AT,FISICA 2

Prévia do material em texto

UNIGRAN – CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS
CURSO DE MATEMÁTICA-EAD
DISCIPLINA DE ELEMENTOLS DE FÍSICA II
ATIVIDADE AVALIATIVA
AULAS 03 E 04
Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para aquecer 100g de água para uma xícara de café instantâneo. O aquecedor está rotulado com “200Watts” , o que significa que ele converte energia elétrica em energia térmica com essa taxa. Calcule o tempo necessário para levar toda essa água de 230 C para 1000 C , ignorando quaisquer perdas.
Considerando que 1 cal = 4,18J e 200 W = 200 J/s
200 J - 1s
32186 - t 
t = 160,93s
Que massa de vapor d’água a 100 ºC deve ser misturada com 150g de gelo no seu ponto de fusão, em um recipiente isolado termicamente, para produzir água líquida a 500 C ?
mG = 150g T1 = 0 0C
c = 1cal/g. oC T2 = 50 0C
LF = 79,5cal/g T3 = 100 0C
LV = 539cal/g 
o vapor de água vai variar sua temperatura de 1000 para 500 (calor específico do vapor=0,5 cal/g °C)
Q = m . c . T
Q =  m . 0,5 ( 500 - 1000) 
Q = - 250 m
o gelo vai mudar seu estado de agregação , de sólido para liquido :
Q = m . L (calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g)
Q = 150 . 80 = 12000 cal
e vai variar sua temperatura de 0°c para 100°c
Q= m . c. T
Q= 150 . 1 . 100 = 15000 cal
agora muda seu estado de agregação de liquido para gás:
Q = m . L ( calor latente de vaporização da água=540cal/g)
Q = 150 . 540 = 81000 cal
agora varia sua temperatura de 100 para 500:
Q= m .c . T
q= 150 . 0,5 , 400 = 30000 cal
a quantidade de calores trocados = 0:
- 250 m + 12000 cal + 15000 cal + 81000 cal +30000 cal = 0
250 m = 138000
m = 138000 / 250
m (vapor d’agua) = 552 gramas 
Sendo dadas duas esferas de metal montadas em suportes portátil de material isolante, invente um modo de carregá-las com quantidades de cargas iguais e de sinais oposto. Você pode usar uma barra de vidro ativada com seda, mas ela não pode tocar as esferas. É necessário que as esferas sejam do mesmo tamanho, para o método funcionar?
Podemos usar indução eletrostática onde, ao aproximarmos a barra de vidro de qualquer uma das esferas quando ambas estiverem em contato iremos induzir :
(i) na esfera mais próxima, uma mesma carga igual e oposta à carga da barra e, 
(ii) na esfera mais afastada, uma carga igual e de mesmo sinal que a da barra. Se separarmos então as duas esferas, cada uma delas irá ficar com cargas de mesma magnitude porem´ com sinais opostos. Este processo não depende do raio das esferas, entretanto, a densidade de cargas sobre a superfície de cada esfera após a separação obviamente depende do raio das esferas.
A carga q1 = 25 nC está na origem, q2 = -15 nC no eixo dos x em x = 2m e a carga q0 = 20 nC no ponto x = 2m e y = 2m. Calcular a resultante das forças sobre q0.
q₁ = 25 nC = 25 · 10⁻⁹ C
q₂ = - 15 nC = - 15 · 10⁻⁹C
q₃ = 20 nC = 20 · 10⁻⁹ C
Para encontrar a força resultante em q₃ que está localizada no ponto (2,2),calculamos a força que q₁ exerce em q₃ e a força que q₂ exerce na mesma. Depois aplicamos a Regra do Paralelogramo.
F₁₃ = Kq₁q₃/d₁₃², mas calculamos a distância primeiro.
d₁₃² = (0 - 2)² + (0 - 2)² = 4 + 4 = 8
F₁₃ = (9 · 10⁹ · 25 · 10⁻⁹ · 20 · 10⁻⁹)/8 ≈ 5,63 · 10⁻⁷ N
F₂₃ = Kq₂q₃/d₂₃² 
F₂₃ = (9 · 10⁹ · 15 · 10⁻⁹ · 20 · 10⁻⁹)/2² ≈ 6,75 · 10⁻⁷ N
Fr² = F₁₃² + F₂₃² - 2F₁₃F₂₃cosθ
Fr² = (5,63 · 10⁻⁷)² + (6,75 · 10⁻⁷)² - 2(5,63 · 10⁻⁷)(6,75 · 10⁻⁷)cos45⁰
Fr² = 31,69 · 10⁻¹⁴ + 45,56 · 10⁻¹⁴ - 2 · 38,00 · √2/2
Fr² = 77,25 · 10⁻¹⁴ - 74,48 · 10⁻¹⁴
Fr² = 2,77 · 10⁻¹⁴
Fr = √2,77 · 10⁻¹⁴
Fr ≈ 1,66 · 10⁻⁷ N
Determinar o campo elétrico E, sobre o eixo dos y, em y = 3 m, do sistema de cargas.