Fís 2 - EXT - Resolução da Revisão da Semana 3 - 2022 - Elét, Mag, Gravit, Est

Prévia do material em texto

Resolução Semana 3 - 2022 - Elét, Mag, Gravit, Estát 
 
 
Física 2 - TETRA 
 
1 
Resposta da questão 1: 
 [D] 
 
Da 1ª lei de Ohm: 
3
U 6
U R i R R 300 .
i 20 10
      

 
Quando a lâmpada está apagada, a temperatura do filamento 
(resistor) diminui, diminuindo também a resistividade  ρ desse 
filamento. De acordo com a 2ª lei de Ohm, se a resistividade diminui, 
a resistência também diminui. 
 
Resposta da questão 2: 
 [E] 
 
A figura abaixo mostra o comportamento da corrente elétrica. 
 
 
 
As potências dissipadas são: 
 
2
1 2
3 1 22 2
3 3
P P Ri .
 P 4P 4P .
P R 2i P 4Ri
  
 
  
 
 
Assim, o resistor que mais dissipa potência é 3R . Então: 
2 2
3
20 1
P RI 20 80I I I A.
80 2
       
 
Da lei de Ohm, a máxima ddp entre A e B é: 
AB eq AB
80 1 120
U R I 80 U 60 V.
2 2 2
 
      
 
 
 
Resposta da questão 3: 
 [D] 
 
Estabelecendo um curto-circuito, popularmente conhecido como 
“chupeta”, entre os pontos M e N, os três resistores em paralelo não 
mais funcionam. 
 
 
 
Para as duas situações inicial e final, as respectivas resistências 
equivalentes são: 
I
F
R 7
R 2 R R.
3 3
R 2 R. 

  


 


 
Calculando as potências dissipadas: 

  

  



    
22
I
2
d
2
F
2
F F
2
I I
3 EE
P
7R 7 RU 3P 
R
E
P
2 R
P 7 R PE 7
 .
P 2 R P 63 E
 
 
Resposta da questão 4: 
 [C] 
Dados: E = 24 V; I = 1 A; iA = 0,5 A; PB = 12 W; iC = 0,25 A. 
Como nos dois ramos superiores a corrente se divide igualmente 
(0,5 A em cada ramo), as resistências têm mesmo valor. Assim: 
ΩAR 8 . 
O resistor RB dissipa potência PB = 12 W, com corrente I = 1 A. Da 
expressão da potência elétrica dissipada num resistor: 
  Ω    
22
B B B BP R I 12 R 1 R 12 . 
Aplicando a lei de Ohm-Pouillet: 
 
      
 
 
     
 
A
eq B CD
CD CD
R
E R I E R R I 
2
8
24 12 R 1 R 8 .
2
Ω
 
A ddp nesse ramo é: 
    CD CD CDU R I 8 1 U 8 V. 
A corrente (iD) em RD é: 
      D C D Di i I i 0,25 1 i 0,75 A. 
A potência dissipada em RD por ser calculada por: 
    D CD D DP U i 8 0,75 P 6 W. 
 
Resposta da questão 5: 
 [E] 
Analisando o gráfico dado: 
 
 
Da 1ª lei de Ohm: 
U = R i  R = 
U
i
. Dessa expressão, podemos concluir que, para 
uma mesma tensão, a corrente é maior no resistor de menor 
resistência. Então, pelo gráfico, se para uma mesma tensão: 
 
 i3 > i2 > i1  R3 < R2 < R1. 
 
A lâmpada acende com maior brilho no circuito onde ela estiver 
sendo percorrida por maior corrente elétrica, ou seja, onde a 
associação dos resistores em série com ela tiver menor resistência 
equivalente. Como já concluído acima, isso ocorre quando ela 
estiver associada ao resistor R3. 
Resposta da questão 6: 
 [D] 
 
Dados: PL = 12 W; UL = 6 V; E = 9 V. 
Calculando a corrente de operação da lâmpada: 
 
 2 
L LP U i 12 6 i i 2 A.     
Dentre as opções, somente podemos ter um resistor (a lâmpada 
também é um resistor). Como se trata de uma associação série, a 
tensão total é a soma das tensões. Assim: 
L AB AB ABE U U 9 6 U U 3 V.       
A resistência (R) desse resistor deve ser: 
 ABU R i 3 R 2 R 1,5 .      
 
Resposta da questão 7: 
 As figuras 1 e 2 mostram os vetores indução magnética nos pontos 
citados. 
 
Como todo triângulo inscrito numa semicircunferência é retângulo, 
aplicando Pitágoras na figura 1, calculamos o diâmetro da 
circunferência que passa pelos fios 1 e 2. 
2 2 2d 0,3 0,4 0,25 d 0,5 m.     
Aplicando a regra da mão direita, descobrimos os sentidos dos 
vetores indução magnética de cada fio em cada um dos pontos. 
A expressão da intensidade do vetor indução magnética à distância 
d de um fio percorrido por corrente elétrica de intensidade i é dada 
por: 
0B i.
2 d

μ
π
 
- No ponto C. 
Como se observa na figura 1, trata-se de vetores de sentidos 
opostos. A intensidade do vetor indução magnética resultante 
nesse ponto C é: 
   
7
0
C 2C 1C 2 1
6
C
4 10
B B B i i 16 9 
2 d 2 0,25
 B 5,6 10 T.



      
 
 
μ π
π π 
 
- No ponto P. 
Na figura 2, temos vetores de direções perpendiculares entre si. 
Então, reaplicando a expressão do item anterior: 
 

  
      
     
       
 
2 2 2
P 2P 1P
2 2
7 7
P
5
P
B B B 
4 10 16 4 10 9
B 
2 0,4 2 0,3
B 1 10 T.
π π
π π
 
 
Resposta da questão 8: 
 [B] 
Na figura, estão mostrados os campos magnéticos da Terra nas 
duas situações. 
 
Para que os feixes de magnetita voltem a se orientar como 
representado na Figura 1, devemos somar ao campo magnético da 
Terra o campo magnético simultâneo B' . 
 
 
 
Resposta da questão 9: 
 [C] 
As agulhas da bússolas orientam-se tangenciando as linhas de força 
que, por convenção, estão orientadas do Norte para o Sul, conforme 
mostrado na figura. 
 
Resposta da questão 10: 
 [E] 
A força magnética exerce a função de resultante centrípeta, sendo o 
raio da trajetória, r = x/2. 

     
   
  

2
cent mag
m V
R F q V B 
r
q B r q B x
m m
V 2 V
 
Resposta da questão 11: 
 [B] 
Como o movimento é circular uniforme, a força magnética age como 
resultante centrípeta: 
Fmag = RC  


 
  
    
 
    
2 27 4
19
4 4
mv mv (1,7 10 ) (3 10 )
| q | vB r r
r | q | B (1,6 10 ) (1,6)
1,875 10 r 2 10 m
. 
 
Resposta da questão 12: 
 [B] 
– Sendo r o raio médio da órbita e T o período de translação do 
planeta, analisando a 3ª Lei de Kepler: 
 
2 2
Vênus Terra
3 3
Vênus Terra
T T
.
r r
 Sendo o raio médio da órbita de Vênus 
menor que o da Terra, o período de translação de Vênus é menor 
que o da Terra, logo a frequência é maior. 
– a velocidade angular é: 
2
.
T
π
ω  Como Vênus tem menor 
período, sua velocidade angular é maior. 
– Para analisar a velocidade linear (v), aproximando as órbitas para 
circulares, a força gravitacional age como resultante centrípeta. 
Sendo m a massa do planeta e M a massa do Sol: 
 
2
Cent Grav 2
m v G M m G M
R F v .
r rr
     
Sendo o raio médio da órbita de Vênus menor que o da Terra, 
Vênus tem maior velocidade linear que a Terra. 
 
Resposta da questão 13: 
 [D] 
 
Como a esfera está em equilíbrio, a resultante das forças é nula. 
 
 
 3 
 
 
dinT 1 10sen30 P 20 N.
P 2 P
      
 
Resposta da questão 14: 
 
 
 
Dados: M = 13.000 kg; DE = 2,5 m; 
 
Como há equilíbrio de rotação, em relação ao ponto de apoio da 
roda traseira, o momento do Peso é igual ao momento da Normal na 
roda dianteira. Assim: 
 
In
te
rb
it
s
®
DE
x
N1
N2
P
2N 0,55 P.
   
 
 
2
2P N
M M P x N DE 
P x 0,55 P DE 
x 0,55 2,5 1,375 m 
x 1,4 m.
   
 
  
