Física C Superintensivo

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1 ísca C Superntensvo Exercícos 01) C 1) Contato entre e Depos o equlíbro Q = Q = + e 5 e = 1e. ) Contato entre e C Depos o equlíbro Q = Q C = + e 1 e = +1e. 05) q 1 Q resultante 1 0) Incorreta. Se uma barra e vro postvamente carregaa atrar um objeto suspenso, esse objeto poerá estar carregao negatvamente ou ser eletrcamente neutro e, nesse caso, será atraío evo ao fenômeno a nução eletrostátca. 0. Incorreta. carga elétrca é quantzaa, ou seja, só poe exstr como um múltplo ntero a carga elétrca elementar e = 1, C. 04. Incorreta. força elétrca que um pequeno corpo eletrcamente carregao exerce sobre outro epene apenas a nteração entre eles. aproxmação e outros corpos também carregaos mofcará a força resultante exerca sobre aquele outro. 08. Correta. Uma esfera carregaa e em equlíbro eletrostátco é um volume equpotencal, ou seja, toos os seus pontos nternos e superfcas possuem o mesmo potencal elétrco. 16. Correta. Os materas solantes não permtem que a carga aqura por atrto se espalhe por toa a sua estrutura. q Para facltar chamaremos as cargas e 1, e. Entre as cargas 1 e, temos: 1 = k. q. Q. Entre as cargas e, temos: = h q. Q. Perceba que: = k. qq = 1 perceba a representação o vetor no esenho. 06) C +Q E P 0) E EC E 04) E Q Q ou orças e mesmo móulo, mesma reção, porém e sentos opostos. esolução: 1 permanece a mesma porque a força e nteração elétrca entre uas cargas epene somente as uas, ou seja, não epene a presença e outras cargas elétrcas. E 07) D C Q +Q e E se anulam. O resultante é o própro E C. q + E Q ísca C 1

2 08) E 09) D a) Veraera. Campo elétrco unforme. b) Veraera. Carga postva, sento vergente. c) Veraera. Carga negatva, sento convergente. ) Veraera. Em função a polarae o campo, caso seja retrao um polo negatvo e um campo e postvo o outro, o campo muará e reção; tão logo sejam restabelecos, os campos se repelrão, retornano ao seu estao natural. e) alsa. Depene a polarae (snal) a carga. relação entre campo elétrco e potencal elétrco em qualquer regão o campo elétrco é aa por E = V ; logo o potencal elétrco no ponto P, ajustano a unae a stânca, vale: V = E. = ,0 = 180 V 10) 10 Calculano a ntensae o campo elétrco a regão temos: E = V, logo, E = 00 = 1000 V/m orentao a regão 0, e maor potencal para a e menor potencal, ou seja, para reta. Seno W = V. q, então, W = 00. (+e) = +00eV. 1) E Poemos afrmar que E = K. Q, então para relaconar o campo elétrco com as stâncas o centro o conutor temos: E 1. 1 = E., logo = E.. Concluímos, enão, que: 14) E = = N/C. 01. alsa. É nulo. 0. Veraera. 04. alsa. s superfíces equpotencas são perpenculares às lnhas e força. 08. Veraera. 16. alsa. São perpenculares. C = K V = KQ 11) C' = K capactânca obra. 0,0 m 0,0 m 0,0 m V' = KQ O potencal é reuzo à metae. 1) 1 V 1 V 01. Veraera. 0. Veraera. E D = V E. 0,0 = 1 E = 400 V/m 04. Veraera. 08. Veraera. W 1 W = 0 W Veraera.. alsa. De acoro com os potencas e caa superfíce, concluímos que o potencal e é maor que o potencal e, seno a..p. entre e gual a V = V V = = 00 V. 15) μc No equlíbro temos: V 1 = V = V. Então: carga elétrca total resultante vale Q total = μc. Poemos afrmar que a carga elétrca e caa esfera é retamente proporconal ao seu rao. Chamano a carga e unae e q, temos: q unae = 9µ C. esfera com rao terá carga e três vezes a carga unae, então q = µ µ. = C. 9 ísca C

3 16) C Seno = Q t, temos: = Q t = =. 17) a) 880 C; b) 0,46. 1 a. h 1 ampère. hora = 1 ampère. 600 s = = 600. s = 600 C a) 880 C Q = 0,8 h Q = 0, s Q = 880 C b) 0,46 Méa = Q total 880 = = 880 t 110 mn 6600 total 18) 15 m 19) C 0) x 60 0,46 Calculano a quantae e carga total pela área a fgura temos: Q = ( + b). h = (0 + 10). = 0 mc Calculano a ntensae e corrente elétrca méa temos: = Q t = 0 mc = 15 m V =. = = 1 V atera e automóvel. té V é ôhmca, nclusve = V 01 = 1 = = = 5 Ω 0, 04, 06, 1) 06 Corretas: 0. V (V) 04. ( Ω) ) ) E Calculano a resstênca o fo, com rao r: ρ. L = ( π. r ) Calculano a resstênca o fo, com rao r: = ρ. L ρ. L =. ( π. r ) ( π. r ) Calculano a resstênca o fo C, com rao r: C = ρ. L 1 ρ. L =. ( π.( r) ) 4 ( π. r ) Logo, > > C Como = ρ.l, se toos os fos possuem mesmo comprmento L e mesma área e secção reta, poemos afrmar que o fo com menor resstênca é o que possu conutvae térmca (resstvae), ou seja, o fo e prata. 4) C 5) 6) I. Veraera. Sabeno que E = P. ΔT, poemos conclur que a potênca nterfere e forma reta no consumo e energa elétrca. II. Veraera. E = P. Δt. III. alsa. O consumo e energa elétrca epene retamente a potênca o aparelho e o tempo e utlzação. IV. Veraera. O chuvero elétrco emana aproxmaamente 0% e toa energa elétrca e uma resênca. Sabeno que E = P. Δt, então E = P. Δt = 4,40. 6 = 6,4 KWh corrente utlzaa pelo chuvero antgo era e = P V = 00 0 = 15 corrente utlzaa pelo chuvero moerno era e = P V = = 5 Logo, para segurança a resstênca, o jovem casal eve substtur o velho sjuntor e 10 por um novo, e () 0 V (V) ísca C

4 7) Incorreta. Na etqueta o aqueceor, no canto superor reto, está escrto o que segue: queceor EICIÊNCI ENEGÉTIC SUPEIO 95% 0. Correta. partr a equação P = V, tem-se que: = V = ( 0) 8,96 Ω. P Incorreta. través a equação P = V., poe-se obter: = P V = , Incorreta. potênca o aqueceor (P) é e 5400 W, ou seja, 5,4 W. O ntervalo e tempo (Δt) especfcao é e 100 mn, o que equvale a 100 e hora. 60 Nessas conções a quantae e energa elétrca (EN) consuma pelo aqueceor vale: EN = P. Δt EN = 5,4 W. 100 h EN = 9 kwh. 60 Se 1 kwh custa $0,50, então o custo e 9 kwh será e $4, Incorreta. No canto reto a etqueta está a segunte nformação: Mensal Máxmo Elevação e Temperatura 6,50 C Vazão,0 L/MIN Observa-se que a vazão é e,0 ltros (a ensae a água é e 1 kg/l) por mnuto. ssm,,0 kg é a massa e água por mnuto e funconamento o aqueceor.. Incorreta. O kwh é uma unae e mea e energa, e não e potênca. potênca é mea em W, kw, etc. 64. Correta. No canto nferor esquero a etqueta observa-se o segunte: Mensal Mínmo Elevação e Temperatura 10,0 C Vazão 7,9 L/MIN,78 8) D 9) D 0) C O consumo mensal (0 as mês parão) o aqueceor utlzano-o um mnuto por a é e,78 kwh. Dessa forma o consumo áro o aqueceor utlzano-o um mnuto por a é e aproxmaamente: EN = 78, kwh 78, EN = J 0 0 EN, x 105 J. I. alsa. corrente elétrca necessaramente atravessa a lâmpaa com uma ntensae menor o que a necessára para acener com potênca máxma. II. Veraera. Seno P = V, concluímos que a tensão mnuu 10 vezes e que a potênca mnuu 100 vezes. III. Veraera. Seno = V, concluímos que a tensão mnuu 10 vezes e, que a ntensae e corrente mnuu 10 vezes. = ρl. Precsamos mnur a resstênca. De acoro com as propreaes e assocação e resstores em sére, temos: V C = V = V C e C = = C. Então, calculano a corrente elétrca equvalente, temos: VC 6 V C = ( 1 + ). C logo, C = = = 1, ( 1+ ) 5 p entre e é aa por: V = 1. =. 1, =,6 V 1) E batera resstênca V lâmpaa = V + V total lâmpaa 1 = V + 4,5 V = 7,5 V Como P lâmpaa = V.,5 = 4,5. = 0,5 V =. 7,5 =. 0,5 = 15 Ω 4 ísca C

5 ) D ) 4) Como poemos observar na fgura que consta no exercíco, com a chave C aberta a corrente elétrca percorre as uas lâmpaas com mesma ntensae (assocação em sére, eq = ), logo, as uas possuem o mesmo brlho. Mas, quano fechamos a chave C, a lâmpaa entra em curto-crcuto (apaga), mnuno a resstênca equvalente o crcuto eq =, consequentemente, aumentano a ntensae e corrente que sa a fonte, por fm, aumentano o brlho a lâmpaa. Observano a fgura, poemos zer que as malhas 1, e (orem e cma para baxo) estão em paralelo. De acoro com as propreaes e assocação e resstores em sére: V 1 = V = V. Conhecos os valores e corrente elétrca e resstênca a malha superor temos: V 1 = 1. 1 = 0. 4 = 80 V plcano a propreae na malha central (): = V 80 = = 8 10 plcano a propreae na malha central (): = V 80 = = 5 Ω 16 8) 9) C. Correta. Seguno o enuncao a questão: "Vamos amtr que, para que um LED funcone perfetamente, a corrente elétrca que o percorre eva ser e 0,0 m. Para garantr sso, um resstor e resstênca é assocao ao LED." esstores em sére lmtam a corrente. Calculano a resstênca equvalente o crcuto: Malhas em paralelo: x = 1. = = 4,8 Ω Total: eq = x + = 4,8 + 1, = 6 Ω plcano a le e Ohm: total = V = 4 eq 6 =. Dvno a ntensae e corrente nas malhas em paralelo: como a resstênca é 1,5 vezes maor que 1, a ntensae e corrente em 1 é 1,5 maor que em, logo, a ntensae e corrente que atravessa 1 vale,4. 40) D 1 10 Ω 0 Ω 0 Ω X V =. = 10. V = 0 V 8 Ω Y 5) D 6) E = + + eq Ω 0 Ω 0 Ω V = 0 V paralelo 60/11 Ω Y X 8 Ω 7) 5 Comentáro 01. Correta. partr a equação geral e efnção e resstênca elétrca: V 45, = = = 5 Ω Correta. O crcuto é o mesmo. 04. Incorreta. É o obro. 08. Incorreta. Eles estão lgaos em paralelo. 16. Incorreta. o aconar a chave 1, a resstênca o 5 crcuto é gual a EQ = EQ = 75 Ω e, ao aconar a chave, a resstênca o crcuto passa a 5 ser EQ = EQ = 7, 5 Ω. 6 41) D 0 V 60/11 Ω X = V/ = 0/(60/11) = 5,5 8 Ω = 1,5 Y V' = 8,5. 5 V' = 44 V No crcuto representao: P é voltímetro, pos, se fosse amperímetro, exara a resstênca em curto-crcuto. Q é amperímetro, pos está assocao em sére com a fonte e tensão. ísca C 5

6 4) 46) D Calculano a resstênca equvalente entre e 1, temos: x = 1., como a ponte está em equlíbro (galvanômetro), marca ntensae e corrente elétrca gual a 1+ zero, temos que: 0 V x. 00 =. 150 então: x = substtuno, fca: =, então.. = logo,. 1 =. Conclumos que: y 10 V x 1 = =. 4) C 44) D 44) E = η = 0,8 r =? No geraor V = ε r. como η = V ε 0,8 = V ε V = 0,8 ε 0,8 ε = ε r. 0, ε = r ε = 10 r No resstor V =. V = 1. 0,8 ε = 1., porém = 0,8 ε = 1. ε = 4 ε = 0 V 08, ssm: ε = 10. r 0 = 10. r r = Ω 45) = ε ε = = 10 + r = 1 V x V y = V x V y =10 + = +1 V 47) 48) E 49) a) 5,0 W b) 1,0 c) 5,0 V V = 5 V m = 0 kg v = 0,5 m/s η = 0,8 P = m. g = = 00 N a) P = W =. t t =. v = 00. 0,5 = 100 W; b) η = ε' (x ) (x ) V = P útl 0,8 = 100 Ptotal = 15 W; P P total total c) P consuma = V. 15 = 5. = 5,0 50) =,0 V = ε + r. V = 1 + 0,5. V = 1 V 1 Ω 1 6 V 1 Ω 1 V 6 ísca C

7 51) 5) C Vamos supor que a fonte e 1 V se comporte como geraor e a fonte e 6 V como receptor: = 0 = = = = 0 = 0,5 No sento que fo suposto, ou seja, e y para x. C eq = C 1 + C C eq = 6 µ µ 4µ 6µ S ε = 00 V C= 100 µ = 100 Ω 54) D Q = C. V Q = 6. 1 Q = 7 µc 5) 0 t corrente no crcuto começa ncalmente alta, ou seja, haverá no níco corrente no resstor. Porém, com o tempo, o capactor va armazenano essa energa no seu nteror até que a corrente no crcuto seja pratcamente nula. 6µ µ Q = C. V 0 µ = µ.v V = 15 V logo V = 15 V ssm: Q = C. V Q = Q = 150 µc Logo, a carga total: Q = Q + Q = 180 µc ssm: = 180 µc = C 1. V µ = 4 µ.v 1 V 1 = 45 V Logo a..p. entre e é: V = V 1 + V = = 60 V 55) C C 1 = C C 1. C1+ C C 1 = µ 4µ = ísca C 7