ATENÇÃO! FORMULÁRIO. a) a corrente elétrica que atravessa esse chuveiro; b) quanto, em reais, é consumido por esse chuveiro durante um mês de 30 dias.

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1 FÍSICA AVALIAÇÃO RAFAEL III UNIDADE Aluno(a): COMENTADA Série: 2 a Ensino Médio Turma: A / B / C / D / E Data: 10/09/ A prova é composta de 05 questões abertas e 02 questões objetivas. 2. Não será aceita a utilização de corretivo. 3. Não será aceita a troca de material durante a avaliação. 4. Use, somente, caneta esferográfica azul ou preta. 5. Será descontado 0,1 para a nota da prova, daquelas que apresentarem erros graves de escrita. 6. O aluno só poderá deixar o recinto após transcorridos 30 minutos de prova. 7. Não serão permitidas rasuras nas questões objetivas. 8. Duração: 50min. 9. Valor da avaliação: 3,0 pontos ATENÇÃO! ESCOLHA SOMENTE CINCO (5) questões dentre as sete propostas e responda. Os cálculos podem ser feitos a lápis porém as respostas devem estar, necessariamente, escritas à CANETA. FORMULÁRIO U = R. i P = i. U P = R. i² P = U² R Resistores em Série Req = R 1 + R 2 + R 3 + Resistores em Paralelo 1 Req = 1 R R R 3 Somente dois resistores em paralelo Req = R 1. R 2 R 1 + R 2 1) Em uma residência moram 3 pessoas. Durante um dia, cada pessoa toma 2 banhos de 10 minutos de duração cada. Nesta casa, o chuveiro elétrico utilizado tem potência de 2400 W e a rede elétrica é de 120 V. Considerando que o preço de 1 kw.h é R$ 0,50, CALCULE: (0,6) a) a corrente elétrica que atravessa esse chuveiro; b) quanto, em reais, é consumido por esse chuveiro durante um mês de 30 dias. a) P = i. U 2400 = i. 120 i = 2400/120 i = 20 A b) Em um dia: 3 pessoas x 2 banhos x 10 minutos = 60 minutos (1 hora) de chuveiro por dia Em um mês de 30 dias: 30 x 1 hora Δt = 30 h

2 O custo é dado em kw.h. O tempo está em hora, então muda-se a potência para kw: 2400 W = 2,4 kw. E = P. Δt E = 2,4 kw. 30 h E = 72 kw.h Cada kw.h custa R$ 0,50. Logo, para o mês, o custo será 72 kw.h x 0,5 Custo = R$ 36,00 2) Dois resistores, um de resistência 6,0 Ω e outro de resistência R, estão ligados a uma bateria de 12 V e resistência interna desprezível, como mostra a figura. (0,6) Sabendo que a potência total dissipada no circuito é 6,0 W, DETERMINE: a) a corrente elétrica que percorre o circuito; b) o valor da resistência R. a) P = i. U 6 = i. 12 i = 6/12 i = 0,5 A b) Em série, a resistência equivalente é dada pela soma das resistências, logo: Req = (R + 6) Tendo a corrente total e a d.d.p. total, aplica-se a 1ª Lei de Ohm: U = Req. i 12 = (R + 6). 0,5 0,5.R + 3 = 12 0,5.R = 9 R = 9/0,5 R = 18 Ω 3) Uma fonte de tensão em uma indústria fornece uma diferença de potencial a um determinado circuito, fazendo com que nele circule uma corrente total de 24 A. Um desenho esquemático deste circuito é mostrado abaixo. Nele, o valor da resistência R 2 = 16Ω. (0,6) Sabe-se também que a corrente elétrica que atravessa o resistor R 3 é i 3 = 2A e a potência dissipada nesse mesmo resistor é P 3 = 192 W. Com base nessas informações, DETERMINE: a) o valor da resistência R 3. b) a d.d.p. do circuito. c) a corrente elétrica em R 2. d) o valor da resistência R 1. a) P 3 = R 3. i 3 ² 192 = R 3. 2² 4.R 3 = 192 R 3 = 192/4 R 3 = 48 Ω b) Calculando a d.d.p. em qualquer resistor acha-se a d.d.p. do circuito pois ele estão em paralelo. Então, fazendo 1ª Lei de Ohm para R 3 : U = R 3. i 3 U = U = 96 V c) Como é em paralelo, o 96 V vale para todos os resistores. Sendo assim: U = R 2. i 2 96 = 16. i 2 i 2 = 96/16 i 2 = 6 A

3 d) A corrente total é 24 A. Se os resistores R 2 e R 3 usam 6A e 2A respectivamente, totalizando 8 A. Logo, sobra para o resistor R 1 uma corrente i 1 = 16 A. Fazendo 1ª Lei de ohm tem-se que: U = R 1. i 1 96 = R R 1 = 96/16 R 1 = 6 Ω 4) Três lâmpadas idênticas (L 1, L 2 e L 3 ) de resistências elétricas constantes e valores nominais de tensão e potência iguais a 12V e 6W, compõem um circuito conectado a uma bateria de 12V. Devido à forma como foram ligadas, as lâmpadas L 2 e L 3 não brilham com a potência para a qual foram projetadas. (0,6) Considerando desprezíveis as resistências elétricas das conexões e dos fios de ligação utilizados nessa montagem, DETERMINE: a) a resistência das lâmpadas; b) a resistência equivalente do circuito; c) a corrente elétrica em cada lâmpada; d) a potência na lâmpada L 2 ; e) a potência total. a) Sabendo que as lâmpadas são idênticas e de valor nominal 12 V e 6W, determina-se a resistência elétrica R: P = U²/R 6 = (12)²/R R = 144/6 R = 6 Ω b) c) A d.d.p. no resistor de 24 Ω de cima é a mesma da dupla de resistores de baixo juntas. Sendo assim: U = R 1. i A 12 = 24. i A i A = 12/24 i A = 0,5A Na parte inferior a resistência é duas vezes maior, logo a corrente será duas vezes menor. Sendo assim:

4 i B = i A /2 i B = 0,25A d) P 2 = R 2. i 2 P 2 = 24. (0,25)² P 2 = 1,5 W e) A corrente total é i = 0,75 A. Logo a potência total é dada por: P = i. U P = 0, P = 9 W 5) Um trecho de um circuito elétrico é mostrado a seguir. Nesse trecho, a diferença de potencial elétrico é U = 60 V e a corrente i 1 tem intensidade igual 1 A. (0,6) Com base nas informações, RESPONDA: a) Qual é a corrente elétrica em R 2 e R 3? b) Qual é a potência dissipada no resistor R 1? c) Qual o valor da resistência R? a) Como R 1, R 2 e R 3 estão em paralelo, pode-se fazer a análise da proporção das correntes. Em R 2, por ser DUAS VEZES MENOR que R 1, a corrente será O DOBRO. Sendo assim: i 2 = 2.i 1 i 2 = 2 A Em R 3, por ser TRÊS VEZES MENOR que R 1, a corrente será O TRIPLO. Sendo assim: i 3 = 3.i 1 i 3 = 3 A b) P 1 = R 1.i 1 P 1 = 12.(1)² P 1 = 12 W c) No trecho em paralelo, a d.d.p. pode ser encontrada através de qualquer resistor pois em paralelo a d.d.p. é a mesma para todos. Sendo assim, fazendo para R 1, tem-se: U 1 = R 1. i 1 U 1 = U 1 = 12 V Se no ramo em paralelo a d.d.p. é 12 V e a d.d.p. total do circuito é 60 V, então sobram 48 V para o resistor R. A corrente que passa no resistor R é a corrente total, dada pela soma das correntes do paralelo. Portanto a corrente total será i = 1A + 2A + 3A i = 6A Aplicando a 1ª Lei de Ohm, tem-se: U = R. i 48 = R. 6 R = 48/6 R = 8 Ω

5 Duas lâmpadas, L 1 (40 W 110 V) e L 2 (100 W 110 V), são ligadas em paralelo, e a associação é ligada numa fonte de 110 V. (0,6) 6) Nessa situação, em L 1, a corrente elétrica é ; a diferença de potencial é, e a potência dissipada é que em L 2. As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por a) menor; igual; maior. b) igual; menor; igual. c) maior; igual; maior. d) igual; maior; menor. e) menor; igual; menor. Como as duas lâmpadas estão submetidas à mesma d.d.p., quem tiver menor potência terá menor corrente elétrica ( P = i. U ). Sendo assim, em L 1, a corrente elétrica é MENOR. Como as lâmpadas estão em paralelo, a d.d.p. é IGUAL para ambas as lâmpadas. Como as duas lâmpadas estão submetidas a 110 V que correspondem aos valores nominais de ambas, então, na lâmpada L 1, a potência (40 W) é MENOR que na lâmpada L 2 (100 W). 7) Considere duas situações. Na situação A, uma lâmpada é conectada a uma bateria, e, na situação B, duas lâmpadas iguais são conectadas em série à mesma bateria. (0,6) Comparando-se as duas situações, na situação B, a bateria fornece a) a mesma luminosidade. b) maior corrente. c) menor corrente. d) maior luminosidade. e) menor voltagem. Como na situação B há duas lâmpadas em série, a resistência equivalente é MAIOR. Se a bateria é a mesma, então estão submetidas à mesma d.d.p. nas duas situações. Como a resistência total do circuito aumentou, significa que está mais difícil a passagem de corrente elétrica, logo conclui-se que na situação B passa uma MENOR CORRENTE. Boa Prova!