Física C Semi-Extensivo V. 1

Transcrição

1 Físca C Sem-Extensvo V Exercícos 0) cátons (íons posstvos) e ânons (íons negatvos e elétrons) 0) 03) E Os condutores cuja corrente se deve, exclusvamente, ao movmento de mgração de elétrons lvres são os metas 04) O sentdo convenconal da corrente elétrca é o do movmento de cargas postvas no nteror do condutor, e o sentdo real é o do movmento de cargas negatvas no nteror do condutor 05) Corrente alternada é aquela cuja ntensdade e cujo sentdo varam perodcamente s cargas elétrcas se deslocam ora num sentdo, ora em sentdo oposto 06) Corrente contínua é aquela cuja ntensdade e cujo sentdo se mantém constantes 07) a) Verdadera erdadera Nos metas (sóldos), a corrente elétrca é eletrônca, ou seja, consttuída por elétrons lvres b) Verdadera erdadera É a chamada corrente ônca c) Verdadera erdadera Na corrente contínua a polardade (da tensão que a gera) é constante d) Verdadera erdadera Na corrente alternada a polardade (da tensão que a orgna) vara perodcamente 08) D 09) 43 0) D ) D ssm: ( t) Q = área da fgura + b Q = h Q = 5 + Q = 7 C ) E =, µ =, 0 6 t = s Como o problema dz que o condutor é metálco, então a carga elétrca é transmtda através de elétrons Como: = Q t Q = t Q =, 0 6 Q =, 0 6 C e,6 0 9 C n, 0 6 C ssm: n,6 0 9 C =, n =, 0 9 6, 0 n = 7,0 0 3 elétrons 3) = Q t Q = t Q = (0,5) (60) Q = 40 C 4) C = 3 t = mn = 0 s = Q t Q = t Q = (3) (0) Q = 360 C t = 5 s Q =? Observe que se pede a carga em 5 s 5) = 00 cm = m = 0 m l = 0, mm = m = 0 4 m e =,6 0 9 C Físca C

2 q Cd ++ =,6 0 9 C = 3, 0 9 C = 80 t = h = 60 mn = 3600 s ρ Cd = 8,4 g/cm 3 M = g N 0 = 6,0 0 3 Cálculo da quantdade de íons Cd ++ depostados = Q t n = t q Cd ++ Cd++ = n q t n = ( 80 )( 3600 ) 3, 0 9 n = n = íons Cd ++ Cálculo da massa de cádmo 6,0 0 3 íons Cd ++ g 9,0 0 3 íons Cd ++ m 3 m = 9, , 0 m = 68 g Como o problema nos solcta a carga entre os nstantes 0 e,5 s, então: ( t) Q = área da fgura Q = h + h Q = 0 Q = 0 +,5 =,5 C + 05, 0 8) (t) = t +, no SI Q =? (entre t = s e t = 8 s) Como o problema forneceu a ntensdade de corrente no condutor em função do tempo, sugermos colocar essa função em um gráfco ssm, como = t +, no SI, então para: t = 0 = t = s = 3 t = s = 5 t = 3 s = 7 t = 8 s = 7 Grafcamente: 6) C Q = área Q = (3) 6 Q = 8 C 7) C Observe que nos nteressa apenas entre s e 8 s ssm: ( t ) Q = área Q = + b h = Q = 3 = 66 C ) E Q total = 6 C t = s = Q t = 6 = 6 0) D Físca C

3 ) C V = 0 = (4 0 3 ) = = Ω = Ω ) V = 0 = 440 = 0,5 3) E V = 9 = = 3 4 = 0,75 IIICorreta Correta O chuvero e o aquecedor elétrco são exemplos prátcos de dspostvos cujo objetvo é transformar energa elétrca em calor 7) = 0 m = ddp = V = 40 V =? = V = = 000 Ω 8) E = 300 Ω ddp = V = 0 V =? (m) = Q t Q = t Q = (0,75) 00 Q = 75 C 4) D V = V = Q t 5) a) t = Q V t = ( 40 )( 3 ) ( 6) t = 0 s 9) 37 = V = V = = 0,7 Ou seja: = ou = 700 m resstor ôhmco: = V 30) E = constante Lembre-se de que o sentdo convenconal da corrente elétrca é o mesmo que teram as cargas postvas em um condutor sóldo b) Se um dos cabos for desconectado do gerador, cessará a corrente elétrca na lâmpada e ela se apagará c)se a tensão do gerador é volts, então sgnfca que ele forneceu joules de energa a cada carga de coulomb que o percorre 6) D I Correta esstênca elétrca é uma grandeza escalar que exprme a oposção que os átomos do materal oferecem à passagem de corrente elétrca II Correta = V a) Incorreta é ôhmco entre 0 e 00 V b) Incorreta Quando V = 0 V, então > c) Incorreta é ôhmco d) Incorreta Como e são ôhmcos, a relação Físca C 3

4 é constante e) Correta 3) 0 0 Incorreta 0 Correta 04 Incorreta = ρ l Como os dos condutores são fetos do mesmo materal, então possuem resstvdades guas Se os dos apresentam o mesmo comprmento, nesse caso terá maor área aquele que possur menor resstênca, sto é, o condutor, pos tem 3) C menor relação V 08 Correta Ver alternatva 04 6 Incorreta Como os dos condutores são fetos do mesmo materal, então apresentam a mesma resstvdade 3 Incorreta Ver alternatva 6 64 Incorreta Ver alternatva 04 = ρ l 33) D = ρ = 0 ρ l = l = l Fo = ρ l = ρ l = ( 0 ρ ) l = 5 ρ l (I) 34) E 35) C l = 3 l d = d ρ = ρ = ρ Fo = ρ l = ρ π 4 = l d ρ ( 3l ) π ( d ) 4 = 3 ρ π ρ π l d = 3 Fo = ρ l = ρ π 4 l d = 4 ρ π l d l d (I) ρ l π d = 4 (II) Igualando-se I e II, encontra-se: 3 = 4 = 3 4 Fo = ρ l = ρ l (II) Dvdndo-se I e II, obtém-se: Fo = ρ l = ρ l π d 4 = 5ρ l ρ l = 5 = 4 ρ l π d (I) 4 Físca C

5 Fo ' = ρ l π d 4 ' = ρ l π d 4 4 ' = 6 ρ l π d ' = 8 ρ l (II) π d Comparando I e II, obtém-se: = = 36) D l ncal = 5 m ρ ncal = ρ densdade ncal = d área = l fnal = 0 m ρ fnal = ρ densdade fnal = d área =? Objetvo: determnar o que ocorre com a resstênca do fo Se o fo é alongado sem dmnur sua densdade, então ele tornou-se mas fno (sua área transversal dmnuu) Densdade lnear = comprmento, ou seja, d = l área Como l dobrou, então a área fo reduzda à metade, sto é, = ssm: = ρ l = ρ l = ρ 5 e = ρ 0 = 0ρ Isso sgnfca que a resstênca fnal tornou-se quatro vezes maor que a ncal 37) 4 = ρ l 4 4 = ρ l, 0 = ρ l 0 0 = ρ l 53, Logo: 38) E ρ l =, ρ l 53, = ρ l, = 53,, =,5,5 53, ρ l ρ =,7 0 Ω mm m l =,0 m = 3,4 mm n =,0 0 elétrons e =,6 0 9 C t = s V = V = ρ l V = ρ l Q t ne t 9 V = (, 7 0 )( ) ( 0 )( 6, 0 ) ( 34, ) () V = 0,80 0 V = 8,0 V Como os elétrons se deslocam de para : pólo pólo + V = V V + Físca C 5

6 V V = negatvo Logo: V = 8,0 V 39) D Observando o códgo de cores, sabe-se que: o anel o numeral o anel o numeral 3 o anel expoente da potênca de 0 4 o anel percentual de tolerânca Como = Ω, ou seja, = Ω: 3 alaranjada 9 branca 4 amarela Não fo dada a faxa de tolerânca 4) 43) No crcuto = = () = 4 V Objetvo: Determnar o que ocorre se uma das lâmpadas quemar esolução: Como a lgação é em sére, se uma das lâmpadas quemar, o crcuto fcará em aberto, o que sgnfca que todas as demas se apagam 40) D I Incorreta Se as lâmpadas estvessem lgadas em sére, as duas apagaram II Correta IIICorreta Correta 4) a) esstênca equvalente eq = + eq = 4 + eq = 6 Ω b) Crcuto V = eq 48 = 6 = 3 No crcuto V = eq = 6 = c) Crcuto esstor = 4 Ω = = (4) (3) = V 6 Físca C

7 esstor = Ω V = V = () (3) V = 36 V 44) n lâmpadas de 5 V assocadas em sére e conectadas a uma fonte de 0 V Objetvo: Determnar o número de lâmpadas que se deve lgar para que elas não quemem esolução sére V t = + V + V n Nesse caso, tem-se: V t = n V 0 = n 5 n = 44 lâmpadas 47) C I = Q Q = I t t t Q = 300 Q = 600 C 45) > lgados em sére Objetvo: Determnar as relações entre I e I e entre e V esolução sére I t = I = I = I e V = I Como >, então > V 46) Curva de dos resstores em sére assocação está conectada em V Crcuto V = eq = () = Objetvo: Calcular a carga fornecda em 5 mnutos (t = 300 s) esolução V = I = 3 = 4 Ω V = I = 6 = Ω Crcuto V = V = (8) () V = 8 V 48) 4 Ω Dados = ; ddp = V; I = Em sére, temos: t = + = 4 + t = 6 Ω V t = t I t = 6 I t I t = V = I V = Físca C 7

8 Objetvo: Determnar ' = Ω b) esstênca V = V = (50) () V = 00 V esstênca V = 00 = 40 =,5 esolução Em sére, tem-se: t = + ' = ( + ) Ω Como V t = t I t, então: V = ( + ) 4 V = Substtundo, obtém-se: = = = 3 3 = 3 = 4 Ω 4 49) 8 Ω eq = eq = 8 Ω Camnho percorrdo pela corrente elétrca c) esstor 3 V = = 3 (4) 3 = 5 Ω d) eq = eq = + eq = eq 00 eq = 7 00 eq = 00 7 Ω eq,8 Ω + 5 5) D 53) Crcuto aberto 50) 5) a) V = 30 V V = = V 8 Físca C

9 Crcuto fechado esstênca equvalente ' eq = + V = 30 V eq = eq = 6 Ω ' Crcuto V = 8 = 0 = 0,4 V = 8 = 80 = 0, 55) V = 30 V V = eq ' V = ' ' = V = esstor V = V = 0 () V = 0 V V = 30 V esstor V = 0 = (4) = 5 Ω 54) C esstor 3 V = = = esstênca equvalente = eq V = 8 V = 0 = 80 eq = = eq 0 eq = 7 0 eq = 0 7 Ω V = 8 V = 6 eq Físca C 9

10 56) 0 59) E Observe que a ddp entre e C é nula, ou seja: V = zero Objetvo: Calcular D, C e C ssm, obtém-se: 0 60 esstênca equvalente eq = + eq = eq = 5 Ω 57) C Entre os pontos e V = 0 = 000 = 0, 60) = + + t = 0 Ω = C t Como V C = zero C = 0, ou seja, C =, temse 0 Ω ; 0 Ω ; 0 58) ddp = 300V Objetvo: Determnar, e 3 Objetvo: Calcular a corrente da assocação I total esolução: Observe que há um curto-crcuto na assocação esolução: Como exste um curto-crcuto, então não haverá passagem de corrente através de e 3 Logo: = = 0 3 = 0 6) E ssm, obtém-se: t = 0 Ω V t = t I t 300 = 0 I t I t = 30 0 Físca C

11 Observe que V t = = V = V 3 = V Logo, a assocação é em paralelo ssm, obtém-se: = t = + + t 3 6 t = Ω = Paralela eq = = Ω ( + ) Sére eq = = 6 Ω Logo: a) Incorreta Não exste curto-crcuto na assocação b) Incorreta lgação é paralelo c) Incorreta Ver a alternatva d) Incorreta Ver a alternatva 6) = γ l = = γ ( l) = γ l = Lgação somente com Paralela eq = 6 6 = 3 Ω ( 6 + 6) Sére eq = 3 + = 4 Ω No resstor V = = V Lgação com e ' V '' ''' Paralela eq = 4 4 ( 4 + 4) = Ω Sére eq = = 7 Ω No resstor V = " " = V = 63) C Logo, a corrente no fo contnua gual à Sére eq = + + = 6 Ω Físca C

12 Paralela eq = 6 7 = 3,3 Ω ( 6 + 7) Sére eq = + 3,3 = 4,3 Ω Cálculo da corrente que sa da batera V = eq V = (,5 ) V = 5 4,3 = V 5 Tensão dsspada em L = = V 5 V = 5 V 64) 99 0 Correta Tensão dsspada em L 4 V 4 = 4 V 4 = V 5 V = V 4 5 Tensão dsspada em L e L 3 V = V 3 = eq V = V 3 = V 5 V = V 3 = V V = V 3 < = V 4 Físca C

13 0 Correta Paralelo eq = 3 3 ( 3 + 3) =,5 Ω eq =,5 Ω 66) 04 Incorreta resstênca equvalente menor da assocação em paralelo faz com que a ddp nessa assocação seja menor (ver alternatva 0) 08 Incorreta Se os flamentos de L e L 3 estvessem quemados, não crculara corrente elétrca e, assm, L e L 3 não se acenderam 6 Incorreta Se as lâmpadas L e L estão acesas, há passagem de corrente elétrca em L e L 3 3 Correta 64 Correta Ver alternatva 0 65) Objetvo: Calcular a resstênca equvalente entre e ssm, tem-se: Paralelo eq = 3 3 ( 3 + 3) eq =,5 Ω Paralelo = + x 5, 0 x = Ω Sére eq =,5 +,5 = 3 Ω Físca C 3

14 Sére y = + 4 = 6 Ω Paralelo = + + t t = 0 Ω Paralelo t = 6 t = 3 Ω 67) ssm, obtém-se: ) Sére eq = + = Paralelo eq = = ( + ) 3 Paralelo = 0 Ω = Sére eq = + = Sére = = 60 Ω 4 Físca C

15 Como todas as lâmpadas possuem a mesma resstênca, terá maor brlho a lâmpada na qual a corrente elétrca for mas ntensa (L ) Como a resstênca da lâmpada L () é maor que a resstênca equvalente da assocação das lâmpadas L 3 e L 4 ( ), então, a corrente que va para L é maor que a que va para L 3 e L 4 Logo, o brlho de L é maor que o de L 3 e L 4 Como a corrente que passa em L 3 e L 4 é a mesma, o brlho das duas lâmpadas será o mesmo Então, tem-se: L > L > L 3 = L 4 Crcuto 3 V = eq 0 3 = 3,6 69) C V Crcuto Tensão dsspada na eq = 4 3 Ω V = eq = 4 = Paralelo eq = 4 = 4 Ω ( 4 + ) 3 = 3 V = 4 3 3,6 V = 4,8 V Crcuto V = 4,8 = 4 =, V = 4,8 = =,4 70) D esstênca do fo = γ l = ( 5 0 )( ) 6 ( 0 ) = 0 Ω Crcuto 3 V = I = 50 I I = 0,4 Sére eq = = 0 3 Ω Físca C 5

16 Paralelo eq = 30 0 ( ) = Ω Sére eq = = 50 Ω Paralelo eq = 4 4 = Ω ( 4 + 4) Sére eq = + 8 = 0 Ω 7) Sére eq = + 8 = 0 Ω Paralelo eq = 8 8 ( 8 + 8) = 4 Ω Paralelo eq = 0 0 = 5 Ω Paralelo eq = 3 6 = Ω ( 3 + 6) 6 Físca C

17 Crcuto = V = V = 4 V = 8 V V = 8 = 8 = V = 3 8 = = = = + + = 4 Crcuto 4 V = eq V = 0 4 V = 40 V V = eq 4 40 = = 4 Crcuto V = eq 4 V = () (4) V = 8 V Gabarto Crcuto 3 V = eq V = 5 (0,5) V = 5 V = 5 4 Chave fechada 7) E Chave aberta Paralelo eq = ( + ) = Paralelo eq = ( + ) = Crcuto 5 V = eq ' 5 = 4 ' Sére eq = + + = 5 ' = 5 ' =,5 73) D Objetvo: Calcular Físca C 7

18 Paralelo = =,4 Ω 75) a) V = V = 30 0,40 V = V V = = 60 = 0, no amperímetro 76) E b) Corrente total: = + = 0,6 = = 40 0,6 = 4 V no voltímetro c) V = 50 0,6 V = 30 V V = V = 66 V no voltímetro V 77) 4W Sére t =,4 +,4 t = 4,8 Ω V t = t I t = 4,8 I t I t =,5 = I x = I y ssm, tem-se: V x = x I x V x =,4,5 V x = 6 V = V y gerador 4W W x G W Como x é o equvalente de 6 Ω e 4 Ω, em paralelo, então V ( 6Ω ) = V ( 4Ω ) = V x = 6 V Como V = I 6 = 6 I ( 6Ω ) I ( 6Ω ) = I ( 4Ω ) =,5 4 W G W 4 W ssm, obtém-se: 4 W x gerador 4 x = 4 x = Ω 78) C 3 e 4 são atravessados por correntes guas Logo, I = 0,5 74) E = ρ l = L 50 L = 5 Ω ( + L ) = X (50 L ) 0 45 = X 35 X = 70 Ω 79) E 5 4 =,5 8 corrente no resstor de 6 Ω é zero, então a potênca dsspada é zero 80) = ρ 0 = ρ 50 x = 00 x = ρ 50 x = 40 Ω = ρ Físca C