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Teste de Avaliação 2
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Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével azul ou preta. Pode u tilizar régua, esquadro, transferidor e máquina de calcular gráfica. Não é permitido o uso de corretor. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo que pretende que não seja classificado. Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respetivas respostas. As respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com zero pontos. Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar. Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas: • o número do item; • a letra identificativa da única opção válida. Nos itens de resposta aberta de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas. As cotações dos itens itens encontram-se no final do enunciado enunciado do teste. O teste termina com a palavra FIM.
GRUPO I 1. A diferença entre ondas mecânicas, como as ondas produzidas numa corda, e as ondas eletromagnéticas, como a radiação solar, consiste no facto de… (A) … a velocidade de propagação, calculada pelo produto do comprimento de onda pela frequência, só ser assim obtida para as ondas eletromagnéticas. (B) … as ondas eletromagnéticas poderem assumir uma configuração mista de propagação transversal e longitudinal. (C) … apenas as ondas eletromagnéticas poderem sofrer difração. (D) … somente as ondas eletromagnéticas poderem propagar-se em meios materiais ou não materiais. 2. Considere a produção de uma onda transversal numa corda esticada. Num certo instante, parte da corda apresenta a forma que se mostra na figura ao lado. A direção de propagação da onda na corda também está indicada na figura.
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Assinale a opção onde estão corretamente representados a direção e o sentido da velocidade do ponto P da corda, no instante considerado.
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3. A figura seguinte representa a variação temporal, ao longo de 1,5 segundos, de uma perturbação num determinado ponto da corda.
Determine o período do sinal produzido. 4. O osciloscópio analógico, inventado em 1897 por Ferdinand Braun, é um dos instrumentos de medida mais importantes e versáteis utilizados em Física. Permite a visualização e análise, no geral, da dependência temporal de sinais de tensão elétrica. Como muitas grandezas físicas são medidas através de um sinal elétrico, e como o osciloscópio é um instrumento muito sensível à tensão, torna-se possível obter os valores instantâneos de sinais elétricos rápidos, a medição de tensões e correntes elétricas e ainda frequências e diferenças de fase de oscilações. Um grupo de alunos registou, no laboratório, o seguinte sinal elétrico:
A expressão que traduz a variação da tensão em função do tempo é
360sin 400 π t
Neste ensaio, a base de eixo vertical corresponde a uma tensão de… (A) … 0,10 V/divisão. (B) … 0,20 V/divisão. (C) … 0,40 V/divisão. (D) … 2,20 V/divisão.
GRUPO II Um sinal sonoro no ar resulta da vibração das partículas do meio, em volta da fonte emissora do som, na direção de propagação. O ouvido humano só deteta ondas sonoras numa determinada gama de frequências e, para cada frequência, a partir de determinados níveis de intensidade sonora. 1. As características das ondas sonoras que determinam a altura e a intensidade do som são… (A) … a frequência e a amplitude de pressão. (B) … o comprimento de onda e a frequência. (C) … a amplitude e a velocidade de propagação.
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(D) … o comprimento de onda e a amplitude.
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2. Uma pessoa apercebe-se de que o som da buzina de um carro muda de tom à medida que o veículo se aproxima ou se afasta dele. Quando o carro se aproxima, a sensação é de que o som é mais agudo, no afastamento é mais grave. Em Física, este fenómeno é conhecido como efeito Doppler. Considerando a situação descrita, selecione a afirmação correta. (A) As variações de som da buzina percebidas pela pessoa devem-se a variações da frequência da fonte sonora. (B) Quando o automóvel se afasta, o número de frentes de onda que, por segundo, chegam ao ouvido da pessoa é maior. (C) Se a pessoa estiver a mover-se com a mesma velocidade do automóvel, não tem a sensação de que o som muda de tom. (D) Apenas se observa este fenómeno para ondas que se propagam em meios materiais. 3. Um microfone é um dispositivo que transforma um sinal mecânico (sinal sonoro) num sinal elétrico com a mesma informação. A figura representa o ecrã de um osciloscópio no qual está registado um sinal elétrico resultante da conversão de um sinal sonoro emitido por um diapasão.
Se, num dado instante, um aluno alterar a base de tempo no osc iloscópio, refira, justificando, que alterações prevê nas características da onda que é registada no osciloscópio.
4. Um marinheiro a bordo de uma pequena embarcação está a uma certa distância de uma parede vertical que apresenta uma parte submersa. Usando um sonar, que funciona tanto na água como no ar, é possível calcular a distância a que a embarcação se encontra da parede. Quando o aparelho está imerso, o intervalo de tempo entre a emissão do sinal e a receção do eco é t 1 , quando o aparelho está emerso, o intervalo de tempo entre a emissão e a receção aumenta para 4,2 Calcule a razão,
água ar
t 1 .
, entre o comprimento de onda do som na água e
o comprimento de onda do som no ar.
GRUPO III
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1. O fenómeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday, pode ser ilustrado com o circuito, esquematizado na figura, constituído por uma bobina ligada a um galvanómetro, quando se move um íman do exterior para o interior da bobina ou vice-versa. Certas lanternas sem pilhas funcionam com base na indução eletromagnética. Estas lanternas têm no seu interior um íman e uma bobina e transformam em energia elétrica a energia cinética que lhes é fornecida pelo utilizador. E
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Escreva um texto onde explique, com base na Lei de Faraday, o aparecimento de uma corrente elétrica no circuito quando se agita a lanterna.
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2. Uma espira condutora retangular, com 15 cm de largura por 20 cm de comprimento, que gira, com velocidade angular constante, em torno de um eixo AB, encontra-se imersa num campo magnético uniforme e constante no tempo, de módulo 1,0 T. Num dado instante, as linhas do campo magnético formam um ângulo de 30° com o plano da espira.
2.1. Pode dizer-se que: (A) surge na espira uma corrente elétrica alternada. (B) surge na espira uma corrente elétrica contínua. (C) surge na espira uma força eletromotriz sem que corrente elétrica circule na espira. (D) a força eletromotriz na espira é nula. Selecione a opção correta. 2.2. Num dado instante, as linhas do campo magnético formam um ângulo de 30° com o plano da espira e após 0,04 s o plano da espira coincide com a direção do campo magnético. Determine a força eletromotriz média induzida que é gerada no intervalo de tempo em que o fluxo magnético se reduz a zero. 3. Duas cargas elétricas, q A e qB, com o mesmo valor e de sinais contrários, criam + um campo elétrico no ponto O.
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Selecione a opção correta. (A)
E 1
corresponde ao campo elétrico criado no ponto O pela carga elétrica qB. 0
(B)
E 6
corresponde ao campo elétrico criado no ponto O pela carga elétrica q A.
(C)
E 4
corresponde ao campo elétrico criado no ponto O pelas duas cargas
elétricas, q A e qB, conjuntamente. (D)
E 5
corresponde ao campo elétrico criado no ponto O pela carga elétrica qB.
GRUPO IV A reflexão e a refração da luz obedecem a leis bem definidas. 1. De acordo com os princípios da ótica: (A) A luz monocromática resulta da superposição de luzes de cores diferentes. (B) A reflexão regular ocorre quando, sobre uma superfície perfeitamente polida, incide um feixe de raios paralelos que se mantêm paralelos após a reflexão. (C) Na refração, o ângulo de refração é igual ao ângulo de incidência.
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(D) Quando um feixe de luz incide numa superfície que separa dois meios diferentes, ocorrem apenas os fenómenos reflexão e refração. Selecione a opção correta.
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2. Considere um raio luminoso que, ao atravessar os meios com índices de refração
n1
,
n2
e
n3
, sofre as
refrações representadas na figura.
2.1. Compare, justificando, o índice de refração do meio 1,
n1
, com o índice de refração do meio 2,
n2
.
2.2. Selecione a opção que, respetivamente, preenche corretamente os espaços vazios no parágrafo seguinte. As cores que compõem a luz branca podem ser visualizadas quando um feixe de luz, ao atravessar um prisma de vidro, sofre , separando-se nas cores do espetro visível. A luz de cor desvio.
é a que sofre menor desvio e a de cor
é a que sofre maior
(A) … dispersão … vermelha … violeta (B) … dispersão … violeta … vermelha (C) … difração … violeta … vermelha (D) … reflexão … vermelha … violeta 3. Faz-se incidir um raio de luz proveniente do ar (nar = 1,00) num aquário (existente no laboratório) cujas paredes são de um vidro com índice de refração nvidro = 1,50. Considere o ângulo de incidência igual a 30°. Após atravessar a parede de vidro (trajeto AB), o raio de luz passa pelo líquido que se colocou num aquário sem sofrer qualquer desvio (trajeto BC ), atingindo a superfície de s eparação do líquido com o ar no ponto C.
3.1. Verifique se o raio de luz emerge do líquido para o ar no ponto C. Comece por calcular o índice de refração do líquido. 3.2. Quando a luz se propaga no líquido e incide na superfície de separação entre o líquido e o ar, segundo um ângulo superior ao ângulo crítico, ocorre reflexão total da luz. O ângulo crítico depende do… (A) … ângulo de incidência. (B) … ângulo de refração. (C) … índice de refração do líquido. (D) … volume do líquido.
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Selecione a opção correta.
Teste de Avaliação 2
GRUPO V Para determinar o comprimento de onda de uma radiação monocromática um grupo de alunos realizou a seguinte experiência: sobre um anteparo com duas fendas estreitas, à distância d = 120 m uma da outra, fez incidir, perpendicularmente ao anteparo, um feixe de luz monocromática. Num ecrã, a uma distância D = 2,00 m, verificou que o afastamento linear entre o segundo máximo de difração e o máximo central é de 1,50 cm.
1. Calcule o comprimento de onda do feixe monocromático. 2. Considere uma onda que incide num anteparo com uma abertura. Na figura, as frentes de onda, num dado instante, estão representadas por linhas verticais e a seta indica a direção de propagação da onda. A abertura retangular tem uma dimensão da orde m de grandeza do comprimento de onda.
Tendo em conta os dados fornecidos, assinale a opção que pode representar as frentes de onda depois de a onda ter passado pela abertura no anteparo.
3. O que acontece se a largura da fenda for muito maior do que o comprimento de onda da luz incidente? ot
ra i d E ot r o P © P D
FIM 1 1 F E
Cotações Grupo I
Grupo II
Grupo III
Grupo IV
Grupo V
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
1.
2.1.
2.2.
3.
1.
2.1.
2.2.
3.1.
3.2.
1.
2.
3.
Total (pontos)
8
8
12
8
8
8
12
12
16
8
12
8
8
12
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16
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