FG III Lista 05 Resistores

Prévia do material em texto

Universidade Estadual de Maringá
PROINTE - Programa de Integração Estudantil
5a Lista de Física Geral III
Horários e Locais
Segunda-feira 17:15 - 19:15 C34 - Sala 101 Eng. Alim, Eng. Mec., Eng. Prod
Quarta-feira 17:15 - 19:15 C34 - Sala 101 Física, Matemática e Química
Sexta-feira 17:15 - 19:15 C34 - Sala 101 Eng. Civil, Eng. Elétrica, Eng. Quím.
1 - (Ex. 74, cap. 25, Física vol. 2, Tipler 6a ed.) Foi-lhe entregue uma bateria de
força eletromotriz desconhecida. Usando o seu multímetro, você lê uma corrente de 0, 500 A
quando conectado aos terminais da bateria uma resistência de 5, 00 Ω. Quando esse resistor é
substituído por um outro de resistência de 11 Ω, a corrente cai para 0, 250 A. Com esses dados,
determine (a) a resistência interna da bateria e (b) sua força eletromotriz.
2 - (Ex. 72, cap. 25, Física vol. 2, Tipler 6a ed.) A bateria na figura 1 tem resistência
interna desprezível. Determine (a) a corrente em cada resistor e (b) a potência fornecida pela
bateria.
Figura 1: Referente ao problema 2.
3 - (Ex. 51, cap. 26, Fundamentos da Física, Halliday 9a ed.) Os fios C e D são feitos
de materiais diferentes, porém apresentam o mesmo comprimento L = 1, 0 m. A resistividade
do fio C é 2, 0 × 10−6 Ω.m e seu diâmetro é DC = 1, 00 mm, e a do fio D é 2, 0 × 10−6 Ω.m
e DD = 0, 50 mm. Os fios são unidos como mostra a figura 2 e é estabelecida entre eles uma
corrente elétrica de 2, 0 A. Calcule (a) a diferença de potencial em cada fio e (b) a potência
dissipada em cada fio.
Figura 2: Referente ao problema 3.
1
Universidade Estadual de Maringá
PROINTE - Programa de Integração Estudantil
4 - (Ex. 45, cap. 25, Física vol. 2, Tipler 6a ed.) Um fio de 1, 00 m de comprimento tem
resistência igual a 0, 300 Ω. Um segundo fio, feito de material idêntico, tem comprimento de
2, 00 m e massa igual à do primeiro fio. Qual é a resistência do segundo fio?
5 - (Ex. 54, cap. 26, Fundamentos da Física, Halliday 9a ed.) A figura 3 mostra uma barra
de material resistivo. A resistência dessa barra por unidade de comprimento aumenta ao longo
do eixo x. A qualquer ponto da barra, a resistência infinitesimal é dR = 5, 00xdx, em que dR
é dado em Ω e x é dado em m. Você deve cortar a barra de tal forma em um ponto x = L tal
que a potência dissipada pela barra seja 200 W. Sabendo que aplica-se à barra uma diferença
de potencial de 5, 0 V, determine o ponto de corte L.
Figura 3: Referente ao problema 5.
6 - (Ex. 3, cap. 6, Eletromagnetismo, Moysés 1a ed.) A lâmpada de uma lanterna alimen-
tada por uma bateria de 9 V tem um filamento de tungstênio, cuja resistência à temperatura
ambiente (20◦C) é de 4, 5 Ω. Quando acesa, dissipa uma potência de 1, 5 W. Calcule a tempe-
ratura do filamento, sabendo que o coeficiente de temperatura da resistividade do tungstênio é
α = 4, 5× 10−3 K−1.
7 - (Ex. 89, cap. 25, Física vol. 2, Tipler 6a ed.) Para o circuito mostrado na figura 4,
determine a diferença de potencial entre os pontos a e b.
Figura 4: Referente ao problema 7.
2
Universidade Estadual de Maringá
PROINTE - Programa de Integração Estudantil
8 - (Ex. 9, cap. 6, Eletromagnetismo, Moysés 1a ed.) Um aquecedor de imersão ligado a
uma fonte de corrente contínua de 110 V demora 6 min para levar até a fervura 0, 5 L de água,
partindo de uma temperatura ambiente de 20◦C. A intensidade da corrente é de 5 A. Qual é a
eficiência do aquecedor? (A eficiência é definida como a porcentagem de energia utilizada em
relação ao total de energia gerada).
9 - Mostre que, para o capacitor da figura 5, a expressão para seu descarregamento é dada
por
I =
Q0
RC
e−t/(RC) ,
e que, para o carregamento do capacitor da figura 6, tem-se
I =
ε
R
e−t/(RC) .
10 - (Ex. 105, cap. 25, Física vol. 2, Tipler 6a ed.) No circuito mostrado na figura 6, o
capacitor tem capacitância de 2, 50 µF e o resistor tem resistência de 0, 500 MΩ. Antes de a
chave ser fechada, a queda de potencial no capacitor é 12, 0 V. A chave S é fechada em t = 0.
(a) Qual é a corrente imediatamente depois de a chave S ter sido fechada? (b) Em que instante
t a tensão no capacitor é 24, 0 V? (Seja ε = 36, 0 V).
Figura 5: Referente ao problema 9.
Figura 6: Referente aos problemas 9 e 10.
3