1ª série – Física
SIMULADO – Física – 1ª série
Tipo: ENEM (Exame Nacional do Ensino Médio)
Nome do aluno: _________________________
Escola: _________________________
Data: ____/____/____
Turma: _________ Nº: _____
Duração: 1h
Instruções gerais:
– Este simulado contém 10 questões objetivas e 3 questões dissertativas.
– Utilize calculadora, se necessário.
– Leia atentamente os textos de apoio e as questões.
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QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 1 (Fácil)
Texto de apoio: A eletrostática estuda as interações elétricas entre cargas em repouso. Um exemplo prático é a atração entre um balão e pequenos pedaços de papel quando o balão é esfregado em um tecido.
Enunciado: Qual é o princípio que explica a atração do balão pelos pedaços de papel?
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Questão 2 (Fácil)
Texto de apoio: No dia a dia, é comum observar que, ao passar o pé em um tapete e tocar em um objeto metálico, sentimos um pequeno choque. Isso ocorre devido à acumulação de cargas.
Enunciado: O fenômeno descrito é um exemplo de:
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Questão 3 (Médio)
Texto de apoio: Em uma experiência, dois esferas idênticas, uma carregada positivamente e outra negativamente, são colocadas a uma distância de 0,5 m uma da outra.
Enunciado: Qual é a força eletrostática entre essas esferas? Considere que a constante eletrostática \( k = 9 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \) e as cargas \( Q_1 = +2 \, \mu C \) e \( Q_2 = -2 \, \mu C \).
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Questão 4 (Médio)
Texto de apoio: Um capacitor é um dispositivo que armazena carga elétrica. A capacidade de um capacitor é dada pela fórmula \( C = \frac{Q}{V} \), onde \( C \) é a capacitância, \( Q \) é a carga armazenada e \( V \) é a tensão.
Enunciado: Um capacitor armazena uma carga de \( 4 \, \mu C \) e apresenta uma tensão de \( 12 \, V \). Qual é a capacitância desse capacitor?
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Questão 5 (Médio)
Texto de apoio: Em um circuito elétrico com uma fonte de tensão de \( 9 \, V \) e uma resistência de \( 3 \, \Omega \), podemos calcular a corrente elétrica através da Lei de Ohm, que é expressa pela fórmula \( I = \frac{V}{R} \).
Enunciado: Qual é a corrente elétrica que passa pelo circuito?
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Questão 6 (Difícil)
Texto de apoio: A força elétrica entre duas cargas \( Q_1 \) e \( Q_2 \) é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas, conforme a Lei de Coulomb:
\[
F = k \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{r^2}
\]
Enunciado: Se a força entre duas cargas é \( 10 \, N \) quando estão a uma distância de \( 2 \, m \), qual seria a nova força se a distância entre elas for reduzida para \( 1 \, m \)?
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Questão 7 (Difícil)
Texto de apoio: Um corpo carregado eletricamente é colocado em um campo elétrico uniforme. A força elétrica que atua sobre ele pode ser determinada pela fórmula \( F = qE \), onde \( F \) é a força, \( q \) é a carga e \( E \) é a intensidade do campo elétrico.
Enunciado: Se uma carga de \( 5 \, \mu C \) está em um campo elétrico de \( 200 \, N/C \), qual é a força que atua sobre essa carga?
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Questão 8 (Difícil)
Texto de apoio: A energia potencial elétrica \( U \) de uma carga em um campo elétrico é dada pela fórmula \( U = qV \), onde \( V \) é a diferença de potencial elétrico.
Enunciado: Uma carga de \( 3 \, \mu C \) está em um ponto onde a diferença de potencial é \( 15 \, V \). Qual é a energia potencial elétrica dessa carga?
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Questão 9 (Difícil)
Texto de apoio: A conservação da energia elétrica em um circuito indica que a potência \( P \) pode ser expressa como \( P = IV \), onde \( I \) é a corrente e \( V \) é a tensão.
Enunciado: Considerando uma corrente de \( 2 \, A \) em um circuito que opera em \( 120 \, V \), qual é a potência dissipada nesse circuito?
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Questão 10 (Difícil)
Texto de apoio: Um circuito elétrico contém duas resistências em série, de \( 4 \, \Omega \) e \( 6 \, \Omega \). A tensão aplicada ao circuito é de \( 30 \, V \).
Enunciado: Qual é a corrente que passa pelo circuito?
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QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão 1
Enunciado: Um capacitor de placas paralelas tem uma área de \( 0,1 \, m^2 \) e a distância entre as placas é de \( 0,01 \, m \). Se a permissividade do vácuo é \( \varepsilon_0 = 8,85 \times 10^{-12} \, F/m \), calcule a capacitância desse capacitor.
Resposta:
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Questão 2
Enunciado: Explique como a Lei de Coulomb se aplica ao cálculo da força entre duas cargas elétricas. Dê um exemplo numérico utilizando cargas de \( 1 \, \mu C \) e \( 2 \, \mu C \) separadas por \( 0,1 \, m \).
Resposta:
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Questão 3
Enunciado: Discuta a relação entre a energia potencial elétrica e a energia cinética em um sistema de cargas. Como essa relação se manifesta em eventos do cotidiano, como um raio?
Resposta:
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GABARITO COMENTADO
Questão 1
Alternativa correta: B
Justificativa: A atração ocorre entre cargas de sinais opostos, como o balão (carregado) e os pedaços de papel (neutros, mas polarizados). As demais alternativas estão incorretas porque, por exemplo, cargas de mesmo sinal se repelem (A) e a força gravitacional não é relevante neste contexto (C).
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Questão 2
Alternativa correta: B
Justificativa: O choque é resultado de uma descarga eletrostática, onde a carga acumulada é liberada. As demais opções não se aplicam ao fenômeno descrito.
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Questão 3
Alternativa correta: A
Justificativa: A força eletrostática \( F \) é dada por:
\[
F = k \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{r^2} = 9 \times 10^9 \frac{2 \times 10^{-6} \cdot 2 \times 10^{-6}}{(0,5)^2} = 7,2 \, N
\]
As outras alternativas são resultados de erros comuns com a aplicação da fórmula.
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Questão 4
Alternativa correta: A
Justificativa: A capacitância é calculada por:
\[
C = \frac{Q}{V} = \frac{4 \times 10^{-6}}{12} = 0,33 \, \mu F
\]
As demais alternativas não correspondem ao cálculo correto.
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Questão 5
Alternativa correta: A
Justificativa: Aplicando a Lei de Ohm:
\[
I = \frac{V}{R} = \frac{9}{3} = 3 \, A
\]
As demais alternativas surgem de confusões na aplicação da fórmula.
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Questão 6
Alternativa correta: C
Justificativa: Se a distância é reduzida pela metade, a força aumenta por um fator de 4, resultando em:
\[
F’ = 10 \times \left(\frac{2}{1}\right)^2 = 40 \, N
\]
As demais alternativas são erros comuns de raciocínio.
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Questão 7
Alternativa correta: B
Justificativa: A força é dada por:
\[
F = qE = 5 \times 10^{-6} \cdot 200 = 0,01 \, N
\]
As demais opções são erros de cálculo.
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Questão 8
Alternativa correta: A
Justificativa: A energia potencial elétrica é:
\[
U = qV = 3 \times 10^{-6} \cdot 15 = 0,045 \, J
\]
As demais alternativas não correspondem ao cálculo correto.
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Questão 9
Alternativa correta: C
Justificativa: A potência é calculada por:
\[
P = IV = 2 \cdot 120 = 240 \, W
\]
As demais alternativas envolvem erros comuns de interpretação.
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Questão 10
Alternativa correta: A
Justificativa: A resistência total em série é \( R_{total} = 4 + 6 = 10 \, \Omega \). Usando a Lei de Ohm:
\[
I = \frac{V}{R_{total}} = \frac{30}{10} = 3 \, A
\]
As demais alternativas não correspondem ao cálculo correto.
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TABELA RESUMO DO GABARITO
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Este simulado foi elaborado com o objetivo de proporcionar uma avaliação abrangente e contextualizada sobre Eletrostática, dentro do nível adequado para alunos da 1ª série do Ensino Médio.