Colégio Guilherme Dumont Villares Avaliação: TRABALHO DE FÍSICA - TERCEIRO ANO - 2 TRI Professor(a): Carlos Eduardo Saes Moreno.

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1 Colégio Guilherme Dumont Villares Avaliação: TRABALHO DE FÍSICA TERCEIRO ANO 2 TRI Professor(a): Carlos Eduardo Saes Moreno Aluno(a): Nº: Turm a: Data: / / Nota: Introdução: Questão 1 Física Eletrodinâmica ID: resistores5 Simples Escolha* O gráfico representa a curva característica tensãocorrente para um determinado resistor. Em relação ao resistor, é CORRETO afirmar: é ôhmico e sua resistência vale 4,5 x 10 2 W é ôhmico e sua resistência vale 1,8 x 10 2 W é ôhmico e sua resistência vale 2,5 x 10 2 W não é ôhmico e sua resistência vale 0,40 W não é ôhmico e sua resistência vale 0,25 W 1/30

2 Questão 2 Física Eletrodinâmica ID: associação12 Simples Escolha* Brincando com resistores, um estudante monta o bonequinho esquematizado. Enquanto uma das mãos do boneco toca o pólo positivo de uma pilha de 1,5 V, os pés mantêm contato com uma placa metálica condutora onde o outro pólo da pilha está encostado. Como conseqüência, a lâmpada se acende. Se a lâmpada e os três resistores utilizados têm resistências iguais e de valor 2,0?, a potência elétrica dissipada pela lâmpada em funcionamento é, em W, 0,03 0,09 0,18 0,30 0,90 2/30

3 Questão 3 Física Eletrodinâmica ID: resistores14 Simples Escolha* Um fio de comprimento e possui uma dada resistividade elétrica. Quando esse fio é conectado nos terminais de uma bateria, ele é percorrido por uma corrente i. O fio é cortado ao meio e colocado em paralelo nos terminais da mesma bateria. A corrente que circula por cada metade do fio, nesse caso, será de: 2i 3i 4i 8i 10i Questão 4 Física Eletrodinâmica ID: resistores9 Simples Escolha* Visando economizar energia elétrica, uma família que, em 30 dias, consumia em média 240 kwh, substituiu doze lâmpadas de sua residência, dez de 60 W e duas de 100 W, por lâmpadas econômicas de 25 W. Na situação em que as lâmpadas ficam acesas 4 horas por dia, a troca resultou em uma economia de energia elétrica, aproximadamente, de: 62% 37% 25% 15% 5% 3/30

4 Questão 5 Física Eletrodinâmica ID: associação9 Simples Escolha* No circuito elétrico representado no esquema abaixo, a corrente no resistor de 6? é de 4 A e no de 12? é de 2 A. Nessas condições, a resistência do resistor R e a tensão U aplicada entre os pontos C e D valem, respectivamente: 6? e 42 V 2? e 36 V 12? e 18 V 8? e 5 V 9? e 72 V 4/30

5 Questão 6 Física Eletrodinâmica ID: associação2 Simples Escolha* No circuito elétrico abaixo determine o valor da resistência equivalente entre os pontos A e B. 16 b) 15 c) 30 d) 40 e) /30

6 Questão 7 Física Eletrodinâmica ID: resistores11 Simples Escolha* O alemão Georg Simon Ohm ( ) verificou experimentalmente que a resistência elétrica de um objeto depende do material que o constitui, das dimensões e de sua temperatura. Um condutor sólido cilíndrico tem raio R e comprimento L. Outro condutor cilíndrico de mesmo material, comprimento L, e raio R é oco ao longo de seu eixo. O raio interno é r. Estando os dois condutores à mesma temperatura, a relação entre as resistências R maciço /R oco é: (r 2 R 2 )/ r 2 1 (r 2 /R 2 ) r 2 /R 2 (R r) 2 /R 2 r 2 /2R 2 6/30

7 Questão 8 Física Eletrodinâmica ID: associação7 Simples Escolha* O setor agropecuário, nos últimos anos, vem passando por grandes transformações. Atualmente, as propriedades rurais são dotadas de um bom nível de conforto, o que anteriormente era privilégio somente dos habitantes urbanos. Sem dúvida, a energia elétrica é a principal responsável por essa modernização. Ela permite desde a implantação de motores elétricos, que aumentam a capacidade produtiva da fazenda, até uma iluminação eficiente bem como a utilização de aparelhos de comunicação, como rádio, telefone, TV e vários outros, proporcionando melhor qualidade de vida e reduzindo o êxodo rural. Dessa maneira, a construção de usinas de pequeno porte pode ser uma alternativa para o fornecimento de energia elétrica para pequenas propriedades rurais. Em granjas, por exemplo, é comum a utilização de chocadeiras de ovos. Uma chocadeira de ovos comum necessita de quatro lâmpadas de 40 W 120 V para aquecer o ambiente interno. Essas lâmpadas devem ficar ligadas 24 horas. De acordo com o texto, assinale a alternativa CORRETA. Utilizandose a usina hidroelétrica e supondo que as lâmpadas da chocadeira estão associadas em paralelo, é possível fornecer energia elétrica para 150 chocadeiras por dia. Na tabela acima a capacidade de geração está relacionada à potência elétrica gerada em cada tipo de usina. Na usina eólica, a energia é do tipo não renovável. Supondo que a tensão permaneça constante na associação das lâmpadas da chocadeira, a potência total será a mesma independente de a ligação ser em série ou em paralelo. Supondo que a tensão elétrica obtida gerada a partir de painéis fotovoltaicos seja contínua e igual a 220 V, se ligarmos as lâmpadas da chocadeira em série, nesta tensão elas funcionarão normalmente. 7/30

8 Questão 9 Física Eletrodinâmica ID: associação10 Simples Escolha* A corrente elétrica i 1, indicada no circuito representado no esquema abaixo, vale 3,0 A. De acordo com as outras indicações do esquema, a diferença de potencial entre os pontos X e Y, em volts, vale: 4,0 7, /30

9 Questão 10 Física Eletrodinâmica ID: resistores2 Simples Escolha* Seguem a seguir alguns trechos de uma matéria da revista Superinteressante, que descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionandoos com o consumo de energia e efeitos sobre o ambiente. I. Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de água, que depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5 quilowatthora (cerca de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma maneira... II. Na hora de ir para o trabalho, o percurso médio dos moradores de Barcelona mostra que o carro libera 90 gramas do venenoso monóxido de carbono e 25 gramas de óxidos de nitrogênio... Ao mesmo tempo, o carro consome combustível equivalente a 8,9 kwh. III. Na hora de recolher o lixo doméstico... quase 1kg por dia. Em cada quilo há aproximadamente 240 gramas de papel, papelão e embalagens; 80 gramas de plástico; 55 gramas de metal, 40 gramas de material biodegradável e 80 gramas de vidro. Com relação ao trecho I, supondo a existência de um chuveiro elétrico, podese afirmar que: a energia usada para aquecer o chuveiro é de origem química, transformandose em energia elétrica. a energia elétrica é transformada no chuveiro em energia mecânica e, posteriormente, em energia térmica. o aquecimento da água devese à resistência do chuveiro, onde a energia elétrica é transformada em energia térmica. a energia térmica consumida nesse banho é posteriormente transformada em energia elétrica. como a geração da energia perturba o ambiente, podese concluir que sua fonte é algum derivado do petróleo. 9/30

10 Questão 11 Física Eletrodinâmica ID: resistores4 Simples Escolha* O gráfico adiante representa o comportamento da resistência de um fio condutor em função da temperatura em K. O fato de o valor da resistência ficar desprezível abaixo de certa temperatura caracteriza o fenômeno da supercondutividade. Pretendese usar o fio na construção de uma linha de transmissão de energia elétrica em corrente contínua. À temperatura ambiente de 300 K a linha seria percorrida por uma corrente de 1000 A, com uma certa perda de energia na linha. Qual seria o valor da corrente na linha, com a mesma perda de energia, se a temperatura do fio fosse baixada para 100 K? 500 A 1000 A 2000 A 3000 A 4000 A 10/30

11 Questão 12 Física Eletrodinâmica ID: associação3 Simples Escolha* Pensando em como utilizar o imenso estoque de resistores de 20? e 5? que estavam encalhados no depósito de uma fábrica, o engenheiro responsável determina que se faça uma associação de valor equivalente (entre os pontos A e B) ao resistor de que precisariam para a montagem de um determinado aparelho. O funcionário que fazia a soldagem do circuito alternativo, distraidamente, trocou a ordem dos resistores e um lote intenso de associações teve que ser descartado. As resistências corretas em cada associação deveriam ser: R 1 = 20?, R 2 = 20? e R 3 = 5?. As resistências montadas erradamente em cada associação foram: R 1 = 5?, R 2 = 20? e R 3 = 20?. A troca dos resistores acarretou uma diminuição da resistência desejada, em cada associação, de: 5? 9? 15? 24? 25? 11/30

12 Questão 13 Física Eletrodinâmica ID: resistores3 Simples Escolha* As companhias de eletricidade geralmente usam medidores calibrados em quilowatthora (kwh). Um kwh representa o trabalho realizado por uma máquina desenvolvendo potência igual a 1 kw durante 1 hora. Numa conta mensal de energia elétrica de uma residência com quatro moradores, lêemse, entre outros, os seguintes valores: CONSUMO (kwh) 300 TOTAL A PAGAR (R$) 75,00 Cada um dos quatro moradores toma um banho diário, um de cada vez, num chuveiro elétrico de 3 kw. Se cada banho tem duração de 5 minutos, o custo ao final de um mês (30 dias) da energia consumida pelo chuveiro é de: R$ 4,50 R$ 7,50 R$ 15,00 R$ 22,50 R$ 45,00 12/30

13 Questão 14 Física Eletrodinâmica ID: resistores12 Simples Escolha* Considere dois cabos elétricos de mesmo material e com as seguintes características: Sabese que o peso do cabo 2 é o quádruplo do peso do cabo 1. Calcule o valor da resistência elétrica R 2. 3 W 4 W 6 W 9 W 12 W 13/30

14 Questão 15 Física Eletrodinâmica ID: associação14 Simples Escolha* Determine a resistência equivalente em cada uma das associações abaixo, entre os pontos especificados. 2, 20 e 10 5, 6 e 11 7, 9 e 13 8, 16 e 17 15, 21 e 30 14/30

15 Questão 16 Física Eletrodinâmica ID: associação11 Simples Escolha* A figura seguinte representa um circuito elétrico composto por uma fonte ideal e três resistores. Quando a corrente elétrica que passa no resistor de 2? é de 6 A, a potência dissipada pelo resistor de 6?, em watts, é igual a: /30

16 Questão 17 Física Eletrodinâmica ID: associação4 Simples Escolha* Um anel feito a partir de um fio condutor homogêneo possui, entre pontos diametralmente opostos, uma resistência R. Se cortarmos esse anel em quatro partes iguais, duas a duas, tendo os pedaços maiores o dobro do comprimento dos pedaços menores, e os ligarmos como mostra a figura acima, podemos afirmar que, entre os pontos A e B, a resistência valerá: R/2 R/4 R R/3 5R/2 16/30

17 Questão 18 Física Eletrodinâmica ID: resistor15 Simples Escolha* Sobre as características de resistores exclusivamente ôhmicos, analise: I. a potência elétrica dissipada pelo resistor depende do valor da intensidade da corrente elétrica que o atravessa; II. a resistividade é uma característica do material do qual o resistor é feito, e quanto maior for o valor da resistividade, mantidas as dimensões espaciais, menos condutor é esse resistor; III. a classificação como resistor ôhmico se dá pelo fato de que nesses resistores, os valores da diferença de potencial aplicada e da intensidade de corrente elétrica quando multiplicados, geram sempre um mesmo valor constante; IV. A potência elétrica total de um circuito elétrico sob diferença de potencial não nula e constituída apenas por resistores é igual à soma das potências dissipadas individualmente em cada resistor, independentemente de como eles são associados. Está correto apenas o contido em: I e II I e III III e IV I, II e IV II, III e IV 17/30

18 Questão 19 Física Eletrodinâmica ID: associação15 Simples Escolha* Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela a seguir fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico. Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1kWh é R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente: R$ 135 R$ 165 R$ 190 R$ 210 R$ /30

19 Questão 20 Física Eletrodinâmica ID: resistores1 Simples Escolha* Uma estudante, descontente com o desempenho de seu secador de cabelos, resolve aumentar a potência elétrica do aparelho. Sabendose que o secador tem potência elétrica nominal 1200 W e opera em 220 V, a estudante deve: ligar o secador numa tomada de 110 V. aumentar o comprimento do fio metálico que constitui o resistor do secador. diminuir o comprimento do fio metálico que constitui o resistor do secador. diminuir a espessura do fio metálico que constitui o resistor do secador. trocar o material do fio metálico que constitui o resistor do secador por outro de maior resistividade. 19/30

20 Questão 21 Física Eletrodinâmica ID: associação1 Simples Escolha* Considere o circuito representado no esquema abaixo, onde cada resistência vale 100?. A resistência equivalente entre os terminais X e Y, em ohms, é igual a: /30

21 Questão 22 Física Eletrodinâmica ID: resistores10 Simples Escolha* Para variar a potência dissipada por aparelhos tais como chuveiros, aquecedores elétricos, lâmpadas incandescentes, são projetados resistores com diferentes resistências elétricas. Em um projeto, um fio condutor de comprimento l e de diâmetro da seção transversal D teve reduzidos à metade tanto o seu diâmetro quanto o seu comprimento (conforme está representado na figura). O que acontecerá com a resistência R' do novo fio, quando comparada à resistência R do fio original? R/R = 1/4 R/R = 1/8 R/R = 1/2 R/R = 4 R/R = 2 21/30

22 Questão 23 Física Eletrodinâmica ID: resistores8 Simples Escolha* Uma pessoa mudouse do estado de Santa Catarina, onde a tensão da rede elétrica é 220 V, para o estado do Paraná, onde a tensão é 110 V. Levou consigo um chuveiro, cuja potência nominal é de 2200 W. Instalado no estado do Paraná, para que o chuveiro continue a dissipar a mesma potência por efeito Joule, sua resistência elétrica deve ser: quadruplicada. reduzida à metade do valor original. reduzida a um quarto do valor original. dobrada. mantida inalterada. 22/30

23 Questão 24 Física Eletrodinâmica ID: associação8 Simples Escolha* Considere um circuito formado por quatro resistores iguais, interligados por fios perfeitamente condutores. Cada resistor tem resistência R e ocupa uma das arestas de um cubo, como mostra a figura. Aplicando entre os pontos A e B uma diferença de potencial U, a corrente que circulará entre A e B valerá: 4U/R 2U/R U/R U/2R U/4R 23/30

24 Questão 25 Física Eletrodinâmica ID: associação5 Simples Escolha* A figura a seguir mostra um circuito simples que alimenta um chuveiro elétrico C. Dentre os sistemas de resistências a seguir, o que aquecerá mais rapidamente a água é: 24/30

25 Questão 26 Física Eletrodinâmica ID: resistores7 Simples Escolha* Chamase "gato" uma ligação elétrica clandestina entre a rede e uma residência. Usualmente, o "gato" infringe normas de segurança, porque é feito por pessoas não especializadas. O choque elétrico, que pode ocorrer devido a um "gato" malfeito, é causado por uma corrente elétrica que passa através do corpo humano. Considere a resistência do corpo humano como 105? para pele seca e 103? para pele molhada. Se uma pessoa com a pele molhada toca os dois pólos de uma tomada de 220 V, a corrente que a atravessa, em A, é: 2, , ,5 2, , /30

26 Questão 27 Física Eletrodinâmica ID: associação13 Simples Escolha* Um barco de pesca era o mais iluminado do porto. Em cada cabresto, o pescador distribuiu cinco lâmpadas, todas idênticas e ligadas em série, conectando os extremos dessas ligações à bateria de 12 V da embarcação, segundo a configuração esquematizada. Quando acesas todas essas lâmpadas, uma potência de 100 W era requisitada da bateria. Supondo que o fio utilizado nas conexões tenha resistência elétrica desprezível, a corrente elétrica que atravessava uma lâmpada do circuito é, aproximadamente: 2,4 A 2,1 A 1,7 A 1,5 A 0,4 A 26/30

27 Questão 28 Física Eletrodinâmica ID: associação6 Simples Escolha* Dois resistores R 1 = 1? e R 2 = 2? são ligados a uma bateria de 2 V. De que maneira esses dois resistores devem ser combinados para que a potência dissipada no circuito seja a menor possível? Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 4/3 W. Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 3/4 W. Os resistores podem ser igualmente colocados em série ou em paralelo, e a potência dissipada será de 1 W. Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 4/3 W. Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 3/4 W. 27/30

28 Questão 29 Física Eletrodinâmica ID: resistores6 Simples Escolha* Nos choques elétricos, as correntes que fluem através do corpo humano podem causar danos biológicos que, de acordo com a intensidade da corrente, são classificados segundo a tabela a seguir. Considerando que a resistência do corpo em situação normal e da ordem de 1500 W, em qual das faixas acima se enquadra uma pessoa sujeita a uma tensão elétrica de 220 V? I II III IV V 28/30

29 Questão 30 Física Eletrodinâmica ID: resistores13 Simples Escolha* Um fio condutor é derretido quando o calor gerado pela corrente que passa por ele se mantém maior que o calor perdido pela superfície do fio (desprezando a condução de calor pelos contatos). Dado que uma corrente de 1 A é a mínima necessária para derreter um fio de seção transversal circular de 1 mm de raio e 1 cm de comprimento, determine a corrente mínima necessária para derreter um outro fio da mesma substância com seção transversal circular de 4 mm de raio e 4 cm de comprimento. 1/8 A 1/4 A 1 A 4 A 8 A * Observações: Questões simples escolha: Apenas uma alternativa deve ser assinalada. Questões múltipla escolha: Mais de uma alternativa pode ser assinalada. Questões somatório: Some os valores das alternativas que atendem ao enunciado. Questões verdadeiro/falso: Assinale V ou F em cada uma das alternativas. Questões discursivas: Responda de próprio punho. 29/30

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