AD1-ICF2-2015-2 versao 4001

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Introdução às Ciências Físicas 2 
2o Semestre de 2015 AD1 de ICF2 e ICF2Q 
 
AD1-2osem-2015 Prof. Angelo Gomes 
 
1
AVALIAÇÃO A 
DISTÂNCIA 1 
 
ICF2 E ICF2Q 
 
 
 
 
 
Nome:-
_____________________________________________
_______ 
 
Pólo: ____________________________________________________ 
 
 
A sua AD1 é composta de 7 questões valendo no total 10 pontos. Se sua nota da AD1, mais os pontos extras da 
oficina, for maior que 10, os pontos extras da AD1 multiplicados por 0,25 serão adicionados à sua nota da AP1 
se sua nota AP1 for maior que zero. Os pontos extras só serão adicionados à AP1 se o aluno fizer a AP1. Os 
pontos extras da oficina só serão adicionados na AD1 se você fizer a AD1. 
Não dispense a ajuda da tutoria presencial, nem da tutoria à distância para fazer a sua AD1. 
Você pode entrar em contado com os tutores à distância pelo telefone 0800-2823939 ou pelas ferramentas da 
plataforma denominadas “Sala de Tutoria” e Chat. Lá você pode colocar a sua dúvida. Utilize também os 
recursos (vídeos, exemplo etc) disponíveis na Sala da Disciplina de ICF2 da Plataforma CEDERJ. 
Se você tem grandes dificuldades em Matemática não deixe de estudar os textos que estão na Sala de 
Disciplina em Revisões de Matemática 
Faça a AD1 à medida que você for estudando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Questão Nota Rubrica 
AD1 
1a 
2a 
3a 
4a 
5a 
6ª 
7a 
 Total 
 
 
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2o Semestre de 2015 AD1 de ICF2 e ICF2Q 
 
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Questão 1 (valor 1,5 pontos) 
 
Considere a distribuição de cargas pontuais �� � � � 0,�� � ��,	apresentada na Figura 1. 
a) Calcule as componentes do campo elétrico, devido à cada carga, na coordenada (a,0) 
b) Determine campo elétrico resultante na coordenada (a,0) em termos dos vetores unitários 
̂ e � ̂ 
c) Determine o módulo da força resultante que atua em uma carga elétrica �
 � ���/�, colocada na 
coordenada(a,0). Expresse essa força em termos de vetores unitários. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
�� 
�� 
2a 
a 
���� 
���� 
-a 
 
 
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2o Semestre de 2015 AD1 de ICF2 e ICF2Q 
 
AD1-2osem-2015 Prof. Angelo Gomes 
 
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Questão 2 (valor 1,5 pontos): Só ganham pontos na questão os alunos que fizeram experimento 1 da 
Prática 1. Se você já fez o laboratório em algum semestre anterior, utilize os dados de algum colega ou os 
dados antigos. 
 
a. Qual é o objetivo do experimento 1 ? 
 
b. Descreva resumidamente o procedimento experimental do experimento 1. 
 
c. Construa uma tabela com os seus dados do experimento 1. Utilize o modelo de tabela desenhada a 
seguir: 
 
 
x[m] [m] V [V] [V] 
 
 
 
 
 
 
 
 
Denominamos a incerteza na posição �� e a incerteza �� a incerteza no potencial elétrico 
 
 
d. Calcule a incerteza relativa da posição ���� � e a incerteza relativa �
��
� � do potencial. Qual parâmetro 
experimental apresenta a menor incerteza relativa ? 
 
e. Faça um gráfico em um papel milimetrado do potencial versus a posição. Não esqueça de colocar as 
barras de incerteza nos pontos. (Utilize o complemento do Módulo 1 denominado “Construção de um 
gráfico”. 
f. Ajuste os seus pontos experimentais por uma reta. A reta deve cortar o maior número de barras de 
incerteza. A partir da reta traçada, determine o seu coeficiente angular. Que grandeza o coeficiente 
angular desta reta fornece ? 
g. Utilize a reta do seu gráfico para estimar o potencial elétrico no ponto � � 2,8	!�. 
h. Estime o campo elétrico entre os terminais lineares, nos pontos próximos à região central da cuba de 
acrílico, utilizando a reta que você traçou. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xδ Vδ
Figura 2 
 
 
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i. O método dos mínimos quadrados é um método numérico que ajusta uma reta aos pontos 
experimentais. De uma maneira simplificada, podemos dizer que este ajuste é realizado minimizando a 
soma dos quadrados das distâncias dos valores dos pontos experimentais à melhor reta. Na figura 2 
foram representados os pontos experimentais (x1,y1;x2,y2;...xn,yn) e a melhor reta ���� � "� + $. O 
método minimiza a seguinte expressão %� � ∑ �'�()�*')�
+
�')
,
-.� , onde ���-� é o valor da grandeza obtida 
utilizando-se a função que define a reta, �- é a medida experimental associada à medida �- , e ��- é a 
incerteza da medida experimental associada à medida �- e N é o número de medidas experimentais da 
grandeza y. Ele fornece os coeficientes angular (a) e linear (b) da melhor reta. Também são fornecidos 
as incertezas do coeficiente angular �" e do coeficiente linear �$ . Ele só fornece bons resultados 
quando uma das incertezas relativas é muito menor do que a outra. Utilize o método dos mínimos 
quadrados que está disponível na página da internet http://www.if.ufrj.br/~carlos/applets/reta/reta.html 
para obter o coeficiente angular da melhor reta com a sua incerteza. 
 Observações: 
a. Geralmente no eixo das ordenadas é colocada a grandeza com a menor incerteza relativa. 
b. Em alguns destes programas os dados devem ser escritos com pontos e não com vírgulas, por 
exemplo: número 1,2 deve ser escrito como 1.2 
 
Calcule o campo elétrico entre os terminais lineares, nos pontos próximos à região central da cuba de 
acrílico utilizando os resultados que o programa da internet forneceu. 
 
 
Questão 3 (valor 2 pontos) 
 
Duas cargas pontuais ( + 10,0 nC e -10,0 nC) estão separadas por uma distância de 
8,00 centímetros. Para cada item abaixo, considere a energia potencial elétrica U = 0 
quando todas as cargas estão separadas por distâncias infinitas. 
 
a) Determine a energia potencial para estas duas cargas ? 
b) Determine a energia potencial se uma terceira carga pontual q= -4.2 nC é 
colocada no ponto a? 
c) Determine a energia potencial se uma terceira carga pontual q= -4.2 nC é colocada no ponto b ? 
d) Determine a energia potencial se uma terceira carga pontual q= -4.2 nC é colocada no ponto c ? 
e) Determine o trabalho realizado pela força elétrica quando uma terceira carga pontual q= -4.2 nC é 
movida do infinito até o ponto c. 
f) Determine o trabalho realizado pela força elétrica quando uma terceira carga pontual q= -4.2 nC é 
movida do ponto b até o ponto c. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Questão 4 (valor 1,0 ponto) 
Calcule o campo elétrico e o potencialelétrico no centro de um quadrado de lado 
2,0 centímetros, com uma carga de 9,0 µC em um de seus vértices e com cargas -
3,0 µC nos outros três vértices. 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 5 (valor 1,0 ponto) 
 
Acredita-se que um grande peixe elétrico conhecido como Torpedo Occidentalis usa eletricidade para dar choque 
em sua vítimas. Um peixe típico pode gerar uma diferença de potencial de 0,20 kV com uma duração de 1,5 ms. 
Este pulso elétrico libera carga a uma taxa de 18 C/s. 
a) Qual é a taxa em que o trabalho é feito pelos órgãos elétricos durante um pulso ? 
b) Qual é a quantidade total de trabalho feito durante um pulso ? 
 
Questão 6 (valor 1,0 ponto) 
Uma pessoa pode ser morta se uma corrente tão pequena quanto 50 mA passa perto do seu coração coração. Um 
eletricista está trabalhando em um dia úmido com as mãos úmidas de suor. Suponha que sua resistência de uma 
mão para a outra é de 1 kΩ e ele está tocando em dois fios, um com cada mão. 
a) Qual diferença de potencial entre os dois fios causaria uma corrente de 50 mA entre as suas mãos ? 
b) Um eletricista que trabalha em um circuito "energizado" mantém uma mão por trás de suas costas. Qual 
motivo físico poderia explicar esse comportamento ? 
 
 
Questão 7 (valor 2,0 pontos) 
O rótulo em uma bateria de caminhão de 12,0V afirma que está classificado em 180,0 A · h ( amperes-hora ) . 
Tratar a bateria como ideal. 
 a) Quanta carga (coulombs) pode ser fornecida pela bateria? 
 b) Quanta energia elétrica pode fornecer a bateria ? 
 c) Suponha que o rádio do caminhão fique ligado quando o motor não estiver funcionando. O rádio “puxa” uma 
corrente de 3,30 A. Quanto tempo leva para drenar totalmente a bateria se ela está totalmente carregada no 
início ?