O alumínio é um metal usado também na construção de componentes para aerogeradores.
A indução eletromagnética é o princípio físico que explica a produção de energia elétrica pelos aerogeradores.
A Figura 4 esquematiza uma espira que roda com velocidade angular constante, em torno de um eixo, numa região do espaço em que existe um campo magnético constante e uniforme, B.
Quando a espira roda 180º, partindo da posição indicada na Figura 4, em que B tem uma direção perpendicular ao plano da espira, o módulo do fluxo magnético que a atravessa
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Embora tanto as pilhas como os acumuladores forneçam corrente elétrica, são coisas muito diferentes, e dentro das respetivas caixas não têm os mesmos produtos. Os acumuladores têm lá dentro muitas placas de chumbo, e é isso que os torna tão pesados. E também um líquido, por exemplo ácido sulfúrico (que queima a pele e o pano e a madeira) e água. As pilhas, não.
A Figura 5 esquematiza, de forma simplificada, um acumulador, estando representadas apenas duas placas, uma de dióxido de chumbo, PbO2(s), e outra de chumbo, Pb(s), mergulhadas numa solução aquosa de ácido sulfúrico, H2SO4(aq).
No destaque lateral, estão esquematizados os reagentes e os produtos da reação que ocorre na placa de chumbo e que pode ser traduzida por
Os iões H+ e SO42- criam campos elétricos no espaço à sua volta.
Considerando estes iões pontuais e isolados, qual dos esquemas seguintes pode representar as respetivas linhas de campo elétrico?
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O geólogo Galopim de Carvalho, no ciclo de conversas Vamos falar de Geologia, organizado pelo Museu Nacional de História Natural e da Ciência da Universidade de Lisboa, explica porque é que a baía de São Martinho do Porto tem uma forma semicircular: «a razão de ser desta forma muito bonita tem a ver com a abertura estreita, onde a ondulação entra.»
A Figura 3, que não está à escala, esquematiza o fenómeno ondulatório referido. As linhas, sobre a água, correspondem a cristas de onda, estando representada apenas uma pequena parte do total de cristas.
Considere que as ondas se propagam com velocidade de módulo constante, com um período de 6,0 s e com comprimento de onda 9,0 m.
Determine o intervalo de tempo que uma frente de onda demora a percorrer os 800 m desde a abertura estreita até à praia.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O geólogo Galopim de Carvalho, no ciclo de conversas Vamos falar de Geologia, organizado pelo Museu Nacional de História Natural e da Ciência da Universidade de Lisboa, explica porque é que a baía de São Martinho do Porto tem uma forma semicircular: «a razão de ser desta forma muito bonita tem a ver com a abertura estreita, onde a ondulação entra.»
A Figura 3, que não está à escala, esquematiza o fenómeno ondulatório referido. As linhas, sobre a água, correspondem a cristas de onda, estando representada apenas uma pequena parte do total de cristas.
Qual é o fenómeno ondulatório que ocorre na passagem das ondas pela abertura estreita?
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O ganso-patola, espécie protegida no âmbito do projeto LIFE Berlengas, captura peixes mergulhando de uma certa altura.
Um ganso-patola voa, acima da superfície do mar, quando, num dado instante, observa um peixe numa posição aparente, A, diferente da posição real, B, como se ilustra na Figura 2, que não se encontra à escala.
Nesse instante, a amplitude do ângulo entre o raio de luz que chega ao olho do ganso, proveniente do peixe, e a normal à superfície do mar é 50,0º.
Admita que o índice de refração da água do mar é 1,35 para a luz considerada.
Qual é a amplitude do ângulo AOB, identificado por α na Figura 2?
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A navegação marítima é auxiliada por faróis de sinalização na costa.
No passado, em dias de nevoeiro, com visibilidade reduzida, os sinais luminosos dos faróis poderiam ser complementados por sinais sonoros emitidos por sinos.
Numa embarcação, a receção dos sinais sonoros emitidos simultaneamente por dois sinos, localizados na costa, em locais próximos, um dentro de água e outro fora, permitia estimar a distância da embarcação à costa.
Explique como este método permitia saber se a embarcação estava próxima ou distante da costa.
Comece por comparar os módulos das velocidades de propagação do som nos dois meios.
Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.
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A navegação marítima é auxiliada por faróis de sinalização na costa.
No passado, em dias de nevoeiro, com visibilidade reduzida, os sinais luminosos dos faróis poderiam ser complementados por sinais sonoros emitidos por sinos.
Considere que os sinos emitiam sons fortes e graves.
Os sons fortes e graves apresentam
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O di-hidrogénio, necessário para a produção de amoníaco, pode ser produzido por eletrólise da água.
A eletrólise da água, H2O(l), é uma reação de oxidação-redução provocada pela passagem de corrente elétrica contínua entre dois elétrodos mergulhados na água, formando di-hidrogénio, H2(g), e dioxigénio, O2(g), como se representa esquematicamente na Figura 1. Obtém-se «hidrogénio verde» quando, para a eletrólise da água, se recorre a energia elétrica proveniente de fontes renováveis.
Investigações recentes mostram que a eficiência da produção de H2(g) aumenta quando se submetem os elétrodos a ultrassons, uma vez que os gases formados são mais rapidamente removidos da superfície dos elétrodos.
No destaque lateral da Figura 1, representam-se as zonas de compressão e de rarefação da água, junto ao elétrodo positivo, formadas devido à propagação dos ultrassons emitidos pelo altifalante.
A Figura 2 apresenta, numa dada escala, e num instante t, o destaque lateral da Figura 1.
Qual das opções pode representar as zonas de compressão e de rarefação, na mesma região e na mesma escala, meio período depois do instante t?
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O di-hidrogénio, necessário para a produção de amoníaco, pode ser produzido por eletrólise da água.
A eletrólise da água, H2O(l), é uma reação de oxidação-redução provocada pela passagem de corrente elétrica contínua entre dois elétrodos mergulhados na água, formando di-hidrogénio, H2(g), e dioxigénio, O2(g), como se representa esquematicamente na Figura 1. Obtém-se «hidrogénio verde» quando, para a eletrólise da água, se recorre a energia elétrica proveniente de fontes renováveis.
Durante a eletrólise da água, estabelece-se um campo elétrico entre os dois elétrodos, cujas linhas de campo
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O refratómetro é um aparelho laboratorial que mede o índice de refração de uma solução. Neste aparelho, faz-se aumentar o ângulo de incidência de uma radiação monocromática na superfície de separação entre um prisma de vidro e a amostra em análise, até que ocorra reflexão total da luz.
A concentração da solução é determinada pela sua relação com o índice de refração.
O gráfico da Figura 4 representa o índice de refração, n, de soluções aquosas de etanol em função da percentagem, em volume, de etanol, para duas temperaturas diferentes.
Quando a radiação monocromática muda de meio, do vidro do prisma para a solução de etanol, a sua velocidade de propagação
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No Museu da Eletricidade, em Lisboa, havia uma recriação de uma das experiências de Michael Faraday, cujo objetivo era demonstrar o fenómeno da indução eletromagnética. Nesta recriação, apresentada na Figura 3, o cientista segura uma barra magnetizada e uma bobina ligada a um galvanómetro, cujo ponteiro, ao mover-se, indica a passagem de corrente elétrica no circuito.
Admita que vai realizar a experiência apresentada na Figura 3, utilizando os materiais referidos.
Explicite, relativamente a esta experiência:
a ação que deve executar para que se observe o movimento do ponteiro do galvanómetro;
o fator que influencia a amplitude do movimento do ponteiro do galvanómetro;
a interpretação física deste fenómeno.
Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.
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Na Figura 4, representa-se uma praia a partir da qual um indivíduo observa o pôr do sol.
A velocidade de propagação da luz na atmosfera é ligeiramente inferior à velocidade de propagação da luz no vazio. Por este motivo, quando observamos o pôr do sol, vemos o Sol numa posição diferente daquela em que o veríamos se não existisse atmosfera.
Esta diferença justifica-se pelo fenómeno ótico da
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Os raios são descargas elétricas que ocorrem na atmosfera durante as trovoadas.
Um raio atinge a superfície da Terra nas proximidades de um armazém.
O módulo do campo magnético, B, medido no interior do armazém em função do tempo, t, está representado no gráfico da Figura 2.
Admita que parte da instalação elétrica do armazém pode ser equiparada a uma espira retangular com 18 m² de área e que o campo magnético é perpendicular ao plano dessa espira.
Considere os intervalos de tempo [0; 1] ns, [1; 2] ns e [2; 8] ns.
Determine o módulo da força eletromotriz induzida nessa espira, no intervalo de tempo em que esta é máxima, começando por identificar esse intervalo.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O EM-Bird é um dispositivo usado para medir a espessura do gelo marinho, fornecendo dados que possibilitam a monitorização de um dos efeitos do aquecimento global.
Na Figura 1, que não se encontra à escala, estão representados o EM-Bird, suspenso de um helicóptero que voa horizontalmente, a baixa altitude, as forças nele aplicadas e as distâncias do dispositivo à superfície e à base do gelo, d1 e d2, respetivamente.
Para um determinado local, considere que:
a distância d1 é obtida a partir da emissão, pelo EM-Bird, de um pulso de luz laser que é refletido na superfície do gelo marinho e recebido, pelo EM-Bird, 6,08×10⁻⁸ s após a sua emissão.
a distância d2, de 11,32 m, é obtida a partir de um sensor eletromagnético.
Qual é a espessura do gelo marinho nesse local?
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Suponha que um automóvel com motor de combustão se encontra estacionado e que, num dado momento, o seu sistema de ignição é acionado.
O sistema de ignição do motor do automóvel possui uma bobina, ligada ao eixo do motor, com 20 000 espiras, cada uma de área 1,25×10⁻³ m².
Quando o sistema é acionado, produz-se uma variação do módulo do campo magnético de 1,0 T durante um milissegundo. Considere que a direção do campo magnético se mantém perpendicular ao plano das espiras.
O módulo da força eletromotriz induzida nos terminais da bobina, quando o sistema de ignição é acionado, é
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Os telescópios espaciais, que orbitam a Terra ou o Sol, permitem observar o espaço longínquo em diferentes comprimentos de onda.
Na Figura 1, está representado o Telescópio Espacial James Webb (cuja sigla corrente, JWST, designa o seu nome original, em inglês, James Webb Space Telescope), podendo observar-se o espelho principal, o escudo solar e os painéis fotovoltaicos.
O JWST opera, essencialmente, na região do infravermelho, ao contrário do Telescópio Espacial Hubble, que opera na região do visível.
Comparativamente às radiações detetadas pelo Hubble, o JWST pode detetar radiações de
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Um professor desafiou os alunos a planearem uma experiência, para determinar um valor aproximado da velocidade de propagação do som no ar, utilizando um apito, uma lanterna, uma fita métrica e um cronómetro.
Dois alunos, A e B, planearam uma experiência em que, para minimizar os erros experimentais, estariam suficientemente afastados um do outro, numa zona plana e livre de obstáculos.
No ar, o som é uma onda
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Um professor desafiou os alunos a planearem uma experiência, para determinar um valor aproximado da velocidade de propagação do som no ar, utilizando um apito, uma lanterna, uma fita métrica e um cronómetro.
Dois alunos, A e B, planearam uma experiência em que, para minimizar os erros experimentais, estariam suficientemente afastados um do outro, numa zona plana e livre de obstáculos.
Descreva um procedimento experimental que permita aos dois alunos obterem o módulo da velocidade de propagação do som no ar, respeitando as condições indicadas.
Considere apenas um ensaio.
Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2024, IAVE — PDF oficial ↗
No âmbito das suas metas ambientais, uma indústria cimenteira instalou um precipitador eletrostático (dispositivo que remove poeiras) numa chaminé, como esquematizado na Figura 7.
As partículas constituintes dos gases de exaustão, ao atravessarem a grelha carregada negativamente, adquirem carga elétrica negativa. Posteriormente, são atraídas pelas placas carregadas positivamente, ficando aí aprisionadas.
Qual das opções seguintes pode representar as linhas de campo elétrico que se geram no dispositivo que remove poeiras?
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
Um feixe de radiação monocromática, que se propaga inicialmente no ar, incide numa das faces paralelas de uma lâmina de vidro, com um ângulo de incidência α. Ao atravessar a lâmina de vidro, de largura L, o feixe sofre um desvio na sua direção de propagação, como mostra a Figura 3.
A Figura 4 apresenta o gráfico do índice de refração, n, de um vidro BK7, em função do comprimento de onda, λ, da radiação eletromagnética visível (no vácuo).
Explique, considerando a informação do gráfico, como varia a velocidade de propagação da radiação eletromagnética no vidro BK7, à medida que o comprimento de onda da radiação diminui.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
Um feixe de radiação monocromática, que se propaga inicialmente no ar, incide numa das faces paralelas de uma lâmina de vidro, com um ângulo de incidência α. Ao atravessar a lâmina de vidro, de largura L, o feixe sofre um desvio na sua direção de propagação, como mostra a Figura 3.
A lâmina de vidro tem um índice de refração 1,52 para o feixe de luz considerado.
Considere que α=32º e que L=2,81 cm.
Determine a distância que a luz percorre ao atravessar a lâmina de vidro.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
A Figura 5 ilustra um prédio que tem três lanços de escadas, cada um com 2,80 m de altura, e um elevador cuja cabina tem 300 kg de massa. Para se deslocar do rés do chão (r/c) até ao 3.º andar, uma pessoa de massa 75 kg pode utilizar o elevador ou as escadas.
No interior do elevador, uma pessoa observa-se ao espelho. Este encontra-se disposto numa posição inclinada, fazendo um ângulo de 80º com a base do elevador, como se representa na Figura 6. Dois raios luminosos são refletidos no espelho e atingem os olhos da pessoa.
O ângulo de incidência do raio que dá origem ao raio refletido (1), paralelo ao solo, é de
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
As baleias produzem sons de frequências muito variadas.
Os cientistas conseguem estimar o comprimento dos cachalotes através da análise dos ultrassons que estes emitem e do cálculo do comprimento do saco de espermacete, d.
A Figura 1 é uma representação de um cachalote, na qual se evidenciam o saco de espermacete, que contém gordura, e os sacos distal e frontal, que contêm ar.
O som é produzido na parte da frente da cabeça, junto ao saco distal, e percorre a distância d. Ao chegar ao saco frontal, o som é refletido, percorrendo novamente a distância d. Quando chega ao saco distal, parte do som transmite-se para a água, formando o pulso p1, enquanto o restante é novamente refletido para o saco de espermacete, repetindo-se o processo, que acaba por formar outros pulsos (p2, p3, ...).
A Figura 2 mostra o registo de uma série de pulsos de um cachalote, detetados por um hidrofone, e a respetiva escala temporal.
Considere que o módulo da velocidade de propagação do som no saco de espermacete é 1400 m s⁻¹.
Determine o comprimento do saco de espermacete, d.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
As baleias produzem sons de frequências muito variadas.
O documentário Descoberta 52: a busca da baleia mais solitária do mundo, lançado em 2021, conta a procura de uma invulgar baleia que vocalizava a 52 Hz, frequência essa maior do que a das restantes baleias. Talvez por esse motivo não fosse «ouvida» pelas outras baleias, mesmo que se movimentassem nas mesmas águas e à mesma profundidade.
Pode concluir-se que, nessas condições, comparativamente ao som emitido pelas outras baleias, o som de 52 Hz
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
No âmbito da agricultura inteligente (ou smart farming), aposta-se na hidroponia, uma técnica de cultivo de espécies vegetais que não necessita de solo e em que se usam ferramentas tecnológicas.
Esta forma de cultivo mais sustentável pode ser implantada em meio urbano, permite economizar água e reforça a segurança alimentar.
No processo de fotossíntese, as plantas não necessitam de absorver radiação em todo o espectro da luz visível. A clorofila a, nos cloroplastos das plantas, absorve fundamentalmente radiação com comprimentos de onda de 430 nm e de 660 nm.
Para determinar o comprimento de onda da componente espectral de maior intensidade da radiação emitida por um LED, realizou-se uma atividade experimental de difração.
A montagem experimental está esquematizada na Figura 8.
Com uma rede de difração de 1000 linhas por mm, situada a uma dada distância, L, do LED ligado, observa-se um espectro, estando a cor da componente espectral de maior intensidade a uma dada distância, b, do LED.
O comprimento de onda, λ, da componente espectral de maior intensidade pode ser obtido a partir da expressão
em que:
n corresponde à ordem do máximo (o primeiro máximo visível tem n=1);
d representa a distância entre o centro de duas linhas consecutivas na rede de difração;
θ representa o ângulo entre a direção perpendicular à rede de difração e a direção entre o observador e o primeiro máximo da componente espectral.
Num dos ensaios realizados, mediu-se uma distância L de 150 mm e obteve-se uma distância b de 72 mm.
Calcule o comprimento de onda da componente espectral de maior intensidade do LED.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, Época Especial 2022, IAVE — PDF oficial ↗
Uma das opções de mobilidade sustentável nas cidades passa pelo uso da bicicleta como meio de transporte.
Na Figura 3, que não está à escala, está representada uma ciclista que se desloca numa trajetória retilínea, numa ciclovia. A ciclovia tem um troço horizontal, entre A e B, e um troço de inclinação constante, entre B e C.
O conjunto, de massa m, constituído pela ciclista e pela sua bicicleta não motorizada pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).
Com o objetivo de determinar a inclinação aproximada do troço entre B e C da ciclovia, foi realizada a seguinte experiência: quando a ciclista passou na posição B, observou que o velocímetro da bicicleta marcava 30 km h⁻¹; quando iniciou a subida, na posição B, deixou de pedalar, percorrendo 40 m até parar na posição C.
A indução eletromagnética, que permite a produção de corrente elétrica em muitos dispositivos, foi descoberta por Michael Faraday.
Algumas bicicletas dispõem de faróis cujas lâmpadas estão ligadas a um dínamo, que pode ser semelhante ao representado na Figura 4.
Quando a roda da bicicleta está em movimento, o eixo do dínamo gira, provocando a rotação do íman, e a lâmpada acende-se. Quando a roda está parada, a lâmpada não se acende.
Explique, com base na lei de Faraday, a diminuição da corrente elétrica induzida no circuito (constituído por dínamo e lâmpada) à medida que a ciclista sobe a rampa, entre B e C, sem pedalar.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
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A Figura 10, que não está à escala, representa uma montagem laboratorial que inclui um espelho e um pentaprisma de vidro transparente.
Um feixe de luz laser, propagando-se inicialmente no ar, é refletido no espelho, entrando no pentaprisma perpendicularmente a uma das suas faces.
Na figura, representa-se ainda parte dos trajetos dos feixes resultantes das sucessivas reflexões e refrações nas faces do prisma.
A luz no interior do pentaprisma incide com um mesmo ângulo α em duas faces, refletindo-se tal como se representa na Figura 10.
Considere que o índice de refração do vidro que constitui o pentaprisma é 1,52.
Demonstre que, nestas condições, não ocorre reflexão total da luz no pentaprisma, apresentando todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2022, IAVE — PDF oficial ↗
A Figura 10, que não está à escala, representa uma montagem laboratorial que inclui um espelho e um pentaprisma de vidro transparente.
Um feixe de luz laser, propagando-se inicialmente no ar, é refletido no espelho, entrando no pentaprisma perpendicularmente a uma das suas faces.
Na figura, representa-se ainda parte dos trajetos dos feixes resultantes das sucessivas reflexões e refrações nas faces do prisma.
Quando o feixe de luz passa do ar para o pentaprisma,
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O Sol emite luz, mas também fluxos de partículas que constituem o vento solar.
Estas partículas carregadas eletricamente, como protões, eletrões e iões de hélio, interagem com o campo magnético terrestre, deformando-o.
A Figura 1 ilustra a deformação do campo magnético terrestre por interação com o vento solar.
O módulo do campo magnético é maior
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2022, IAVE — PDF oficial ↗
Num percurso pedestre no litoral algarvio, um rapaz encontra aos seus pés uma abertura na rocha. Ao olhar para o seu interior, observa que se trata de uma cavidade de desenvolvimento vertical, de profundidade elevada, sobre a água. Este tipo de cavidades designa-se algar.
Pela abertura do algar, o rapaz deixa cair verticalmente uma pedra, como se representa na Figura 5.
A queda vertical da pedra na superfície da água origina uma onda circular, tal como se representa na Figura 6. Na imagem, as zonas mais claras correspondem a cristas, e as zonas mais escuras correspondem a vales.
Admita um diâmetro, D, de 3,0 m.
Entre o instante em que a pedra atinge a água e o instante em que a frente de onda atinge a margem, o intervalo de tempo decorrido é 3,0 s.
A onda que se propaga na água tem
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2022, IAVE — PDF oficial ↗
Para prever erupções vulcânicas, os cientistas monitorizam a atividade sísmica com sismógrafos. Os sismos geram, entre outros tipos de ondas, ondas transversais, S, e ondas longitudinais, P.
O epicentro de um sismo ocorre a 3220 km de uma estação sismográfica, sendo as ondas S detetadas 4,8 minutos depois das ondas P.
Admita uma propagação em linha reta e considere que as velocidades das ondas P e S se mantêm constantes durante o percurso.
A velocidade de propagação das ondas P é 8,0 km s⁻¹. Qual é a velocidade de propagação das ondas S?
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Na Figura 6 (que não está à escala), representa-se a secção transversal de um prisma de vidro e parte do trajeto de um feixe fino de luz laser, de frequência 4,74×10¹⁴ Hz, que, ao propagar-se no ar, incide numa das faces desse prisma.
Determine o comprimento de onda da luz laser no vidro.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Na Figura 6 (que não está à escala), representa-se a secção transversal de um prisma de vidro e parte do trajeto de um feixe fino de luz laser, de frequência 4,74×10¹⁴ Hz, que, ao propagar-se no ar, incide numa das faces desse prisma.
A potência do feixe de luz incidente na superfície de separação ar-vidro é ______ à potência do feixe de luz refletida nessa superfície, e as velocidades desses feixes de luz são ______.
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Considere uma onda transversal e sinusoidal que se propaga num lago onde se encontra uma boia de sinalização, B.
Na Figura 5 (que não está à escala), representa-se uma porção da superfície da água do lago, num dado instante, ti, e um referencial xOy. Admita que a onda se propaga no sentido positivo do eixo Ox com velocidade constante.
Qual dos esboços de gráfico seguintes pode representar a componente escalar da posição da boia de sinalização, yB, segundo o eixo Oy, em função do tempo, t, considerando ti o instante inicial?
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Na Figura 2, está esquematizado um feixe fino, L1, de luz laser, que incide na superfície curva de uma placa semicilíndrica de um vidro, originando um feixe fino, L2. Este, ao passar do vidro para o ar, origina o feixe fino L3.
O feixe L3 está desviado 13,2° relativamente à direção do feixe incidente.
Determine o módulo da velocidade de propagação da luz no vidro.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Na Figura 2, está esquematizado um feixe fino, L1, de luz laser, que incide na superfície curva de uma placa semicilíndrica de um vidro, originando um feixe fino, L2. Este, ao passar do vidro para o ar, origina o feixe fino L3.
Considere a mudança de meio de propagação da luz, na qual o feixe L1 origina o feixe L2.
Qual é a amplitude do ângulo de refração?
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Dois microfones idênticos, ligados a um osciloscópio, foram colocados à mesma distância de um altifalante.
A Figura 6 apresenta os sinais I e II, visualizados no ecrã do osciloscópio, quando a base de tempo foi regulada para 0,5 ms por divisão e o amplificador vertical foi regulado para 0,5 V por divisão (para os dois sinais).
O microfone que originava o sinal II foi afastado do altifalante de uma distância igual a um quarto do comprimento de onda da onda sonora produzida pelo altifalante.
Qual das opções seguintes apresenta os sinais que seriam observados no ecrã do osciloscópio, após o ajuste do sinal II ao ecrã do osciloscópio?
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Dois microfones idênticos, ligados a um osciloscópio, foram colocados à mesma distância de um altifalante.
A Figura 6 apresenta os sinais I e II, visualizados no ecrã do osciloscópio, quando a base de tempo foi regulada para 0,5 ms por divisão e o amplificador vertical foi regulado para 0,5 V por divisão (para os dois sinais).
A frequência do sinal I é ______ e a amplitude desse sinal é ______ à amplitude do sinal II.
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Fez-se incidir um feixe de luz laser, que se propagava no ar, numa lâmina de um vidro, segundo cinco ângulos de incidência, αinc. Para cada ângulo de incidência, mediu-se o correspondente ângulo de refração, αref. As amplitudes dos ângulos αinc e αref estão registadas na tabela.
| αinc | αref |
|---|---|
| 30,0° | 17,5° |
| 40,0° | 23,0° |
| 50,0° | 27,5° |
| 60,0° | 30,5° |
| 70,0° | 34,5° |
Determine o índice de refração daquele vidro.
Na resposta, apresente uma tabela com os valores a utilizar na construção do gráfico, identificando as variáveis consideradas, a equação da reta de ajuste a um gráfico adequado, e o cálculo do valor solicitado, a partir da equação da reta de ajuste.
Apresente todos os cálculos efetuados e o resultado com três algarismos significativos.
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Em 1849, Hippolyte Fizeau mediu a velocidade da luz no ar com base na experiência esquematizada na Figura 3 (que não está à escala). Nessa experiência, um feixe de luz passava numa ranhura, na periferia de uma roda dentada, e era, a seguir, refletido num espelho colocado a uma distância de 8,63 km da roda.
Com a roda parada, o feixe refletido no espelho voltava a passar na mesma ranhura.
Com a roda a girar com uma frequência de 12,6 Hz, o feixe refletido no espelho não voltava a passar pela ranhura, incidindo no dente imediatamente a seguir, deixando de ser detetado pelo observador. Nestas condições, a roda descrevia um ângulo de 0,250° desde o instante em que o feixe incidente passava pela ranhura até ao instante em que o feixe refletido incidia no dente.
Determine a velocidade da luz no ar, tal como é obtida a partir da experiência descrita.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O gráfico da Figura 4 representa um sinal elétrico, recebido num osciloscópio, em que a base de tempo foi regulada para 0,5 ms/div e o amplificador vertical para 0,2 V/div.
A frequência do sinal é ______ e a amplitude do sinal é ______.
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O esboço de gráfico da Figura 3 representa o módulo da força eletromotriz induzida, |εi|, numa espira metálica, em função do tempo, t.
Qual dos esboços de gráfico pode representar o fluxo magnético, Φm, que atravessa uma superfície delimitada pela espira, em função do tempo, t?
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Algumas lanternas produzem luz quando são agitadas. Nessas lanternas, o movimento de vaivém de um íman através de uma bobina, inserida num circuito com díodos emissores de luz (LED), origina uma corrente elétrica.
Na Figura 2, encontram-se representados esquematicamente a bobina, o íman e um LED de uma dessas lanternas.
Explique o aparecimento de uma corrente elétrica no circuito.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
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As baleias comunicam através de sons que podem ser registados por hidrofones (sensores de pressão) e por sismómetros (sensores de velocidade) instalados no fundo do mar.
As baleias podem ser localizadas a partir da refração dos sons por elas emitidos.
Considere um som emitido por uma baleia, que se propaga inicialmente na água do mar e que, depois, se passa a propagar nos sedimentos do fundo do mar.
Na Figura 4 (que não está à escala), representam-se as direções de propagação do som detetado pelo sismómetro S.
Considere que o índice de refração de um meio, para um som, é
em que k é uma constante e v(meio) é o módulo da velocidade de propagação do som no meio considerado: 1,5 km/s na água do mar e 1,8 km/s nos sedimentos considerados.
Determine a distância a que a baleia se encontra do sismómetro S.
Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.
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As baleias comunicam através de sons que podem ser registados por hidrofones (sensores de pressão) e por sismómetros (sensores de velocidade) instalados no fundo do mar.
Algumas baleias emitem um som com uma frequência praticamente constante, designado backbeat.
Na Figura 3, apresenta-se o registo de um sinal elétrico, obtido por um hidrofone, de parte de um backbeat. No eixo horizontal representa-se o tempo em ms.
A frequência deste backbeat está contida no intervalo
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Considere a agulha magnética, em equilíbrio, de uma bússola que se encontra num plano horizontal.
Em qual dos esquemas seguintes, nos quais o polo norte da agulha está assinalado a cinzento, está representada a componente horizontal do campo magnético, B, na posição em que a bússola se encontra?
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Uma corrente elétrica é induzida numa bobina quando uma antena recebe um sinal eletromagnético de 800 kHz, emitido por uma estação de rádio.
Qual é o comprimento de onda, no ar, da onda associada à propagação daquele sinal?
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Uma espira circular na proximidade de um íman fixo roda num mesmo plano horizontal, em torno de um eixo vertical, z, que passa pelo centro da espira, C, como se esquematiza na Figura 4.
Os pontos A e C pertencem à mesma linha de campo magnético.
Nas figuras seguintes, está representado o campo magnético criado pelo íman no ponto A, BA.
Em qual das figuras pode estar representado o campo magnético criado pelo íman no ponto C, BC?
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Uma espira circular na proximidade de um íman fixo roda num mesmo plano horizontal, em torno de um eixo vertical, z, que passa pelo centro da espira, C, como se esquematiza na Figura 4.
Na situação descrita, o fluxo magnético através da superfície plana delimitada pela espira ______, e a força eletromotriz induzida na espira ______ nula.
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