ENEM - Simulados

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ENEM - Exercícios de Progressão Aritmética

Exercícios de Progressão Aritmética

Quiz com exercícios de progressão aritmética para você treinar para o vestibular e parra o ENEM. (clique aqui)

Quiz enviado por: Charles Dias de Pontes

28 e 29 de maio - Atividades

Atividade I 

Organização do seminário. Veja instruções no Google Sala de Aulas.

Atividade II

Responder a avaliação (clique aqui)

Simulação - Circuito em série e paralelo

Simulação de circuitos

Série e Paralelo

Acesse o programa de simulação no endereço:

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_en.html

Configuração inicial

No canto superior direito, marque as opções conforme a imagem abaixo:

Inserir um objeto

No canto esquerdo da tela estão os elementos para construir o circuito. Arraste a pilha para o centro da tela.

Configurar um elemento do circuito

Dê um duplo-clique sobre a pilha inserida. Utilize os campos que apareceram para alterar a voltagem da pilha para 12V.

Simular um circuito

Construa o circuito da figura abaixo.

Clique sobre a chave para fechar o circuito. Observe que a corrente convencional sempre corre do polo negativo da pilha para o positivo.

Medir a tensão

Arraste do canto direito da tela o objeto voltímetro (Voltmeter).

Posicione a ponta de prova vermelha no terminal do resistor que está conectado ao lado positivo da pilha.

Posicione a ponta de prova preta no terminal do resistor que está conectado ao lado negativo da pilha.

O valor da tensão aparece no voltímetro.

Caso as pontas sejam conectadas invertidas a tensão será negativa.

Medir a corrente

Arraste do canto direito da tela o objeto amperímetro (Ampmeter).

Posicione a mira do amperímetro no ponto em que deseja verificar a corrente no circuito.

 

Diagrama do circuito

Altere a configuração no canto superior direito caso deseje visualizar o circuito na forma de diagrama.

Atividade

Construa os circuitos pedidos e responda as questões (clique aqui)

09 abril - Avaliação Procedimental

Avaliação - Clique aqui

Carga elétrica, Eletrização, Força elétrica, Campo, Potencial elétrico e Ciruitos: corrente, tensão, resistência e potência

Circuitos elétricos

Livro didático: Capítulos 5 e 6

Circuitos elétricos são conjuntos formados por uma fonte, um condutor em circuito fechado e um elemento capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador.

Um circuito simples pode ser formado por uma pilha comum, pedaços de fio condutor, um interruptor e uma lâmpada. Ligando o interruptor, estabelece-se uma tensão de 1,5V entre os terminais da lâmpada e, então, uma corrente elétrica percorre o circuito.

As cargas elétricas que se deslocam pelo fio sofrem certa resistência ao se deslocar, uma vez que efetuam uma série de choques com os átomos do condutor. Essa resistência pode ser maior ou menor, dependendo das características do condutor; portanto, a intensidade da corrente elétrica depende da dimensão dessa resistência.

Potência, voltagem, corrente e resistência elétrica são grandezas físicas que se relacionam.

Resistência elétrica

Para caracterizar a oposição que um fio condutor oferece a passagem da corrente elétrica (i), quando submetido a uma diferença de potencial (V), define-se a grandeza denominada resistência elétrica (R) do condutor como

A unidade de medida da resistência elétrica, no SI, é recebe o nome de ohm e é indicada pela letra grega ômega maiúscula (Ω).

A relação R = V/i normalmente é escrita como V = R . i e é conhecida como 1ª lei de Ohm.

Os condutores que tem a propriedade de manter constante o valor da resistência elétrica para diferentes valores de tensão são conhecidos como condutores ôhmicos.

Potência elétrica

Potência é definida como a rapidez com que um trabalho é realizado. Ou seja, é a medida da variação de energia por uma unidade de tempo.

A unidade de potência no sistema internacional de medidas é o watt (W), que designa joule por segundo (J/s), em homenagem ao matemático e engenheiro James Watts que aprimorou a máquina à vapor.

No caso dos equipamentos elétricos, a potência elétrica indica a quantidade de energia elétrica que foi transformada em outro tipo de energia por unidade de tempo. No chuveiro, por exemplo, a energia elétrica é transformada em energia térmica. Uma furadeira transforma energia elétrica em energia mecânica.

Podemos calcular a potência elétrica utilizamos as seguintes fórmulas:

P = i . U                ou           P = R . i²

Sendo,

P: potência (W)

i: corrente elétrica (A)

U: diferença de potencial (V)

R: resistência elétrica (Ω)

Diagramas de circuito

Para poder estudar um circuito mais facilmente, convém representá-lo por um diagrama de circuito.

Alguns dos símbolos utilizados são:

Exemplos:

1.       Observe a representação de um circuito simples, formado por uma fonte de alimentação de 12V e um resistor de 1,5Ω.

a)       Qual é a intensidade da corrente elétrica que percorre o circuito nessas condições?

b)      Qual é a potência dissipada pela resistência?

Exercícios

Livro didático páginas 80 e 81.

Corrente e Choque elétrico

Livro didático: Capítulo 5

Corrente elétrica

Alguns materiais possuem excesso de elétrons em sua camada de valência, que é a última camada a receber elétrons em um átomo. Os elétrons presentes na camada de valência são denominados de elétrons livres, e a força de atração entre eles e o núcleo atômico é pequena, logo, eles possuem facilidade de se movimentar pelo material. Os corpos com esta característica são chamados de condutores. De modo geral, os metais são excelentes condutores elétricos.

Nos materiais isolantes, os elétrons que formam esses materiais não têm facilidade de movimentação, tendo em vista a forte ligação entre eles e o núcleo atômico. Isopor, borracha, madeira seca, vidro, entre outros, são exemplos de materiais isolantes elétricos.

Em um fio metálico há uma grande quantidade de elétrons livres em movimento desordenado. Se houver um campo elétrico entre os extremos desse fio, a maioria dos elétrons livres tenderá a se deslocar em um único sentido, formando assim uma corrente elétrica.

Corrente elétrica é o fluxo ordenado de elétrons livres em um condutor que tenha um campo elétrico entre suas extremidades.

Corrente real x Corrente convencional

Cargas elétricas dispostas em uma região onde atua um campo elétrico tendem a se movimentar a favou ou contra o sentido do campo, dependendo do sinal delas. Os elétrons têm carga negativa, por isso se movimentam no sentido oposto ao do campo elétrico. Esse fluxo de cargas é denominado corrente real.

No início dos estudos sobre a eletricidade, os cientistas atribuíram o sentido da corrente elétrica na mesma direção do campo do elétrico. A corrente neste sentido é chamada de corrente convencional. Ao simbolizar a correte em um esquema de circuito elétrico, desenhamos a corrente convencional.

Intensidade da corrente elétrica

Se pela secção reta S do fio flui determinada quantidade de carga elétrica ∆Q, em certo intervalo de tempo ∆t, a intensidade média de corrente elétrica i será:

Em homenagem ao físico e matemático francês André Marie Ampère (1775-1836), a unidade de corrente elétrica, no SI, é o ampère (A).

Exemplo:

a)       Supondo que passam 3,6x10²¹ elétrons em um minuto em uma secção reta do condutor, qual a intensidade da corrente elétrica gerada neste fio? (Dado: e = 1,6x10^-19C)

A carga gerada pelos elétrons é:

Logo, a corrente elétrica será:

Choque elétrico

Os choques elétricos ocorrem sempre que uma determinada corrente elétrica percorre o corpo humano. Dependendo da situação, um choque pode causar apenas um pequeno formigamento, queimaduras de terceiro grau ou até mesmo levar a pessoa a óbito.

Para que o choque ocorra, deve haver uma diferença de potencial entre dois pontos distintos do corpo humano. Geralmente, um desses pontos sãos os pés, que estão em contato com o solo, e o outro ponto é o que de fato entra em contato com algum aparelho elétrico ou fio elétrico.

 Quando uma corrente elétrica passa pelo corpo humano, pode-se sentir os seguintes efeitos: pequeno formigamento, dores, espasmos musculares, contrações musculares, alteração nos batimentos cardíacos, parada respiratória, queimaduras e morte. Os danos são provenientes do fato de o movimento dos músculos e as transmissões de sinais nervosos ocorrerem pela passagem de pequenas correntes elétricas.

Outro fator que pode causar danos ao corpo humano é o trajeto que a corrente faz. O fato de ela passar pelo coração, que é um músculo, causa os espasmos que alteram o ritmo cardíaco, deixando-o irregular. Os choques mais perigosos acontecem quando uma pessoa segura com as duas mãos o fio elétrico, pois o caminho a ser percorrido pela corrente elétrica fica mais próximo do coração.

Exercícios

Livro didático p.77

Vídeos

Corrente Elétrica I - Corrente Real e Convencional

Corrente Elétrica II - Intensidade da Corrente

Jogo - Choque elétrico

http://trad.fis.unb.br/rived/oa/choque/choque.html

Potencial elétrico

Livro didático - Capítulo 4

Sabemos que uma carga pontual cria um campo elétrico. Ao colocarmos uma carga de prova q próxima a carga geradora, ela será atraída ou repelida adquirindo uma energia potencial.

O potencial elétrico é uma grandeza escalar definida como a razão entre a energia potencial elétrica e a carga de prova:

A unidade no SI é J/C = V (volt)

Quando uma lâmpada é ligada a uma tomada 110V, cada 1C que se deslocar de um terminal para outro receberá 110 J de energia do campo elétrico existente na tomada.

1C de carga elétrica equivale à soma das cargas elétricas de aproximadamente 6,25x10¹⁸ elétrons.

Diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campo elétrico uniforme

Vamos considerar uma região de um campo elétrico uniforme, de intensidade E, e uma carga pontual +q colocada em um ponto A da região.

Se quisermos deslocar a carga elétrica do ponto A até o ponto B, precisaremos realizar um trabalho, fornecendo-lhe energia.

 Dividindo todos os termos por q:

Escrevendo em função do potencial elétrico, temos

A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B, que indicamos como V_A – V_B, ou simplesmente V_AB, é conhecida como tensão elétrica.

No caso do campo elétrico uniforme, podemos calcular V_AB em função do campo elétrico e da distância entre as placas geradoras do campo:

Dessa forma, podemos medir a intensidade de um campo elétrico em N/C ou em V/m, isto é,

1 N/C ≡ 1 V/m

Vídeo

(Clique aqui para assistir)

Vídeo que possibilita o entendimento de alguns conceitos de eletricidade - corrente elétrica, diferença de potencial, potência e geração de energia elétrica.

Exercícios

• p. 54 
• p. 57

13 mar - Avaliação Conceitual

Avaliação (clique aqui)

É permitida a consulta a materiais impressos e ao caderno da disciplina.

Habilidades:

• Descrever o modelo microscópico da eletricidade no interior da matéria
• Relacionar a força elétrica com cargas elétricas
• Relacionar o campo elétrico com cargas elétricas

Onde está a eletricidade?

Alguns aparelhos que utilizamos em nosso dia-a-dia têm como função comum produzir o aquecimento. Todos eles têm em comum o fato de transformarem a energia elétrica fornecida por uma fonte em energia térmica. Esses aparelhos são os que têm a construção mais simples: possuem um pedaço de fio em forma de espiral cujo nome é resistor.

Quando um aparelho desse tipo é posto para funcionar, o resistor é aquecido. É por isso que tais aparelhos são denominados de resistivos

Outros aparelhos produzem algum tipo de movimento, isto é, transformam a maior parte da energia elétrica que recebem da fonte em energia mecânica. Tais aparelhos são denominados motores elétricos.

Aparelhos que transformam outras formas de energia (mecânica, química,..) em energia elétrica são denominados fontes.

Alguns aparelhos permitem a comunicação entre uma ou mais pessoas, como o rádio, a tevê, o telefone e o microcomputador, ou o armazenamento de informações, como as fitas magnéticas e os disquetes. Eles fazem parte de um conjunto muito maior e, por isso, podem formar um agrupamento chamado elementos de comunicação e informação.

Eletricidade na natureza

Os raios ou relâmpagos são descargas elétricas naturais que são produzidas quando se forma uma enorme  tensão entre duas regiões da atmosfera (100.000 vezes maior que a tensão de 220 volts de sua residência para ligar o chuveiro). Nessas condições, o ar não se comporta como um isolante elétrico e o valor da corrente elétrica  pode atingir valores de até 200.000 ampères.

Em certos casos pode-se sobreviver a um raio, desde que a corrente elétrica seja desviada dos órgãos vitais para as partes superficiais do corpo, como a pele molhada de suor ou a roupa molhada pela chuva ou também pelo medo

Eletricidade no corpo humano

A visão é o sentido que domina a nossa vida! Ela começa com a luz refletida pelo objeto que estamos observando e que atinge o nosso olho. Após atravessar várias substâncias transparentes, é formada uma imagem invertida do objeto numa região do olho chamada retina.

Ela é uma membrana transparente, cujo formato se assemelha ao fundo de uma concha.  Nas células da retina encontram-se substâncias químicas sensíveis  à luz. A incidência da luz sobre tais substâncias produz impulsos elétricos que são enviados para uma deteminada região do cérebro através do nervo óptico.

Embora a imagem na retina seja invertida, é no cérebro que ela é colocada na posição normal.

Especificações técnicas dos aparelhos elétricos

Todo aparelho elétrico tem um manual com instruções de uso e informações sobre as condições de seu funcionamento.

Tensão elétrica ou voltagem (U)

Os aparelhos elétricos que são ligados na tomada ou à rede elétrica da residência trazem escrito os valores de 110 V ou 220 V. Alguns aparelhos, como os rádios, por exemplo, permitem que se ajuste o aparelho à tensão da rede elétrica da residência da cidade onde você mora e que pode ser 110 V ou 220 V.

Outros aparelhos, como a geladeira, a máquina de lavar roupas, o ferro de passar, o liquidificador, não têm tal botão que permite o ajuste da tensão. Eles funcionam ou na tensão 110 V ou na 220 V.

No caso de um desses aparelhos ser ligado numa tensão maior que a especificada pelo fabricante, ele queima quase imediatamente. Se ele for ligado a uma tensão menor que a especificada, ou o aparelho não funciona ou funciona precariamente.

Potência (P)

A potência é a grandeza elétrica que indica o consumo de energia elétrica do aparelho em cada unidade de tempo de seu funcionamento. Por exemplo, se uma lâmpada tem potência de 100 watts, significa que em cada segundo de funcionamento ela consome 100 joules de energia elétrica.

A maioria dos aparelhos elétricos tem apenas um valor de potência, mas existem alguns que trazem escrito mais de um valor, como por exemplo o chuveiro elétrico. Nesse caso, ele tem geralmente um valor para a posição verão e outro para o inverno. Na verão, em que a água é menos aquecida, o valor é menor. Na inverno, em que a água é mais aquecida, o valor da potência é maior e, conseqüentemente, o consumo de energia elétrica é também maior

Corrente elétrica (i)

A maioria dos aparelhos elétricos não traz essa informação especificada. Ela, entretanto, está presente em todos os aparelhos elétricos quando eles estão em funcionamento.

A corrente elétrica é uma grandeza cujo valor depende da potência do aparelho e também da tensão em que ele é colocado para funcionar. Existem dois tipos de corrente elétrica: a corrente contínua, que é fornecida por pilhas e baterias, e a corrente alternada, que é aquela fornecida pelas usinas para casas, indústrias etc.

A corrente contínua tem valor que não se altera para um mesmo aparelho e tem como símbolo nos folhetos ou mesmo nas chapinhas dos aparelhos as letras "CC" ou "DC".

A corrente alternada tem um valor que varia dentro de um intervalo durante o funcionamento de um mesmo aparelho elétrico. Ela tem como símbolos as letras "CA" ou "AC" ou mesmo o sinal  ~.

Freqüência (f)

Embora a freqüência seja uma grandeza presente na maioria dos aparelhos elétricos nos valores 50/60 e na unidade hertz (Hz), ela não é usada somente na eletricidade. Nesse caso, ela se refere a uma característica da corrente elétrica alternada obtida com as usinas geradoras de eletricidade. No Brasil, a freqüência da corrente alternada é de 60 hertz, ou seja, 60 ciclos por segundo. Há países, como Portugal e o Paraguai, em que a freqüência é de 50 hertz

Referências

GREF. Leituras de Física: Eletromagnetismo 1. Onde não está a eletricidade.

GREF. Leituras de Física: Eletromagnetismo 1. Cuidado! É 110V ou 220V?.

Campo elétrico

Campo elétrico

Livro didático: capítulo 3

Assim como um planeta gera um campo gravitacional, um corpo eletrizado gera um campo elétrico ao seu redor.

Se um corpo de massa m for colocado nas proximidades da Terra, atuará sobre ele a força de atração gravitacional terrestre, puxando o corpo em direção ao centro do planeta. Essa força é o peso P do corpo.

Analogamente, se próximo a um corpo eletrizado com uma carga Q for colocado uma carga de prova q, sobre esta carga agirá uma força elétrica F tal que

Vetor campo elétrico

Ao campo elétrico associamos uma grandeza vetorial chamada vetor campo elétrico que possui módulo (intensidade), direção e sentido.

Direção e sentido

O campo elétrico das cargas positivas sempre aponta para fora das cargas, na direção radial. 

Já o campo elétrico das cargas negativas aponta para dentro delas.

Intensidade do campo elétrico

A intensidade do campo elétrico gerado por uma carga puntiforme é dada por:

Onde

E: intensidade do campo elétrico [N/C]

k: constante eletrostática. No vácuo, k = 9.10⁹ N.m²/C²

|Q|: módulo da carga [C]

d: distância entre a carga e um ponto do campo

Campo elétrico gerado por mais do que uma partícula eletrizada

Quando duas ou mais cargas estão próximas o suficiente para que os campos gerados por cada uma se interfiram, é possível determinar um campo elétrico resultante em um ponto desta região.

Linhas de força

Para facilitar a visualização do campo elétrico, desenhamos linhas cujas direções tangentes sempre indicam a direção e o sentido do campo elétrico. Essas linhas são denominadas linhas de força. Por convenção, uma carga positiva gera campo elétrico de afastamento e uma carga negativa gera um campo elétrico de aproximação.

 

A atração e a repulsão elétrica estão relacionadas com a resultante do campo elétrico em cada ponto do espaço. Entre cargas de sinal diferente, a resultante do campo elétrico aponta sempre em direção a outra carga. Com isso, surge a força de atração elétrica.

Entre cargas de sinal igual, a resultante do campo elétrico aponta na direção oposta à posição das cargas, promovendo uma força elétrica de repulsão entre elas.

Campo elétrico uniforme

Considere o caso de duas placas planas e paralelas, separadas por uma distancia pequena quando comparada às dimensões das placas. Se uma das placas for eletrizada com carga positiva e outra com carga negativa de mesmo módulo, as linhas de força do campo elétrico gerado pelas cargas das placas serão paralelas em quase toda a extensão da região entre elas.

O campo elétrico em qualquer ponto no espaço entre as placas possui a mesma intensidade, direção e sentido. Dizemos que é um campo elétrico uniforme.

Exercícios

Livro didático

·         Página 38
·         Página 42 e 43
·         Página 49 e 50

Vídeos

ELT15 - Campo Elétrico: Introdução

ELT16 - Campo Elétrico: Vetor E - Como desenhar o campo?

ELT17 - Campo Elétrico: Linhas de Campo

ELT18 - Campo Elétrico de uma Carga Pontual

ELT19 - Exemplo: Campo Elétrico Resultante

ELT20 - Campo Elétrico Uniforme