Listas 6 e 7 caps26 e 27 Halliday Fis 270

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FIS0270 – ELETRICIDADE e MAGNETISMO 
Profa. Valquíria Villas-Boas 
 
Lista de Exercícios 6 e 7 
referente aos capítulos 26 e 27 do livro Fundamentos de Física 3 
de Halliday, Resnick e Walker, LTC 7a. Edição. 
 
CAPÍTULO 26: 
Problemas Resolvidos do Capítulo 26 (páginas 106 a 124): TODOS 
 
Perguntas do Capítulo 26 (páginas 150 e 151): 
 
1. A Figura 26-16 mostra os gráficos da 
corrente i em uma certa seção reta de um 
fio em quatro diferentes períodos de tempo. 
Coloque os períodos na ordem da corrente 
total que passa pela seção reta durante o 
período, começando pela maior. 
 
7. Três fios de mesmo diâmetro são ligados sucessivamente entre dois pontos 
mantidos a uma certa diferença de potencial V. As resistividades e comprimento 
dos fios são ρ e L (fio A), 1,2ρ e 1,2L (fio B) e 0,9ρ e L (fio C). Coloque os fios na 
ordem de taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica, começando 
pelo maior. 
 
Problemas (páginas 152 a 157): 
 
17. Um ser humano pode morrer se uma corrente elétrica da ordem de 50 mA 
passar perto do coração. Um eletricista trabalhando com as mãos suadas, o que 
reduz consideravelmente a resistência da pele, segura dois fios, desencapados, 
um em cada mão. Se a resistência do corpo do eletricista é de 2000 Ω, qual é a 
menor diferença de potencial entre os fios capaz de produzir um choque mortal? 
 
25. As especificações de uma lâmpada de lanterna são 0,30 A e 2,9 A (os valores 
da corrente e tensão do trabalho, respectivamente). Se a resistência do 
filamento de tungstênio da lâmpada à temperatura ambiente (20ºC) é 1,1 Ω, qual 
é a temperatura do filamento quando a lâmpada está acesa? 
31. Um cabo elétrico é formado por 125 fios com uma resistência de 2,65 µΩ 
cada um. A mesma diferença de potencial é aplicada às extremidades de todos 
os fios, o que produz uma corrente total de 0,750 A. (a) Qual é a corrente em 
cada fio? (b) Qual é a diferença de potencial aplicada? (c) Qual é a resistência 
do cabo? 
 
41. Um elemento de aquecimento feito de Nichrome, com uma seção reta de 
2,60 x 10-6, é submetido a uma diferença de potencial de 75,0 V. O fio de 
Nichrome tem uma resistividade de 5,00 x 10-7 Ω m. (a) Se o fio dissipa 5000 
W, qual é seu comprimento? (b) Qual deve ser o comprimento do fio para que a 
mesma dissipação seja obtida com uma tensão de 100 V? 
 
42. A corrente que circula na bateria e 
nos resistores 1 e 2 da Figura 26-30a é 
2,00 A. A energia elétrica é convertida em 
energia térmica nos dois resistores. As 
curvas 1 de 2 na Figura 26-30b mostram a 
energia térmica Et produzida pelos dois 
resistores em função do tempo t. Qual é a 
potência da bateria? 
 
 
 
48. O mistério do chocolate em pó. Esta história começo no Problema 54 do 
capítulo 23 e continuou no Capítulo 24 e 25. O pó de chocolate foi transportado 
para o silo em um cano de raio R, com velocidade v e densidade uniforme de 
cargas ρ (a) Determine uma expressão para a corrente i (o fluxo das cargas 
elétricas associadas ao pó) em uma seção reta do cano. (b) Calcule o valor de i 
para as condições da fábrica: raio do cano R = 5,0 cm, velocidade v = 2,0 m/s e 
densidades de carga ρ = 1,1 x 10 C/m3. 
 Se o pó sofresse uma variação de potencial elétrico V, sua energia poderia 
ser transferida para uma centelha a uma taxa P = iV. (c) Poderia haver esta 
transferência no interior do cano devido à diferença de potencial discutida no 
Problema 60 do Capítulo 24? 
 Quando o pó saiu do cano e entrou no silo, o potencial elétrico do pó mudou. 
O valor absoluto desta variação foi pelo menos igual à diferença de potencial 
radial no interior do cano (calculado no Problema 60 do Capítulo24). (d) Tomando 
este valor para a diferença de potencial e usando a corrente calculada no item 
(b) do presente problema, determina a taxa com a qual a energia pode ter sido 
transferida do pó para uma centelha quando o pó deixou o cano. (e) Se uma 
centelha ocorreu no momento em que o pó deixou o tubo e durou 0,20s (uma 
estimativa razoável), qual foi a energia transferida para a centelha? 
 Lembre-se de que, como vimos no Problema 54 do Capítulo 23, é necessária 
uma transferência de energia de no mínimo 150 mJ para provocar uma explosão. 
(f) Onde ocorreu provavelmente a explosão: na nuvem de pó da bandeja de 
descarga (Problema 50 do Capítulo 25), no interior do cano ou na entrada do 
silo? 
 
Exercícios Extras: 
 
1. Dois fios metálicos, do mesmo metal e com comprimentos idênticos, têm calibres diferentes. O fio A tem o 
dobro do diâmetro do fio B. Se a resistância de B for R, qual será a resistência de A? 
(a) R (b) 2R (c) R/2 (d) 4R (e) R/4 
 
2. Dois fios de cobre, de seção circular, têm a mesma massa. O fio A tem o dobro do comprimento do fio B. As 
respectivas resistências estão relacionadas por: 
(a) RA=8RB (b) RA=4RB (c) RA=2RB (d) RA=RB 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu inglês: 
 
4. The current is zero in a conductor when no potential difference is applied because: 
(a) the electrons are not moving 
(b) the electrons are not moving fast enough 
(c) for every electron with a given velocity there is another with a velocity of equal magnitude and opposite 
direction. 
(d) equal numbers of electrons and protons are moving together 
(e) otherwise Ohm’s law would not be valid 
 
5. You wish to triple the rate of energy dissipation in a heating device. To do this you could 
triple: 
(a) the potential difference keeping the resistance the same 
(b) the current keeping the resistance the same 
(c) the resistance keeping the potential difference the same 
(d) the resistance keeping the current the same 
(e) both the potential difference and current 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 27 
Problemas Resolvidos do Capítulo 27 (páginas 159 a 177): TODOS 
 
Perguntas do Capítulo 27 (páginas 178 e 179): 
 
3. (a) Na figura ao lado, os 
resistores R1 e R3 estão em 
série? (b) Os resistores R1 e R2 
estão em paralelo? (c) Coloque os 
quatro circuitos da figura na 
ordem das resistências 
equivalentes, começando pela 
maior. 
 
Problemas (páginas 180 a 190): 
 
23. Na figura ao lado, a corrente na 
resistência 6 é i6 = 1,40 A e as 
resistências são R1 = R2 = R3 = 2,00 Ω, 
R4 = 16,0 Ω, R5 = 8,00 Ω e R6 = 4,00 
Ω. Qual é a força eletromotriz da 
fonte ideal? 
 
 
40. Quando os faróis de um automóvel são 
acesos, um amperímetro em série com os 
faróis indica 10,0 A e um voltímetro em 
paralelo com os faróis indica 12,0 V (vide 
figura ao lado). Quando o motor de arranque 
é acionado, a leitura do amperímetro cai 
para 8,00 A e a luz dos faróis fica mais 
fraca. Se a resistência interna da bateria é 
0,0500 Ω e a do amperímetro é desprezível, 
determine (a) a força eletromotriz da 
bateria; (b) a corrente no motor de arranque 
quando os faróis estão acesos. 
 
 
83. Na figura ao lado, uma fonte ideal de 
força eletromotriz ξ = 12,0 V é ligada a um 
conjunto de resistores R1 = 6,00 Ω, R2 = 
12,0 Ω, R3 = 4,00 Ω, R4 = 3,00 Ω e R5 = 5,00 
Ω. Qual é a diferença de potencial entre os 
terminais da resistência 5? 
 
Exercícios Extras: 
 
1. Quatro lâmpadas idênticas 1, 2, 3 e 4, de mesma 
resistência R, são conectadas a uma bateria com 
tensão constante V, como mostra a figura. Se a 
lâmpada 1 for queimada, então 
a) a corrente entre A e B cai pela metade e o brilho 
da lâmpada 3 diminui. 
b) a corrente entre A e B dobra, mas o brilho da 
lâmpada 3 permanece constante. 
c) o brilho da lâmpada 3 diminui, pois a potência 
drenada da bateria cai pela metade. 
 
d) a corrente entre A e B permanece constante, pois a potência drenada da bateria 
permanececonstante. 
e) a corrente entre A e B e a potência drenada da bateria caem pela metade, mas o brilho 
da lâmpada 3 permanece constante. 
 
 
INSTRUÇÃO: Responder às questões 2 e 3 com base nos esquemas e afirmativasabaixo. 
 
 
Duas lâmpadas de filamento, L1 de 30 W para 12 V e L2 de 60 W para 12 V , são ligadas numa 
bateria de 12 V, em paralelo conforme esquema 1 e em série conforme esquema 2, ao lado. 
 
 
Afirmativas: 
I. No esquema 1, a lâmpada L1 dissipa 30 W. 
II. No esquema 2, as duas lâmpadas têm a mesma dissipação de potência. 
III. No esquema 2, a lâmpada L1 dissipa mais potência que a lâmpada L2. 
 
2. Analisando as afirmativas conclui-se que: 
a) todas estão corretas. 
b) somente I está correta. 
c) somente II está correta. 
d) I e II estão corretas. 
e) I e III estão corretas. 
 
3. No esquema 1, a intensidade da corrente cedida pela bateria vale: 
a) 2,5 A b) 4,0 A c) 5,0 A d) 7,5 A e) 9,5 A 
 
4. Duas lâmpadas foram fabricadas para funcionar sob uma diferença de potencial de 127 V. 
Uma delas tem potência de 40 W, resistência R1 e corrente i1. Para a outra lâmpada, esses 
valores são, respectivamente, 100 W, R2 e i2. Assim é CORRETO afirmar que 
a) R1 > R2 e i1 > i2. b) R1 < R2 e i1 < i2. c) R1 > R2 e i1 < i2. d) R1 < R2 e i1 > i2. 
 
5. A figura representa esquematicamente o circuito 
interno de um chuveiro elétrico cujos valores 
nominais são: 220V; 4400W/6050W. Os terminais 
A e C são ligados à tensão da rede e a chave K, 
quando ligada, coloca o trecho AB em curto. 
 
Pode-se afirmar que as resistências elétricas dos trechos AC e BC desse fio são, em ohms, 
respectivamente de 
 
a) 19 e 15. b) 13 e 11. c) 11 e 8,0. d) 8,0 e 5,0. e) 3,0 e 2,0. 
 
6. (a) Calcular a resistência equivalente do 
circuito apresentado na figura ao lado. (b) 
Calcular a corrente elétrica que circula em 
cada resistor do circuito. (c) Qual é a 
potência dissipada no resistor de 2Ω? 
(d) Qual a potência total fornecida ao 
circuito pela fonte de 24V? 
 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu inglês: 
 
7. “The sum of the currents into a junction equals the sum of the currents out of the junction” is 
a consequence of: (a) Newton’s third law (b) Ohm’s law (c) Newton’s second law 
(d) conservation of energy (e) conservation of charge 
 
8. “The sum of the emf’s and potential differences around a closed loop equals zero” is a consequence 
of: (a) Newton’s third law (b) Ohm’s law (c) Newton’s second law 
(d) conservation of energy (e) conservation of charge