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Exercícios de Física do 2º ano do ensino médio
107 questões de Física do 2º ano do ensino médio, cada uma com a resposta e a explicação passo a passo, organizadas por tema.
Termometria, dilatação térmica, calorimetria e propagação do calor
Temperatura, calor e energia térmica
Em um dia frio, um estudante diz que "o casaco de lã esquenta o corpo porque passa calor para ele". Ao tirar o casaco do armário, ele…
Equilíbrio térmico e lei zero
A embalagem de um termômetro clínico recomenda manter o aparelho debaixo do braço por alguns minutos, até ouvir o sinal sonoro, e só então…
Escalas termométricas e conversões
Um turista estrangeiro vai visitar uma cidade brasileira onde a previsão do tempo indica máxima de 35 °C. Ele está acostumado com a escala…
Escalas termométricas e conversões
Em um laboratório escolar, uma solução é aquecida de 20 °C até 80 °C. O relatório do experimento pede que a variação de temperatura seja…
Dilatação linear
Uma ferrovia usa barras de trilho de aço com 10 m de comprimento cada. Na região, os trilhos chegam a 10 °C nas madrugadas e a 50 °C nas…
Dilatação térmica em estruturas
Em pontes e viadutos de concreto, os engenheiros deixam pequenas fendas entre os blocos da pista, chamadas juntas de dilatação, muitas…
Lâmina bimetálica
O termostato de um ferro de passar roupa usa uma lâmina bimetálica, formada por uma tira de latão e uma tira de aço soldadas lado a lado…
Dilatação volumétrica
Um motorista enche completamente o tanque de 50 L do carro com gasolina a 15 °C, logo cedo. Depois, deixa o carro estacionado ao sol, e a…
Dilatação anômala da água
Em regiões de inverno rigoroso, a superfície dos lagos congela, mas os peixes sobrevivem na água líquida do fundo, que fica perto de 4 °C…
Dilatação anômala da água
Para gelar a água mais rápido, um estudante colocou no congelador uma garrafa de vidro completamente cheia e bem fechada, e esqueceu-a lá…
Calor sensível
Para preparar um chá, uma pessoa aquece 500 g de água de 20 °C até 70 °C, sem deixar ferver. Considere c(água) = 1 cal/g°C e use Q =…
Calor específico e capacidade térmica
Em uma cozinha há duas panelas vazias. A de ferro tem massa de 2 kg e calor específico de 0,11 cal/g°C. A de alumínio tem massa de 0,5 kg…
Calor específico
Numa manhã ensolarada na praia, a areia fica tão quente que queima os pés, enquanto a água do mar continua fresca. A areia e a água…
Calor latente e calor sensível
Para gelar um suco, uma pessoa coloca nele 200 g de gelo a 0 °C. Depois de algum tempo, todo o gelo derreteu e a água formada chegou a 20…
Mudanças de estado e curva de aquecimento
Ao preparar macarrão ao nível do mar, um estudante coloca um termômetro de cozinha na água da panela. A temperatura sobe de 25 °C até 100…
Trocas de calor e temperatura de equilíbrio
Em uma garrafa térmica, que pode ser tratada como sistema isolado, uma pessoa mistura 200 g de chá a 80 °C com 300 g de água filtrada a 20…
Trocas de calor em calorímetro
Um ferreiro tira do forno uma peça de ferro de 1 kg a 220 °C e a mergulha em um balde com 400 g de água a 20 °C para resfriá-la. Considere…
Influência da pressão na ebulição
A panela de pressão cozinha feijão bem mais rápido que uma panela comum. Ela é fechada de modo que o vapor fica preso, e a pressão interna…
Condução, convecção e irradiação
Uma garrafa térmica tem uma ampola de vidro de paredes duplas. Entre as paredes, o ar foi retirado e ficou quase vácuo, e as faces da…
Convecção e brisas
Em cidades litorâneas, nas tardes de dias ensolarados, costuma soprar um vento fresco vindo do mar em direção à areia, chamado brisa…
Convecção e inversão térmica
Em grandes cidades, em manhãs frias de inverno, é comum uma camada de ar frio ficar presa junto ao solo, por baixo de uma camada de ar…
Irradiação e efeito estufa
Um carro fica estacionado ao sol com os vidros fechados. Depois de uma hora, o ar dentro dele está muito mais quente que o ar de fora. A…
Condutores e isolantes térmicos
Uma fábrica de utensílios vai projetar uma nova panela. O corpo da panela deve aquecer o alimento de forma rápida e uniforme. O cabo deve…
Potência térmica e tempo de aquecimento
Um ebulidor elétrico de 500 W é usado para aquecer 500 g de água de 20 °C até 80 °C. Suponha que toda a energia fornecida seja absorvida…
Potência térmica e aquecimento solar
Uma família instalou um aquecedor solar de água para economizar energia. Os coletores no telhado fornecem à água uma potência útil de 2…
Riscos térmicos: queimaduras com vapor
Queimaduras causadas por vapor de água a 100 °C costumam ser mais graves que as causadas por água líquida a 100 °C. Compare duas…
Estudo dos gases, termodinâmica e máquinas térmicas
Transformação isotérmica (lei de Boyle)
Em uma aula prática, uma estudante tampa a ponta de uma seringa com o dedo, deixando presos 20 mL de ar à pressão de 1 atm. Em seguida…
Transformação isovolumétrica (lei de Gay-Lussac)
O rótulo de uma lata de desodorante aerossol avisa: não expor a temperaturas elevadas. Suponha que a lata, com gás a 6 atm e 27 °C, seja…
Transformação isobárica (lei de Charles)
Uma criança enche uma bexiga de festa e a coloca no congelador por alguns minutos. Ao retirá-la, percebe que a bexiga está visivelmente…
Equação de Clapeyron
Um cilindro de mergulho de 8,2 L contém ar comprimido a 30 atm, na temperatura de 27 °C. Para estimar quanto ar existe dentro dele, um…
Equação geral dos gases
Um balão meteorológico é solto com 2,0 m³ de gás hélio, à pressão de 1,0 atm e temperatura de 300 K. Ao subir, ele chega a uma altitude em…
Trabalho em transformação isobárica
Num cilindro com êmbolo, um gás é aquecido e se expande sob pressão constante de 2.10^5 Pa. O volume passa de 3 L para 8 L. Lembre que…
1ª lei da termodinâmica e convenção de sinais
No compressor de ar de uma borracharia, o pistão comprime o ar e realiza sobre ele um trabalho de 80 J. Durante essa compressão, o ar…
Transformação adiabática
Ao encher o pneu de uma bicicleta com uma bomba manual, bombeando rápido, um ciclista nota que o cano da bomba fica quente. A compressão…
1ª lei na transformação isotérmica
Um gás ideal está num cilindro com êmbolo, mergulhado em um grande tanque de água que mantém a temperatura do gás sempre constante. O gás…
Ciclos termodinâmicos e trabalho no ciclo
Um motor experimental faz um gás percorrer o seguinte ciclo, sempre na mesma ordem: 1) expansão isobárica a 3.10^5 Pa, de 2 L até 6 L; 2)…
Rendimento de máquinas térmicas
Em cada ciclo, o motor a combustão de um carro recebe 2 000 J de calor da queima do combustível, realiza 500 J de trabalho útil sobre o…
Ciclo de Carnot e rendimento máximo
Uma usina termelétrica experimental tem caldeira a 327 °C e usa a água de um rio a 27 °C como fonte fria. O rendimento máximo teórico de…
2ª lei e limite de Carnot
Um inventor anuncia um motor que funciona entre uma fonte quente a 127 °C e o ar ambiente a 27 °C. Segundo ele, em cada ciclo o motor…
2ª lei: impossibilidade de rendimento de 100%
Engenheiros estudam formas de aproveitar melhor o combustível nos motores de carros. Um colega afirma que, se fosse possível eliminar…
Refrigeradores: balanço de energia
Em cada ciclo de funcionamento, uma geladeira retira 600 J de calor dos alimentos em seu interior. Para isso, o compressor realiza 200 J…
Refrigeradores e ar-condicionado
Num dia muito quente, a cozinha de uma casa está com portas e janelas fechadas. Para refrescar o ambiente, um estudante sugere deixar a…
Eficiência do ar-condicionado e consumo de energia
Uma família quer trocar o ar-condicionado do quarto. A eficiência de um aparelho é a razão entre o calor retirado do ambiente e a energia…
Termelétricas e perdas de energia
Uma usina termelétrica a gás natural tem rendimento de 40%. A cada segundo, a queima do combustível fornece 500 MJ de calor à caldeira. A…
Combustíveis fósseis e renováveis
Um carro flex pode funcionar com gasolina, derivada do petróleo, ou com etanol, produzido a partir da cana-de-açúcar. Nos dois casos, o…
Teoria cinética: temperatura e agitação molecular
Pela teoria cinética dos gases, a energia cinética média das moléculas de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta, em…
Transformação isobárica (lei de Charles)
Para mostrar como funciona o pistão de um motor, um professor usa um cilindro com êmbolo que se move livremente, contendo 2,0 L de ar a 27…
Trabalho isobárico e 1ª lei da termodinâmica
Em um protótipo de motor a ar quente, o gás de um cilindro se expande sob pressão constante de 1.10^5 Pa, e seu volume passa de 2 L para 5…
Óptica geométrica
Princípios da óptica geométrica: propagação retilínea
Em uma aula prática, um estudante encosta o olho na ponta de um cano de PVC reto, com 1 m de comprimento, e consegue ver uma lâmpada acesa…
Sombra e semelhança de triângulos
No fim da tarde, um estudante de 1,5 m de altura percebe que sua sombra no chão do pátio mede 2 m. No mesmo instante, um poste vertical de…
Câmara escura e semelhança de triângulos
Para uma feira de ciências, um grupo montou uma câmara escura com uma caixa de sapatos. Em uma face há um pequeno furo e, na face oposta…
Cor dos corpos por absorção e reflexão seletiva
Em uma peça de teatro da escola, uma atriz usa um vestido que, sob luz branca, parece verde. Em uma cena, o palco é iluminado apenas por…
Sombra, penumbra e eclipses
Durante um eclipse solar, a Lua fica entre o Sol e a Terra. Como o Sol é uma fonte de luz extensa, muito maior que a Lua, forma-se na…
Princípios da óptica geométrica: independência dos raios
Em um show, dois feixes de laser, um vermelho e um verde, cruzam-se no ar acima da plateia. Eles ficam visíveis por causa da fumaça do…
Princípios da óptica geométrica: reversibilidade
O motorista de um ônibus escolar olha pelo espelho interno e vê os olhos de um aluno sentado no último banco. O aluno comenta que também…
Espelho plano: posição da imagem
Uma estudante está de pé a 1,5 m de um espelho plano vertical preso na porta do guarda-roupa. Ela dá alguns passos e se aproxima 0,5 m do…
Espelho plano: campo visual e altura mínima
O dono de uma loja de roupas quer instalar um espelho plano vertical no provador. Ele deseja que clientes com até 1,80 m de altura…
Espelhos planos associados: número de imagens
Um artesão monta um caleidoscópio com dois espelhos planos unidos por uma das bordas, formando um ângulo de 60° entre eles. Uma pequena…
Espelhos esféricos: espelho convexo e seus usos
Nas saídas de garagem de muitos prédios, instala-se um espelho esférico convexo na parede em frente ao portão. Assim, o motorista, antes…
Espelhos esféricos: espelho côncavo de maquiagem
Um espelho de maquiagem é um espelho esférico côncavo com distância focal de 30 cm. Para ver detalhes da pele, uma pessoa posiciona o…
Espelhos esféricos: foco e aproveitamento da energia solar
Uma comunidade rural sem acesso a gás passou a usar um fogão solar. Ele é formado por uma superfície côncava espelhada, que pode ser…
Equação de Gauss e aumento linear: espelho convexo
O retrovisor externo direito de um carro é um espelho esférico convexo cuja distância focal tem módulo de 1 m. Na equação de Gauss, como o…
Instrumentos ópticos: microscópio
No microscópio óptico do laboratório da escola há duas lentes convergentes. A objetiva fica perto da lâmina com a célula, e a ocular fica…
Índice de refração
Ao testar o vidro usado em lentes de óculos, um laboratório mediu a velocidade da luz dentro do material e obteve 2.10^8 m/s. A velocidade…
Refração e lei de Snell-Descartes
Em um experimento, um feixe de laser se propaga no ar (n = 1) e incide na superfície plana de um bloco de acrílico de índice de refração n…
Refração: profundidade aparente
Ao olhar de fora para uma piscina com a água parada, um adolescente tem a impressão de que ela é mais rasa do que realmente é. Por isso…
Reflexão total e ângulo limite
Em um protótipo de fibra óptica, o núcleo tem índice de refração 1,5 e a casca tem índice 1,2. O seno do ângulo limite é dado por sen L =…
Reflexão total: miragens
Em dias muito quentes, motoristas em estradas retas veem, à frente, o que parecem ser poças de água no asfalto, mas elas somem quando o…
Reflexão total: brilho do diamante
Um joalheiro explica a clientes que um diamante lapidado (índice de refração 2,4) brilha muito mais que uma imitação de vidro (índice 1,5)…
Dispersão da luz: arco-íris
Depois de uma chuva de fim de tarde, com o Sol baixo às suas costas, um estudante vê um arco-íris à sua frente. A luz branca do Sol entra…
Instrumentos ópticos: lupa
Para ler as letras miúdas da bula de um remédio, um avô usa uma lupa, que é uma lente convergente de distância focal 10 cm. Ele quer ver…
Lentes convergentes: equação de Gauss
Para mostrar como funcionam a câmera fotográfica e o projetor, uma professora coloca uma vela acesa a 15 cm de uma lente convergente de…
Vergência em dioptrias
Na receita de óculos de uma estudante está escrito -2,0 graus para os dois olhos. O grau da lente corresponde à vergência, medida em…
Defeitos da visão: correção da presbiopia
Uma avó com presbiopia só consegue ler com nitidez textos colocados a partir de 50 cm dos olhos. Ela quer ler um livro a 25 cm. Para isso…
Ondulatória, acústica e espectro eletromagnético
Movimento harmônico simples: sistema massa-mola
Num laboratório de escola, um bloco de 200 g preso a uma mola horizontal oscila em movimento harmônico simples com período de 0,5 s. Os…
Movimento harmônico simples: pêndulo simples
Um relógio de pêndulo antigo marca bem a hora no inverno. Num verão muito quente, porém, a haste metálica do pêndulo sofre dilatação, e o…
Movimento harmônico simples: período e frequência
Uma criança brinca num balanço de praça, que se comporta aproximadamente como um pêndulo simples. Um colega cronometra o movimento e conta…
Natureza das ondas: mecânicas, eletromagnéticas, transversais e longitudinais
Num show, o alto-falante vibra e empurra o ar para frente e para trás, formando compressões e rarefações. As partículas do ar oscilam na…
Som: não propagação no vácuo
Num filme de ficção científica, uma nave explode no espaço, longe de qualquer planeta, e os astronautas de outra nave próxima veem o…
Equação fundamental da ondulatória: v = λ.f
Um estudante usa um aplicativo afinador no celular e toca uma nota numa flauta. O aplicativo indica que o som tem frequência de 680 Hz…
Refração de ondas sonoras
Uma caixa de som à prova d'água, colocada na borda de uma piscina, emite um som de 680 Hz que passa do ar para a água. Quando uma onda…
Difração de ondas
No intervalo, um estudante está atrás de um muro alto da quadra e consegue ouvir perfeitamente a conversa dos colegas do outro lado, mas…
Interferência construtiva e destrutiva: cancelamento de ruído
Fones de ouvido com cancelamento ativo de ruído têm um pequeno microfone que capta o barulho do ambiente, como o ronco do motor de um…
Interferência de ondas sonoras
Num teste de som numa quadra, duas caixas acústicas iguais, ligadas ao mesmo aparelho, emitem em fase um som de 340 Hz com a mesma…
Ressonância em estruturas
Toda estrutura, como uma ponte, tem frequências naturais em que vibra com facilidade. Por isso, quando um grupo grande marcha sobre uma…
Velocidade do som em diferentes meios
Numa aula prática numa linha de trem desativada, um estudante encosta o ouvido no trilho de aço. A 1020 m dele, um colega dá uma martelada…
Qualidades do som: altura e intensidade
Na sala de casa, alguém reclama: "Esse som está muito alto, abaixa!". Outra pessoa gira o botão de volume da TV. A personagem do filme…
Qualidades do som: timbre
Num teste de escuta, um violão e um piano tocam a mesma nota musical, com a mesma frequência fundamental e a mesma intensidade. Mesmo de…
Intensidade sonora e decibéis
Uma conversa normal tem nível sonoro de cerca de 60 dB. Um fone de ouvido no volume máximo pode chegar a 90 dB. Na escala de decibéis…
Riscos da exposição a ruído alto
Normas de saúde do trabalho indicam que uma pessoa pode ficar exposta a um ruído de 85 dB por, no máximo, 8 horas por dia sem risco para a…
Cordas vibrantes e ondas estacionárias
Numa corda de violão, a parte que vibra entre o rastilho e a pestana tem 0,60 m de comprimento. A onda se propaga nessa corda com…
Cordas vibrantes em instrumentos musicais
Um violonista toca uma corda solta e depois pressiona essa mesma corda exatamente no meio, de modo que só metade dela passa a vibrar. A…
Tubos sonoros
Para uma feira de ciências, estudantes constroem um instrumento com um tubo de PVC de 0,85 m de comprimento. Primeiro, eles tampam uma das…
Efeito Doppler: sirene
Uma ambulância passa com a sirene ligada por uma rua onde um pedestre está parado na calçada. O fabricante informa que a sirene emite…
Efeito Doppler: radar de velocidade
Um radar de velocidade emite micro-ondas de frequência fixa, que são refletidas pelos carros e voltam ao aparelho. Se o carro se aproxima…
Ultrassom: sonar
Um barco pesqueiro usa um sonar para medir a profundidade do mar. O aparelho emite um pulso de ultrassom para baixo, o pulso é refletido…
Ultrassom médico e radiação ionizante
No pré-natal, os médicos acompanham o bebê com a ecografia, que usa ultrassom: vibrações mecânicas dos tecidos com frequência acima de…
Espectro eletromagnético: radiação ionizante e não ionizante
O espectro eletromagnético, em ordem crescente de frequência e de energia, é: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível…
Espectro eletromagnético: micro-ondas
Um forno de micro-ondas doméstico funciona com ondas eletromagnéticas de frequência 2,4 GHz, que fazem as moléculas de água do alimento…
Raios X: usos e riscos da radiação ionizante
Num hospital, um paciente faz uma única radiografia do braço. Antes de ligar o aparelho, o técnico sai da sala ou fica atrás de uma parede…
Mais questões
Mecânica
Pela 2ª Lei de Newton, a força resultante é:
Física Moderna
A famosa equação de Einstein relaciona energia e massa por:
Cinemática
A velocidade média é dada por:
Mecânica
A energia cinética de um corpo é:
Eletricidade
A Lei de Ohm relaciona tensão, resistência e corrente por:
Mecânica
O peso de um corpo de massa $m$ num campo gravitacional $g$ é:
Ondulatória
A frequência $f$ e o período $T$ de um movimento periódico se relacionam por: