Colégio Municipal Walter Francklin

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1 Colégio Municipal Walter Francklin Professor Fabiano P. de Oliveira Alunos: n.ºs 3ºAno Lista de Exercícios de Física 1) Uma sala é iluminada por uma lâmpada incandescente de 100w. Supondo que somente 10% da energia utilizada são transformadas em luz e os restantes 90% em calor, a sala recebe, por hora, proveniente da lâmpada, uma quantidade de calor em kwh igual a: a) 40 c) 324 b) 90 d) 10 2) Uma pessoa que morava numa cidade, onde a voltagem nas residências é 110 V, mudou-se para outra cidade, onde a voltagem nas residências é 220 V. Esta pessoa possui um chuveiro elétrico, que funcionava normalmente na primeira cidade. Para que a potência do chuveiro que a pessoa levou na mudança não se altere, a adaptação a ser efetuada em sua resistência será: a) quadruplicar a resistência original. b) reduzir à quarta parte a resistência original. c) reduzir à metade a resistência original. d) duplicar a resistência original. 3) Uma lâmpada possui a seguinte inscrição: 5W - 5V. Qual é o valor da resistência elétrica desta lâmpada? a) 5 Ω c) 15 Ω b) 10 Ω d) 20 Ω 4) O diagrama abaixo representa um circuito simplificado de uma torradeira elétrica que funciona com uma tensão U = 120V. Um conjunto de resistores RT = 20Ω é responsável pelo aquecimento das torradas e um cronômetro determina o tempo durante o qual a torradeira permanece ligada. a) Qual é a corrente que circula em cada resistor RT quando a torradeira está em funcionamento? b) Sabendo-se que essa torradeira leva 50 segundos para preparar uma torrada, qual é a energia elétrica total consumida no preparo dessa torrada? c) O preparo da torrada só depende da energia elétrica total dissipada nos resistores. Se a torradeira funcionasse com dois resistores RT de cada lado da torrada, qual seria o novo tempo de preparo da torrada? 5) A figura representa uma associação de três resistores, todos de mesma resistência R. Se aplicarmos uma tensão de 6 volts entre os pontos A e C, a tensão a que ficará submetido o resistor ligado entre B e C será igual a a) 1 volt. c) 3 volts. e) 5 volts. b) 2 volts. d) 4 volts. 6) Um computador é ligado a um no-break que, basicamente, é um sistema armazenador de energia. Quando falta energia elétrica, o no-break entra em funcionamento, fazendo com que o computador permaneça funcionando por mais um certo tempo. Determine o tempo máximo que o computador fica ligado, após faltar energia elétrica, sabendo-se que a potência do computador é de 500W e que a energia máxima do no-break é de 2 kwh.

2 7) Atualmente, a maioria dos aparelhos eletrônicos, mesmo quando desligados, mantêm-se em standby, palavra inglesa que nesse caso significa pronto para usar. Manter o equipamento nesse modo de operação reduz o tempo necessário para que volte a operar e evita o desgaste provocado nos circuitos internos devido a picos de tensão que aparecem no instante em que é ligado. Em outras palavras, um aparelho nessa condição está sempre parcialmente ligado e, por isso, consome energia. Suponha que uma televisão mantida em standby dissipe uma potência de 12watts e que o custo do quilowatt-hora é R$0,50. Se ela for mantida em standby durante um ano (adote 1 ano = horas), o seu consumo de energia será, aproximadamente, de a) R$1,00. b) R$10,00. c) R$25,00. d) R$50,00. e) R$200,00. 8) Com os recursos energéticos disponíveis, é possível atender a um maior número de residências, se os moradores economizarem energia elétrica. A tabela abaixo apresenta elementos para a composição de uma cesta básica energética necessária para um domicílio habitado por 5 pessoas. Equipamentos Potência média Dias de uso no Tempo médio de Consumo médio elétricos (W) mês utilização por dia mensal (kwh) Geladeira h 60 Chuveiro elétrico min 70 5 lâmpadas (60W cada) h 45 Televisor h 9 Ferro elétrico h 9 Máquina de lavar min 9 roupas Aparelho de som h Adaptado de Bermann, C. Energia no Brasil: Para quê? Para quem? Crise e alternativas para um país sustentável, Dentre as alternativas abaixo, adotando-se os parâmetros utilizados na tabela, seria mais eficiente, para economizar energia, a) reduzir o tempo de utilização do chuveiro em 30%. b) substituir as 5 lâmpadas por outras de 20W. c) reduzir o tempo de utilização do ferro elétrico em 50%. d) lavar roupas manualmente. e) reduzir o tempo de utilização do televisor em 70%. 9) O gráfico abaixo mostra a potência elétrica consumida, ao longo do dia, em uma certa residência alimentada com a voltagem de 120 V. Se o kwh custa R$ 0,10, o valor pago por 30 dias de consumo é a) R$ 88,00. b) R$ 112,00. c) R$ 144,00. d) R$ 162,00.

3 10) A resistência elétrica do resistor equivalente da associação acima, entre os pontos A e B, é: a) 2R b) R c) R/2 d) R/3 e) R/4 11) Considere um circuito formado por 4 resistores iguais, interligados por fios perfeitamente condutores. Cada resistor tem resistência R e ocupa uma das arestas de um cubo, como mostra a figura a seguir. Aplicando entre os pontos A e B uma diferença de potencial V, a corrente que circulará entre A e B valerá: a) 4V/R. b) 2V/R. c) V/R. d) V/2R. e) V/4R. 12) Nos circuitos representados na figura abaixo, as lâmpadas 1, 2, 3, 4 e 5 são idênticas. As fontes que alimentam os circuitos são idênticas e ideais. Considere as seguintes afirmações sobre o brilho das lâmpadas. I. As lâmpadas 1, 4 e 5 brilham com mesma intensidade. II. As lâmpadas 2 e 3 brilham com mesma intensidade. III. O brilho da lâmpada 4 é maior do que o da lâmpada 2. Quais estão corretas? a) Apenas I. c) Apenas III. e) I, II e III. b) Apenas II. d) Apenas II e III. 13) Calcule as resistências equivalentes entre os pontos A e B. a) b) c) d)

4 e) f) 14) Em uma experiência, três lâmpadas idênticas {L1, L2, L3} foram inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se queimar. Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas, Em seguida, os extremos não comuns de L 1 e L 2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado na segunda figura. A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é: a) As três lâmpadas se apagam. b) As três lâmpadas permanecem acesas. c) L1 e L2 se apagam e L3 permanece acesa. d) L3 se apaga e L1 e L2 permanecem acesas. e) As três lâmpadas brilham menos. 15) Considerando que em uma casa estejam funcionando, simultaneamente, 5 lâmpadas de 60 W, um chuveiro de 2200 W (posição: verão), uma TV de 60 W e ainda um ferro elétrico de 800 W e que a tensão na rede de distribuição de energia elétrica é de 110 V. Assinale a alternativa CORRETA: a) Caso, todos os elementos elétricos da casa estejam ligados, durante 15 min, isto corresponderá a um consumo de energia elétrica de 0,84 kwh. b) No padrão de energia no interior da casa é suficiente, para a proteção do circuito elétrico, a colocação de dois disjuntores de 10 A, um ligado ao chuveiro e o outro aos demais elementos elétricos. c) Se todos os elementos resistivos estiverem ligados em série, a resistência equivalente dos mesmos é de 3,7 Ω. d) Como todos os elementos resistivos em uma casa são sempre ligados em série, o valor da resistência equivalente dos mesmos é de, aproximadamente, 1 kω. 16) Para a iluminação do navio são utilizadas lâmpadas de 60 W e 600 lâmpadas de 200 W, todas submetidas a uma tensão eficaz de 120 V, que ficam acesas, em média, 12 horas por dia. Considerando esses dados, determine: a) a corrente elétrica total necessária para mantê-las acesas; b) o custo aproximado, em reais, da energia por elas consumida em uma viagem de 10 dias, sabendo-se que o custo do kwh é R$ 0,40.

5 17) Uma nuvem de tempestade está a um potencial elétrico de 10 7 V em relação ao solo e descarrega-se emitindo um raio que dura 0,2s, com uma corrente de 10 3 A. Se toda energia do raio for convertida em energia térmica, a quantidade de calor liberada para a atmosfera e para o solo será, em joules, igual a 18) Uma bateria comercial de 1,5V é utilizada no circuito esquematizado abaixo, no qual o amperímetro e o voltímetro são considerados ideais. Varia-se a resistência R, e as correspondentes indicações do amperímetro e do voltímetro são usadas para construir o seguinte gráfico de voltagem (V) versus intensidade de corrente (I). Usando as informações do gráfico, calcule: a) o valor da resistência interna da bateria; b) a indicação do amperímetro quando a resistência R tem o valor 1,7Ω. 19) Uma bateria elétrica possui uma força eletromotriz de 1,5 V e resistência interna 0,1 Ω. Qual a diferença de potencial, em V, entre os polos desta bateria se ela estiver fornecendo 1,0 A a uma lâmpada? 20) As características de uma pilha, do tipo PX, estão apresentadas no quadro a seguir, tal como fornecidas pelo fabricante. Três dessas pilhas foram colocadas para operar, em série, em uma lanterna que possui uma lâmpada L, com resistência constante R L = 3,0 Ω. Por engano, uma das pilhas foi colocada invertida, como representado abaixo: Determine: a) A corrente I, em ampères, que passa pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, como na figura. b) A potência P, em watts, dissipada pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, como na figura. c) A razão F = P/P 0, entre a potência P dissipada pela lâmpada, com a pilha 2 invertida, e a potência P 0, que seria dissipada, se todas as pilhas estivessem posicionadas corretamente. 21) No circuito esquematizado, temos uma bateria, de força eletromotriz E = 6,0V e resistência interna r = 0,50Ω, e três resistores, de resistência R 1 = 30Ω, R 2 = 10Ω e R 3 = 2,0Ω. A corrente elétrica, em amperes, passando por R 1 e a potência, em watts, dissipada em R 2 valem, respectivamente: a) 0,15 e 1,0 b) 0,15 e 2,0 c) 0,30 e 2,0 d) 0,45 e 1,0 e) 0,60 e 0,2 22) A diferença de potencial obtida nos terminais de um gerador é 12 volts. Quando esses terminais são colocados em curto-circuito, a corrente elétrica fornecida pelo gerador é 5,0 ampères. Nessas condições, a resistência interna do gerador é, em ohms, igual a: a) 2,4 c) 9,6 e) 60 b) 7,0 d) 17

6 23) Um gerador é ligado a um resistor de resistência 11Ω, e verifica-se no circuito uma corrente elétrica de 1,0A. Em outra experiência, o mesmo gerador é ligado a um resistor de resistência 5,0 Ω, e a corrente elétrica é de 2,0 A. Pode-se concluir que a força eletromotriz do gerador e sua resistência interna são, respectivamente, a) 12 V e 2,0 Ω c) 10 V e 1,0 Ω e) 10 V e 2,0 Ω b) 12 V e 1,0 Ω d) 6,0 V e 3,0 Ω 24) Semelhante ao desembaçador de vidros de um carro, existe no mercado um desembaçador especial para espelhos de banheiro, frequentemente embaçados pela condensação do vapor de água que preenche o ambiente após um banho. A ideia do dispositivo é secar uma área do espelho para que esse possa ser utilizado mesmo após ter sido usado o chuveiro. Suponha que a resistência elétrica não sofra alteração significativa de seu valor com a mudança de temperatura. a) Atrás do espelho, colado sobre o vidro, encontra-se o circuito esquematizado, originalmente construído para ser utilizado sob uma diferença de potencial de 110V. Determine o que ocorrerá com a corrente elétrica se o desembaçador for ligado a uma diferença de potencial de 220V. b) Determine o novo valor da potência dissipada, supondo que dois dos fios resistivos tenham sido rompidos durante a montagem do espelho e que o desembaçador não danificado dissipe 40W quando ligado em 110V. 25) Uma luminária, com vários bocais para conexão de lâmpadas, possui um fusível de 5A para proteção da rede elétrica alimentada com uma tensão de 110V, como ilustrado na figura. Calcule a) a potência máxima que pode ser dissipada na luminária. b) o número máximo de lâmpadas de 150W que podem ser conectadas na luminária. 26) Três pilhas de f.e.m E = 1,5V e resistência interna r =1,0Ω são ligadas como na figura a seguir. A corrente que circula pelas pilhas é de: a) 0,50A, no sentido horário. b) 0,50A, no sentido anti-horário. c) 1,5A, no sentido horário. d) 2,0A, no sentido anti-horário. e) 2,0A, no sentido horário.