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Assinatura do (a) Aluno(a): QUESTÕES ATENÇÃO: Instruções para realização da Avaliação da Aprendizagem a) ESTA AVALIAÇÃO DE APRENDIZAGEM CONTÉM 8(OITO) QUESTÕES SUBJETIVAS VALENDO 2,5 PONTOS CADA QUESTÃO. b) Verifique se a prova está completa. Caso contrário notifique aos professores em sala. c) As demonstrações, comentários e cálculos de cada questão deve ser exposto e enumerado corretamente na Folha de Resposta. d) Nas questões analíticas as respostas só serão válidas se a memória de cálculo for apresentada, incluindo esboços ou desenho se exigidos. e) Todas as respostas só serão consideradas se estiverem respondidas com caneta esferográfica azul ou preta e nos espaços determinados. f) Esta prova é individual. É vedada qualquer comunicação ou troca de material impresso entre os presentes, consulta a material bibliográfico, cadernos, anotações equipamentos eletrônicos ou outro de qualquer espécie. Apenas calculadora científica básica poderá ser utilizada. g) É PERMITIDO USO DE CALCULADORA CIENTÍFICA. 3ª AVALIAÇÃO DE APRENDIZAGEM Questão 1: [2,5 pontos] (Energia Elétrica, Efeito Joule, Potência e Resistencia Elétrica). O chuveiro elétrico é amplamente utilizado em todo o país e é o responsável por grande parte do consumo elétrico residencial. A figura abaixo representa um chuveiro metálico em funcionamento e seu circuito elétrico. (a) Suponha um chuveiro em funcionamento, pelo qual fluem 3,0 litros de água por minuto, e considere que toda a energia dissipada na resistência do chuveiro seja transferida para a água. O calor absorvido pela água, nesse caso, é dado por Q = mcΔT onde c = 4.103 J/kg o c é o calor específico da água, m é a sua massa e ΔT é a variação de sua temperatura. Sendo a densidade da água igual a 1000 kg/m3, calcule a temperatura de saída da água quando a temperatura de entrada for igual a 20ºC. CENTRO UNIVERSITÁRIO DE JOÃO PESSOA PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO – PR-EG UBTech - CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Componente Curricular: Física Geral III Professores: Evandro Alves Torquato Filho, José Jacinto Cruz de Souza e Marcos Cavalcante Semestre: 2015.1 Período: 4º Turma: Data: 3º Estágio – NOTA FINALIZADA Descrição do Conteúdo da Prova - Corrente Elétrica, Resistência Elétrica, Circuitos e Campo Magnético PESO 7 Peso 3 Nota da Avaliação Teórica - (0,0 a 10,0) Lista de Exercício – (0,0 a 10,0) (b) Considere agora que o chuveiro esteja defeituoso e que o ponto B do circuito entre em contato com a carcaça metálica. Qual a corrente total no ramo AB do circuito se uma pessoa tocar o chuveiro como mostra a figura? A resistência do corpo humano nessa situação vale R2 = 1000Ω. Resposta final da questão 1 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Questão 02: [2,5 pontos] (Campo Elétrico e Força Elétrica). Um elétron viaja com velocidade, i=v ˆ2 , em metros por segundo. Determine a força percebida pela partícula e a velocidade final, desta, ao sofrer ação do campo elétrico, j=E ˆ3 , em newtons por coulomb, durante 2 segundos. (massa do elétron = 31109,1 kg). Questão 03: [2,5 pontos] (Potencia elétrica) Quantas lâmpadas de 80 W e 220 V podem ser conectadas em uma fonte de 220 V com disjuntor de 20 A, sem fazer esse disjuntor disparar? (Explique). Resposta final da questão 2 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Resposta final da questão 3 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Solução: Para funcionarem sob a mesma diferença de potencial, as lâmpadas devem ser todas ligadas em paralelo. Deste modo, a corrente total que atravessa o circuito é a soma das correntes que atravessam cada lâmpada, individualmente. A corrente que atravessa uma lâmpada pode ser determinada pelo valor da potência que dissipa ao funcionar sob certo potencial, de modo que: Questão 04: [2,5 pontos] (Resistores e Lei de Ohm) No circuito representado na figura ao lado, todos os instrumentos são ideais e a resistência interna das baterias é desprezível. A bateria fornece um potencial de 150 V e as resistências dos resistores 1 e 2 são, respectivamente 330 e 500 . (a) Calcule a leitura do voltímetro com a chave S aberta. (b) Com a chave S fechada, determine a leitura do voltímetro e do amperímetro. Resposta final da questão 4 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Solução (a): Com a chave S aberta, a corrente atravessa os resistores R1 e R2 que, ligados em série, somam uma resistência total de Rs= R1+R2= 830 . Ligados à fonte de 150 V, de acordo com a Lei de Ohm, a corrente total que os atravessa é a mesma e dada por: Questão 05: [2,5 pontos] (Leis de Kirchhoff) No circuito mostrado na Figura abaixo, as baterias têm resistências internas desprezíveis. Determine: (a) A corrente em cada ramo do circuito. (b) a diferença de potencial entre os pontos a, b e c. (c) A potência fornecida por cada bateria. Resposta final da questão 5 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Aplicando as leis de Kirchhoff, Lei dos nós e Lei das Malhas, teremos: a) b) Aplicando a lei de Ohm, obtemos: c) Questão 06: [2,5 pontos] (Campo, Potencial elétrico e Força Elétrica) Considere a seguinte figura, uma triângulo equilátero de aresta L, e nos vértices desse triângulo existem cargas, Q assume o valor de 9,0 × 10−6 𝐶, e 𝐿 = 5 𝑐𝑚. (a) Encontre o Potencial Elétrico no ponto P. (b) Encontre o Campo Elétrico no ponto P. (c) Caso uma carga de prova (𝑞𝑜 = 3,0 × 10 −6𝐶 ) seja colocada no ponto P, que força será exercida sobre essa carga? Resposta final da questão 6 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Resposta final da questão 6 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Resposta final da questão 6 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Questão 07: [2,5 pontos] (Leis de Kirchhoff, Potência Elétrica) Encontre a corrente que atravessa o resistor de 15 𝛺. E qual a potência dissipada no mesmo resistor? Resposta final da questão 7 à caneta preta ou azul e sem rasuras. Questão 08: [2,5 pontos] Considere um galvanômetro com 𝑅𝑏 = 25 𝛺 e 𝐼𝑓𝑒 = 2,0 × 10 −3𝐴. Através desse galvanômetro queremos projetar um voltímetro com capacidade de medir até 100 𝑉 e projetar um amperímetro capaz de mediar até 2,0 𝐴. Encontre qual deve ser o resistor de SHUNT para os dois casos. Resposta final da questão 7 à caneta preta ou azul e sem rasuras. EQUAÇÕES E CONSTANTES ÚTEIS: Vv = Ife(Rb + Rsh) Ife.Rb = (Ia – Ife).Rsh R = ρ.A/L V = R.I F = k.Q.q/d² E = k.Q/d² V = k.Q/d REQ = R1 + R2 + R3 + ... q = ∫ 𝑱. 𝒅𝑨 P = V.I P = R.I2 P = V2/R 1/REQ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... V = E – I.r J = I/A RASCUNHO
