientado para a esquerda 10.1) Desenhando o vetor campo el étrico

11.2) (B) 12.1) Indica se h á ou não passagem de correte elétrica  12.2) Não há passagem de corrente elétrica  12.3) Movimentar mais depressa o íman dentro da espira 13) 0,002 Wb 14.1) 1 s 14.2) Aos 0,25 s e aos 0,75 s -3 14.3) ф0s = 2,0110  Wb; ф0,25s = 0 Wb 15.1) (6,100,04) s ou (6,10 0,03) s 15.2) 0,050 T 16) (C)

       

11.1) Por exemplo, entre as hastes de um íman em U