RESOLUÇÃO exercícios física elétrica

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2011/02 – PRA Tipo da Avaliação – PRA V.165 - RESOLUÇÃO 
Curso: 
Professor: Alexandre Souza de Oliveira 
Disciplina: Física Geral e Experimental IV 
 Unidade: Vergueiro Turma: Período:Diur Sala: 
Nome do Aluno: RA: 
Assinatura do Professor: Assinatura do Aluno: 
 
 
INSTRUÇÕES: 
- Duração: 60 minutos. Permanência mínima: 30 minutos; 
- Avaliação individual e sem consulta; 
- Responda de forma legível e organizada; 
- A interpretação é parte integrante da avaliação; 
- É permitido o uso de calculadora; 
- Proibido o empréstimo de materiais e o uso de corretivo; 
- Terminantemente PROIBIDO o uso de aparelho celular ou similares; Desligue-o para realizar a prova; 
- Valor: 10,0 (dez) pontos. 
- Esta prova corresponde de 40% teoria e 60% de exercícios de aplicações. 
 
 
 
Exercícios Teóricos – 40% da prova 
 
 
1. A Lei de Coulomb prevê que a força exercida por uma carga puntiforme sobre outra é proporcional ao 
produto das duas cargas. Como você poderia testar este fato no laboratório? 
 
(1 ponto) 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Usamos uma carga teste positiva para estudar os campos elétricos. Poderíamos ter usado uma carga 
negativa? Por quê? 
 
 (1 ponto) 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
3. As linhas de força de um campo elétrico nunca se cruzam. Por quê? (1 ponto) 
 
 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Definir, explicar ou identificar de outra forma: (1 ponto) 
 
a. Condutores - Condutores elétricos são materiais nos quais uma alta corrente elétrica passa em um 
mesmo sentido através de sua seção reta, gerada através de uma pequena diferença de potencial entre 
seus terminais. Os metais são os melhores condutores de corrente elétrica, pois possuem 1 elétron livre na 
camada de valência dos seus átomos, o que facilita com que os mesmos se desprendam do núcleo atômico 
e sigam um fluxo sob ação de um campo elétrico. Portanto, Em termos diretos, entende-se por condutor 
elétrico (corpo condutor) aquele que, estando carregado por uma determinada carga eléctrica, tem essa 
carga distribuída por toda a sua extensão. 
 
b. Indução Eletrostática - Faraday descobriu que uma corrente elétrica era gerada ao posicionar um imã no 
interior de uma bobina de fio condutor. Deduziu que se movesse a bobina em relação ao imã obteria 
uma corrente elétrica contínua, efeito que após comprovado recebeu o nome de indução eletromagnética. 
A indução eletromagnética é o princípio básico de funcionamento dos geradorese motores elétricos, sendo 
estes dois equipamentos iguais na sua concepção e diferentes apenas na sua utilização. 
No gerador elétrico, a movimentação de uma bobina em relação a um imã produz uma corrente elétrica, 
enquanto no motor elétrico uma corrente elétricaproduz a movimentação de uma bobina em relação ao imã. 
A seguir, a ilustração representa o efeito de indução eletromagnética, como pesquisado por Faraday: 
 
 
 
 
 
 
 
A movimentação de um campo elétrico próximo a uma bobina produz a corrente elétrica i. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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c. Campo elétrico - Para uma melhor compreensão, faremos uma comparação entre o campo elétrico e o 
campo gravitacional da Terra. A massa M da Terra cria em torno de si um campo gravitacional. Um corpo 
de massa m próximo da Terra fica sujeito a uma força de atração gravitacional (a força peso) decorrente da 
ação de sobre m. 
 
Vejamos: 
 
 Uma carga Q origina em torno de si um campo elétrico . 
Uma carga de prova q, colocada nessa região, fica sujeita à 
ação de uma força elétrica Região influenciada pela presença 
da carga elétrica Q, não dependendo da presença da carga de 
prova q nesses pontos para a sua existência. 
A carga de prova q é utilizada somente para a 
verificação da existência do campo elétrico num determinado 
ponto da região. 
 
 
Portanto, podemos concluir que existe uma região de influência da carga Q onde qualquer carga de prova 
q, nela colocada, estará sob a ação de uma força de origem elétrica. Essa região é denominada campo 
elétrico. 
 
d. Quantização de carga elétrica - A quantidade de carga do elétron, em valor absoluto, é chamada de 
carga elementar e é representada por e. Esta carga é chamada elementar, pois é a menor quantidade de 
carga encontrada na natureza e este valor é: e=1,6 . 10-19 
 
 
Coulomb (C) é a unidade de medida utilizada para carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades. 
 
Para determinarmos a quantidade de carga elétrica de um corpo precisamos saber o número de elétrons 
ou prótons que este corpo tem em excesso, logo: 
 
Q=n.e 
 
Onde: 
Q = quantidade de carga elétrica do corpo 
n = número de elétrons em falta ou em excesso. 
e = carga elementar (1,6 . 10-19C) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
 
Exercícios de Aplicação – 60% da prova 
 
 
5. Duas lâmpadas, uma de resistência 1R e a outra de resistência 2R , 21 RR > estão ligadas a uma bateria (a) 
em paralelo e (b) em série. Que lâmpada brilha mais (dissipa mais energia) em cada caso? Explique. 
(1,5 ponto) 
 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5 
 
6. No circuito da figura ao lado, determine: 
 
(1,5 pontos) 
 
a) A resistência equivalente do circuito. 
b) A corrente elétrica total. 
c) A queda de tensão em cada resistor. 
 
 
Sabe-se que : 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas: 
 
VV
VVVVVV
AI
ohmsR
R
RRRR
total
eequivalent
6030.2
3015.25025.2
2
60
120
60301525
5
4321
==
======
==
=++=
 
 
 6 
7. Duas cargas iguais e de sinais opostos (de módulo 7100,2 −x C) são mantidas a uma distância de 15 cm 
uma da outra. 
(a) Quais são o módulo, a direção e o sentido de E no ponto situado a meia distância entre as cargas? 
(b) Que força (módulo, direção e sentido) atuaria sobre um elétron colocado nesse ponto? 
 
(1,0 ponto) 
 
Sabe-se que : 
( )2
2
d
q
KE = e TotalqEF = 
 
 
 
Respostas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. Uma pessoa pode ser eletrocutada se uma corrente tão pequena quanto 50 mA passar perto do seu coracão. 
Um eletricista que trabalha com as mãos suadas faz um bom contato com os dois condutores que está 
segurando. Se a sua resistência for igual 2000 ohms de quanto será a voltagem fatal? 
(1,0 ponto) 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Qual é a aceleração de um elétron num campo elétrico uniforme de 6104,1 x N/C? (1 ponto) 
 
 
Use a lei de Newton e sabe-se que amF .= , onde eEF = , no qual 
em
F
a = . 
Dado: 
19106,1 −= xe e 31101,9 −= xme 
 
 
Resposta: