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Lista de exercícios – Aula 01 e 02 1. Uma esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a 20,0 C,μ é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C, também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 C.μ Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas. A carga elétrica armazenada na esfera B, no final desse processo, é igual a a) 20,0 Cμ b) 30,0 Cμ c) 40,0 Cμ d) 50,0 Cμ e) 60,0 Cμ 2. Em um experimento de eletrostática, um estudante dispunha de três esferas metálicas idênticas, A, B e C, eletrizadas, no ar, com cargas elétricas 5Q, 3Q e 2Q, respectivamente. Utilizando luvas de borracha, o estudante coloca as três esferas simultaneamente em contato e, depois de separá- las, suspende A e C por fios de seda, mantendo-as próximas. Verifica, então, que elas interagem eletricamente, permanecendo em equilíbrio estático a uma distância d uma da outra. Sendo k a constante eletrostática do ar, assinale a alternativa que contém a correta representação da configuração de equilíbrio envolvendo as esferas A e C e a intensidade da força de interação elétrica entre elas. a) b) c) d) e) 3. O transporte de grãos para o interior dos silos de armazenagem ocorre com o auxílio de esteiras de borracha, conforme mostra a figura, e requer alguns cuidados, pois os grãos, ao caírem sobre a esteira com velocidade diferente dela, até assimilarem a nova velocidade, sofrem escorregamentos, eletrizando a esteira e os próprios grãos. Essa eletrização pode provocar faíscas que, no ambiente repleto de fragmentos de grãos suspensos no ar, pode acarretar incêndios. Nesse processo de eletrização, os grãos e a esteira ficam carregados com cargas elétricas de sinais a) iguais, eletrizados por atrito. b) iguais, eletrizados por contato. c) opostos, eletrizados por atrito. d) opostos, eletrizados por contato. e) opostos, eletrizados por indução. 4. O ato de eletrizar um corpo consiste em gerar uma desigualdade entre o número de cargas positivas e negativas, ou seja, em gerar uma carga resultante diferente de zero. Em relação aos processos de eletrização e às características elétricas de um objeto eletrizado, é CORRETO afirmar que: Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: 01) em qualquer corpo eletrizado, as cargas se distribuem uniformemente por toda a sua superfície. 02) no processo de eletrização por atrito, as cargas positivas são transferidas de um corpo para outro. 04) em dias úmidos, o fenômeno da eletrização é potencializado, ou seja, os objetos ficam facilmente eletrizados. 08) dois objetos eletrizados por contato são afastados um do outro por uma distância D. Nesta situação, podemos afirmar que existe um ponto entre eles onde o vetor campo elétrico resultante é zero. 16) o meio em que os corpos eletrizados estão imersos tem influência direta no valor do potencial elétrico e do campo elétrico criado por eles. 6. Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 C.μ Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões. Qual é a carga líquida resultante, em C,μ no terceiro bastão? a) 3,0 b) 4,5 c) 6,0 d) 9,0 e) 18 7. Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 C.μ Sabendo-se que a carga elementar vale 191,6 10 C, para se conseguir a eletrização desejada será preciso a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons. b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons. c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons. d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons. e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons. 8. Quatro objetos condutores esféricos e de mesmas dimensões estão inicialmente isolados e carregados com cargas 1 2 3Q q, Q 2q, Q 3q e 4Q 4q, respectivamente. A seguinte sequência de ações é executada sobre esses condutores: I. Os condutores 1 e 2 são colocados em contato e depois separados e isolados. II. Os condutores 2 e 3 são colocados em contato e depois separados e isolados. III. Os condutores 3 e 4 são colocados em contato e depois separados e isolados. Após a execução da sequência descrita acima, seja ijF a força eletrostática que o objeto j exerce sobre o objeto i quando estes estão separados por uma mesma distância d. Considerando a situação apresentada, pode-se afirmar que a) 23 14F F e 13 24F F . b) 41 13F F e 34 23F F . c) 12 34F F e 42 31F F . d) 32 41F F e 24 21F F . e) 14 31F F e 12 32F F . 9. Em uma atividade de eletrostática, são dispostas quatro cargas pontuais (de mesmo módulo) nos vértices de um quadrado. As cargas estão dispostas em ordem cíclica seguindo o perímetro a partir de qualquer vértice. A situação em que o valor do campo elétrico no centro do quadrado não será nulo é: a) | q |, | q |, | q |, | q | b) | q |, | q |, | q |, | q | c) | q |, | q |, | q |, | q | d) | q |, | q |, | q |, | q | 10. Os pontos P, Q, R e S são equidistantes das cargas localizadas nos vértices de cada figura a seguir: Sobre os campos elétricos resultantes, é correto afirmar que a) é nulo apenas no ponto R. b) são nulos nos pontos P, Q e S. c) são nulos apenas nos pontos R e S. d) são nulos apenas nos pontos P e Q. 11. Uma lâmina muito fina e minúscula de cobre, contendo uma carga elétrica q, flutua em equilíbrio numa região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme de 20 kN / C, cuja direção é vertical e cujo sentido se dá de cima para baixo. Considerando que a carga do elétron seja de 191,6 10 C e a aceleração gravitacional seja de 210 m / s e sabendo que a massa da lâmina é de 3,2 mg, é possível afirmar que o número de elétrons em excesso na lâmina é: a) 123,0 10 b) 131,0 10 c) 101,0 10 d) 122,0 10 e) 113,0 10 12. Analise a figura abaixo. Duas cargas puntiformes desconhecidas 0 1(Q , Q ) estão fixas em pontos distantes, 0 1d e d , do ponto P, localizado sobre a reta que une as cargas (ver figura). Supondo que, se um elétron é cuidadosamente colocado em P e liberado do repouso, ele se desloca para direita (no sentida da carga 1Q ), sendo assim, pode-se afirma que, se 0 1Q e Q a) são positivas, então 1 0d d . b) são negativas, então 0 1d d . c) têm sinais contrários, 1Q é a carga negativa. d) têm sinais contrários, 0Q é a carga positiva. e) têm o mesmo sinal, o campo elétricoresultante em P aponta para a esquerda. 13. A Gaiola de Faraday nada mais é do que uma blindagem eletrostática, ou seja, uma superfície condutora que envolve e delimita uma região do espaço. A respeito desse fenômeno, considere as seguintes afirmativas. I. Se o comprimento de onda de uma radiação incidente na gaiola for muito menor do que as aberturas da malha metálica, ela não conseguirá o efeito de blindagem. II. Se o formato da gaiola for perfeitamente esférico, o campo elétrico terá o seu valor máximo no ponto central da gaiola. III. Um celular totalmente envolto em um pedaço de papel alumínio não receberá chamadas, uma vez que está blindado das ondas eletromagnéticas que o atingem. IV. As cargas elétricas em uma Gaiola de Faraday se acumulam em sua superfície interna. Assinale a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas. a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) III e IV. 14. Duas cargas elétricas fixas estão separadas por uma distância d conforme mostra o esquema seguinte. Os pontos sobre o eixo x, onde o campo elétrico é nulo, estão localizados em a) x (2 2) d e x (2 2) d. b) x (2 2) d e x (2 2) d. c) x (2 2) d e x (2 2) d. d) x (2 2) d. e) x (2 2) d. 15. Duas cargas pontuais 1 2q 3,0 C e q 6,0 Cμ μ são colocadas a uma distância de 1,0 m entre si. Calcule a distância, em metros, entre a carga q1 e a posição, situada entre as cargas, onde o campo elétrico é nulo. a) 0,3 b) 0,4 c) 0,5 d) 0,6 e) 2,4 16. Considere duas cargas, AQ 4 Cμ e BQ 5 C,μ separadas por 3 cm no vácuo. Elas são postas em contato e, após, separadas no mesmo local, por 1cm. Qual o sentido e o valor da força eletrostática entre elas, após o contato? a) Atração; 0,2 N. b) Atração; 2,5 N. c) Atração; 200,0 N. d) Repulsão; 0,2 N. e) Repulsão; 22,5 N. 17. Considere duas cargas elétricas pontuais, sendo uma delas 1Q , localizada na origem de um eixo x, e a outra 2Q , localizada em x L. Uma terceira carga pontual, 3Q , é colocada em x 0,4L. Considerando apenas a interação entre as três cargas pontuais e sabendo que todas elas possuem o mesmo sinal, qual é a razão 2 1 Q Q para que 3Q fique submetida a uma força resultante nula? a) 0,44 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,25 18. A atração e a repulsão entre partículas carregadas têm inúmeras aplicações industriais, tal como a pintura eletrostática. As figuras abaixo mostram um mesmo conjunto de partículas carregadas, nos vértices de um quadrado de lado a, que exercem forças eletrostáticas sobre a carga A no centro desse quadrado. Na situação apresentada, o vetor que melhor representa a força resultante agindo sobre a carga A se encontra na figura a) b) c) d) 19. A figura acima ilustra duas cargas elétricas puntiformes que são mantidas fixas a uma distância de 1 metro. Uma terceira carga positiva q será abandonada em um ponto C interior ao segmento imaginário AB que une as cargas Q e 4Q. Esse ponto C será escolhido aleatoriamente. A probabilidade de que a terceira carga, assim que for abandonada, se desloque sobre o segmento no sentido de A para B é a) 1 6 b) 2 5 c) 1 5 d) 2 3 e) 1 3 20. Duas pequenas esferas eletrizadas, com cargas 1Q e 2Q , separadas pela distância d, se repelem com uma força de intensidade 34 10 N. Substituindo-se a carga 1Q por outra carga igual a 13 Q e aumentando-se a distância entre elas para 2 d, o valor da força de repulsão será a) 33 10 N b) 32 10 N c) 31 10 N d) 45 10 N e) 48 10 N Lista de exercícios – Aula 03 01) A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo 35º com a normal. Calcule o fluxo elétrico através desta superfície. 02) Na figura abaixo, uma rede de pegar borboletas está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 3,0 mN/C. O plano do aro da rede, uma circunferência de raio a = 11 cm,é mantido perpendicular ‘a direção do campo. A rede é eletricamente neutra . determine o fluxo elétrico através da rede. 03) Na figura abaixo um próton se encontra a uma distancia vertical d/2 do centro de um quadrado de aresta d. qual é o módulo do fluxo elétrico através do quadrado? (sugestão: pense no quadrado como uma das faces de um cubo de aresta d.) 04) Uma carga pontual de 1,8 µC está no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55 cm de aresta. Qual é o fluxo elétrico através da superfície? 05) Uma carga puntiforme de 1,84 μC está no centro de uma superfície gaussiana cúbica com 5 cm de aresta. Calcule ΦE através da superfície. 06) Veículos espaciais que passam pelos cinturões de radiação da Terra colidem com elétrons confinados ali. Como no espaço não há potencial elétrico de terra, o acúmulo de cargas é significativo e pode danificar os componentes eletrônicos, provocando perturbações de circuitos de controle e disfunções operacionais. Um satélite esférico de metal, com 1,3 m de diâmetro, acumula 2,4 μC de carga ao completar uma revolução em órbita. (a) Calcule a densidade superficial de carga. (b) Calcule o campo elétrico resultante imediatamente fora da superfície do satélite. 07) Calcule o valor do fluxo ΦE de um campo E uniforme provocado por uma carga puntiforme de 5,3 μC que está no centro de uma superfície gaussiana, através de uma semiesfera cujo eixo é paralelo ao campo. Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: Lista de exercícios – Aula 04 1. O ano de 2014 entrou para a história de São Paulo como o ano da seca. Os níveis dos reservatórios de todo o Estado caíram, e em muitas cidades os moradores enfrentaram torneiras secas e falta de água. Outro fenômeno que se acentua com a baixa umidade do ar é a eletrização estática por atrito: muitas pessoas podem sentir um choque elétrico ao tocar a carroceria de um carro ou a maçaneta de uma porta (principalmente em cômodos de piso recoberto por carpete). Centelhas ou faíscas elétricas de aproximadamente um centímetro de comprimento podem saltar entre os dedos das pessoas e esses objetos. Entre dois corpos isolados no ar, separados por uma determinada distância, uma faísca elétrica ocorre quando existe uma diferença de potencial suficiente entre eles. Considere essas informações e avalie as afirmativas. ( ) O choque elétrico é sentido por uma pessoa em razão da passagem de corrente elétrica por seu corpo. ( ) No processo de eletrização por atrito, quando a pessoa toca a maçaneta da porta, os choques elétricos podem ser fatais, já que cargas estáticas acumulam grande quantidade de energia. ( ) O processo de eletrização por indução é o principal responsável pelo surgimento do fenômeno descrito no texto. ( ) O ar é um excelente condutor de eletricidade e favorece a eletrização em qualquer situação. ( ) O valorabsoluto do potencial elétrico da carroceria de um carro aumenta em consequência do armazenamento de cargas eletrostáticas. 2. Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função da distância r R até o centro da esfera. a) b) c) d) e) 3. Uma carga Q está fixa no espaço, a uma distância d dela existe um ponto P, no qual é colocada uma carga de prova 0q . Considerando-se esses dados, verifica-se que no ponto P a) o potencial elétrico devido a Q diminui com inverso de d. b) a força elétrica tem direção radial e aproximando de Q. c) o campo elétrico depende apenas do módulo da carga Q. d) a energia potencial elétrica das cargas depende com o inverso de 2d . 4. Considere uma esfera condutora carregada com carga Q, que possua um raio R. O potencial elétrico dividido pela constante eletrostática no vácuo dessa esfera em função da distância d, medida a partir do seu centro, está descrito no gráfico a seguir. Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: Qual é o valor da carga elétrica Q, em Coulomb? a) 42,0 10 b) 34,0 10 c) 60,5 10 d) 62,0 10 5. Analise a figura abaixo. Uma casca esférica metálica fina, isolada, de raio R 4,00 cm e carga Q, produz um potencial elétrico igual a 10,0 V no ponto P, distante 156 cm da superfície da casca (ver figura). Suponha agora que o raio da casca esférica foi alterado para um valor quatro vezes menor. Nessa nova configuração, a ddp entre o centro da casca e o ponto P, em quilovolts, será a) 0,01 b) 0,39 c) 0,51 d) 1,59 e) 2,00 6. Ao longo de um processo de aproximação de duas partículas de mesma carga elétrica, a energia potencial elétrica do sistema: a) diminui. b) aumenta. c) aumenta inicialmente e, em seguida, diminui. d) permanece constante. e) diminui inicialmente e, em seguida, aumenta. 7. A figura 1 mostra um caminhão-tanque que pode ser utilizado no transporte de combustível das refinarias para os postos de combustível. O tanque usado para o transporte de combustível é todo metálico, com aberturas em cima para a colocação do combustível e inspeção e com saídas na parte de baixo para a transferência do combustível – figura 2 – para os postos de combustível. A transferência do combustível do caminhão para o posto segue uma norma de procedimentos que servem para garantir a segurança de todos, principalmente no sentido de evitar fagulhas que possam dar início a uma explosão. Um dos principais procedimentos é aterrar o tanque ao solo. Considerando o exposto acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) O potencial elétrico no interior do tanque eletricamente carregado pode ser analisado como um condutor metálico eletricamente carregado. Representa-se graficamente o potencial elétrico, dentro e fora do tanque, da seguinte forma: 02) Estando o tanque eletricamente neutro, ele não possui cargas elétricas. 04) Durante uma viagem, o tanque adquire uma carga elétrica de módulo 270 C.μ O valor do campo elétrico e do potencial elétrico a 200,0 m do tanque vale, aproximadamente e respectivamente, 41,21 10 N / C e 60,75 V. 08) O aterramento do tanque visa fazer com que o caminhão-tanque fique com uma carga elétrica resultante igual a zero, porque, em função dos pneus, feitos de borracha, e do seu atrito com o ar, o caminhão pode ficar eletricamente carregado. 16) Admitindo que o caminhão-tanque esteja carregado eletricamente, o campo elétrico no interior do tanque é zero e o potencial elétrico é constante, pois as cargas elétricas se encontram em repouso na superfície externa do tanque. 8. Atingido por um raio na noite da última quinta-feira, o dedo médio da mão direita do Cristo Redentor (aquele popularmente conhecido como "pai de todos") será restaurado [...]. A restauração será feita com incentivos da Lei Rouanet e pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (Iphan). Disponível em: http://veja.abril.com.br/noticia/brasil/dedo- de-cristo-redentor-serarestaurado. Acesso: 20 mar. 2014. [Adaptado] A descarga elétrica a que o texto se refere aconteceu no dia 16/01/2014. Assinale a alternativa que explica CORRETAMENTE o fenômeno ao qual o Cristo Redentor foi vítima. a) O ar é bom condutor de eletricidade. b) Entre o Cristo Redentor e a nuvem havia uma diferença de potencial que permitiu a descarga elétrica. c) O Cristo Redentor foi construído de material condutor. d) Existe um excesso de carga elétrica na Terra. e) A descarga elétrica foi um aviso para que o ser humano trate melhor o planeta em que vive. 9. Considere a Terra como uma esfera condutora, carregada uniformemente, cuja carga total é 6,0 C,μ e a distância entre o centro da Terra e um ponto P na superfície da Lua é de aproximadamente 4 x 108 m. A constante eletrostática no vácuo é de aproximadamente 9 x 109 Nm2/C2. É CORRETO afirmar que a ordem de grandeza do potencial elétrico nesse ponto P, na superfície da Lua vale, em volts, a) 10-2 b) 10-3 c) 10-4 d) 10-5 e) 10-12 10. Considere que U é a energia potencial elétrica de duas partículas com cargas +2Q e -2Q fixas a uma distância R uma da outra. Uma nova partícula de carga +Q é agregada a este sistema entre as duas partículas iniciais, conforme representado na figura a seguir. A energia potencial elétrica desta nova configuração do sistema é a) zero. b) U/4. c) U/2. d) U. e) 3U. Exercícios Extras de Física 3 – Prof. Robson Florentino (Associação de Resistores) Página 1 de 5 1. O circuito elétrico representado abaixo é composto por fios e bateria ideais: Com base nas informações, qual o valor da resistência R indicada? a) 5 .Ω b) 6 .Ω c) 7 .Ω d) 8 .Ω e) 9 .Ω 2. O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletromotriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica 10 .Ω Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas características, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts, a) 0,64. b) 0,32. c) 0,50. d) 0,20. e) 0,80. 3. O arranjo experimental representado na figura é formado por uma fonte de tensão F, um amperímetro A, um voltímetro V, três resistores, 1 2R , R e 3R , de resistências iguais, e fios de ligação. Quando o amperímetro mede uma corrente de 2 A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em 2R é igual a Note e adote: - A resistência interna do voltímetro é muito maior que a dos resistores (voltímetro ideal). - As resistências dos fios de ligação devem ser ignoradas. a) 4 W b) 6 Wc) 12 W d) 18 W e) 24 W 4. No circuito elétrico desenhado abaixo, todos os resistores ôhmicos são iguais e têm resistência R 1,0 . Ele é alimentado por uma fonte ideal de tensão contínua de E 5,0 V. A diferença de potencial entre os pontos A e B é de: a) 1,0 V b) 2,0 V c) 2,5 V d) 3,0 V e) 3,3 V 5. Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezembro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que passará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia desenvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecnologia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30 cm 50 cm 80 cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamente, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36 F na água desse aquário. Exercícios Extras de Física 3 – Prof. Robson Florentino (Associação de Resistores) Página 2 de 5 Adote: Pressão atmosférica 1atm Densidade da água 31g / cm Calor específico da água 1 11cal g C 1cal 4,2 J = resistor de 1 a) 1,88 b) 2,00 c) 2,33 d) 4,00 6. Muitos dispositivos de aquecimento usados em nosso cotidiano usam resistores elétricos como fonte de calor. Um exemplo é o chuveiro elétrico, em que é possível escolher entre diferentes opções de potência usadas no aquecimento da água, por exemplo, morno (M), quente (Q) e muito quente (MQ). Considere um chuveiro que usa a associação de três resistores, iguais entre si, para oferecer essas três opções de temperatura. A escolha é feita por uma chave que liga a rede elétrica entre o ponto indicado pela letra N e um outro ponto indicado por M, Q ou MQ, de acordo com a opção de temperatura desejada. O esquema que representa corretamente o circuito equivalente do chuveiro é a) b) c) d) 7. Duas lâmpadas, 1L (40 W 110 V) e 2L (100 W 110 V), são ligadas em paralelo, e a associação é ligada numa fonte de 110 V. Nessa situação, em 1L , a corrente elétrica é __________; a diferença de potencial é __________, e a potência dissipada é __________ que em 2L . As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por a) menor; igual; maior. b) igual; menor; igual. c) maior; igual; maior. d) igual; maior; menor. e) menor; igual; menor. 8. Na figura abaixo, são apresentados três circuitos com resistores de 1,0 Ω cada e bateria de 3,0 V. Com base nos seus conhecimentos sobre associação de resistores, assinale a proposição CORRETA. a) O resistor equivalente do circuito I é 1,5 ,Ω no circuito II é 3,0 Ω e no circuito III é 0,33 .Ω b) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em Exercícios Extras de Física 3 – Prof. Robson Florentino (Associação de Resistores) Página 3 de 5 série e o circuito III apresenta uma associação em paralelo. c) O circuito I apresenta uma associação em série, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação mista. d) Os três circuitos, por possuírem os mesmos resistores e a mesma d.d.p., dissipam a mesma potência. e) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação em série. 9. Analisando os circuitos abaixo podemos afirmar que os circuitos elétricos idênticos entre os contatos a e b são a) (V), (II) e (IV). b) (IV), (I) e (III). c) (III), (V) e (II). d) (II), (IV) e (I). e) (I), (III) e (V). 10. Em um laboratório de eletrônica, um aluno tem à sua disposição um painel de conexões, uma fonte de 12 V e quatro resistores, com resistências 1R 10 ,Ω 2R 20 ,Ω 3R 30 Ω e 4R 40 .Ω Para armar os circuitos dos itens abaixo, ele pode usar combinações em série e/ou paralelo de alguns ou todos os resistores disponíveis. a) Sua primeira tarefa é armar um circuito tal que a intensidade de corrente fornecida pela fonte seja de 0,8 A. Faça um esquema deste circuito. Justifique. b) Agora o circuito deve ter a máxima intensidade de corrente possível fornecida pela fonte. Faça um esquema do circuito. Justifique. c) Qual é o valor da intensidade de corrente do item b? 11. No circuito abaixo, a corrente que passa pelo trecho AB vale 1,0 A. O valor da resistência R é, em ohms: a) 30 b) 10 c) 20 d) 12 e) 50 12. Quatro resistores, todos de mesma Resistência Elétrica R, são associados entre os pontos A e B de um circuito elétrico, conforme a configuração indicada na figura. A resistência elétrica equivalente entre os pontos A e B é igual a a) R 4 b) 3R 4 c) 4R 3 d) 4R 13. Qual desses circuitos elétricos consome a menor energia, sabendo que entre os pontos a e b de cada circuito é aplicada a mesma tensão e que todas as resistências são iguais? Exercícios Extras de Física 3 – Prof. Robson Florentino (Associação de Resistores) Página 4 de 5 a) b) c) d) e) 14. Em uma instalação elétrica doméstica, as tomadas são ligadas em __________________ para que a mesma _________________________ em todos os eletrodomésticos ligados a essa instalação. Assinale a alternativa que completa as lacunas, na ordem. a) paralelo ‒ tensão seja aplicada b) paralelo ‒ corrente circule c) paralelo ‒ potência atue d) série ‒ tensão seja aplicada e) série ‒ corrente circule 15. Dispõe se de várias lâmpadas incandescentes de diferentes potências, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tensão. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V. Em quais desses circuitos, as lâmpadas funcionarão como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tensão de 110 V ? a) Somente em I. b) Somente em II. c) Somente em III. d) Em I e III. e) Em II e III. 16. Considere o circuito formado por três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo à bateria, conforme representa a figura (1). Como a chave C foi aberta na figura (2), considere as afirmações abaixo sobre a figura (2), em comparação à situação descrita na figura (1). I. A potência fornecida pela bateria é a mesma. II. A diferença de potencial aplicada a cada lâmpada acesa é a mesma. III. As correntes elétricas que percorrem as lâmpadas acesas sãomenores. Quais estão corretas? a) Apenas II. Exercícios Extras de Física 3 – Prof. Robson Florentino (Associação de Resistores) Página 5 de 5 b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 17. Considere que um determinado estudante, utilizando resistores disponíveis no laboratório de sua escola, montou os circuitos apresentados abaixo: Querendo fazer algumas medidas elétricas, usou um voltímetro (V) para medir a tensão e um amperímetro (A) para medir a intensidade da corrente elétrica. Considerando todos os elementos envolvidos como sendo ideais, os valores medidos pelo voltímetro (situação 1) e pelo amperímetro (situação 2) foram, respectivamente: a) 2V e 1,2A b) 4V e 1,2A c) 2V e 2,4A d) 4V e 2,4A e) 6V e 1,2A 18. Seja um resistor de resistência elétrica R representado por . Uma associação de quatro resistores idênticos a este e que fornece uma resistência equivalente igual a R está corretamente representada por a) b) c) d) e) 19. Os manuais dos fornos micro-ondas desaconselham, sob pena de perda da garantia, que eles sejam ligados em paralelo juntamente a outros aparelhos eletrodomésticos por meio de tomadas múltiplas, popularmente conhecidas como “benjamins” ou “tês”, devido ao alto risco de incêndio e derretimento dessas tomadas, bem como daquelas dos próprios aparelhos. Os riscos citados são decorrentes da a) resistividade da conexão, que diminui devido à variação de temperatura do circuito. b) corrente elétrica superior ao máximo que a tomada múltipla pode suportar. c) resistência elétrica elevada na conexão simultânea de aparelhos eletrodomésticos. d) tensão insuficiente para manter todos os aparelhos eletrodomésticos em funcionamento. e) intensidade do campo elétrico elevada, que causa o rompimento da rigidez dielétrica da tomada múltipla. 20. Um determinado circuito é composto de uma bateria de 12,0 V e mais quatro resistores, dispostos como mostra a figura. a) Determine a corrente elétrica no ponto A indicado na figura. b) Determine a diferença de potencial entre os pontos B e C apresentados na figura. Lista de exercícios – Aula 05 1. O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletromotriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica 10 .Ω Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas características, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts, a) 0,64. b) 0,32. c) 0,50. d) 0,20. e) 0,80. 2. O circuito elétrico representado abaixo é composto por fios e bateria ideais: Com base nas informações, qual o valor da resistência R indicada? a) 5 .Ω b) 6 .Ω c) 7 .Ω d) 8 .Ω e) 9 .Ω 3. “Em casa, corria ao banho, à sala, à cozinha (...). Corria contra a corda bamba, invisível e opressora do tempo. Era preciso avançar sempre e sempre.” EVARISTO, 2014, p. 66. O chuveiro da casa de Cida tem uma potência de 4300 W, na posição inverno. Como estava quente, Cida mudou a posição do chuveiro para a posição verão, alterando a resistência elétrica e a potência do chuveiro. Ao fazer isso, o chuveiro de Cida: a) Teve a resistência aumentada e a corrente diminuída. b) Teve a resistência aumentada e a corrente também aumentada. c) Teve a resistência diminuída e a corrente aumentada. d) Teve a resistência diminuída e a corrente também diminuída. 4. O conhecimento científico tem auxiliado a agricultura em sua busca por melhor produtividade e, por esse motivo, são pesquisadas muitas características físicas do solo úmido, como sua capacidade de conduzir eletricidade, uma característica física que esta associada a) a resistência elétrica do solo. b) a potência elétrica do solo. c) a energia elétrica do solo. d) a tensão elétrica do solo. e) ao magnetismo do solo. 5. Em um laboratório de eletrônica, um aluno tem à sua disposição um painel de conexões, uma fonte de 12 V e quatro resistores, com resistências 1R 10 ,Ω 2R 20 ,Ω 3R 30 Ω e 4R 40 .Ω Para armar os circuitos dos itens abaixo, ele pode usar combinações em série e/ou paralelo de alguns ou todos os resistores disponíveis. a) Sua primeira tarefa é armar um circuito tal que a intensidade de corrente fornecida pela fonte seja de 0,8 A. Faça um esquema deste circuito. Justifique. b) Agora o circuito deve ter a máxima intensidade de corrente possível fornecida pela fonte. Faça um esquema do circuito. Justifique. c) Qual é o valor da intensidade de corrente do item b? 6. Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U 0 V. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t 0 s. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode- se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R 0,5 kΩ para t 400 ms é igual a Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: a) 6 V. b) 12 V. c) 20 V. d) 40 V. 7. O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas amazônicas. Ele é capaz de produzir descargas elétricas elevadas pela ação de células musculares chamadas eletrócitos. Cada eletrócito pode gerar uma diferença de potencial de cerca de 0,14 V. Um poraquê adulto possui milhares dessas células dispostas em série que podem, por exemplo, ativar-se quando o peixe se encontra em perigo ou deseja atacar uma presa. A corrente elétrica que atravessa o corpo de um ser humano pode causar diferentes danos biológicos, dependendo de sua intensidade e da região que ela atinge. A tabela indica alguns desses danos em função da intensidade da corrente elétrica. intensidade de corrente elétrica dano biológico Até 10 mA apenas formigamento De 10 mA até 20 mA contrações musculares De 20 mA até 100 mA convulsões e parada respiratória De 100 mA até 3 A fibrilação ventricular acima de 3 A parada cardíaca e queimaduras graves (José Enrique R. Duran. Biofísica: fundamentos e aplicações, 2003. Adaptado.) Considere um poraquê que, com cerca de 8000 eletrócitos, produza uma descarga elétrica sobre o corpo de uma pessoa. Sabendo que a resistência elétrica da região atingida pela descarga é de 6000 ,Ω de acordo com a tabela, após o choque essa pessoa sofreria a) parada respiratória. b) apenas formigamento. c) contrações musculares. d) fibrilação ventricular. e) parada cardíaca. 8. A resistência R na associação de resistores a seguir é igual a a) 10 .Ω b) 20 .Ω c) 30 .Ω d) 40 .Ω 9. Considere uma bateria ideal de 12 V, na qual é ligada uma lâmpada. Logo após ser ligada, a lâmpadaatinge um brilho que não varia ao longo do tempo. Nesse estado, a corrente elétrica que percorre a lâmpada é igual a 0,5 A. Desprezando efeitos de dissipação nos fios condutores, determine, respectivamente, a resistência elétrica da lâmpada e a potência dissipada por ela. a) 32 Ohms e 12 Watts. b) 12 Ohms e 12 Watts. c) 24 Ohms e 6 Watts. d) 24 Ohms e 12 Watts. e) 32 Ohms e 24 Watts. 10. Para fazer o aquecimento de uma sala durante o inverno, uma família utiliza um aquecedor elétrico ligado à rede de 120 V. A resistência elétrica de operação apresentada por esse aquecedor é de 14,4 .Ω Se essa família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas, qual será o custo mensal cobrado pela companhia de energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kW h? Considere o mês de 30 dias. a) R$ 15,00. b) R$ 22,50. c) R$ 18,30. d) R$ 52,40. e) R$ 62,80. 11. Uma lâmpada é ligada a uma bateria de 120 V e dissipa 40,0 W. A resistência dessa lâmpada, em ,Ω é: a) 28,00 10 b) 0,33 c) 3,00 d) 80,0 e) 360 12. Uma pessoa pretende montar um circuito elétrico, conforme o esquematizado a seguir: Nele, essa pessoa irá instalar um fusível (F), que interrompe a passagem de corrente pelo circuito, caso ela seja superior a 0,6A. Para tal montagem, ele dispõe de dois cilindros condutores, de material e dimensão distintos, conforme as especificações a seguir: A resistividade elétrica do material (1) é 53 10 mΩ e a do material (2) é 58 10 mΩ e "A" representa a área da secção reta de cada cilindro condutor. a) Com base nas especificações indicadas, qual a resistência elétrica de cada um dos cilindros condutores? b) Considerando desprezível a resistência dos demais fios indicados no circuito, exceto a dos cilindros condutores, qual deles (1 ou 2) deve ser empregado no referido circuito, de tal modo que o fusível não interrompa a passagem da corrente elétrica gerada? 13. No circuito abaixo, a corrente que passa pelo trecho AB vale 1,0 A. O valor da resistência R é, em ohms: a) 30 b) 10 c) 20 d) 12 e) 50 14. As especificações de um chuveiro elétrico de uso doméstico são 220 V 2800 W 5400 W. As potências nominais especificadas são alcançadas com a chave de controle de temperatura na posição verão ou inverno. Baseado nessas informações, analise as afirmativas abaixo. I. o disjuntor recomendado para o uso do chuveiro em condições de potência máxima deve ser de 30 A. II. a resistência elétrica do chuveiro com a chave na posição inverno é de aproximadamente 9 . III. com a chave na posição verão, a resistência elétrica do chuveiro diminui, fazendo a água ficar um pouco mais fria. Analise a opção correta. a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. b) Apenas a afirmativa II é verdadeira. c) Apenas a afirmativa III é verdadeira. d) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. e) Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras. 15. No circuito desenhado abaixo, a intensidade de corrente elétrica contínua que passa pelo resistor de 50 Ω é de 80 mA. A força eletromotriz ε do gerador ideal é igual a a) 1,5 V b) 3,0 V c) 4,5 V d) 5,0 V e) 6,0 V 16. O gráfico abaixo apresenta a medida da variação de potencial em função da corrente que passa em um circuito elétrico. Podemos dizer que a resistência elétrica deste circuito é de: a) 2,0 m b) 0,2 c) 0,5 d) 2,0 k e) 0,5 k 17. A figura representa um trecho de um circuito elétrico em que a diferença de potencial entre os pontos A e B vale 12 V. O valor da intensidade de corrente elétrica i, em ampères, e da resistência elétrica do resistor R, em ohm, valem, respectivamente, a) 2,0 e 6,0. b) 4,0 e 2,0. c) 6,0 e 2,0. d) 6,0 e 4,0. 18. Um fio condutor foi submetido a diversas voltagens em um laboratório. A partir das medidas dessas voltagens e das correntes que se estabeleceram no condutor, foi possível obter o gráfico a seguir. O valor da resistência (em ohms) desse condutor é: a) 32 b) 0,02 c) 150 d) 250 e) 50 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 19. Chama-se "gato" uma ligação elétrica clandestina entre a rede e uma residência. Usualmente, o "gato" infringe normas de segurança, porque é feito por pessoas não especializadas. O choque elétrico, que pode ocorrer devido a um "gato" malfeito, é causado por uma corrente elétrica que passa através do corpo humano. Considere a resistência do corpo humano como 510 Ω para pele seca e 310 Ω para pele molhada. Se uma pessoa com a pele molhada toca os dois polos de uma tomada de 220V, a corrente que a atravessa, em A, é a) 52,2 10 b) 32,2 10 c) 4,5 d) 12,2 10 e) 32,2 10 20. Na Idade Média, a maior parte do conhecimento e da cultura era guardada nos mosteiros, principalmente em pergaminhos. Estes trabalhos eram ilustrados com iluminuras (pinturas que recebiam folhas de ouro que ornavam a imagem). Em um museu, uma destas iluminuras está exposta numa parede e, para ser mais facilmente enxergada, ela é iluminada por uma lâmpada de resistência elétrica 100 Ω ligada numa tomada que fornece 110 V de tensão elétrica, permanecendo ligada 10 h por dia, todos os dias. Ao final de uma semana, a energia consumida por esta lâmpada, em quilowatts-hora, é de, aproximadamente, a) 0,1. b) 8,5. c) 36. d) 21,2 10 . e) 33,6 10 . 21. Suponha um fio cilíndrico de comprimento L, resistividade 1ρ e raio da seção transversal circular R. Um engenheiro eletricista, na tentativa de criar um fio cilíndrico menor em dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/2, o raio da seção transversal circular para R/3 e a resistividade do material de que é feito o fio para 2.ρ Dessa forma, a razão entre 2ρ e 1,ρ para que as resistências do segundo e do primeiro fio sejam iguais, deve ser de a) 1/9. b) 2/3. c) 2/9. d) 5/3. e) 7/9. 22. Recentemente foram obtidos os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, ser utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, representado na figura, pode ser aproximado por um pequeno cilindro de comprimento 0,5nm 9(1nm 10 m). A seção reta de um átomo de cobre é 20,05nm e a resistividade do cobre é 17 nm.Ω Um engenheiro precisa estimar se seria possível introduzir esses nanofios nos microprocessadores atuais. Um nanofio utilizando as aproximações propostas possui resistência elétrica de a) 170n .Ω b) 0,17n .Ω c) 1,7n .Ω d) 17n .Ω e) 170 .Ω 23. Um fio de cobre possui uma resistência R. Um outro fio de cobre, com o triplo do comprimento e a metade da área da seção transversal do fio anterior, terá uma resistência igual a: a) 2R 3 b) 3R 2 c) 2R d) 3R e) 6R 24. Um engenheiro eletricista, ao projetar ainstalação elétrica de uma edificação, deve levar em conta vários fatores, de modo a garantir principalmente a segurança dos futuros usuários. Considerando um trecho da fiação, com determinado comprimento, que irá alimentar um conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes afirmativas: 1. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será a sua resistência elétrica. 2. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a perda de energia em forma de calor. 3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistividade. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 25. Um fio condutor é derretido quando o calor gerado pela corrente que passa por ele se mantém maior que o calor perdido pela superfície do fio (desprezando a condução de calor pelos contatos). Dado que uma corrente de 1 A é a mínima necessária para derreter um fio de seção transversal circular de 1 mm de raio e 1 cm de comprimento, determine a corrente mínima necessária para derreter um outro fio da mesma substância com seção transversal circular de 4 mm de raio e 4 cm de comprimento. a) 1/8 A b) 1/4 A c) 1A d) 4A e) 8A 26. Com relação ao fornecimento de energia elétrica residencial, analise as proposições. a) I. As lâmpadas incandescentes apresentam um brilho constante, porque a corrente elétrica que chega às residências é contínua. II. A potência elétrica fornecida aos eletrodomésticos residenciais pode ser medida em quilowatt-hora. III. Devem ser instalados transformadores nos postes das ruas, para converter a tensão da rede elétrica externa em um valor compatível com a tensão adequada para o uso residencial. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente a afirmativa III é verdadeira. e) Todas afirmativas são verdadeiras. 27. As afirmativas a seguir referem-se às precauções que um técnico eletricista deve tomar com relação à segurança no seu trabalho. Assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F), para as falsas. ( ) O risco de choque elétrico ocorre quando se toca em dois ou mais fios ao mesmo tempo. ( ) O eletricista deve usar luvas de borracha adequadas e evitar curtos-circuitos entre dois ou mais fios, quando trabalhar com a rede elétrica energizada. ( ) O uso de botas de borracha impede a ocorrência de choques elétricos. A sequência correta encontrada é a) V - V - F. b) V - F - F. c) F - V - F. d) V - F - V. 28. No circuito elétrico desenhado abaixo, todos os resistores ôhmicos são iguais e têm resistência R 1,0 . Ele é alimentado por uma fonte ideal de tensão contínua de E 5,0 V. A diferença de potencial entre os pontos A e B é de: a) 1,0 V b) 2,0 V c) 2,5 V d) 3,0 V e) 3,3 V 29. Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezembro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que passará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia desenvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecnologia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30 cm 50 cm 80 cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamente, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36 F na água desse aquário. Adote: Pressão atmosférica 1atm Densidade da água 31g / cm Calor específico da água 1 11cal g C 1cal 4,2 J = resistor de 1 a) 1,88 b) 2,00 c) 2,33 d) 4,00 30. Na figura abaixo, são apresentados três circuitos com resistores de 1,0 Ω cada e bateria de 3,0 V. Com base nos seus conhecimentos sobre associação de resistores, assinale a proposição CORRETA. a) O resistor equivalente do circuito I é 1,5 ,Ω no circuito II é 3,0 Ω e no circuito III é 0,33 .Ω b) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em série e o circuito III apresenta uma associação em paralelo. c) O circuito I apresenta uma associação em série, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação mista. d) Os três circuitos, por possuírem os mesmos resistores e a mesma d.d.p., dissipam a mesma potência. e) O circuito I apresenta uma associação mista, enquanto o circuito II apresenta uma associação em paralelo e o circuito III apresenta uma associação em série. 31. Analisando os circuitos abaixo podemos afirmar que os circuitos elétricos idênticos entre os contatos a e b são a) (V), (II) e (IV). b) (IV), (I) e (III). c) (III), (V) e (II). d) (II), (IV) e (I). e) (I), (III) e (V). 32. Qual desses circuitos elétricos consome a menor energia, sabendo que entre os pontos a e b de cada circuito é aplicada a mesma tensão e que todas as resistências são iguais? a) b) c) d) e) Lista de exercícios – Aula 06 1. A pilha de uma lanterna possui uma força eletromotriz de 1,5 V e resistência interna de 0,05 .Ω O valor da tensão elétrica nos polos dessa pilha quando ela fornece uma corrente elétrica de 1,0 A a um resistor ôhmico é de a) 1,45 V b) 1,30 V c) 1,25 V d) 1,15 V e) 1,00 V 2. No circuito elétrico a seguir, estão representados dois geradores idênticos, com ε = 12 V e r = 1 Ω . O amperímetro e o voltímetro são ideais. Analise as proposições a seguir e conclua. ( ) A leitura do amperímetro é de 2A. ( ) A leitura do voltímetro é de 10 V. ( ) A resistência equivalente do circuito é de 12 Ω . ( ) A potência dissipada no resistor de 10 Ω é de 40 W. ( ) O rendimento do gerador entre os pontos C e B é de aproximadamente 83,33%. 3. A unidade de medida de potencial elétrico do Sistema Internacional é o volt (V), que também é unidade da grandeza física chamada a) força elétrica. b) carga elétrica. c) corrente elétrica. d) força eletromotriz. e) campo magnético. 4. Um estudante deseja medir a resistência interna de um gerador, cuja f.e.m. pode ser ajustada para diferentes valores. Para tanto, ele constrói um circuito com o próprio gerador - um amperímetro A e um resistor de resistência R = 18 Ω - e obtém o gráfico a seguir, relacionando a f.e.m. do gerador a corrente medida pelo amperímetro. Com base no gráfico: a) Calcule a resistência interna do gerador. b) Para uma f.e.m. igual a 12 V, calcule a potência dissipada pela resistênciainterna do gerador. 5. No circuito da figura, a corrente no resistor R2 é de 2A. O valor da força eletromotriz da fonte (å) é, em V, a) 6 b) 12 c) 24 d) 36 e) 48 6. Hoje, ninguém consegue imaginar uma residência sem eletrodomésticos (aparelho de TV, aparelho de som, geladeira, máquina de lavar roupa, máquina de lavar louça, etc). Uma enceradeira possui força contra-eletromotriz de 100 V. Quando ligada a uma tomada de 120 V ela dissipa uma potência total de 40 W. Nestas condições, a resistência interna da enceradeira, em ohms, vale a) 2,0 b) 3,0 c) 5,0 d) 10 e) 20 7. O circuito a seguir representa três pilhas ideais de 1,5V cada uma, um resistor R de resistência elétrica 1,0 e um motor, todos ligados em série. (Considere desprezível a resistência elétrica dos fios de ligação do circuito.) Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: A tensão entre os terminais A e B do motor é 4,0V. Qual é a potência elétrica consumida pelo motor? a) 0,5W. b) 1,0W. c) 1,5W. d) 2,0W. e) 2,5W. 8. O valor da intensidade de correntes (em A) no circuito a seguir é: a) 1,50 b) 0,62 c) 1,03 d) 0,50 e) 0,30 9. A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20. O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de a) R$ 41,80. b) R$ 42.00. c) R$ 43.00. d) R$ 43,80. e) R$ 44,00. 10. Para fazer o aquecimento de uma sala durante o inverno, uma família utiliza um aquecedor elétrico ligado à rede de 120 V. A resistência elétrica de operação apresentada por esse aquecedor é de 14,4 .Ω Se essa família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas, qual será o custo mensal cobrado pela companhia de energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kW h? Considere o mês de 30 dias. a) R$ 15,00. b) R$ 22,50. c) R$ 18,30. d) R$ 52,40. e) R$ 62,80. 11. As companhias de eletricidade geralmente usam medidores calibrados em quilowatt-hora (kWh). Um kWh representa o trabalho realizado por uma máquina desenvolvendo potência igual a 1 kW durante 1 hora. Numa conta mensal de energia elétrica de uma residência com 4 moradores, leem-se, entre outros, os seguintes valores: CONSUMO (kWh) - 300 TOTAL A PAGAR (R$) - 75,00 Cada um dos 4 moradores toma um banho diário, um de cada vez, num chuveiro elétrico de 3 kW. Se cada banho tem duração de 5 minutos, o custo ao final de um mês (30 dias) da energia consumida pelo chuveiro é de a) R$ 4,50. b) R$ 7,50. c) R$ 15,00. d) R$ 22,50. e) R$ 45,00. Lista de exercícios – Aula 07 1. Os ímãs têm larga aplicação em nosso cotidiano tanto com finalidades práticas, como em alto-falantes e microfones, ou como meramente decorativas. A figura mostra dois ímãs, A e B, em forma de barra, com seus respectivos polos magnéticos. Analise as seguintes afirmações sobre ímãs e suas propriedades magnéticas. I. Se quebrarmos os dois ímãs ao meio, obteremos quatro pedaços de material sem propriedades magnéticas, pois teremos separados os polos norte e sul um do outro. II. A e B podem tanto atrair-se como repelir-se, dependendo da posição em que os colocamos, um em relação ao outro. III. Se aproximarmos de um dos dois ímãs uma pequena esfera de ferro, ela será atraída por um dos polos desse ímã, mas será repelida pelo outro. É correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) I e III, apenas. e) II e III, apenas. 2. Um professor de Física mostra aos seus alunos 3 barras de metal AB, CD e EF que podem ou não estar magnetizadas. Com elas faz três experiências que consistem em aproximá- las e observar o efeito de atração e/ou repulsão, registrando-o na tabela a seguir. Após o experimento e admitindo que cada letra pode corresponder a um único polo magnético, seus alunos concluíram que a) somente a barra CD é ímã. b) somente as barras CD e EF são ímãs. c) somente as barras AB e EF são ímãs. d) somente as barras AB e CD são ímãs. e) AB, CD e EF são ímãs. 3. As bússolas são muito utilizadas até hoje, principalmente por praticantes de esportes de aventura ou enduros a pé. Esse dispositivo funciona graças a um pequeno imã que é usado como ponteiro e está dividido em polo norte e polo sul. Geralmente, o polo norte de uma bússola é a parte do ponteiro que é pintada de vermelho e aponta, obviamente, o Polo Norte geográfico. Na Física, a explicação para o funcionamento de uma bússola pode ser dada porque as linhas de campo magnético da Terra se orientam a) do polo Sul magnético ao polo Leste magnético. b) do polo Norte magnético ao polo Sul magnético. c) na direção perpendicular ao eixo da Terra, ou seja, sempre paralelo à linha do Equador. d) na direção oblíqua ao eixo da Terra, ou seja, oblíqua à linha do Equador. e) na direção do campo gravitacional. 4. Uma das hipóteses, ainda não comprovada, sobre os modos como se orientam os animais migratórios durante suas longas viagens é a de que esses animais se guiam pelo campo magnético terrestre. Segundo essa hipótese, para que ocorra essa orientação, esses animais devem possuir, no corpo, uma espécie de ímã que, como na bússola, indica os polos magnéticos da Terra. De acordo com a Física, se houvesse esse ímã que pudesse se movimentar como a agulha de uma bússola, orientando uma ave que migrasse para o hemisfério sul do planeta, local em que se encontra o polo norte magnético da Terra, esse ímã deveria a) possuir apenas um polo, o sul. b) possuir apenas um polo, o norte. c) apontar seu polo sul para o destino. d) apontar seu polo norte para o destino. e) orientar-se segundo a linha do Equador. 5. Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Código: CCE0850 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: magnético criado pelo ímã. Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configuraçõesdas agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita. a) b) c) d) e) 6. Dispõe-se de três ímãs em formato de barra, conforme mostra a figura a seguir: Sabe-se que o polo A atrai o polo C e repele o polo E. Se o polo F é sul, pode-se dizer que: a) A é polo sul e B polo Sul. b) A é polo sul e C é polo norte. c) B é polo norte e D é polo norte. d) A é polo norte e C é polo sul. e) A é polo norte e E é polo sul. 7. Um objeto de ferro, de pequena espessura e em forma de cruz, está magnetizado e apresenta dois polos Norte (N) e dois polos Sul (S). Quando esse objeto é colocado horizontalmente sobre uma mesa plana, as linhas que melhor representam, no plano da mesa, o campo magnético por ele criado, são as indicadas em 8. Considere um ímã permanente e uma barra de ferro inicialmente não imantada, conforme a figura a seguir. Ao aproximarmos a barra de ferro do ímã, observa-se a formação de um polo ______ em A, um polo ______ em B e uma ______ entre o ímã e a barra de ferro. A alternativa que preenche respectiva e corretamente as lacunas da afirmação anterior é a) norte, sul, repulsão b) sul, sul, repulsão. c) sul, norte, atração. d) norte, sul, atração e) sul, norte, repulsão. 9. Pares de imãs em forma de barra são dispostos conforme indicam as figuras a seguir: A letra N indica o polo Norte e o S o polo Sul de cada uma das barras. Entre os imãs de cada um dos pares anteriores (a) , (b) e (c) ocorrerão, respectivamente, forças de: a) atração, repulsão, repulsão; b) atração, atração, repulsão; c) atração, repulsão, atração; d) repulsão, repulsão, atração; e) repulsão, atração, atração. 10. O comportamento magnético dos corpos costuma causar grandes dúvidas e curiosidades nas pessoas. Sobre este tema, é correto afirmar que a) cargas elétricas em repouso geram ao seu redor um campo magnético. b) um ímã sujeito a altas temperaturas tende a perder suas propriedades magnéticas. c) é possível obter um único polo magnético isolado quebrando-se um ímã em dois pedaços iguais. d) ímãs elementares em uma mesma barra metálica magnetizada assumem orientações diversas. e) em uma onda eletromagnética os vetores que indicam os campos elétrico e magnético em determinado ponto são paralelos.
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