ELETRICIDADE BASICA - ED

Prévia do material em texto

Carolina Martins Poso Lavado 		Matrícula:T57829-9 		Turma: 10/TT0P39
1. Força Eletrostática - Duas partículas idênticas, eletrizadas com cargas de mesmo valor, possuem massa m = 1,8 x 10-5 kg, e estão em equilíbrio formando o sistema mostrado no diagrama a seguir. O valor da carga q, em Coulomb, sobre cada partícula do sistema vale: 
Dados: L= 0,6 m; g = 10 m/s2; α = 15° 
A. 2,27 x 10-8 
B. 4,65 x 10-9 
C. 1,83 x 10-8 
D. 4,82 x 10-9
E. 9,17 x 10-8
2. Força eletrostática – Considere o diagrama mostrado a seguir, onde três cargas (Q) iguais estão localizadas nos pontos A, B, e C formando um triangulo equilátero de lado a. Para este sistema a força na carga Q que se localiza no ponto A vale: 
Dados: F = 
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
3. Campo Elétrico – O campo elétrico é uma propriedade associada a uma carga elétrica. Não podemos ter carga sem campo ou campo elétrico sem carga. A força elétrica, por sua vez, é resultado da interação de uma carga com o campo elétrico de uma segunda carga. A força elétrica e o campo elétrico se relacionam pela expressão F = q x E. Quando temos duas cargas de mesmo sinal, ocorre entre elas uma força de repulsão, já quando as cargas são de sinais opostos, ocorre entre elas uma força de atração. Com base nesses conceitos, analise as afirmativas a seguir. 
I. A força elétrica e o campo elétrico têm sempre o mesmo sentido. 
II. A força elétrica tem mesma intensidade, numericamente, do campo elétrico, apenas se l q l = 1C. 
III. A força elétrica é proporcional ao campo elétrico. 
IV. Quando uma carga Q=2C está sujeita a uma força de intensidade F=5N, ela está imersa em um campo elétrico de intensidade 10N/C. 
É correto o que se afirma apenas em: 
A. I, III e IV
B. I, II e III
C. II e III
D. II, III e IV
E. I e III 
4. Distribuição de cargas – Considere uma distribuição linear de cargas Q. Em um segmento de reta AB, com comprimento L = 1,0m, foi feita uma distribuição linear de cargas Q. Considerando-se a distância x de A, a densidade linear de cargas é dada por λ=2x+5 (µC/m). O valor da carga Q distribuída vale: 
Dado: dQ= λ dx
A. 5 µC
B. 6 µC
C. 8 µC
D. 7 µC
E. 3 µC
5. Potencial elétrico - Em um referencial cartesiano Oxy, duas cargas puntiformes iguais de valor (q) são localizadas nos pontos (-a; 0) e (a; 0). Para o ponto P do eixo Oy o potencial elétrico medido vale:
A. K . 
B. K . 
C. K . 
D. K . 
E. K . 
6. Potencial elétrico - Em um referencial cartesiano Oxy, duas cargas puntiformes de valor q1 = 6µC e q2 = 4µC são localizadas nos pontos (-5; 0) e (3; 0). Para o ponto P do eixo Oy o potencial elétrico medido vale:
A. 14,1 kv
B. 12,3 kv
C. 16,7 kv
D. 15,34 kv
E. 13,68 kv
7. Associação de resistores – Todos os resistores abaixo são ôhmicos, idênticos e valem 100Ω cada. Podemos afirmar que as resistências equivalentes das associações são respectivamente iguais a: 
A. 20 Ω, 25 Ω, 400 Ω e 500 Ω
B. 500 Ω, 25 Ω, 60 Ω e 500 Ω
C. 20 Ω, 25 Ω, 60 Ω e 400 Ω
D. 500 Ω, 800 Ω, 400 Ω e 400 Ω
E. 20 Ω, 50 Ω, 60 Ω e 100 Ω
8. Associação de resistores – Todos os resistores abaixo são ôhmicos e idênticos e a tensão elétrica entre os terminais AB é a mesma em todas as associações. Em qual das associações a intensidade da corrente elétrica é maior?
A. I
B. II
C. III
D. IV
E. V
9. Associação de resistores - Podemos associar mais de um resistor em um circuito elétrico. Essa associação pode ser, em primeiro momento, em série ou em paralelo. Quando os resistores são associados em série, podemos substituí-los por outro resistor cuja resistência equivalente é dada pela soma das resistências anteriores. Quando os resistores são associados em paralelo, o inverso da resistência equivalente é a soma dos inversos das resistências anteriores.
Qual a resistência equivalente do trecho de circuito a seguir?
A. 5/28 Ω
B. 28/5 Ω
C. 3/5 Ω
D. 5/3 Ω
E. 3/2 Ω
10. Associação de resistores e leis de Ohm - A diferença de potencial entre A e B, no circuito abaixo, vale 40 Volts. Para este circuito o valor da resistência total do circuito e o valor da corrente total que circula no circuito valem:
A. 11,2 Ω; 3,57 A
B. 11 Ω; 3,64 A 
C. 10,8 Ω; 3,7 A
D. 12,1 Ω; 3,31 A
E. 10 Ω, 4 A
11. Associação de resistores e leis de Ohm - Considere o circuito abaixo, onde a diferença de potencial entre A e B vale 200 V. A resistência equivalente entre A e B e a corrente total no circuito valem:
A. 11,2 Ω; 17,86 A
B. 11 Ω; 18,18 A
C. 12,8 Ω; 15,63 A
D. 10,5 Ω; 19,05 A
E. 10 Ω; 20 A
12. Potencial Elétrico – Os aceleradores de partículas são usados para aumentar a velocidade de partículas carregadas, tais como as partículas alfa e os prótons, para que elas possam bombardear núcleos atômicos. Grande Colisor de Hadrões – LHC da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, é o maior acelerador de partículas do mundo onde prótons são acelerados a velocidades muito próximas a velocidade da luz. A energia cinética de um próton de carga q = 1,6x10-19 C e massa m=1,67x10-27 kg acelerado sob tensão U=2.103 V é: 
A. 3,2x10-16 J
B. 5,12x10-16 J
C. 3,34x10-24 J
D. 1,6x10-16 J 
E. 1,67x10-16 J
13. Leis de Ohm – A figura abaixo representa um circuito elétrico onde os resistores são ôhmicos e a fonte de tensão contínua que os alimenta é de 100V. Podemos afirmar que a tensão do resistor de 20 Ω é: 
A. 50 V
B. 40 V
C. 30 V
D. 20 V
E. 10 V
14. Gerados e receptores – No circuito abaixo, E1 = 20 V, r1 = 0,15 Ω E2=30 V, r2=0,05 Ω e R=0,30 Ω. Podemos afirmar que a corrente no circuito é de: 
A. 1,5 A
B. 2 A 
C. 20 A
D. 3 A
E. 30 A
15. Potência elétrica - Para o circuito abaixo devemos desprezar a potência dissipada nas conexões. Desta forma, podemos afirmar que as potências dissipadas no gerador e no resistor, em watts, são respectivamente:
A. 100 W e 200 W
B. 200 W e 400 W
C. 400 W e 100 W
D. 100 W e 400 W
E. 400 W e 100 W
16. Bipolo Gerador - O comportamento de um gerador de característica linear é dado por sua equação característica, U=E-ri. Considere o caso de uma empresa que produz geradores eólicos e deseja caracterizar um de seus geradores. Foi montado um circuito com este gerador e para cada valor de corrente mediu-se a tensão correspondente, obtendo o gráfico a seguir. 
A partir do gráfico podemos afirmar que a força eletromotriz do gerador, a corrente de curto circuito e a resistência interna são respectivamente:
A. 50V, 1A e 50Ω
B. 100V, 2A e 50Ω
C. 2V, 1A e 30Ω
D. 100V, 2A e 30Ω
E. 10V, 1,5A e 50Ω
17. Campo Elétrico - Duas cargas elétricas puntiformes são mantidas fixas nos pontos A e B, de acordo com a figura abaixo. A intensidade do campo elétrico resultante no ponto C, em N/C é dado por:
A. 3000
B. 6000
C. 9000
D. 1200
E. 1500
18. Osciloscópio - O osciloscópio é um instrumento de medida que permite estudar o comportamento de sinais de tensão em função do tempo em um gráfico bidimensional. Considere o sinal senoidal mostrado a seguir. Sabendo que o ganho do osciloscópio estava ajustado em 2 V/div e o controle de varredura em 0,2 s/div. Podemos afirmar que a Tensão de pico-a-pico e o período são respectivamente:
A. 3V e 0,8s
B. 6V e 2s
C. 12V e 4s 
D. 12V e 0,8s
E. 3V e 2s 
19. Campo Magnético – Em 2019 o mais novo acelerador de partículas brasileiro, o Sirius será colocado em funcionamento. O equipamento está sendo instalado em Campinas, no interior do estado de São Paulo, e será o mais avançado acelerador de partículas da sua categoria no mundo inteiro. Considere uma partícula de carga 3.10-19C e de massa 4.10-27kg sendo acelerada em um campo magnético de 2T com velocidade de 3.108m/s. Qual será o raio desta partícula?
A. 2m
B. 4m
C. 0,5m
D. 1m
E. 12m 
20. Geradores – Os gráficos abaixo representam as curvas características de um gerador e de um receptor. Podemos afirmar que a f.e.m., a f.c.e.m. e as resistências internas do gerador e do receptor são respectivamente iguais: 
A. 40V, 40V, 10 Ω e 10 Ω
B. 40V, 20V, 10W e 10W
C. 40V, 20V, 4 Ω e 4 Ω
D. 40V, 20V, 4 Ω e 2 Ω
E. 40V, 40V, 4 Ω e 4 Ω
21. Leis de Kirchhoff – No circuito anexo as correntes I1, I2, I3 são respectivamente iguais a:
A. 1 A, 2 A, e 3 A
B. 3A, 2 A e 1 A
C. 10 A, 20 A e 30 A
D. 2 A, 3 A e 1 A
E. 1 A, 20 A e 3 A
22. Dilatação Térmica – Um solido sofre dilatação térmica ao ser aquecido de 80°C. Sendo seu coeficiente de dilatação linear igual a 2.10-5°C-1 e seu comprimento inicial igual a 1001mm, podemos afirmar que a dilatação térmica sofrida pelo solido é igual a: 
A. 1,6cm
B. 1,7cm
C. 1,6mm
D. 1,7mm
E. 1,8mm
23. Calor específico - Um corpo sólido de massa 500g é aquecido até a temperatura de 125°C e em seguida é colocado em um calorímetro ideal contendo 200g de água na temperatura de 23°C. No equilíbrio térmico a temperatura do sistema era de 33°C. sabendo-se que o calor específico sensível da água é igual a 1,0 cal/g .°C, podemos afirmar que o calor específico sensível do material que constitui o corpo é:
A. 1 cal/g. °C
B. 0,043 cal/g. °C
C. 1,043 cal/g. °C
D. 0,034 cal/g. °C
E. 1,034 cal/g. °C
24. Calor específico - Um corpo sólido de massa 500g é aquecido até a temperatura de 125°C e em seguida é colocado em um calorímetro de capacidade térmica desprezível contendo 200g de água na temperatura de 23°C. No equilíbrio térmico a temperatura do sistema era de 33°C. sabendo-se que o calor específico sensível da água é igual a 1,0 cal/g .°C e sólido igual a 0,33 cal/g .°C , podemos afirmar que a quantidade de calor perdida pelo sistema é:
A. 13,180 cal
B. 482 cal
C. 13.180 cal
D. 248 cal
E. 11.380 cal
25. Leis de Kirchhoff - Uma das primeiras ferramentas que aprendemos para analisar circuitos elétricos são as Leis de Kirchhoff. Segundo essas leis, a soma das tensões em cada malha do circuito deve ser igual a zero, e a soma das correntes em cada nó do circuito também deve ser igual a zero, ou ainda, a soma das correntes que “chegam” a esse nó deve ser igual à soma das correntes que “saem”. Essas leis são, respectivamente, consequência da conservação de energia e da conservação de carga. Com base nesses princípios, qual a tensão U na figura a seguir, se i2=2A e i3=3A?
A. U=2V
B. U=4V
C. U=8V
D. U=12V
E. U=14V
26. Força eletromagnética – Uma partícula eletrizada com carga q = 1 µC passa pelo ponto P com velocidade v=6 (m/s). Sabe-se que no ponto P existe um campo elétrico E=2j (V/m) e um campo de indução magnética B = 1,5j (tesla). A força eletromagnética que atua na partícula vale: 
A. 2x10-6j + 9x10-6k (N)
B. 2,2x10-6 j + 7,2x10-6k (N)
C. 2x10-6j – 9 x10-6 i(N)
D. 1,98 x10-6 j +7,2 x10-6 k(N)
E. 1,78 x10-6 i +6,3 x10-6 k(N)
27. A força elétrica de interação F entre duas cargas puntiformes q1 e q2, distantes entre si de r1, obedece à lei de Coulomb, representada pela equação: Na expressão, û é um vetor unitário paralelo à reta que une as duas cargas. Sendo as cargas de mesmo sinal (q1q2 > 0), elas se repelem. Sendo as cargas de sinais opostos (q1q2 < 0), elas se atraem. Como exemplo de aplicação dessa lei, a figura acima mostra três cargas elétricas puntiformes, q1, q2 e q3 fixas, formando um triangulo com lados de comprimentos a, b e c. 
A intensidade da força elétrica resultante que atua na carga q3 vale. 
A. 3,60 N
B. 6,62 N 
C. 1,62 N
D. 8,96 N
E. 3,37 N 
28. O ângulo que a força elétrica resultante atuante sobre a carga q3 faz com o lado de comprimento c do triangulo vale aproximadamente:
A. 30° 
B. 45°
C. 17,8°
D. 36,9°
E. 53,1°
29. Ao introduzirmos um pedaço de gelo em um copo contendo agua, observa-se que, decorrido algum tempo, um dos seguintes resultados se verifica: (1) nenhuma parte do gelo se funde; (2) todo gelo se funde; (3) parte do gelo se funde; (4) parte da agua se solidifica; (5) toda a agua se solidifica. O resultado final vai depender das massas e das temperaturas iniciais da água e do gelo. Para exemplificar esse fenômeno, são introduzidos 6g de gelo a -26°C em um recipiente contendo 70g de água à temperatura de 15°C. O calor específico da água é 1,0 cal/g°C e o do gelo é 0,5 cal/g°C. O calor latente de fusão do gelo vale 80 cal/g. Desprezam-se a capacidade térmica do recipiente e as trocas de calor com o ambiente externo. Qual é a temperatura de equilíbrio da mistura? 
A. 8,5°C
B. -3,5°C
C. 6,5°C
D. 0
E. 2,5°C
30. Ao introduzirmos um pedaço de gelo em um copo contendo agua, observa-se que, decorrido algum tempo, um dos seguintes resultados se verifica: (1) nenhuma parte do gelo se funde; (2) todo gelo se funde; (3) parte do gelo se funde; (4) parte da agua se solidifica; (5) toda a agua se solidifica. O resultado final vai depender das massas e das temperaturas iniciais da água e do gelo. Para exemplificar esse fenômeno, são introduzidos 6g de gelo a -26°C em um recipiente contendo 70g de água à temperatura de 15°C. O calor específico da água é 1,0 cal/g°C e o do gelo é 0,5 cal/g°C. O calor latente de fusão do gelo vale 80 cal/g. Desprezam-se a capacidade térmica do recipiente e as trocas de calor com o ambiente externo.
Adicionando-se à mistura anterior outro pedaço de gelo de massa 15g à temperatura de -26°C, qual será a temperatura de equilíbrio térmico dessa nova mistura? E a massa restante de gelo? 
A. 0°C e 3,7g
B. 0°C e 15g
C. -2,5°C e 8,7g
D. 0°C e 0g 
E. 0°C e 11,3g
31. Dipolo Elétrico – Um dipolo elétrico de cargas -Q e +Q, separadas pela distância d, é mantido fixo, conforme mostrado na figura abaixo. Uma partícula de massa m e carga elétrica q é posicionada em um ponto P, situado à distância x, medida a partir do centro do dipolo, e, a seguir, é liberada. Não considerar a ação do campo de gravidade local. 
No instante em que é liberada, a partícula possui aceleração de:
A. 1,2 m/s2
B. 0,6 m/s2
C. 2,8 m/s2
D. 5,4 m/s2
E. 7,2 m/s2
32. Dipolo Elétrico – Um dipolo elétrico de cargas -Q e +Q, separadas pela distância d, é mantido fixo, conforme mostrado na figura abaixo. Uma partícula de massa m e carga elétrica q é posicionada em um ponto P, situado à distância x, medida a partir do centro do dipolo, e, a seguir é liberada. Não considerar a ação do campo de gravidade local. 
No ponto P, indicado na figura, a intensidade do campo elétrico produzido pelo dipolo vale: 
A. 125,3 N/C
B. 845,4 N/C
C. 1241,2 N/C
D. 245,2 N/C
E. 562,5 N/C
33. Bastão Eletrizado – O campo elétrico produzido por um corpo eletrizado de formato qualquer, em um ponto P, é dado por . Na expressão, dQ é um elemento de carga do corpo situado em um ponto O, r é a distancia desse elemento de carga até o ponto P, ou seja r= 0P, e û é um vetor unitário representado por û = (P-0)/r. Como exemplo, vamos supor que esse corpo seja um bastão de comprimento L, eletrizado uniformemente com carga elétrica Q, conforme ilustrado na figura acima. Nesse caso, dQ=λdl, sendo λ a densidade linear de carga do bastão e dl um elemento de seu comprimento. A densidade linear de carga é calculada por λ = Q/L. 
Para o bastão eletrizado esquematizado na figura acima, o campo elétrico produzidor no ponto P vale:
A. 426,3 î 
B. 803,6 î 
C. 1236,4 î 
D. 350,2 î 
E. 215,6 î 
34. Bastão Eletrizado – O campo elétrico produzido por um corpo eletrizado de formato qualquer, em um ponto P, é dado por . Na expressão, dQ é um elemento de carga do corpo situado em um ponto O, r é a distância desse elemento de carga até o ponto P, ou seja r= 0P, e û é um vetor unitário representado por û = (P-0)/r. Como exemplo, vamos supor que esse corpo seja um bastão de comprimento L, eletrizado uniformemente com carga elétrica Q, conforme ilustrado na figura acima. Nesse caso, dQ=λdl, sendo λ a densidade linear de carga do bastão e dl um elemento de seu comprimento. A densidade linear de carga é calculada por λ = Q/L. 
O campo elétrico no ponto P, supondo que a distância α seja 80m, vale:
A. 15,25 î 
B. 10,25 î 
C. 2,25 î 
D. 6,25 î 
E. 4,25 î 
35. As variáveis de estado de um gás são a pressão P, o volume V e a temperatura T. Um gás é considerado perfeito se suas variáveis de estado seguem a equação PV=nRT, sendo n seu número de moles e R, a constante universal dos gases perfeitos. Em um processo termodinâmico no qual o gás troca calor Q e/ou trabalho τ com o ambiente externo, ocorre variação ΔU de sua energia interna. Aplicando o Princípio de Conservação da Energia, conclui-se queessas grandezas se relacionam pela equação ΔU = Q – τ (Primeira Lei da Termodinâmica). O calor segue a equação Q = n.C.[Tf – Ti] e o trabalho é calculado pela equação t = Pdv. O valor específico do processo termodinâmico é indicado por C. Um exemplo de aplicação da Primeira Lei da Termodinâmica está representado acima, no diagrama P versus V, em que ocorre uma transição de um gás perfeito, desde um estado inicial A até um estado final B, por meio de três diferentes processos. 
O calor trocado pelo gás no processo 2 vale: 
A. 176 atm.l.
B. 154 atm.l.
C. 160 atm.l.
D. 144 atm.l.
E. 96 atm.l.
36. As variáveis de estado de um gás são a pressão P, o volume V e a temperatura T. Um gás é considerado perfeito se suas variáveis de estado seguem a equação PV=nRT, sendo n seu número de moles e R, a constante universal dos gases perfeitos. Em um processo termodinâmico no qual o gás troca calor Q e/ou trabalho τ com o ambiente externo, ocorre variação ΔU de sua energia interna. Aplicando o Princípio de Conservação da Energia, conclui-se que essas grandezas se relacionam pela equação ΔU = Q – τ (Primeira Lei da Termodinâmica). O calor segue a equação Q = n.C.[Tf – Ti] e o trabalho é calculado pela equação t = Pdv. O valor específico do processo termodinâmico é indicado por C. Um exemplo de aplicação da Primeira Lei da Termodinâmica está representado acima, no diagrama P versus V, em que ocorre uma transição de um gás perfeito, desde um estado inicial A até um estado final B, por meio de três diferentes processos. 
A variação de energia interna que o gás sofre no processo 3 vale:
A. 48 atm.l.
B. 64 atm.l.
C. 36 atm.l.
D. 80 atm.l.
E. 96 atm.l.
37. Força Eletrostática – Em um experimento de laboratório, considerou-se avaliar um sistema composto por três partículas eletrizadas com cargas q1=1,6x10-19C; q2=2,4x10-19C e q3=-1,6x10-19. Estas partículas para o experimento, foram colocadas conforme mostrado no diagrama a seguir. A distância entre as partículas 1 e 2 vale r = 0,03m e a distância entre as partículas 1 e 3 vale 3r/6. Considerando-se o exposto, o valor da força eletrostática exercida pelas partículas 2 e 3 sobre a partícula 1 vale: Dado: α=60°.
A. 1,52 x 10-25i + 8,87 x 10-25j
B. 1,28 x 10-25i + 8,87 x 10-25j
C. 3,84 x 10-25i + 5,12 x 10-25j
D. 1,887 x 10-25i + 1,28 x 10-25j
E. – 8,87 x 10-25i + 1,28 x 10-25j
38. Campo Magnético – No ponto O do espaço, sabe-se que o campo elétrico E é nulo. Realizaram-se duas experiencias sucessivas, obtendo-se os resultados conforme as figuras 1 e 2. Com base nas mesmas determine o campo de indução magnética B. 
A. 0,25i(T)
B. -0,125i(T)
C. 0(T)
D. 1,25i(T)
E. -0,25i(T)