Física C Extensivo V. 3
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- Isaque Faria
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1 Física C Extensivo V. 3 Exercícios 0) Falsa. O campo no interior de um condutor será nulo apenas numa situação de equilíbrio. Falsa. O vetor campo é perpendicular à superfície. 0) C 09) A O campo elétrico será mais intenso na região onde houver maior concentração de cargas. E 03) D E nulo no interior V constante 04) E ) E I. 05) C 06) E O campo será maior onde a densidade de cargas for maior. 07) D Gaiola de Faraday. 08) C P P 3 P II. III. ) D A indução ocorre entre a nuvem carregada e o para-raio. Após atrair o raio, o para-raio descarrega essa energia na terra. ) Falsa. Somente quando a nuvem está carregada negativamente. 08. Falsa. Se a nuvem está carregada positivamente, essa situação é possível. 6. 3) D Gaiola de Faraday campo elétrico interno = 0. P 4 P 5 Física C
2 4) 66 V O potencial interno de um condutor em equilíbrio eletrostático é igual ao da superfície. V = KQ d = KQ = = 66 V 03, 5) 0,80 m E =. 3 N/C K =.. N. M /C Q = 4. elétrons e =,6. 9 C Q = M. C Q = 4..,6. 9 Q = 6,4. 8 C E = KQ d = = 064, = 0,8 m 8 6) A V = KQ d = KQ = = 3,6. 0, 5 V diâmetro = = 0 cm = cm = 0, m 7) E V = KQ d V = KQ KQ 400 = KQ = 30 08, como: E = KQ d E = 30 E = 30 E = 0 V/m 4 6 8) D O equilíbrio eletrostático é uma situação especial, não ocorrendo sempre em todos os condutores. 9) Falsa. Apenas se o condutor estiver em equilíbrio eletrostático. 04. Gaiola de Faraday. 08. Poder das pontas. 6. Falsa. E = KQ d 3 = Q 7 03, Q = 30 µc Falsa. É diferente de zero. 0) 4 0. Falsa. Eletrização por atrito Falsa. Mesmo um material isolante exposto a uma atmosfera ionizada, onde normalmente as aeronaves sobrevoam, seria eletrizado Falsa. O revestimento é uma superfície equipotencial. 3. ) C Analisando o gráfico do potencial. V = KQ Q 900 = Q =. 9 C d. ) B E = KQ d O campo na superfície vale 4,5. 4 N/C. Assim: 9 4,5. 4 = d =. 4 d d =,4 cm 3) B esolução: O material da caixa cujo telefone não recebeu as ligações é, com certeza, de metal. Tal caixa promove o fenômeno da blindagem eletrostática, também conhecido como gaiola de Faraday. No interior da caixa, o campo elétrico é nulo. 4) = 9. 9 m C = K = = 9. 9 m 9. 9 Como o raio da Terra é aproximadamente 6. 6 m, então: 9 9. = O raio do condutor é 500 vezes maior que o raio da Terra. 5) C = 8 cm = 8. m C = K = 8. = F 8,9. F 6) 400 nc C = 0. p. F = 0. F V = 0 KV = 0. 3 V Q = C.V Q = Q = Q = 400 M C 7) 5,0. J Precisamos de uma relação matemática entre a energia potencial e o campo elétrico. E KQ E KQ = d V KQ V KQ E = V V = E. = = d Física C
3 como: E P = QV = E P = 5. J 8) 8,0 nf E P =. Q C C = Q. C = 8. 9 F ou 8 nf 9) B E.. E. K = E K = 3 3 (. ) E P C = C' = A capacitância mantém-se constante. K V = K Q O potencial dobra de valor. 3) a) V E = 4 V; C total = C C = 0,5 =,5 µf Q total = Q Q = 9 = µc O potencial no equilíbrio V E = Q = = 4V CT 5, T C = K V = KQ b) Q' = C Q' =. 4 Q' = 8 µc Q' = C Q' = 0,5. 4 Q' = µc 33) a) V E = 5 V; C total = C C = 9 = µf Q Total = 50 µc C' = K A capacitância dobra. O potencial no equilíbrio V E = Q = 50 CT = 5 V T V' = KQ O potencial é reduzido à metade. b) Q A = 5 µc e Q B = 45 µc. Q A = C A Q A =. 5 = 4 µc Q B = C B Q B = 9. 5 = 45 µc 30) 0. Falsa. F = KQq, em que K é uma constante que d depende do meio Falsa. A diferença de potencial entre dois pontos internos é igual a zero. 3) D 6. C = K Q 34) E Antes do contato QA = CAV 6 A QA = QA = 800 µ C QB = CBV 6 B QB =.. 0 QB = 0 C Total = 8 = µf Q Total = = 800 µc C = K KQ V = Potencial no equilíbrio V E = Q Total CTotal = 800 = 80 volts Q 35) 3 3 µc Física C 3
4 As capacitâncias são proporcionais aos raios. C = K Então vamos chamar as capacitâncias de A, B e C respectivamente de C, 3C e 5C. Potencial no equilíbrio V E = Q Total = 5 ( 30 ) ( 3 ) = 3 CTotal C 3C 5C 9C µ volts Q 3 B = C B Q B = 3 C. 9C Q B = 3 3 µc 36) 8 Antes do contato Q V Q =0 i = Q t 38) B t = min = 60 s i = Q = t 60 = 0, A 39) C i = 3 A t = min = 0 s i = Q Q 3 = t 0 Q = 360 C 40) 40 C i = 0,5 A t = 60 s 4) C i = Q t 0,5 = Q 60 Q = 40 C Depois do contato i = Q t 000 = 0 t t = 0,005 Q' V ' Q' V' 4) a),0. A i = Q i = t b) 3,0. 3 C 8, i = 8, = 0 A ' ' Conservação das cargas: Q O = Q Q ' ' Q = Q Q Potencial no equilíbrio ' V ' ' = V KQ = KQ ' Q = ' Q 0. Falsa. 0. Falsa Falsa. ' 37) Falsa. Movem-se em sentido oposto ao do campo elétrico. Falsa. Água pura é um excelente isolante. Falsa. Os cátions se movem no sentido do campo. i = Q t 43) B m = elétrons e =,6. 9 C t =. 6 S 0 = Q 30 Q = 3000 C Q = m. e Q =..,6. 9 Q =,6. 8 C i = Q 8 6,. = =,6. A 6 t. 44) t = h = 3600 s i = 0,5 A a),8. 3 C i = Q Q 0,5 = t 3600 Q = 800 C b),5. Q = m. e 800 = m.,6. 9 m =,5. elétrons 4 Física C
5 45) E i =, µa Se o condutor é metálico, os portadores de carga são os elétrons. 7 i = Q t, = Q Q =, µc 5 Q = m. e,. 6 = m.,6. 9 m = 7. 3 elétrons 46) a) 30 C Q = Área triângulo = b. h b) 5 A 47) i(a) i média = Q total = 6. = 30 C 6 s = 5 A = 30 C 0 8 Q = Área = Q = ( 7 56 ) Q = 66 C b B h 49) D Entre 0 e 0,6 s a carga elétrica que atravessa o condutor é dada pela área abaixo do gráfico. Perceba. fio fio A A A 3 a) 33 C Q = Área = b. h =. = C ( b B) h ( 6). Q = Área = = = 8 C Q 3 = Área 3 = b. h = 5. 6 Q Total = Q Q Q 3 = 33 C b) 5 A i média = Q total = = 5 A = 5 C A > A então: Q > Q Entre 0,6 e s fio fio 48) 66 C i(t) = t i() =. = 5 A i(8) =. 8 = 7 A A > A Q > Q Física C 5
6 Entre 0 e s é possível demonstrar pelo cálculo das áreas o que antes fizemos qualitativamente. 0,8 fio 0,8 fio 0,3 Q = A = b. h Q = 0,4 C =. 0, 8 Q = A = Q = b B h Q = 0,55 C 03, 08,. 50) D Q = Área trapézio = 4 b B h 5) 8 h Q =,3. 5 C i = A i = Q 3,. 5 = t t t = 6500 s 3600 t 8 h 53) 96 C Q = Q = 7 C 5 5) 0,8 A t = 0 s QT = 8 C Q C Q C Total = 6 = 8 i = Q total = 6 0 = 0,8 A Q = Área retângulo = b. h Q =. 8 Q = 96 C 6 Física C
7 54) a) 3,. C 57) m -3 i (ma) Q = Área = b B h ( 8 ). 64. Q = Q = 3,. C b),0. 8 elétrons Q = m. e 3,. = m.,6. 9 m =. 8 elétrons 3 c) 40 ma i m = Q T tt = 3,. 8 = 0,04 = 40 ma 55) a. h ampère. hora = ampère s = = 3600 A. s = 3600 C a) 880 C Q = 0,8 h Q = 0,8. A s Q = 880 C b) 0,436 A i Média = Q total = 0,436 A 56) 3, ma Q cátions =.. 6.,6. 9 = 3,. 3 C Q ânions =.. 6.,6. 9 = 3,. 3 C Q total = 6,4. 3 C i M = Q total = = 3,. 3 A = 3, ma 58) E O fio está ligado corretamente em dois polos da bateria, gerando a d.d.p. adequada para acender a lâmpada. 59) B A velocidade dos elétrons é baixa, mas a velocidade de transferência da energia é alta. 60) D 6) C I = 00 A L = 5. Ω 5 m L = 6 cm = 0,06 m V =? 5. 5 Ω m 0,06 m = 3. 6 Ω V =. i V = 3. 3 V = 3 m V Física C 7
8 6) C V = 0 V I = 4. 3 A =? V =. i 0 = i I = = Ω 63) C i = 4 m A = 4. 3 A = 3000 Ω = 3. 3 Ω V =. i V = V = V 64) D = 500 Ω V = 0 V V =. i 0 = 500. i i = 0,46 = 46 ma Faixa IV 65) 4 V i = 500 ma = A = 48 Ω V =. i V = V = 4 V 66) E = 300 Ω V = V V =. i = 300. i i = 0,7 A = 7000 ma 67) 0 s V = 6 V = 40 Ω 68) D Como a corrente tende a ficar constante, então a resistência também tende a ficar constante. 69) 0 Ω e 300 Ω V A = A. i A = A. 0, A = 0 Ω V B = B. i B 60 = B. 0, B = 300 Ω 70) 80 mc V = V i = 8 ma = 8. 3 A t = s 7) D Q = i. t Q = Q = 8. C Q = 80 mc esolução: O esquema abaixo representa uma lâmpada, seus terminais de ligação (A e B) e uma pilha. A B polo positivo polo negativo Para a lâmpada acender, o terminal A pode ser conectado ao polo positivo da pilha; o terminal B, ao polo negativo (esquemas e 3) ou o terminal A pode ser conectado ao polo negativo, e o terminal B ao polo positivo da pilha (esquemas e 7). V =. i 6 = 40. i i = 0,5 A Q = i. t 3 = 0,5. t t = 0 s 8 Física C
Física C Extensivo V. 3
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