ísca Setor Prof.: Índce-controle de Estudo ula 37 (pág. 88) D TM TC ula 38 (pág. 88) D TM TC ula 39 (pág. 88) D TM TC ula 40 (pág. 91) D TM TC ula 41 (pág. 94) D TM TC ula 42 (pág. 94) D TM TC ula 43 (pág. 94) D TM TC ula 44 (pág. 97) D TM TC ula 45 (pág. 97) D TM TC ula 46 (pág. 97) D TM TC ula 47 (pág. 101) D TM TC ula 48 (pág. 101) D TM TC enal Caderno 8 Códgo: 828272410
ulas 37 a 39 Meddas elétrcas 1. mperímetros e voltímetros Por eecutarem medções de corrente, os amperímetros, representados smbolcamente por um círculo, devem ser assocados em sére aos dspostvos a serem testados. Por eecutarem medções de dferença de potencal, os voltímetros, representados smbolcamente por um círculo, devem ser assocados em paralelo aos dspostvos a serem testados. mperímetro ou voltímetro 2. Ponte de Wheatstone Crcuto utlado para determnar o valor de uma resstênca elétrca. Instrumento bastante precso, é consttuído por quatro resstores lgados entre s na forma de um losango, sendo almentado por um gerador. R 1 R 2 1 G g C 2 R 4 R 3 r D E ensno médo 2ª- sére benal 88 sstema anglo de ensno
1. (PUC-SP) Um determnado crcuto elétrco contém 3 lâmpadas, L 1, L 2 e L 3, uma batera, de força eletromotr E e resstênca nterna despreível, um amperímetro () e um voltímetro () deas. s lâmpadas L 2 e L 3 estão lgadas em paralelo entre s, e em sére com a lâmpada L 1. Pretende-se medr a ddp e a ntensdade de corrente na lâmpada L 1. O esquema que representa corretamente a stuação apresentada é: a) L 2 d) L 1 L 1 E L 3 E L 2 L 3 b) L 2 e) L 1 L 3 L 2 L 1 L 3 E E c) L 2 L 1 L 3 E O voltímetro deve ser lgado em paralelo com L 1. O amperímetro deve ser lgado em sére com L 1. Então, o esquema correto é: L 2 2 L 1 1 L 3 3 E 1 lternatva correta: a ensno médo 2ª- sére benal 89 sstema anglo de ensno
2. fgura representa um trecho de um crcuto onde o amperímetro tem resstênca nterna R = 1 Ω, e o voltímetro, resstênca nterna R = 1000 Ω. marcação do amperímetro é 20 m, e a do voltímetro, 2. R 3. O crcuto elétrco da fgura a segur apresenta uma ponte de Wheatstone em equlíbro, sto é, não passa corrente elétrca no galvanômetro G quando estabelecemos uma dferença de potencal entre os pontos e. Determne o valor de cada uma das resstêncas elétrcas R. 1,0 Ω R a) Determne o valor da resstênca R, consderando os meddores deas. b) Determne o valor da resstênca R, consderando a resstênca nterna dos meddores. c) Comparando-se os resultados obtdos, qual fo o erro cometdo ao consderar os meddores deas? U a) Como R =, vem: 2 R = = 100 Ω. 0,02 b) fgura representa a stuação pedda: R G 4,0 Ω 2,0 Ω O valor da resstênca R, mostrada na fgura, é: R 1 R G R R R 2 R 3 R Entre os pontos e temos uma assocação em sére de R e R. plcando-se a Le de Ohm (U = R) a essa assocação, temos: U = (R R ) Então: 2 = (1 R) 0,02 R = 99 Ω. (100 99) c) Erro cometdo: = 0,01 = 1% 100 R R = 2 Como a ponte de Wheatstone está em equílbro: R 1 R 3 = R 2 R Logo: 1 2 = 4 R Então: R = 0,5 Ω R = 1 Ω. ensno médo 2ª- sére benal 90 sstema anglo de ensno
UL 39 aça os eercícos 25 e 26. Consulte Lvro 2 Capítulo 37 Caderno de Eercícos 2 Capítulo 37 Tarefa Mínma UL 37 1. Lea os tens 1 e 2. 2. aça os eercícos 1 e 2. UL 38 1. Lea o tem 3. 2. aça os eercícos 8 e 23. Tarefa Complementar UL 37 aça os eercícos 6 e 7. UL 38 aça os eercícos de 9 a 11. UL 39 aça os eercícos de 27 a 31. ula 40 Campo magnétco 1. enômenos magnétcos Ímã em forma de barra ússola: Norte e Sul geográfcos ensno médo 2ª- sére benal 91 sstema anglo de ensno
N N S N S S S N S N N S S N S N S N S N Interações entre ímãs Inseparabldade dos polos 2. eperênca de Oërsted mperímetro Chave deslgada Chave lgada 3. etor campo de ndução magnétca orentação do ímã será a mesma de 1 Lnha de ndução 2 3 4. Campo de ndução magnétca de ímãs N S Campo de ndução magnétca: ímã em forma de barra ensno médo 2ª- sére benal 92 sstema anglo de ensno
N S Campo de ndução magnétca: ímã em forma de U ssnale verdadero () ou falso () em cada uma das afrmações a segur. a) ( ) Os fenômenos magnétcos são lgados dretamente aos fenômenos elétrcos. b) ( ) atração entre um ímã em forma de barra e lmalha de ferro é tanto mas ntensa quanto mas afastada a lmalha estver das etremdades da barra. c) ( ) Os ímãs em forma de barra têm dos polos stuados nas etremdades da barra. d) ( ) O polo norte de uma bússola aponta para o polo sul geográfco. e) ( ) Os ímãs eercem nterações de repulsão, quando se apromam polos de mesmo nome, e de atração, quando se apromam polos de nomes dferentes. f) ( ) o cortarmos um ímã em duas partes guas, verfcamos que essas partes se transformam em dos novos ímãs. g) ( ) passagem de corrente elétrca através de um fo condutor não produ nterações com ímãs. h) ( ) O campo magnétco é meddo no Sstema Internaconal em uma undade denomnada tesla (T). ) ( ) s lnhas de ndução são sempre tangentes ao vetor campo de ndução magnétca em cada ponto, e orentadas no mesmo sentdo do campo. Consulte Lvro 2 Capítulo 38 Caderno de Eercícos 2 Capítulo 38 Tarefa Mínma 1. Lea os tens de 1 a 3. 2. aça os eercícos de 1 a 4. Tarefa Complementar 1. Lea os tens 4 e 5. 2. aça os eercícos de 6 a 9. ensno médo 2ª- sére benal 93 sstema anglo de ensno
ulas 41 a 43 Campo magnétco 1. Campo de ndução magnétca de um condutor reto 3 2 1 4 Campo de ndução magnétca: condutor reto Empurrão r P a) Dreção: tangente à lnha de ndução que passa pelo ponto P. b) Sentdo: dado pela regra da mão dreta nº- 1. μ 0 T m c) Intensdade: = μ 0 = 4π 10 7 2πr ensno médo 2ª- sére benal 94 sstema anglo de ensno
2. Campo de ndução magnétca de uma espra crcular Campo de ndução magnétca: espra crcular a) Dreção: perpendcular ao plano da espra. b) Sentdo: dado pela regra da mão dreta nº- 1. r Empurrão c) Intensdade: = μ 0 2R 3. Campo de ndução magnétca de um solenode Polo norte Polo sul Campo de ndução magnétca: solenode = μ 0 N L, sendo N = nº- de espras; L = comprmento do solenode. ensno médo 2ª- sére benal 95 sstema anglo de ensno
1. fgura abao representa um condutor retlíneo e longo merso no ar, perpendcular ao plano da fgura, percorrdo por uma corrente contínua de 2, cujo sentdo está orentado para o observador. Os pontos, Y e Z estão contdos no plano da fgura, a uma dstânca de, respectvamente, r = 0,1m, r = 0,2m e r = 0,3m. μ 0 = 4 π 10 7 T m Y Z 0,1 m 0,1 m 0,1 m a) Calcule a ntensdade dos vetores campo magnétco em cada ponto. b) Represente grafcamente os vetores campo magnétco em cada ponto. μ 0 a) Como =, vem: 2πr Para o ponto : 4π 10 = 7 2 10 = 7 2 = 4,0 10 6 T 2 π r 0,1 Para o ponto Y: 4π 10 2 10 = 7 = 7 2 = 2,0 10 6 T 2 π r 0,2 Para o ponto Z: 4π 10 = 7 2 10 = 7 2 = 1,3 10 6 T 2 π r 0,3 b) 2. espra crcular, representada na fgura a segur, está mersa no ar, tem rao 10cm e é percorrda por uma corrente elétrca de ntensdade 4. μ 0 = 4 π 10 7 Sobre o campo magnétco no centro da espra, determne: a) a dreção e o sentdo; b) a ntensdade. a) De acordo com a fgura, a espra é percorrda por uma corrente elétrca no sentdo ant-horáro. plcando a regra da mão dreta, concluímos que o vetor campo magnétco é perpendcular ao plano da fgura e aponta para fora: (4π 10 7 4) b) = = 2,5 10 5 T (2 10 1 ) 3. Um solenode de 10000 espras, merso no ar, possu 4cm de dâmetro e 1m de comprmento. Determne a ntensdade do vetor campo magnétco no nteror do solenode, quando este é percorrdo por uma corrente elétrca de ntensdade = 0,5 e sabendo que a permeabldade magnétca do ar é μ 0 = 4 π 10 7 T m. Como = μ 0 = 4 π 10 7 N L T m, vem: 10 000 1 O 0,5 = 6,3 10 3 T ensno médo 2ª- sére benal 96 sstema anglo de ensno
Consulte Lvro 2 Capítulo 38 Caderno de Eercícos 2 Capítulo 38 Tarefa Mínma UL 41 1. Lea o tem 6. 2. aça os eercícos 12 e 13. UL 42 1. Lea o tem 7. 2. aça o eercíco 14. UL 43 1. Lea o tem 8. 2. aça os eercícos 15 e 16. Tarefa Complementar UL 41 aça os eercícos de 17 a 19. UL 42 aça os eercícos 25 e 29. UL 43 aça os eercícos de 20 a 23. ulas 44 a 46 orça magnétca 1. orça magnétca sobre uma carga lvre a) elocdade perpendcular ao campo: = q v = (qv)k = = j b) elocdade forma um ângulo θ com o campo = (qv sen θ) k (v sen θ) (v cos θ) j θ = j v = (v sen θ) (v cos θ) j ensno médo 2ª- sére benal 97 sstema anglo de ensno
c) Regra da mão dreta nº- 2 2. Movmento de uma carga elétrca no nteror de um campo magnétco unforme a) Partícula lançada paralelamente ao campo (MRU) trajetóra retlínea b) Partícula lançada perpendcularmente ao campo (MCU) r ensno médo 2ª- sére benal 98 sstema anglo de ensno
c) velocdade forma um ângulo θ com o campo MRU com velocdade v cos θ v cos θ θ v sen θ MCU com velocdade v sen θ MRU com velocdade v cos θ MCU com velocdade v sen θ v cos θ θ v sen θ MRU com velocdade v cos θ MCU com velocdade v sen θ v cos θ θ v sen θ ensno médo 2ª- sére benal 99 sstema anglo de ensno
1. fgura a segur mostra um fo perpendcular à folha de papel. Nesse fo há uma corrente que está sando da folha. Em certo nstante, uma carga postva q está passando por P com uma velocdade v no plano da folha. a) alternatva que melhor representa a dreção e o sentdo do campo magnétco no ponto P e a dreção e o sentdo da força magnétca que atua na carga nesse mesmo ponto é: P q (fo) 2. Uma partícula carregada penetra num campo magnétco com uma velocdade paralela ao campo, mas em sentdo contráro ao dele. O movmento subsequente da partícula, consderando que no local não há outros tpos de campo, a) será retlíneo unforme. b) será retlíneo unformemente acelerado. c) será retlíneo unformemente retardado. d) será crcular unforme. e) depende do snal da carga da partda. Quando a partícula é lançada paralelamente ao campo, a força magnétca é nula e, portanto, de acordo com o prncípo da nérca, o movmento será retlíneo e unforme. b) c) 3. Uma partícula com a carga postva q = 2 10 4 C e massa m = 2,5 10 9 kg é lançada num campo magnétco unforme com velocdade v = 2 10 4 m/s, conforme a fgura abao, descrevendo um movmento crcular unforme de rao 1m. d) e) q v plcando a regra da mão dreta, determnam-se a dreção e o sentdo do campo magnétco no ponto P, e, em seguda, aplcando novamente a regra da mão dreta determnam-se a dreção e o sentdo da força magnétca. a) Desenhe a trajetóra descrta pela partícula e, sabendo que a únca força que atua sobre a carga é a magnétca, ndque a dreção e o sentdo dessa força. b) Calcule a ntensdade do campo magnétco. a) P r = 1 m Trajetóra m m q Dreção: radal Sentdo: para o centro da trajetóra O movmento da partícula é crcular unforme. ensno médo 2ª- sére benal 100 sstema anglo de ensno
b) R C = m v m 2 = q v r Então: = m ( q rv) v 2 = 2,5 10 9 Portanto: = 0,25 T. (2 10 4 ) 2 (2 10 4 1 2 10 4 ) Consulte Lvro 2 Capítulo 39 Caderno de Eercícos 2 Capítulo 39 Tarefa Mínma UL 44 1. Lea os tens 1 e 2. 2. aça os eercícos de 1 a 3. UL 45 1. Lea o tem 3. 2. aça os eercícos de 4 a 6. UL 46 aça os eercícos de 7 a 10. Tarefa Complementar UL 44 aça os eercícos de 11 a 13. UL 45 aça os eercícos de 14 a 18. UL 46 aça os eercícos 19 e 21. ulas 47 e 48 Δt orça sobre um condutor reto em campo unforme Já que a corrente elétrca é um movmento ordenado de cargas elétrcas, pode-se consderar que um condutor percorrdo por corrente é afetado por um campo magnétco, de modo semelhante a uma carga elétrca q em movmento com velocdade v. Como a força magnétca tem ntensdade m = qv senα, para determnar a ntensdade da força magnétca sobre um condutor reto percorrdo por corrente devemos substtur o produto qv da epressão acma pelo equvalente da corrente elétrca. q Δl = vδt = q Δt Na fgura acma, temos uma carga elétrca q movendo-se com velocdade v; no ntervalo de tempo Δt ela percorre a dstânca Δl = vδt. o faer sto ela é equvalente à ntensdade de corrente q Δl =. ssm, v = e q = Δt, de modo que qv = Δl. Δt Δt q ensno médo 2ª- sére benal 101 sstema anglo de ensno
Podemos então consderar que a força magnétca m no comprmento Δl de um condutor reto percorrdo por corrente tem ntensdade: m = Δl sen α onde α é o ângulo entre e a dreção do condutor (fgura a segur). Como o sentdo convenconal da corrente é o mesmo do movmento das cargas postvas, determnamos o sentdo da força magnétca pela regra da mão dreta número 2, eceto que o polegar deve apontar para o sentdo da corrente. m Δl 1. Um condutor reto, percorrdo por uma corrente = 10, é merso em um campo magnétco unforme de ndução = 2T, como mostra a fgura abao. Caractere a força magnétca que age sobre 20cm do fo..... 30... = Δl sen α (α = 90 ) = 2 10 20 10 2 1 = 4N Dreção e sentdo da fgura. 2. Um condutor reto de comprmento 0,5m é percorrdo por uma corrente de ntensdade 4,0. O condutor está totalmente merso num campo magnétco de ntensdade 10 3 T, formando com a dreção do campo um ângulo de 30. Calcule a ntensdade da força magnétca que atua sobre o condutor. = lsen 30º = 10 3 4 0,5 0,5 = 1,0 10 3 N α mag 3. Um elemento de crcuto, de comprmento = 10cm, percorrdo pela corrente = 10 está colocado em um campo magnétco unforme, de ndução 0,1T, dsposto perpendcularmente ao condutor conforme a fgura. ntensdade da força magnétca no elemento e sua orentação são: a) 1N; b) 0,1N; c) 0,1N; d) 1N; e) 0,1N. = 0,1 10 0,1 = 0,1N Consulte Lvro 2 Capítulo 39 Caderno de Eercícos 2 Capítulo 39 Tarefa Mínma UL 47 1. Lea o tem 4. 2. aça o eercíco 22. UL 48 aça o eercíco 20. Tarefa Complementar UL 47 aça o eercíco 24. UL 48 aça o eercíco 23. ensno médo 2ª- sére benal 102 sstema anglo de ensno