Valores eternos. MATÉRIA PROFESSOR(A)

Transcrição

1 Valores eternos. TD Recuperação ALUNO(A) MATÉRIA Física I PROFESSOR(A) Raphael ANO SEMESTRE DATA 2º 1º Julho/2013 TOTAL DE ESCORES ESCORES OBTIDOS Em um determinado local do espaço, existe um campo elétrico de intensidade E = N/C. Colocando-se aí uma partícula eletrizada com carga elétrica q = 2µC, qual a intensidade da força que agirá sobre ela? 2. As figuras ao lado mostram 3 (três) pares de cargas, a e b, c e d, f e g, e a configuração das linhas de força para o campo elétrico correspondente a cada par: Com relação aos sinais das cargas, podemos afirmar que: a) a, f e g são negativas. b) b, f e g são positivas. c) b, c e d são positivas. d) a, c e d são positivas. e) c, d, f e g são negativas. 3. Em um meio de constante eletrostática igual a 9, N.m 2 /C 2, encontra-se uma partícula solitária eletrizada com carga de +5,0µC. Qual o valor do potencial elétrico em um ponto P situado a 3,0m dessa partícula? 4. Determine a intensidade de um campo elétrico uniforme sabendo que a diferença de potencial entre duas de suas equipotenciais, separadas por 20cm, é de 300 V. 5. Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia. Pode-se afirmar que os passageiros: a) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus. b) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade. c) serão parcialmente atingidos, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do ônibus. d) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como blindagem. e) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um parar raios em sua carroceria.

2 6. Um capacitor plano a vácuo (vácuo entre as armaduras) é ligado a um gerador. Mantendo-o ligado ao citado gerador, introduz-se uma placa de um material dielétrico entre as suas armaduras. Consequentemente: a) a capacitância do capacitor diminui. b) a diferença de potencial entre as armaduras do capacitor aumenta. c) a carga elétrica do capacitor aumenta. d) a intensidade do campo elétrico entre as armaduras do capacitor aumenta. e) a energia potencial elétrica armazenada no capacitor diminui. 7. No circuito a seguir, o processo de carga dos capacitores de capacitâncias C 1 = 18µF e C 2 = 6µF já se encerrou. Determine: a) a carga armazenada em cada capacitor (Q 1 e Q 2 ); b) o módulo da diferença de potencial (U 1 ) no capacitor de capacitância C Rodrigo e Fernanda estavam montando um circuito e precisaram de cinco capacitores para armazenamento de carga elétrica de 10µF cada um. Fernanda, que tinha sido aluna do prof. Jeová, aprendeu que poderia simplificar este circuito com apenas um único capacitor de capacitância X. Este único capacitor iria armazenar a mesma energia que os outros dois juntos. Sabendo que os capacitores seriam ligados em PARALELO, determine qual o valor da capacitância X, em µf. a) 2 b) 5 c) 10 d) 50 e) 100 Física no dia a dia Uma das aplicações tecnológicas modernas da eletrostática foi a invenção da impressora a jato de tinta. Esse tipo de impressora utiliza pequenas gotas de tinta que podem ser eletricamente neutras ou eletrizadas positiva ou negativamente. Essas gotas são jogadas entre as placas defletoras da impressora, região onde existe um campo elétrico uniforme E, atingindo, então, o papel para formar as letras. 9. A figura ao lado mostra três gotas de tinta, que são lançadas para baixo, a partir do emissor. Após atravessar a região entre as placas, essas gotas vão impregnar o papel. (O campo elétrico uniforme está representado por apenas uma linha de força.) Pelos desvios sofridos, pode-se dizer que a gota 1, a 2 e a 3 estão, respectivamente: a) carregada negativamente, neutra e carregada positivamente. b) neutra, carregada positivamente e carregada negativamente. c) carregada positivamente, neutra e carregada negativamente. d) carregada positivamente, carregada negativamente e neutra. e) carregada negativamente, ente, carregada positivamente e neutra.

3 10. A intensidade da corrente elétrica que passa por um condutor metálico varia com o tempo, de acordo com o diagrama a seguir: Determine: a) o módulo da carga elétrica total que passa por uma seção transversal desse condutor, nos 8 segundos; b) a intensidade média de corrente elétrica nesse intervalo de tempo. 11. Um técnico de eletrônica precisa urgentemente instalar uma resistência de 20Ω em um circuito para finalizar um concerto, mas só dispõe na oficina de resistores de 8Ω. A combinação de resistores que garanta o funcionamento desse dispositivo será a seguinte: a) 1 associado em série, com 4 em paralelo. b) 2 em série, associados em paralelo com 1. c) 2 em série, associados em série, com 2 em paralelo. d) 2 em paralelo, associados em série, com 8 em paralelo. e) 4 em série, associados em paralelo com Na figura ao lado é representada uma associação de capacitores. Sendo Q a carga total armazenada, em Coulomb, calcule 4 Q µ F 2 µ F 4 µ F 13. A diferença de potencial U entre os terminais de um fio metálico ligado a uma pilha é igual a 1,2V e a intensidade da corrente que o percorre é 5A. Analise, então, as seguintes afirmações e marque V para alternativas verdadeiras e F para as alternativas falsas. ( ) Os portadores de carga elétrica que percorrem o fio são elétrons. ( ) A soma dos módulos das cargas dos portadores que passam por uma seção transversal do fio, em cada segundo, é igual a 5 coulombs. ( ) O fio recebe 1,2J de energia de cada coulomb de carga que o percorre de um terminal ao outro. ( ) A potência elétrica consumida pelo fio é igual a 6 W e isso significa que o fio recebe 6 joules de energia por segundo, na forma de energia térmica. 100V 14. Um chuveiro elétrico tem potência de 2800W, e uma lâmpada incandescente tem potência de 40W. Qual o tempo que a lâmpada deve ficar ligada para consumir a mesma energia gasta pelo chuveiro em dez minutos de funcionamento?

4 15. Três capacitores de capacitância C 1 = 20µF, C 2 = 40µF e C 3 = 40µF estão associados em série. Esta associação é ligada a uma fonte de fem ε, conforme a figura. Sabendo-se que a carga em uma das placas do capacitor C 1 é q = 30µC, a fem ε tem o valor de: (Lembrando que fem é a tensão elétrica que o circuito está sujeito) a) 24 V b) 12 V c) 6,0 V d) 4,5 V e) 3,0 V 16. 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 ao lado: Considerando que a resistência do corpo em situação normal é da ordem de 1 500Ω, o que acontecerá com uma pessoa sujeita a uma tensão elétrica de 220V? Adaptado de: DURAN, J. E. R. Biofísica: fundamentos e aplicações. 17. Com relação à associação de resistores em série, indique a alternativa incorreta: a) A resistência ia equivalente à associação é sempre maior que a de qualquer um dos resistores componentes. b) A intensidade de corrente elétrica é igual em todos os resistores. c) A soma das tensões nos terminais dos resistores componentes é igual à tensão nos terminais da associação. d) A tensão é necessariamente a mesma em todos os resistores. e) A potência elétrica dissipada é maior no resistor de maior resistência. 18. Um chuveiro é alimentado por dois fios de cobre de seção transversal de área igual a 4,0mm 2. Suponha que o chuveiro esteja ligado, de modo que a corrente elétrica nesses fios seja de 20A. Sabendo que os fios de cobre estão praticamente na temperatura ambiente e que, nessa temperatura, a resistividade do cobre é igual a 1, mm 2 /m, determine: a) a resistência elétrica de um trecho AB de um desses fios, de 80 cm de comprimento; b) a diferença de potencial entre os extremos A e B do trecho a que se refere o item anterior.

5 O Gerador Van der Graaff Um gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente de holandeses, Robert Jemison van de Graaff por volta de A máquina foi logo empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas.versões pequenas do gerador de Van de Graff são frequentemente vistas em demonstrações sobre eletricidade, produzindo o efeito de arrepiar os cabelos de quem tocar na cúpula, isolado da terra, pois o cabelo fica eletrizado com cargas da mesma polaridade, que consequentemente se repelem. 19. Três pequenas esferas metálicas A, B e C idênticas estão eletrizadas com cargas +3q, 2q e +5q, respectivamente. Determine a carga de cada uma após um contato simultâneo entre as três. 20. Durante uma aula de Física, uma aluna de longos cabelos loiros começa a penteá-los usando pente de plástico. Após passar o pente pelos cabelos, nota que ele atrai pequenos pedaços de papel que se encontram sobre sua carteira. Admirada, ela pergunta ao professor qual a explicação para tal fato. O professor pede que os demais alunos se manifestem. Cinco deles deram respostas diferentes, qual(is) acertou(aram) a explicação? Coloque V para alternativas verdadeiras e F para as falsas. a) ( ) Aluno A O pente é um bom condutor elétrico. b) ( ) Aluna B O papel é um bom condutor elétrico. c) ( ) Aluno C Os pedaços de papel já estavam eletrizados. d) ( ) Aluna D O pente ficou eletrizado por atrito no cabelo. e) ( ) Aluno E Entre o pente e os pedaços de papel ocorre atração gravitacional. 21. Dois corpos x e y são eletrizados por atrito, tendo o corpo x cedido elétrons a y. Em seguida, outro corpo, z, inicialmente neutro, é eletrizado por contato com o corpo x. No final dos processos citados, as cargas elétricas (positivas ou negativas) de x, y e z são respectivamente: Justifique a sua resposta para cada carga. 22. Duas pequenas esferas idênticas estão eletrizadas com cargas de 6,0 µc e 10 µc, respectivamente. Colocando-se as esferas em contato, o número de elétrons que passam de uma esfera para a outra vale: (Dado: carga elementar e = 1, C) 23. Determine o módulo da força de interação entre duas partículas eletrizadas com + 4,0 µc e -3,0µC, estando elas no vácuo à distância de 0,06m uma da outra. (Dado: constante eletrostática do vácuo K 0 = 9, N.m 2 /C 2 )

6 24. Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esquematizada a seguir. Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afasta-se um pouco uma esfera da outra. Finalmente, sem mexer mais nas esferas, remove-se a barra, levando-a para muito longe das esferas. Nessa situação final,a figura que melhor representa a distribuição de cargas nas duas esferas é: 25. A intensidade da força elétrica entre duas cargas puntiformes, Q 1 = 6 µc e Q 2 = 3 µc, colocadas no vácuo, sofre redução quando essas cargas são mergulhadas, a mesma distância, em água. Sendo a distância entre as cargas de 3cm e a intensidade da força elétrica F = 2,2N, o valor da constante eletrostática na água, em N.m 2 /C 2, é igual a: a) 9, b) 6, c) 4, d) 2, e) 1, Três pequenas esferas carregadas com cargas de mesmo módulo, sendo A positiva e B e C negativas, estão presas nos vértices de um triângulo equilátero. No instante em que elas são soltas simultaneamente, a direção e o sentido de suas acelerações serão mais bem representados pelo esquema: (Observação: explique na própria figura, colocando vetores que justifiquem a sua resposta.)