COLÉGIO SANTA MARIA 2009 RUMO AOS 70 ANOS AVALIAÇÃO 2ª ETAPA 1º BLOCO ENSINO MÉDIO

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1 OLÉGIO SANTA MAIA 009 UMO AOS 0 ANOS AALIAÇÃO ª TAPA 1º BLOO NSINO MÉDIO NOTA: POFSSO:TADU DISIPLINA: FÍSIA II DATA: / / 3º MÉDIO: ALUNO(A): N Atenção! É importante a escrita legível. Não serão aceitas rasuras. evise sua avaliação antes de entregá-la. 1ª Questão) Qual dos diagramas a seguir, melhor representa a variação espacial do módulo do campo elétrico com relação ao centro de uma esfera condutora de raio, carregada e em equilíbrio eletrostático? O campo elétrico dentro de uma esfera condutora em equilíbrio eletrostático é sempre zero, apenas na alternativa [B] o campo elétrico dentro da esfera é nulo, e para pontos fora da esfera o campo elétrico decresce com o inverso da distância ao quadrado, a única alternativa correta é a [B]. ª Questão) Devido à presença das cargas elétricas Q 1 e Q, o vetor campo elétrico resultante no ponto P da figura a seguir é melhor representada pela alternativa: O campo elétrico é uma grandeza física vetorial. Se a carga Q é positiva, o campo elétrico é sempre para fora (divergente), e a carga Q, negativa, cria um campo em direção a ela (convergente). Para obter o campo elétrico resultante no ponto P devemos somar os vetores 1 e, veja como é feita a soma na figura abaixo. Alternativa correta [D]. 3ª Questão) Na figura deste problema, que mostra um anel eletrizado uniformemente com uma carga q, a reta Ox representa um eixo perpendicular ao plano do anel, passando pelo seu centro O. Pode-se mostrar que em um ponto P, deste eixo, situado a uma distância x de O, o valor do campo elétrico criado pela carga Q é dado por

2 qx 0 3 / ( r + x ) A direção e o sentido de estão mostrados na figura. Usando a equação fornecida, determine o valor de no centro O do anel. No centro do anel temos x 0, substituindo x na equação do campo elétrico, obtemos 0qx 0q / 3 / ( r + x ) ( r + 0 ) ou seja, no centro do anel o campo elétrico é nulo, o que já era previsível devido à simetria do problema. 4ª Questão) No vácuo ( 9. 9 N.m²/²), colocam-se as cargas Q A e Q B 1. -, respectivamente, nos pontos A e B representados a seguir. Determine o módulo do campo elétrico resultante no ponto devido à presença das cargas. ou A (, 8,1,8 + Primeiro vamos determinar o módulo do campo elétrico criado por Q A e Q B no ponto, para as duas cargas d 40cm 0,4m. 9 k 0Q A 9 48 A, 1 d (4 ) 9 k 0Q B 9 1 N B 9 1 d (4 ) A direção e o sentido de A e B são mostrados na figura ao lado. Pela geometria da figura podemos determinar o campo elétrico resultante no ponto usando o Teorema de Pitágoras. B 1 ) N / + (9 8,1 ) 8,1 N / 1 N

3 ª Questão) Na figuras, três cargas positivas e pontuais q são colocadas sobre a circunferência de um círculo de raio de três maneiras diferentes. As afirmações seguintes se referem ao potencial eletrostático em O, centro da circunferência (o zero dos potenciais está no infinito): I) O potencial em O nas figuras 1 e 3 é dirigido para baixo. II) O potencial em O tem o mesmo valor (não nulo) nos três casos. III) O potencial em O na figura é nulo. stá(ão) certa(s) a(s) afirmação(ões): a) I e II somente. c) I somente. e) I e III somente. b) II somente. d) III somente. I) O potencial em O nas figuras 1 e 3 é dirigido para baixo. Falsa, o potencial elétrico é uma grandeza escalar, portanto, NÃO se atribui a ele direção e sentido como se faz com uma grandeza vetorial. II) O potencial em O tem o mesmo valor (não nulo) nos três casos. erdadeira, o potencial elétrico no ponto O é a soma algébrica dos potenciais individuais de cada carga no mesmo ponto, como todas as cargas são positivas o potencial elétrico será diferente de zero. q q q q > 0 o III) O potencial em O na figura é nulo. Falsa. ª Questão) A figura representa algumas superfícies equipotenciais de um campo eletrostático e os valores dos potenciais correspondentes. a) epresente o vetor campo elétrico nos pontos a e b da figura. Sabemos que a direção do vetor campo elétrico é perpendicular às superfícies equipotenciais, com o sentido que vai do potencial maior para o menor. Assim traçamos retas auxiliares tangentes às superfícies equipotenciais para construir as linhas de força que passam pelos pontos a e b, perpendiculares às superfícies equipotenciais e com sentido como descrito na figura.

4 b)qual o trabalho realizado pela força elétrica para levar uma carga q, de. -, do ponto a ao ponto b? T q. Onde nesta situação é a diferença de potencial elétrico entre os pontos a e b, ou seja, T q.( )..[0 ( )] a T. b J ª Questão) A maioria dos relógios digitais é formada por um conjunto de quatro displays, compostos por sete filetes luminosos. Para acender cada filete, é necessária uma corrente elétrica de miliampères. O 1º e o º displays do relógio ilustrado abaixo indicam as horas, e o 3º e o 4º indicam os minutos. Admita que esse relógio apresente um defeito, passando a indicar, permanentemente, 19 horas e 0 minutos. A pilha que o alimenta está totalmente carregada e é capaz de fornecer uma carga elétrica total de 0 coulombs, consumida apenas pelos displays. alcule o tempo, em horas, para a pilha descarregar totalmente. (1 ma -3 A) Para cada filete luminoso é necessária uma corrente elétrica de i ma, no display acima temos 0 filetes ligados, a corrente elétrica total ( ) para manter 0 filetes funcionando será 0. 00mA , A Pela definição de corrente elétrica temos onde Q 0, então 0, 0 0,. 0 0 t 300s 1h 0, Lembre-se que estamos trabalhando com unidades do S.I. e o tempo é medido em segundos, para converter de segundos para hora basta dividir por 0, ou seja, 300s/0 1 hora. 8ª Questão) Na tira, Garfield, muito maldosamente, reproduz o famoso experimento de Benjamin Franklin, com a diferença de que o cientista, na época, teve o cuidado de isolar a si mesmo de seu aparelho e de manter-se protegido da chuva de modo que não fosse eletrocutado como tantos outros que tentaram reproduzir o seu experimento. Franklin descobriu que os raios são descargas elétricas produzidas geralmente entre uma nuvem e o solo ou

5 entre partes de uma mesma nuvem que estão eletrizadas com cargas opostas. Hoje sabe-se que uma descarga elétrica na atmosfera pode gerar correntes elétricas da ordem de ampères e que as tempestades que ocorrem no nosso planeta originam, em média, 0 raios por segundo. Determine a ordem de grandeza do número de elétrons que são transferidos, por segundo, por meio das descargas elétricas. Use para a carga de 1 elétron: 1,. -19 Primeiro vamos determinar a carga elétrica total. Sabemos que a corrente de uma descarga elétrica é porém, ocorrem, em média, 0 raios por segundo, ou seja, a corrente total é então it it. onde t 1s, Q.1 1. Agora podemos determinar o número de elétrons ne n 0,. 0,.,. elétrons 19 e 1,. omo, > 3,1 a ordem de grandeza do número de elétrons é igual a +1 i A, 0. i 0. A, QUAÇÕS: Q Q n. e; F q. ; ; d Q ; d. d; q pe ; i.

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