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Exercícios de Física do 3º ano do ensino médio
100 questões de Física do 3º ano do ensino médio, cada uma com a resposta e a explicação passo a passo, organizadas por tema.
Eletrostática: cargas, campo e potencial elétrico
Carga elétrica, quantização e conservação da carga
Em um dia seco, um estudante atrita um balão de borracha no cabelo e verifica, com um sensor do laboratório da escola, que o balão ficou…
Processos de eletrização: contato e conservação da carga
Em uma aula prática, a professora usa duas pequenas esferas metálicas idênticas, presas a suportes isolantes. A esfera X tem carga de…
Condutores e isolantes
Eletricistas que trabalham em instalações residenciais usam alicates e chaves de fenda com cabos revestidos de borracha. Esse cuidado…
Processos de eletrização: atrito e série triboelétrica
Uma série triboelétrica, organizada da maior tendência de ceder elétrons para a maior tendência de receber elétrons, é: vidro, lã, seda…
Eletroscópios e eletrização por indução
Um eletroscópio de folhas metálicas, inicialmente neutro, tem uma esfera metálica no topo ligada às folhas por uma haste. Um estudante…
Eletrização por indução e aterramento
Em um laboratório, uma esfera metálica neutra está apoiada em um suporte isolante. Um bastão carregado positivamente é aproximado da…
Aterramento e segurança
Antes de descarregar gasolina em um posto, o motorista do caminhão-tanque prende um cabo metálico entre o caminhão e um ponto ligado ao…
Lei de Coulomb
Em uma atividade de laboratório, duas pequenas esferas eletrizadas, com cargas de $2,0\ \mu C$ e $3,0\ \mu C$, são mantidas a 0,30 m uma…
Lei de Coulomb: proporcionalidade
Um sensor mede uma força elétrica de 18 mN entre duas pequenas esferas carregadas. Em seguida, a carga de uma das esferas é dobrada, e a…
Campo elétrico de carga puntiforme
Um pequeno corpo com carga positiva de $4,0\ \mu C$ está fixo em uma bancada. Um estudante quer saber o campo elétrico em um ponto situado…
Linhas de campo elétrico
Um texto de divulgação científica descreve a região entre duas cargas, A e B, assim: "as linhas de campo elétrico nascem na carga A e…
Campo elétrico uniforme e força sobre carga
Em um filtro eletrostático de chaminé industrial, partículas de fuligem carregadas passam por uma região de campo elétrico uniforme de…
Campo elétrico uniforme entre placas paralelas
Em um experimento didático, duas placas metálicas paralelas, separadas por 2,0 cm, são ligadas a uma fonte de 400 V, o que cria entre elas…
Potencial elétrico de carga puntiforme
Em um museu de ciências, a cúpula de um gerador eletrostático acumula carga de $2,0\ \mu C$ e pode ser tratada como uma carga puntiforme…
Potencial elétrico e superfícies equipotenciais
Um aplicativo educativo de simulação mostra as superfícies equipotenciais ao redor de uma carga puntiforme positiva como esferas…
Trabalho da força elétrica e energia potencial elétrica
Nos aparelhos de raios X usados em hospitais do SUS, elétrons partem do repouso e são acelerados por uma diferença de potencial de 25 kV…
Energia potencial elétrica
Entre duas placas paralelas de um equipamento de laboratório existe um campo elétrico uniforme. Um elétron é abandonado em repouso perto…
Blindagem eletrostática
Uma notícia relata que um carro de passeio foi atingido por um raio em uma rodovia, e os ocupantes, que estavam dentro do veículo com as…
Poder das pontas e para-raios
Segundo pesquisadores brasileiros, o Brasil está entre os países com maior incidência de raios no mundo, o que torna o uso de para-raios…
Rigidez dielétrica e faíscas
Em dias secos, é comum levar um pequeno choque ao tocar a maçaneta de um carro: uma faísca salta quando o dedo está a cerca de 2,0 mm do…
Capacitores: capacitância e Q = CU
O flash de uma câmera fotográfica usa um capacitor que é carregado pelas pilhas antes de cada disparo. Em um modelo, o capacitor tem…
Capacitores: energia armazenada
Desfibriladores, presentes em ambulâncias e em locais públicos, aplicam um pulso elétrico no coração usando a energia de um capacitor. Em…
Aplicações tecnológicas: telas capacitivas
As telas sensíveis ao toque da maioria dos smartphones são capacitivas: uma malha de eletrodos transparentes forma pequenos capacitores…
Aplicações tecnológicas: pintura eletrostática
Na pintura eletrostática de peças metálicas, uma pistola pulveriza tinta em pó cujas partículas saem carregadas negativamente, e a peça a…
Eletrodinâmica: corrente, circuitos, potência e consumo de energia
Corrente contínua e corrente alternada
Ao ler a etiqueta de um carregador de celular, um estudante encontra: "Entrada: 100-240 V ~ 60 Hz" e "Saída: 5 V ⎓ 2 A". Ele pesquisa e…
Corrente elétrica: i = Q/t
Durante um teste de laboratório, um sensor registra que uma carga de 120 C atravessa a seção transversal de um fio a cada 1 minuto, de…
Corrente elétrica e quantidade de elétrons
O cabo de um carregador conduz uma corrente constante de 3,2 A durante 10 s. Considere a carga elementar e = 1,6 x 10^-19 C. Quantos…
Capacidade de baterias em mAh
Um celular tem bateria com capacidade de 4 000 mAh. Em uso moderado, o aparelho consome uma corrente média de 200 mA. Suponha que toda a…
Capacidade de baterias e energia armazenada
Companhias aéreas costumam limitar a energia armazenada em power banks levados na bagagem de mão a 100 Wh. O rótulo de um power bank…
Sentido convencional da corrente
Em um fio de cobre ligado a uma pilha, os portadores de carga que realmente se movimentam são os elétrons livres. Mesmo assim, livros e…
1ª Lei de Ohm
Um aquecedor portátil de copo funciona ligado à tomada de 12 V de um carro. Seu elemento de aquecimento é um resistor ôhmico que, em…
Resistores ôhmicos
Em uma aula prática, um grupo aplica diferentes tensões a um resistor e mede a corrente: com 3 V, a corrente é 0,2 A; com 6 V, é 0,4 A…
2ª Lei de Ohm e bitola dos fios
Na instalação de um chuveiro elétrico de alta potência, o eletricista usa um fio de cobre mais grosso, de maior bitola, do que o usado nos…
2ª Lei de Ohm
Um eletricista substitui um fio de cobre de resistência 0,4 Ω por outro fio, também de cobre e à mesma temperatura, que tem o dobro do…
Efeito Joule e posições do chuveiro
Um chuveiro elétrico tem uma chave com as posições "verão" e "inverno". Ligado sempre à mesma tensão da rede, na posição inverno a água…
Potência elétrica e dados nominais
A embalagem de um chuveiro elétrico informa os dados nominais "220 V - 4 400 W". Use $P = U \cdot i$. Qual é a intensidade da corrente…
Energia elétrica em kWh e conta de luz
Uma família usa um chuveiro de 4 000 W durante 1 hora por dia, somando todos os banhos. A distribuidora cobra R$ 0,75 por kWh, já…
Potência x energia: o kWh
Na conta de luz de uma residência aparece a informação "Consumo do mês: 180 kWh". Um estudante afirma que isso significa que a casa tem…
Associação de resistores em série
Em uma placa de testes, três resistores de 2 Ω, 4 Ω e 6 Ω são ligados em série a uma bateria ideal de 12 V, formando um único caminho para…
Associação de resistores em paralelo
Um pequeno aquecedor possui três resistências iguais, de 4 Ω cada, ligadas em paralelo a uma bateria ideal de 12 V. Cada resistência fica…
Associação mista de resistores
Em um circuito, um resistor de 4 Ω está ligado em série com um conjunto formado por dois resistores de 12 Ω associados em paralelo entre…
Instalação residencial: tomadas em paralelo
Em uma casa, a geladeira, a televisão e o carregador do celular estão ligados em tomadas diferentes de um mesmo circuito. Quando a…
Instalação residencial: 127 V x 220 V
Um modelo de chuveiro de 4 400 W é fabricado em duas versões: uma para a rede de 127 V e outra para a rede de 220 V. Considere as duas…
Disjuntores e curto-circuito
Durante uma reforma, um fio desencapado da fase encosta no fio neutro de uma tomada, provocando um curto-circuito. No mesmo instante, o…
Dispositivo DR e aterramento
Uma escola instala dispositivos DR (diferencial residual) nos circuitos dos banheiros e da cozinha, além de manter o aterramento de todas…
Choque elétrico e prevenção de acidentes
Um choque elétrico levado com a pele molhada tende a ser mais grave do que com a pele seca, mesmo que a pessoa toque a mesma tomada de 127…
Amperímetro e voltímetro ideais
Em uma aula prática, uma estudante quer medir a corrente elétrica que percorre uma lâmpada e a tensão entre os terminais dessa lâmpada…
Geradores: força eletromotriz e rendimento
A bateria de uma lanterna de emergência tem força eletromotriz de 10 V e resistência interna de 1 Ω. Em funcionamento, ela fornece uma…
Eficiência energética: incandescente x LED
Para reduzir a conta de luz, uma família troca uma lâmpada incandescente de 60 W por uma lâmpada LED de 10 W, com selo Procel, que ilumina…
Magnetismo e eletromagnetismo: indução, motores, geradores e matriz elétrica
Ímãs: polos e inseparabilidade dos polos
Em uma aula prática, um estudante quebra ao meio um ímã em forma de barra, usado para prender bilhetes na geladeira. Ele espera obter um…
Campo magnético terrestre e bússola; polos geográficos e magnéticos
Um grupo de escoteiros usa uma bússola em uma trilha na Chapada dos Veadeiros. O monitor explica que a extremidade da agulha marcada com…
Materiais ferromagnéticos; imantação e temperatura de Curie
Em uma oficina de reciclagem de alto-falantes, um técnico observa que um ímã de ferrite ficou muito tempo perto de um forno industrial e…
Experimento de Oersted: corrente elétrica gera campo magnético
No início do século XIX, um professor percebeu que a agulha de uma bússola colocada sobre um fio se desviava quando o fio era ligado a uma…
Campo magnético de fio retilíneo
Um fio de alimentação de um equipamento hospitalar é percorrido por uma corrente contínua de 10 A. Um técnico precisa saber o campo…
Campo magnético de solenoide
Em uma aula sobre os aparelhos de ressonância magnética do SUS, o professor mostra um modelo didático: um solenoide de 50 cm de…
Eletroímãs e aplicações
Em ferros-velhos, guindastes com eletroímã erguem carcaças de carros e, ao chegar ao destino, soltam a carga. O eletroímã é formado por…
Eletroímãs e aplicações: relé
Em um sistema de automação residencial, um sensor de presença fornece uma corrente muito baixa, mas precisa ligar as lâmpadas de uma…
Força magnética sobre carga em movimento; cinturões de Van Allen
Os cinturões de Van Allen são regiões ao redor da Terra onde partículas carregadas vindas do Sol ficam aprisionadas pelo campo magnético…
Força magnética sobre fio com corrente
Em um modelo didático de motor elétrico, um trecho reto de fio com 0,5 m de comprimento, percorrido por uma corrente de 4 A, está imerso…
Movimento de partículas em campo magnético
Alguns hospitais produzem radioisótopos para exames de PET em um cíclotron, aparelho em que prótons descrevem trajetórias circulares sob a…
Motor elétrico de corrente contínua
Pequenos motores de corrente contínua, como os de carrinhos de controle remoto, têm uma bobina que gira entre os polos de um ímã. A bobina…
Motor elétrico: rendimento e comparação com motor a combustão
Um estudo compara dois carros que, em certo trecho de estrada, precisam fornecer 27 kW de potência mecânica às rodas. O carro elétrico tem…
Fluxo magnético e Lei de Faraday; carregador sem fio
Em um carregador sem fio de smartphone, a bobina do aparelho tem 50 espiras, cada uma com área de $4 \times 10^{-3}$ m², e fica…
Lei de Faraday da indução
Em uma feira de ciências, estudantes ligam uma bobina de fio de cobre a um LED. Eles colocam um ímã em barra dentro da bobina e o deixam…
Lei de Lenz e frenagem magnética
Em um vídeo de divulgação científica, um ímã forte é solto dentro de um tubo vertical de cobre e demora vários segundos para atravessá-lo…
Lei de Lenz e o sentido da corrente induzida
Em um laboratório escolar, uma espira condutora fechada está deitada sobre a mesa. Um estudante aproxima rapidamente, de cima para baixo e…
Corrente alternada e frequência de 60 Hz da rede brasileira
Na rede elétrica brasileira, a tensão nas tomadas é alternada, com frequência de 60 Hz. Isso significa que a corrente completa 60 ciclos…
Usinas hidrelétricas: conversão de energia e rendimento
Em uma usina hidrelétrica, cada turbina recebe 500 m³ de água por segundo, que caem de uma altura de 100 m. A densidade da água é 1.000…
Transformadores: por que só funcionam com corrente alternada
Uma família que mora em uma área sem rede elétrica tem uma bateria de 12 V, de corrente contínua, carregada por painéis solares. Alguém…
Transformadores: conservação da potência
A fonte de um notebook contém um transformador ideal que reduz a tensão de 220 V para 11 V. Com o computador ligado, o secundário fornece…
Transmissão em alta tensão e perdas por efeito Joule
Uma usina envia 10 MW de potência elétrica a uma cidade por uma linha de transmissão com resistência total de 10 Ω. A transmissão é feita…
Usinas e matriz elétrica brasileira; bandeiras tarifárias
Em anos de pouca chuva, os reservatórios das hidrelétricas ficam baixos, e o sistema elétrico brasileiro passa a acionar mais usinas…
Aplicações da indução: fogão de indução
Uma família comprou um fogão de indução. Sob o vidro de cada boca existe uma bobina percorrida por corrente alternada de alta frequência…
Usinas e matriz elétrica: energia solar fotovoltaica no Nordeste
Uma pequena usina solar fotovoltaica no sertão nordestino tem 1.000 painéis de 400 W cada. Na região, considera-se que os painéis…
Ondas eletromagnéticas e Física Moderna: quântica, relatividade e física nuclear
Velocidade da luz e relação c = λf
Uma emissora de rádio FM de uma capital do Nordeste transmite na frequência de 100 MHz. As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas e, no…
Síntese de Maxwell e natureza das ondas eletromagnéticas
No século XIX, a síntese de Maxwell unificou a eletricidade, o magnetismo e a óptica. Um texto de divulgação científica afirma que a luz…
Espectro eletromagnético
Um cartaz em uma Unidade Básica de Saúde apresenta as faixas do espectro eletromagnético para explicar por que alguns exames exigem…
Radiação ionizante e não ionizante
Uma mensagem em rede social afirma que o roteador Wi-Fi emite radiação igual à dos raios X e, por isso, danificaria o DNA. O roteador…
Energia do fóton (E = hf) e elétron-volt
Lâmpadas germicidas de ultravioleta (UV-C), usadas na desinfecção de ambientes hospitalares, emitem radiação de frequência aproximada de…
Radiação do corpo negro e hipótese de Planck
Ao acender uma churrasqueira, percebe-se que o carvão em brasa emite luz avermelhada e que, quanto mais quente, mais a cor tende ao…
Efeito fotoelétrico: papel da frequência e da intensidade
Em um laboratório escolar, uma placa de zinco ligada a um eletroscópio é iluminada. Com um feixe de luz vermelha muito intenso, nenhum…
Efeito fotoelétrico: função trabalho e energia cinética
Uma fotocélula usada em um sensor de presença tem o cátodo feito de um metal com função trabalho de 2,3 eV. Ela é iluminada com luz de…
Efeito fotoelétrico: frequência de corte
Um sensor fotoelétrico de um sistema de iluminação pública utiliza um metal com função trabalho de 4,0 eV. Para escolher a lâmpada de…
Dualidade onda-partícula e comprimento de onda de De Broglie
Reatores nucleares de pesquisa produzem nêutrons lentos, usados para estudar a estrutura de materiais por difração. Para que haja…
Dualidade onda-partícula
Um vídeo de divulgação científica explica que elétrons, ao passarem por fendas muito estreitas, formam padrões de interferência, como as…
Modelo de Bohr: emissão e lâmpadas de vapor
As lâmpadas de vapor de sódio, comuns na iluminação de ruas, emitem luz amarelo-alaranjada. Considere, de forma simplificada, que o…
Evolução dos modelos atômicos: de Rutherford a Bohr
No modelo atômico de Rutherford, os elétrons giram ao redor de um núcleo pequeno e denso. Pela teoria eletromagnética clássica, porém, uma…
Aplicações quânticas: LED e semicondutores
Os semáforos de muitas cidades brasileiras usam LEDs, que consomem menos energia que as lâmpadas incandescentes. Em um LED, a cor da luz…
Aplicações quânticas: laser
Em cirurgias oftalmológicas de correção da miopia, usa-se o laser, que permite remodelar a córnea com grande precisão. Leitores de código…
Aplicações quânticas: fluorescência
Para conferir a autenticidade de cédulas de real, caixas de lojas usam lâmpadas de luz ultravioleta. Sob essa radiação invisível, certas…
Relatividade restrita: postulados de Einstein
Em um filme de ficção científica, uma nave viaja a 0,5c em relação à Terra e acende um farol voltado para a frente. Um estudante afirma…
Relatividade restrita: dilatação do tempo
Múons são partículas produzidas na alta atmosfera pelos raios cósmicos. Em repouso, um múon vive em média 2,0 μs. Considere um múon que se…
Relatividade restrita: contração do comprimento
Uma nave espacial mede 100 m de comprimento quando está em repouso. Ela passa pela Terra com velocidade de 0,8c. O fator de Lorentz é…
Relatividade restrita: aplicação no GPS
Os satélites do sistema GPS, usados por aplicativos de navegação em smartphones, levam relógios atômicos muito precisos. A posição do…
Radioatividade: emissões alfa, beta e gama e blindagem
Em um serviço de medicina nuclear, os profissionais estudam o poder de penetração das radiações para escolher a blindagem adequada. Uma…
Meia-vida e decaimento radioativo
O iodo-131 é usado no tratamento de doenças da tireoide e tem meia-vida de 8 dias. Um hospital recebeu uma amostra desse material com…
Datação por carbono-14
Pesquisadores encontraram um fragmento de carvão de uma fogueira antiga em um sítio arqueológico no Piauí. A análise mostrou que a…
Fissão nuclear, reação em cadeia e usinas de Angra
Nos reatores das usinas de Angra dos Reis, cada fissão de um núcleo de urânio-235 libera energia e de 2 a 3 nêutrons, que podem provocar…
Fusão nuclear e a energia das estrelas
No núcleo do Sol, núcleos de hidrogênio se fundem e formam hélio. A massa do hélio produzido é um pouco menor que a do hidrogênio…
Aplicações e acidentes: césio-137 em Goiânia e irradiação de alimentos
Em 1987, em Goiânia, uma cápsula de césio-137 retirada de um aparelho de radioterapia abandonado foi aberta, e o pó radioativo se…