Gabarito Final AP1-2018-1 (1).pdf

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AVALIAÇÃO 
PRESENCIAL 1 
 
 
GABARITO PROVA AP1 
 
QUESTÃO 1. (1 ponto) 
 
 
Dados 
mol , 2 0²³ moléculas1 = 6 0 × 1 
, 0 0⁻¹⁹Ccarga do elétron| | = 1 6 × 1 
 
 
a) Pode-se calcular, então, a carga do corpo eletrizado através do seguinte produto: 
 
arga do corpo eletrizado Número de átomos Carga de cada átomoC = × 
 (0.5 pt)arga do corpo eletrizado 6, 2 0²³) 1, 0 0⁻¹⁹) , 3 0⁴C C = ( 0 × 1 × ( 6 × 1 = 9 6 × 1 
 
b) Como o corpo perdeu elétrons, sua carga excedente será ​positiva​. (0.5 pt) 
Neste item somente serão aceitas as respostas justificadas 
 
 
 
QUESTÃO 2. (2 pontos) 
 
 
a) Um próton tem carga total igual à carga do elétron, porém com sinal positivo, ou seja, igual 
a ​+ . Portanto, a combinação possível para que este resultado seja obtido será:e| | 
 
 (0.5pt)− e ) qpróton = qup + qup + qdown = 3
2 e| | + 3
2 e| | + ( 3
1| | = e| | 
 
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Em adição, um nêutron tem carga total igual a ​0 (carga nula)​. Portanto, a combinação 
possível para que este resultado seja obtido será: 
 
 (0.5pt)− e e ) qnêutron = qup + qdown + qdown = 3
2 e| | + ( 3
1| | − 3
1| | = 0 
Esse item somente serão aceitas as respostas justificadas 
 
 
b) Através da Lei de Coulomb, pode-se calcular a força elétrica, no vácuo, através de: 
 
F =
d2
k × q × q0 | 1| | 2| 
0⁴¹ 0⁴¹ F =
(0,2×10⁻¹⁵)2
(9×10⁹)×( e )×( e )3
2 | | 3
1 | | = 1 × e| | × e| | = 1 × e| | ² 
0⁴¹ F = 1 × (1, 0 0⁻¹⁹)6 × 1 ² 
 (1 pt), 8 0³N F = 1 2 × 1 
 
 
QUESTÃO 3. (3 pontos) 
 
 
a) Inicialmente, deseja-se calcular o vetor campo elétrico resultante no ponto em questão: 
 
 
Vemos pelo desenho que ​E​1​ só tem componente na direção î, ou seja, ​E​1x​ . 
E​2​ tem componentes em î e ^j. 
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Como o triângulo é equilátero, i.e, ele tem todos os lados iguais, então os ângulo internos são 
60​o​, pois a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180​o​. 
 
 
 
Ainda com a ajuda do desenho, vemos ainda que: 
E2x = E|| 2
|
| os(60º) c i
︿
 
E2y = E|| 2
|
| en (60º)(− ) s j
︿
 
 
 
 
E|| 1
|
| = E
|
| 2
|
| = a²
k q0| | 
 
(0.8 pt) EResultante = E1 + E2 = (+ )[ a²k q0| | i︿] + os(60º) (+ )[ a²k q0| | × c i︿] + sen(60º)(− )[ a²k q0| | j︿] 
 
(0.2 pt) EResultante = a²
k q0| | (+ ) (− )[ 23 i︿ + 2√3 j︿] = a²k q0| | i j[ 23︿− 2√3 ︿] 
 
 
 
 
 
 
 
b) Da expressão da Lei de Coulomb e efetuando as decomposições desejadas: 
 
(1 pt) F 1→2 = a²
k q q0| || | sen(30º) (+ ) os(30º) (+ )[ i︿ + c j︿] = a²k q0| | i j[ 21
︿
+ 2
√3︿] 
 
Note que, neste caso, o enunciado pede a força elétrica atuando na carga Q2. Então na 
posição da carga Q2, o campo elétrico é devido somente à carga Q1. 
Efetuando o cálculo de campo elétrico E1 na posição da carga Q2. 
 
 E2 = a²
k q0| | cos(60º) (+ ) in(60º) (+ )[ i︿ + s j︿] = a²k q0| | i j[ 21
︿
+ 2
√3︿] 
 
=F 1→2 q| | E2 
 
 
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 F 1→2 = a²
k q 20| | i j[ 21
︿
+ 2
√3︿] 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Como a diferença de potencial entre os pontos de saída e chegada é nula (�V = 0), o 
trabalho também será igual a zero, W = 0. (1 pt) 
 
− ΔV − (k ) W = q = q a
Q − k a
Q = 0 
Como: 
= , a distância é a mesma para os pontos final e inicial. V k ) ( d
Q
 
 
W − (k ) = q a
Q − k a
Q = 0 
 
 
QUESTÃO 4. (2 pontos) 
a) A corrente no amperímetro deve permanecer a mesma(100 mA), caso contrário o fio do 
amperímetro ou fusível queimaria. A deflexão deve ser a mesma, para as corrente 100 mA 
e 1 A​. Assim, o que tem que ser feito é desviar a corrente em excesso (900 mA), utilizando-se 
uma resistência em ​paralelo (Rx)​, de tal forma que a maior parte da corrente passe por ela e 
não pelo amperímetro. (1 pt) 
00 mA 00 mA 1000 mA A i = 1 + 9 = = 1 
 
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b) Em ligações em paralelo, a diferença de potencial entre as extremidades é a mesma. Além 
disso, tendo-se que a diferença de potencial antes e após a inserção dessa nova resistência não 
se altera: 
U inicial = U f inal 
, esistência Equivalente 0 1 × 5 = R × 1 
esistência Equivalente , Ω R (R )eq = 0 5 
 
,Req = 0 5 = 5R(5+R) 
, , R R 2 5 + 0 5 = 5 
 (1 pt)Ω , 6ΩR = 4,5
2,5 = 9
5 = 0 5 
 
QUESTÃO 5. (2 pontos) 
 
 
a) O resultado do aluno ​não está correto​, pois os pontos experimentais escolhidos pelo aluno 
não pertencem a melhor reta desenhada no gráfico. (0.5 pt) 
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b) A relação entre os módulos da Diferença de Potencial (U) e do Campo Elétrico (E) se dá 
por: 
 U = E × d 
Portanto: 
 
 
 
 
 E = d
U = 10V10cm = 1
V
cm 
 
E= 100 V/m = 100 N/C (0.5 pt) 
 
 
 
 
 
c) Utilizando o resultado encontrado no item anterior, tem-se: 
 
 
(1 pt), V U = 1( Vcm) × (5, cm)5 = 5 5 
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