Q V. A densidade superficial de cargas é uma grandeza física escalar algébrica, dotada de mesmo sinal da carga Q,

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1 Condutor A Dielétrico m Q A Aesfera 4 R A densidade superficial de cargas é uma grandeza física escalar algébrica, dotada de mesmo sinal da carga Q, tendo por unidade, no SI, C/m 2. 2 m Q V Vesfera 4 R 3 A densidade volumétrica de cargas é uma grandeza física escalar algébrica, dotada de mesmo sinal da carga Q, tendo por unidade, no SI, C/m 3. 3

2 Sete bilhões de habitantes, aproximadamente, é a população da Terra hoje. Assim considere a Terra uma esfera carregada positivamente, em que cada habitante seja equivalente a uma carga de 1 u.c.e. (unidade de carga elétrica), estando esta distribuída uniformemente. Desse modo a densidade superficial de carga, em ordem de grandeza, em u.c.e./m 2, será Considere: Raio da Terra = 6 x 10 6 m e π = 3. a) b) 10 5 c) 10 2 d) 10 5 m Q A m m m 912 0,01610 m 10 5

3 Na eletrização por atrito os corpos adquirem cargas de mesmo módulo e sinais contrários.

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5 Q Final soma das cargas iniciais número de corpos Na eletrização por contato os corpos adquirem cargas de mesmo sinal.

6 X Y Observação: Se os corpos forem esferas de tamanhos diferentes, vale a relação: Q Final de X soma das cargas iniciais soma dos raios raio de X Q Final de Y soma das cargas iniciais soma dos raios raio de Y

7 Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, um estudante dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a esfera A com 4,0 μc e a B com 5,0 μc. Numa segunda etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, qual a carga elétrica da esfera A? a) 3,0 µc b) 4,0 µc VB 8VA RB 8 RA RB 2RA c) 4,5 µc 3 3 d) 5,0 µc Q Final de X soma das cargas iniciais soma dos raios raio de X Q Final de A 4 +5 R+2R R Q Final de A 3 C

8 F Satélite F Terra F Terra F Satélite F Satélite GMm GM Peso mg g 2 2 d d 2 mv GMm GM V 2 R R R FCentrípeta GMm R 2 2 f T 2 FCentrípeta m R T R GM F Terra G M m 2 d E potencial G M m d

9 T L 2 T 2 g m k k m T t n f n 1 f t T

10 A associação de molas resulta em uma mola equivalente (com uma constante elástica equivalente). A tabela a seguir compara as associações de molas lineares (que obedecem a lei de Hooke) em série e em paralelo: Molas em série: Molas em paralelo: K K K série 1 2 K K K Paralelo 1 2

11 X Acos( t ) 0 V A sen( t ) 0 a A 0 0 V A 2 A 0 a A 0 2 A v x a 2 a Acos( t ) Vmáx A amáx V A x 2 A

12 Considere a aceleração da gravidade em função da distância d à superfície da terra de acordo com a lei da gravitação universal. A esta distância d da superfície existem dois osciladores: um massa-mola e o outro, um pêndulo simples. A respeito de suas frequências de oscilação, pode-se afirmar corretamente que a) a frequência do sistema massa-mola é função decrescente de d; a frequência do pêndulo não depende de d. b) a frequência dos dois sistemas é função crescente de d. c) a frequência dos dois sistemas é função decrescente de d. d) a frequência do sistema massa-mola não depende de d; a frequência do pêndulo é função decrescente de d. g GM d 2 f 1 2 k m f 1 2 g L

13 m densidade d V F sólidos p Hidrostática pressão A líquidos p dgh Stevin p fundo patm dgh teoremas Pascal p 1 p2 mesmo nível Arquimedes E dlíquido Vimerso g

14 Um tubo em formato de U está parcialmente cheio de um fluido I com densidade ρ I. Um fluido II, com densidade ρ II < ρ I, é colocado em um dos ramos do tubo de modo a formar uma coluna de altura h II, conforme a figura abaixo. Considerando-se os fluidos imiscíveis entre si e denotando-se por g o módulo da aceleração da gravidade, a razão h I /h II entre as alturas é dada por p I p II I II I g hi II g h h II I II h II I

15 Gases inertes condições idealizadas altas temperaturas baixas pressões com R fornecido p V n R T p V p V p V com mistura Tfinal TA TB p0v0 pi VI demais problemas n0t0 ni TI final final A A B B T t 273 Obs: Use a temperatura em Kelvin. C

16 3 U p V 2 3 energia interna U n R T 2 3 U n R T 2 T pv Termodinâmica trabalho N T 0 sentido horário T área T 0 sentido anti - horário 1ª Lei U Q T pinicial Vinicial p final V final transformação diabática QP QV CP CV CP CV R

17 Chamamos máquina térmica o dispositivo que, utilizando duas fontes térmicas, faz com que a energia térmica se converta em energia mecânica (trabalho). A fonte térmica fornece uma quantidade de calor que no dispositivo transforma-se em trabalho mais uma quantidade de calor que não é capaz de ser utilizado como trabalho. Assim é válido que: T Q FONTE QUENTE Q FONTE FRIA Utiliza-se o valor absolutos das quantidade de calor pois, em uma máquina que tem como objetivo o resfriamento, por exemplo, estes valores serão negativos.

18 Rendimento das máquinas térmicas Podemos chamar de rendimento de uma máquina a relação entre a energia utilizada como forma de trabalho e a energia fornecida: 1 Q Q FRIO QUENTE 1 T T FRIO QUENTE T Q QUENTE η = rendimento; T = trabalho convertido através da energia térmica fornecida; Q Quente = quantidade de calor fornecida pela fonte de aquecimento; Q Fria = quantidade de calor não transformada em trabalho

19 Máquina frigorífica: Neste caso, o fluxo de calor acontece da temperatura menor para o a maior. Mas conforme a 2ª Lei da Termodinâmica, este fluxo não acontece espontaneamente, logo é necessário que haja um trabalho externo, assim: e = eficiência; T = trabalho; S = entropia; T = temperatura; e Q FRIA T S Q T

20 Um gás ideal se expande em um processo isotérmico constituído por quatro etapas: I, II, III e IV, conforme a figura abaixo. As variações de volume ΔV nas etapas são todas iguais. A etapa onde ocorre maior troca de calor é a a) II. b) III. c) IV. d) I. U QT 0 Q T Q T T pv T N área AI AII AIII AIV

21 Polos de mesmo nome se repelem. Polos de nomes contrários se atraem. Os polos de um ímã são inseparáveis.

22 O polo sul magnético da Terra encontra-se no Canadá a cerca de 1300 km do polo norte geográfico, e seu polo norte magnético está na costa do continente antártico. Dessa maneira, a Terra comporta-se aproximadamente como o ímã representado, que forma cerca de 11 com a direção norte-sul geográfica. No tempo dos dinossauros, os registros fósseis indicam que havia uma reversão dos polos magnéticos a cada 1 milhão de anos. Nos tempos mais recentes, essa reversão tem ocorrido a cada a anos. magnetita A magnetita, um dos minérios do óxido de ferro (Fe 2 O 4 ), é um ímã natural, ou seja, é encontrada na natureza com os polos norte e sul.

23 0 i fio retilíneo B fio 2 R 0 i espira Bespira Fontes do campo magnético 2R 0 i bobina chata Bbobina chata n 2R bobina (solenoide) 0 Bsolenoide n L i i i B

24 V B B V F F Q 0 Q 0 FM q V B sen

25 Todo fio condutor percorrido por uma corrente elétrica e inserido em um campo magnético, fica submetido a uma força magnética dada por: onde: F M FM força magnética B i L sen B = vetor indução magnética i = intensidade de corrente elétrica L = comprimento do condutor sen = ângulo formado entre B e i

26 F M 0 i1 i2 2 d L S N S S A força é de atração A força é de repulsão

27 Quando uma partícula é lançada de forma perpendicular a um campo magnético a mesma descreve uma trajetória circular cujo raio é dado por: F F q V B M cp mv R 2 R mv q B Clique para apresentar o conteúdo minha velha requebra!

28 O sentido da corrente induzida é tal que seus efeitos tendem sempre a se opor a variação do fluxo magnético que lhe deu origem. B Acos N t

29 A corrente elétrica contínua em uma dada linha de transmissão é de 4000 A. Um escoteiro perdido, andando perto da linha de transmissão, tenta se orientar utilizando uma bússola. O campo magnético terrestre é de B = 5, T perto da superfície da Terra. A permeabilidade magnética é µ 0 = 4π.10 7 T.m/A. Se a corrente está sendo transmitida no sentido leste para oeste, o sentido do campo magnético gerado pela corrente perto do chão e a distância do fio em que o campo gerado pela corrente terá o módulo igual ao do campo magnético terrestre estão corretamente descritos em a) Norte para o Sul, 4 m. i b) Norte para o Sul, 16 m. c) Oeste para Leste, 4m. d) Oeste para Leste, 16 m. B i 0 2 R R B R16 m

30 Gabarito D A D D D B