Gabarito AD1-ICF2-2014-1Sem V1.2 (1)

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Introdução às Ciências Físicas 2 
1o Semestre de 2014 AD1 de ICF2 e ICF2Q 
 
AD1-1osem-2014-v1.2 Prof. Angelo Gomes 
 
1
AVALIAÇÃO A 
DISTÂNCIA 1 
 
ICF2 E ICF2Q 
 
 
 
 
 
Nome:____________________________________________________ 
 
Pólo: ____________________________________________________ 
 
 
A sua nota da AD1 será composta 4 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. 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 
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Sala de Disciplina em Revisões de Matemática 
Faça a AD1 à medida que você for estudando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Questão Nota Rubrica 
AD1 
1a 
2a 
3a 
4a 
 Total 
 
 
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Questão 1 (valor 2,0 pontos) 
Considere a distribuição de cargas (Q1=Q2=Q3= Q4=q<0) pontuais apresentada na Figura 3. A 
circunferência tem raio r e está centrada na origem do plano cartesiano da figura 1. 
a) Desenhe no ponto P, o vetor campo elétrico devido a cada carga. 
b) Calcule o módulo do campo elétrico, devido a cada carga, no ponto P 
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c) Calcule as componentes do campo elétrico, devido a cada carga, no ponto P 
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d) Determine campo elétrico resultante no ponto P em termos dos vetores unitários 
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e) Determine a força resultante que atua em uma carga elétrica Q<0 colocada no Ponto P. 
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�������� � � 
f) Expresse essa força em termos dos vetores unitários 
^
i e jˆ 
�������� � � �̂ � � �̂ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
i 
j 
Q1 
Q4 Q3 
Q2 
 
Figura 1. 
E2 
E1 
E3 E4 P 
 
 
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Questão 2 (3,0 pontos): Só ganham pontos na questão os alunos que fizeram experimento 1 
da Prática 1. 
 
a. Qual é o objetivo do experimento 1? 
 O objetivo do experimento 1 é mapear as superfícies equipotenciais entre dois 
eletrodos paralelos, imersos em uma cuba, entre os quais é criada uma diferença de potencial. 
 
b. Descreva resumidamente o procedimento experimental do experimento 1. 
Após os eletrodos serem ligados a uma fonte de tensão, o multímetro é ajustado para 
atuar como voltímetro, sendo seu terminal negativo ligado ao eletrodo de menor 
potencial elétrico. 
 
c. Construa uma tabela com os seus dados do experimento 1. 
Utilize o modelo da tabela desenhada a seguir: 
X[m] δX[m] V[V] δV[V] 
0,010 0,002 1,4 0,5 
0,020 0,002 2,3 0,5 
0,030 0,002 3,3 0,5 
0,040 0,002 4,7 0,5 
0,050 0,002 5,7 0,5 
0,060 0,002 6,8 0,5 
0,070 0,002 8,2 0,5 
 
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 delas é menor? 
Pela análise da tabela, concluímos que as menores incertezas relativas pertencem às 
medidas da posição x. 
 
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 e um gráfico”. Ele foi disponibilizado na Aula 4 da Sala da disciplina). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xδ Vδ
xx /δ VV /δ
 
 
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Colocando a medida com menor incerteza relativa no eixo das abscissas, definimos a escala: 
7 0, 21
33
cm
cm= para cada quadrinho da escala, que arredondamos para 0, 25cm . 
8, 2 0,164
50
V V= para cada quadrinho da escala, que arredondamos para 0, 2V . 
Obtemos então o gráfico abaixo. 
 
 
 
 
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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? 
 
A reta foi traçada no gráfico. Para a determinação do coeficiente angular, foram usados os 
dois pontos marcados em amarelo, resultando em: 
23 0,2 1, 2 10 /
2 0,25
V V m
cm
×
= ×
×
, 
o qual corresponde ao valor do campo elétrico na região entre os eletrodos. 
 
 
g. Utilize a reta do seu gráfico para estimar o potencial elétrico no ponto x=2,5cm. 
 
Observando o gráfico, vemos que o potencial elétrico em x=2,5cm é 
V 15 0, 2 3V V= × = . 
 
 
 
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. 
 
O coeficiente angular fornecido pelo programa foi de aproximadamente 
( ) 21,19 0,55 10 /V m± × , 
o qual é bem próximo àquele obtido pela reta traçada à mão. Este valor corresponde ao 
campo elétrico na região central entre os eletrodos e, por ter sido calculado pelo método dos 
mínimos quadrados, é certamente o mais confiável. 
 
 
 
 
 
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Questão 3. (3 pontos) 
 
Uma carga Q= -50 nC é localizada a 0,30 m de um ponto A e 0,50 m de um ponto B. 
 
a) Qual é o potencial em A ? 
 
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9 ·
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'&
· �50 · 10+,-
0,30/
� �1500 0//b) Qual é o potencial em B ? 
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��
�2
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9 ·
!"#$%&
'&
· �50 · 10+,-
0,50/
� �900 0// 
 
 
c) Se uma carga 3 � 30 4- move-se de A para B enquanto a carga Q 
permanece fixa, qual a diferença de potencial no qual a carga q se move ? 
 
∆� � �2 � �� � 600 0// 
d) Quanto trabalho é feito pelo campo elétrico devido a carga Q a medida que q 
se move de A para B ? 
7 � 3 · ∆� � 1,80 · 10+9: 
 
A
| 
B 
 
 
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QUESTÃO 4. (2 pontos) 
Um fio de cobre de 3,2 mm de diâmetro carrega uma corrente de 5,0A. Determine a velocidade de 
deslocamento dos elétrons livres. Assuma que um elétron por átomo de Cu é livre para se mover e os 
outros permanecem ligados ao átomo. 
Dados: 
massa atômica do Cobre 63.5 u.m.a. (unidades de massa atômica) 
Número de Avogadro: 6,02x1023 
Densidade do Cu: 8,9x103 kg/m3 
 
 
 
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