Exercícios. setor Aulas 31 e 32 ÓRBITA CIRCULAR. m s 2. a) g h = = g sup = = 0,625. b) v h = rg = (R + 3R) g h v h = 4R g h = 4000 m/s

Transcrição

1 setor Aulas 31 e 3 ÓBITA CICULA Se um corpo de massa m está em órbita circular em torno de um corpo de massa M (M m), então: a c = g sendo a c a aceleração centrípeta do corpo de massa m e g a intensidade do campo gravitacional, criado pelo corpo de massa M em um ponto ualuer da órbita. 1. () Supondo a Terra perfeitamente esférica e desprovida de atmosfera, ual deverá ser a velocidade de um corpo para ue, lançado, horizontalmente, entre em órbita circular rasante?. Com os dados da uestão anterior, considere um ponto B a uma altura h = 3. Determinar: a) o campo gravitacional no ponto B; b) a velocidade com ue o corpo deve ser lançado do ponto B para entrar em órbita circular. GM 1 10 a) g h = = g sup = = 0,65 ( 3) b) v h = rg = ( 3) g h v h = 4 g h = 4000 m/s m s Dados: raio da Terra = 6.400km. g próximo à superfície 10m/s v = g r = g = 10 6, v = = m/s v = 8 km/s 1º- veloc. astronáutica. ALA ANGLO VESTIBULAES

2 3. (UVEST/00) Satélites utilizados para telecomunicações são colocados em órbitas geoestacionárias ao redor da Terra, ou seja, de tal forma ue permaneçam sempre acima de um mesmo ponto da superfície da Terra. Considere algumas condições ue poderiam corresponder a esses satélites: I. ter o mesmo período, de cerca de 4 horas; II. ter aproximadamente a mesma massa; III. estar aproximadamente à mesma altitude; IV. manter-se num plano ue contenha o círculo do euador terrestre. O conjunto de todas as condições, ue satélites em órbita geoestacionária devem necessariamente obedecer, corresponde a a) I e III b) I, II, III c) I, III e IV d) II e III e) II, IV ara ue um satélite seja geoestacionário, o plano de seu movimento deve conter o círculo do Euador (IV) e sua velocidade angular deve ser igual à do movimento de rotação da Terra. ortanto, seu período é de 4 horas (I). De acordo com o rincípio undamental da Dinâmica: c = m a c 4. (UVEST) Dentro de um satélite em órbita em torno da Terra, a tão falada ausência de peso, responsável pela flutuação de um objeto dentro do satélite, é devida ao fato de ue: a) a órbita do satélite se encontra no vácuo e a gravidade não se propaga no vácuo. b) a órbita do satélite se encontra fora da atmosfera, não sofrendo assim os efeitos da pressão atmosférica. c) a atração lunar euilibra a atração terrestre e, conseüentemente, o peso de ualuer objeto é nulo. d) a força de atração terrestre, centrípeta, é muito menor ue a força centrífuga dentro do satélite. e) o satélite e o objeto ue flutua têm a mesma aceleração, produzida unicamente por forças gravitacionais. a c = g a c = g ólo Norte Terra T Como a resultante é igual ao peso: m g órbita = m a c r H OIENTAÇÃO DE ESTUDO Livro 1 Unidade III Caderno de Unidade III G M T r = ω T r r = 3 G M H = 3 T G M T T ω ω T T Assim, as altitudes de todos os satélites geoestacionários são iguais (III) e independentes de suas massas. AULA 31 Leia os itens 11 e 1, cap. 6. Leia os exercícios resolvidos 5 e 6, cap. 6. esolva os exercícios 1 e, série 6. AULA 3 eleia o item 1 (com ênfase nas observações 4 e 5), cap. 6. esolva os exercícios 4, 7 e 8, série 6. AULA 31 esolva o exercício 5, série 6. AULA 3 esolva os exercícios 31 e 3, série 6. ALA ANGLO VESTIBULAES

3 Aula 33 ESTABELECE O CONCEITO ÍSICO E A UNIDADE DE MEDIDA DE CAGA ELÉTICA ÁTOMO NÚCLEO ELETOSEA p = e = e = 1, C = (N p N e ) e ÓTONS NÊUTONS ELÉTONS 1. Um corpo inicialmente neutro recebe 10 milhões de elétrons. Este corpo aduire uma carga de: (e = 1, C). a) 1, C d) C b) 1, C e) n.d.a. c) C N e = N p ( ) N p N e = = (N p N e ) 1, = , = 1, C. (UNES) De acordo com o modelo atômico atual, os prótons e nêutrons não são mais considerados partículas elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda menores, os uarks. Admite-se a existência de 1 uarks na natureza, mas só dois tipos formam os prótons e nêutrons, o uark up (u), de carga elétrica positiva, igual a /3 do valor da carga do elétron, e o uark down (d), de carga elétrica negativa, igual a 1/3 do valor da carga do elétron. A partir dessas informações, assinale a alternativa ue apresenta corretamente a composição do próton e do nêutron. próton nêutron a) d, d, d u, u, u b) d, d, u u, u, d c) d, u, u u, d, d d) u, u, u d, d, d e) d, d, d d, d, d A) próton: x u y d = e; 1 x y = x = e y = 1 x = n os de uark up y = n os de uark down e = valor absoluto da carga do elétron B) nêutron: x u y d = 0 x 1 y = x = 1 e y = Logo: próton: d, u, u nêutron: u, d, d OIENTAÇÃO DE ESTUDO Livro Unidade I Caderno de Unidade VI Leia os itens 1 a 7, cap. 1. esolva o exercício 1, série 1. Leia os itens 8 a 10, cap. 1. ALA ANGLO VESTIBULAES

4 Aula 34 OS OCESSOS DE ELETIZAÇÃO O ATITO E O CONTATO rocessos de eletrização: processos de fornecimento e/ou retirada de elétrons dos corpos. Atrito: Corpos inicialmente neutros Afinidades eletrônicas diferentes. Exemplo: bastão de ebonite Atrito pedaço de lã São corretas: a) todas. d) apenas II e III. b) apenas I e II. e) nenhuma. c) apenas I e III.. Três esferas condutoras idênticas A, B e C estão inicialmente isoladas. A esfera A está inicialmente carregada com uma carga e as esferas B e C estão neutras; calcular, a carga aduirida por cada uma delas nos seguintes casos: a) As três esferas são colocadas simultaneamente em contato. b) A esfera A é colocada em contato com B e, depois de separadas, a esfera A é colocada em contato com C. a) 0 0 A B C situação inicial Os corpos aduirem cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos situação de euilíbrio Obs.: ara ue o processo de eletrização, por atrito, seja eficiente, pelo menos um dos corpos deve ser isolante. Contato: Corpos condutores A B neutro A b) 0 0 A B C situação inicial A toca B e depois A toca C A B Os corpos aduirem cargas de mesmo sinal. Em geral: 1) A B = A B ) A e B têm mesmo sinal. Em particular (A idêntico ao B) A = B = A B 1. Considere as afirmações: I Na eletrização por atrito, os corpos atritados aduirem cargas de mesmo valor absoluto e sinais contrários. II Na eletrização por contato o corpo neutro aduire carga de mesmo sinal ue o eletrizado. III Na eletrização por contato os corpos aduirem cargas de sinais contrários. OIENTAÇÃO DE ESTUDO Livro Unidade I Caderno de Unidade VI eleia os itens 8 a 10, cap. 1. Leia os itens 11 e 1, cap. 1. esolva os exercícios e 5, série 1. esolva os exercícios 9 e 10, série 1. ALA ANGLO VESTIBULAES

5 Aula 35 A ELETIZAÇÃO O INDUÇÃO E A ATAÇÃO DE COOS NEUTOS A = condutor ou isolante, inicialmente eletrizado (indutor) B = condutor, inicialmente neutro (induzido) asso 1: asso : A A B B B B B Separando as esferas afastando a barra asso 3: A B. (UVEST) uando se aproxima um bastão B, eletrizado positivamente, de uma esfera metálica, isolada e inicialmente descarregada, observa-se a distribuição de cargas representada na igura 1. asso 4: A B bastão B S isolante 1. (UVEST) Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esuematizada na figura abaixo. Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afasta-se um pouco uma esfera da outra. inalmente, sem mexer mais nas esferas, remove-se a barra, levando-a para muito longe das esferas. Nessa situação final, a figura ue melhor representa a distribuição de cargas nas duas esferas é: a) d) b) e) Mantendo o bastão na mesma posição, a esfera é conectada à terra por um fio condutor ue pode ser ligado a um dos pontos, ou S da superfície da esfera. Indicando por () o sentido do fluxo transitório ( ) de elétrons (se houver) e por (), () ou (0) o sinal da carga final () da esfera, o esuema ue representa e é a) d) b) e) c) S 0 c) ALA ANGLO VESTIBULAES

6 Terra (fora de escala) Ao ligarmos ualuer ponto do condutor esférico à Terra, a região positiva se localizará o mais distante possível do bastão (alguma região da Terra). Assim, como existe mobilidade apenas para elétrons livres, esses subirão da Terra para anular a carga da região do lado direito da esfera, tornando a esfera negativa. a) a esfera A pode estar neutra. b) a esfera B possui carga positiva. c) as cargas elétricas em A e em B são de sinais opostos. d) a esfera A possui carga positiva. e) a esfera A não pode estar neutra. atração A e B eletrizados com sinais opostos A neutro, B eletrizado B neutro, A eletrizado 3. (GV-S) Uma peuena esfera de isopor B, pintada com tinta metálica, é atraída por outra esfera maior A, também metalizada. Tanto A como B estão eletricamente isoladas. Este ensaio permite afirmar ue: OIENTAÇÃO DE ESTUDO Livro Unidade I Caderno de Unidade VI A B Leia os itens 13 a 15, cap. 1. esolva os exercícios 3, 4 e 6, série 1. esolva os exercícios 7, 8 e 11, série 1. ALA ANGLO VESTIBULAES

7 Aulas 36 e 37 AESENTAÇÃO DA LEI DE COULOMB Carga untiforme: corpo de dimensões desprezíveis, eletrizado d) r 1 e) Justificativa: Ação e eação Atração e epulsão. Dois corpos de peuenas dimensões estão eletrizados com cargas 1 = µc e = 6µC e separados por uma distância r = m. Caracterizar a força de interação entre as cargas. 1 Lei de Coulomb K = 1 r SI N r m 1 e C No vácuo: K = Nm C 1. (ATEC-S) Duas esferas idênticas estão carregadas com cargas positivas e. As forças elétricas de interação ue agem nas esferas são representadas por: a) = k = = N (repulsão) 3. Duas cargas puntiformes 1 e estão separadas por uma distância r e entre elas há uma força de repulsão. Se a carga 1 é duplicada e é triplicada, sendo mantida a distância entre elas, a nova força de repulsão entre elas será: a) 3 d) b) 6 e) n.d.a. c) = K 1 r 1 r b) = K 1 3 r = 6 c) ALA ANGLO VESTIBULAES

8 4. (UNES) Considere duas peuenas esferas condutoras iguais, separadas pela distância d = 0,3m. Uma delas possui carga 1 = C e a outra = C. Utilizando 1/(4πε 0 ) = N m /C, a) Calcule a força elétrica de uma esfera sobre a outra, declarando se a força é atrativa ou repulsiva. b) A seguir, as esferas são colocadas em contato uma com a outra e recolocadas em suas posições originais. ara esta nova situação, calcule a força elétrica de uma esfera sobre a outra, declarando se a força é atrativa ou repulsiva. a) ara a situação descrita no enunciado, haverá atração elétrica, pois as cargas 1 e são de sinais opostos. A intensidade da força elétrica é obtida por meio da Lei de Coulomb. 1 = C elet elet d = 0,3 m elet = N (atração) = C K elet = = d (0,3) b) Após o contato, as duas esferas, sendo idênticas, apresentarão cargas de mesmo valor, caracterizando repulsão elétrica. O valor das cargas 1 e após o contato é calculado por: = = 1 = 10 ( ) 1 = =, C Assim, a intensidade da força elétrica na nova situação passará a ser: 5. (MACK-S) Três peuenos corpos A, B e C, eletrizados com cargas elétricas idênticas, estão dispostos como mostra a figura. A intensidade da força elétrica ue A exerce em B é 0,50N.A força elétrica resultante ue age sobre o corpo C tem intensidade de: a) 3,0N b) 4,68N A B C c) 6,4N d) 7,68N e) 8,3N 0,40 m 0,10 m A (g) AB = K 0,5 = K 16r 16r C = AC BC = K K K = 8N 6 6 C = K C = C = 8,3 N r 4r 5r B (g) r r r AC C BC (g) 1 elet d elet elet = , , (0,3) elet = 6, N (repulsão) ALA ANGLO VESTIBULAES

9 6. (UVEST) O módulo da força eletrostática entre duas cargas elétricas pontuais 1 e, separadas por uma distância d, é = 1 onde k é uma constante. Considere k d as três cargas pontuais representadas na figura por, e. O módulo da força eletrostática total ue age sobre a carga será: 30 Livro Unidade I Caderno de Unidade VI AULA 36 Leia o item 16, cap. 1. esolva os exercícios 1 a 14, série 1. AULA 37 OIENTAÇÃO DE ESTUDO esolva os exercícios 17, 0 e 1, série 1. a) k b) c) d) e) 3 k k 3 k 3 k AULA 36 Leia os itens 17 e 18, série 1. esolva os exercícios 15 e 16, série 1. AULA 37 esolva os exercícios 3 e 4, série = = sen 10º sen 30º 3 3 K Então: = 3. 1 ALA ANGLO VESTIBULAES

10 Aula 38 ESTUDO DO CAMO ELÉTICO 1. EXISTÊNCIA DE CAMO ELÉTICO : região do espaço;., elet = 0 campo elétrico em., elet 0 campo elétrico em.. ELAÇÃO DE DEENDÊNCIA O campo elétrico em um ponto depende das cargas fixas, do meio e da posição do ponto. O campo elétrico em um ponto não depende da carga de prova. 3. DEINIÇÃO E= elet. 1. Uma carga elétrica de prova de µc é colocada em um ponto onde o vetor campo elétrico tem intensidade 3N/C, horizontal e para direita. A força elétrica ue atua na carga em uestão é: a) N, horizontal e para esuerda. b) N, horizontal e para direita. c) N, vertical e para cima. d) N, horizontal e para esuerda. e) N, horizontal e para a direita. = µ C E = 3 N/C = E = = N horizontal p/ esuerda ( 0). (UC-S) Uma partícula eletrizada com carga é colocada num campo elétrico uniforme E. A força elétrica sobre a partícula é: E a) = b) = E E c) = d) = E e) E = E Da definição de campo elétrico = E (vetorial) OIENTAÇÃO DE ESTUDO Livro Unidade I Caderno de Unidade VI Leia os itens 1 a 3, cap.. esolva os exercícios 1 e, série. esolva o exercício 4, série. ALA ANGLO VESTIBULAES