Física C Extensivo V. 4

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1 GBITO Física C Extensivo V. Exercícios 0) F. lei de Ohm se refere a um tipo de resistor com resistência constante cuja resistência não depende nem da tensão aplicada nem da corrente elétrica. F. penas aqueles com resistência constante. F. Equação dos resistores. V. V. 0) 37 V i 0 05, V i V 3 i , V i Ω V 5 i , O aumento na tensão deve ser acompanhado de um aumento proporcional na corrente. 0) V. V. Como o gráfico V x I possui um comportamento não linear então temos uma resistência variável. F. Quanto menor o ângulo θ, maior é a resistência do elemento linear. V. θ > θ > 05) B 06) té 3 V é ôhmica, inclusive V 0 0, 0, 3 06, 5 Ω Perceba que todos esses gráficos apresentam resistência constante. 03) E V 0 V V 0 V V 3 30 V V 0 V V 5 50 V b) V i 50 Ω 0 Física C

2 GBITO 07) 06 08) C Não é ôhmico e quando: V 3 V e i V 3 i 3 Ω 09) C Em um resistor ôhmico a tensão é diretamente proporcional à corrente. 0) Conduto V i 8,,36 Ω 05, 36,,36 Ω 7,,36 Ω É ôhmico. Condutor V i 38, 6,36 Ω 05, 36,,36 Ω Não é ôhmico. a) V 36 i 8,5 Ω b) Como,5 Ω V. i V,5.,6 V 7, V ) v. i 8. 0,5 6 Ω 6 0,065 siemens 6 ) a) i 0,5 3) V i b) V V V i a) b) V i 9 03, 6 05, 0, 6 0, 30 Ω Ω 0 Ω 0 Ω ) Na posição, se a chave for ligada na posição, o D ficará polarizado reversamente. 5) a) Perceba pelo gráfico que a corrente aparece a partir de 0,7 V. b) V, 0, Ω i 06, V i 6) (V) ρl, 0 0, Ω (F) Para a maioria dos materiais, o aumento da temperatura ocasiona aumento da resistência. (F) O aumento de temperatura, para a maioria dos materiais, aumenta a resistividade. (F) Quanto maior a área menor a resistência elétrica. (V) (F) O aumento da temperatura poderá alterar sua resistência. (F) resistência elétrica é uma grandeza diretamente proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à área de sua secção transversal. 7) a) ρl Ω. 0 b) V. i V 5., 60 V 8) C ρl ρl ρ. l ssim,. 9) C ρl 3 3 L ρ3 L B 6ρ 6 ρl Física C

3 GBITO 0) 3ρ. L L c 3ρ 3 L 3ρ L D ρ 3 L ρ L E ρ Perceba pelos valores encontrados que a menor resistência é o material. ρl 0 ρ l πr ) D ρl perceba que d r r d Figura ρl ρl d πd π Figura ρl d π como d r r d ρl 8 πd Figura 3 como d r r d ρl 3 π( d) 3 3) E ρl ρ l πr ' ρ. 3l 5 ρ l então 5 r πr π 3 ' 5 ρl ρ l πr ρl. πr ρl π( r ) ) ssim,. 0 5 Ω ) V. i l km 000 m 0 mm 38,9. i i 0 Como ρl 0, ,9 Ω ρ ρ B (mesmo material) l l B Como v θ > θ B, pois tgθ i então > B. 0. Falso. mbos obedecem. 0. Verdadeiro. 0. Falso. Se > B e ~, então a < B. 08. Verdadeiro. 6. Falso. São iguais. 3. Falso. São iguais. 6. Falso. > B. Física C 3

4 GBITO 5) Se 0,3 Ω quando l km 000 m 3 d 900 kg/m e Cu 8 ρ,7. 0 Ω. m 30) d m v m d.v onde v base. h Como ρl ρl 8, , ssim, m d. base. h m m 0,5 kg 50 g m V. i V i 3 Ω a) ssim Ω 80 % B 00 % B 5 Ω b) V. i 5. i i, 6) C ρl ρ l πr Duplicando-se o diâmetro duplica-se também o raio. ' ρ l π( r) ssim, ρl onde ρ l πr πr 3) V 0 V i 5 t 5 mm 900 s P V. i P 0. 5 P 00 W Como: cal,8 J x J x, cal ' 7) E 0 mm ρ,. 0 Ω. mm m ρl fios total 70 mm 0,3 Ω 8) o [ + α (T T o )] 0 [ + 6, (50 0)] 0 [ ] 6,8 Ω 9) o [ + α (T T o )] 0 [ +, (T 0)] 0 +, T, , T T 00 o C V. i V i 3 03, 0 Ω P Q t 00 Q 900 Q J ou, cal 3) E,5 Kw h t 0 min. 6 hora P E P 5, P 5 W t 6 33) E (energia consumida) 3) C quantidade de energia consumida por intervalo de tempo. 35) P L 60W t h Pc 60 w tc? E L P L. t L E L 60. E L 660 w h E c P c. t c t c t c 0,5 h 5 min. Física C

5 GBITO 36) potência desse aparelho é: V 0 V E 0,37 kwh t 0 min 6 h P E t P 037,, kw 6 P 0 W Logo temos o aquecedor. 37) P 3000 w v 0 V P V. i i i 3,65 (dijuntor de 0) o dobrarmos a potência, P 6000 w dobraremos também a corrente i 7,7 Logo um dijuntor de 30, pelo menos, precisa ser instalado. P lâmpada 60 w E L P L. t L t L t L 7 h ) E chuveiro P. t wh. E micro-ondas P. t wh. 000 wh. ) t 0 min. 3 h P 00 w E P. t E kwh $0,5 kwh x x,00 3) kwh 3, J 300 kwh x ) C x,00 8 J E 00 wh (por dia) x 30 E 000 wh Kwh (mensal) Kwh 38) Lâmpada E P. t E lâmpadas E 00 wh Chuveiro E P. t E chuveiro E 500 wh Geladeira E 300. E geladeira E 300 wh Tevê E 00. E 00. TV E 00 wh Energia Total wh (por dia) x 30 Energia mensal wh 68 kwh 39) E 3,6 w. h 0 t 0 s h P E. t 0 P 3, P 3 w 0) P decodificador 6W E D P D t p E p 6. horas. 30 dias E D 30 w. h 5) E m. g. h (potencial das águas) E E, J como há um rendimento de 50% 50% E elétrica 0, J lâmpada de 00 w consome em s E elétrica 0, J lâmpada de 00 w consome em s E P. t E 00. E 00 j ssim, lâmpada 00 J x 0, J x 750 lâmpadas 6) C P 3 kw t h E p. t E 3. 0,75 kwh Quantidade 5 P w 7) Lâmpadas 00 v 00 v t 5h Física C 5

6 GBITO a) E P. t E E 500 wh x 5 lâmpadas x 30 dias E wh 75wh P w Chuveiro v 0 v t, h b) E chuveiro P. t E chuveiro 500., x 30 dias E chuveiro wh 90 kwh ferro P 000 w tevê v 0 v rádio geladeira t h c) E outros P. t E outros 000. x 30 dias E outros wh 30 kwh d) E total kwh Como: kwh 3, J 95 kwh x x 7, J 8) Graficamente percebemos que: a) L 305 w P 50 w b) São grandezas inversamente proporcionais, pois o produto do tempo de uma volta do disco pela respectiva potência é uma constante. 9) v, v i, v t. 0 3 s P v. i P, P 5. 0 w P E t E E 5.0 j 50) a) i máx P max. imáx 6000 V 0 i 50 máx b) energia consumida área hachurada Perceba que cada "quadradinho" hachurado tem uma área igual a: Logo E 0,5 kwh Como em um dia são completados 30 "quadrinhos". Então E consumida 30 X 0,5 kwh 5 kwh c) E mensal 5 kwh x kwh kwh $0, 50 kwh x x $5,00 5) P 00 cal/s P 00 x,8 J/s P 67 J/s watt i 80 P. i 67 (80) 6,5 Ω 5) V 0 V Ω P V 0 P 00 w 53) C Quando a diferença de potencial é a mesma, a potência é inversamente proporcional à resistência. Como é a menor, logo a sua potência será a maior. P V ρl 3 B B ρ3l 6ρL C C 3 ρ L 3ρL D D 3 ρl ρl 3 E E ρl ρl 5) L 0 m 0,0 m ρ Ω. m P 0,8 w 6 Física C

7 GBITO ρl. 0 Ω , P. i 0,8. 0. i i 90 55) V,5 v V 3v P 0,50 w V P V P 56) P 0 w V 0 V? P V 0 0 P V P? 5, 3 P 0, 50 P 0,6 w 0 Ω Quando a tensão passar a ser 0 V, a resistência se mantém. V. i 0 0. i i V 57) P Se V 0 V (00%) e considerando uma resistência de Ω P V P ( 0) P 8 00 w Se houver uma redução de 5%, V 09 V P V P ( 09) P 3 68 w 8 00 w 00% 3 68 w x% x 0% 58) D ρl precisamos diminuir a resistência. 59) B P I P II (mesma potência transmitida) UI UII, sendo mesmo material (ρ) e mesma área da ι ι ρi ρii sessão transversal (), têm-se: ι II, km ιii 900 km 00% (900,) km % energia perdida %E 6 vezes maior 60) 9 0. Verdadeiro. 0. Verdadeiro. o aumentarmos o comprimento, teremos mais resistência, assim menos potência e consequentemente menos energia gasta. 0. Falso. Quanto mais fino ( área), mais resistência mais calor. 08. Falso. Não funcionará. 6. Verdadeiro. 6) V, L m 00 g T o C c cal/g o C 6) Q m. c. T Q 00.. Q 00 cal como cal, J Q J V V t min. 50 s P E P t 50 w P V 6 Ω o aumentarmos,5 o comprimento ρl umentamos,5 a resistência P V e diminuímos,5 a potência p' 80 p' 3 W 5, 63) P 000 w v 0 v a) P V. i i i,55 Física C 7

8 GBITO b) V. i 0,55. 8, Ω c) E P. t E E j t 5 minutos 300 s 6) Perceba que a potência é diretamente proporcional ao quadrado da tensão. P V ntes: P V 600 v 0 v 000 v 09,5 v Depois: Se reduzirmos a tensão pela metade v' 5,77 V p' ( 5, 77 ) p' 3000 p' 50 w 0 0 través do segundo gráfico, obtemos para 50 m uma potência de saída aproximadamente,8 mw 75 mw 00%,8 mw x x,% 65) V 0 V P, KW 66) E V a) P. 00 ( 0) Ω b) E P. t E,. 0,5 E, KWh t 30 min. 0,5h KWh $ 0,50, KWh x x $,0 c) P V 0 P P 00 W, KW O relógio medidor indicou um consumo de 563 kwh no mês anterior e de 783 kwh na última leitura. diferença entre essas duas medidas determina um consumo de 0 kwh no período de um mês. ssim, como o valor do kwh na cidade é de $0,0, pode-se calcular o valor (P) a ser pago. kwh $0,0 0 kwh P P $,00 67) 9 0. Verdadeiro. 0. Verdadeiro. V V V 3V 5 Ω 0. Falso. i Pode 00 ser m aplicada, 00 m mas 600 o resistor m não será mais ôhmico. 08. Falso. V. i Ω 6. Verdadeiro. ρl 6, Ω, Falso. P V. i P P 00 mw P V. i P x P 800 mw 68) B ρ cu,7.0 8 Ω.m ρ l, Ω.m l cu l l Área cu Área l Então como ρ l > ρ cu ρl l > cu 69) Como a d.d.p. diminui vezes, a potência diminuirá vezes. Pois P V ssim, a nova potência p' 60 5 w 70) V 0 V P 5500 w T o 5 o C c J/g o C V a) P b) m 55 g t s P Q t 8,8 Ω 5500 Q Q 5500 J Q m. c. t (T 5) 5 T 5 8 Física C

9 GBITO T 0 o C Q c) P t 5500 Q Q 5500J Q m. c. t 5500 m.,55 m 5 g t 70 5 t 55 o C 7) 0 KΩ P w P. i i i i i 0,0 0 m 00 Deste modo, percebemos que enquanto aumentamos a d.d.p. aumentamos a corrente e a resistência. 7) V 0 V P 00 W 5. 0 mm m ρ Ω. m 0. 6 a) P V. i i i 0 b) V. i 0. 0 Ω 7) Na versão 0 V, a torneira apresenta a potência máxima de 5500 W, e sua resistência elétrica pode ser obtida pela expressão: 75) c) ρl l 8 l, m 5. 0 P U P ( 0) 5500 ( 0) 8,8 Ω o ligar essa torneira em tensão nominal de 7 V, a potência máxima nessa nova confi guração será: P U ( 7 ) 88, P 830 W 73) B Perceba que a inclinação do grafico não se mantém constante, logo a sua resistência varia com a corrente. Na verdade, quanto maior for a inclinação do gráfico, maior será a sua resistência. ssim, perceba que a inclinação em B é maior do que em. 0 litros/min T o C 50 Ω c J/g o C a) t min. 60 s m g Q m. c. T Q Q. 0 5 J P Q t P. 0 w P. i i i 0 b) energia elétrica consumida pelo resistor da torneira é integralmente transformada em calor (efeito joule), que é absorvido pela água, provocando o seu aquecimento. c) Podemos citar dois exemplos: ) reduzir a vazão da água; ) diminuir a resistência do resistor da torneira. tgθ B > tgθ B > Física C 9

10 GBITO 76) potência dissipada pelos chuveiros pode ser calculada por: chuveiro chuveiro B U UB P PB B De acordo com o enunciado, as potências dissipadas pelos chuveiros são iguais, então: P P B U U B B ( 7) ( 0) B 0,3 B 0 Física C