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8. Deseja-se projetar um aquecedor elétrico que seja capaz de elevar a temperatura de 100 kg de água de 20 °C a 56 °C em duas horas. a) Que potência deve ter esse aquecedor? b) Se o aquecedor for projetado para ser ligado em 220 volts, que valor de resistência deverá ser escolhido? (considere o calor específico da água 4,2 (J/g . °C) e suponha que todo calor desenvolvido no aquecedor seja usado para elevar a temperatura da água).

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Fís 2 - EXT - Lista de Revisão Semana 6 - Dissertativas I - 2022 - Elét, Mag, Gravit, Est
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Fís 2 - EXT - Lista de Revisão Semana 6 - Dissertativas I - 2022 - Elét, Mag, Gravit, Est

Respostas

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há 2 anos

a) Para calcular a potência necessária do aquecedor elétrico, é preciso utilizar a fórmula: P = (m x c x ΔT) / t, onde P é a potência em watts, m é a massa da água em kg, c é o calor específico da água em J/(kg . °C), ΔT é a variação de temperatura em °C e t é o tempo em segundos. Substituindo os valores, temos: P = (100 x 4,2 x (56 - 20)) / (2 x 3600) P = 7 kW Portanto, a potência necessária do aquecedor elétrico é de 7 kW. b) Para calcular o valor da resistência, é preciso utilizar a fórmula: R = V² / P, onde R é a resistência em ohms, V é a tensão em volts e P é a potência em watts. Substituindo os valores, temos: R = 220² / 7000 R = 6,92 ohms Portanto, o valor da resistência que deve ser escolhido é de 6,92 ohms.

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2. Uma prancha homogênea de comprimento igual a 5,0 m e massa igual a 10,0 kg encontra-se apoiada nos pontos A e B, distantes 2,0 m entre si e equidistantes do ponto médio da prancha. Sobre a prancha estão duas pessoas, cada uma delas com massa igual a 50 kg. Observe a ilustração: Admita que uma dessas pessoas permaneça sobre o ponto médio da prancha. Nessas condições, calcule a distância máxima, em metros, que pode separar as duas pessoas sobre a prancha, mantendo o equilíbrio.

3. O planeta Mercúrio tem massa M(Mercúrio) = 0,040 M(Terra) e diâmetro d(Mercúrio) = 0,40 d(Terra). Nessas expressões M(Terra) e d(Terra) são a massa e o diâmetro da Terra, respectivamente. a) Qual seria, em Mercúrio, o peso da água contida em uma caixa de 1000 litros? b) Um satélite da Terra em órbita circular de 40000 km de raio tem período igual a 24 horas. Qual seria o período de um satélite de Mercúrio em órbita circular de mesmo raio?

5. Duas pequenas esferas de material plástico, com massas m e 3 m, estão conectadas por um fio de seda inextensível de comprimento a. As esferas estão eletrizadas com cargas iguais a +Q, desconhecidas inicialmente. Elas encontram-se no vácuo, em equilíbrio estático, em uma região com campo elétrico uniforme E, vertical, e aceleração da gravidade g, conforme ilustrado na figura. Considerando que, no Sistema Internacional (SI) de unidades, a força elétrica entre duas cargas q1 e q2, separadas por uma distância d, é dada por k (q1q2/d2), calcule a) a carga Q, em termos de g, m e E. b) a tração no fio, em termos de m, g, a, E e k.

7. No esquema a seguir temos uma fonte de tensão ε = 120 V, duas lâmpadas L1 e L2 e uma resistência R. L1 só acende com 120 V e L2 só acende com 40 V aplicados, caso em que L1 dissipa 120 W e L2 dissipa 80 W. Calcule R para que as duas lâmpadas estejam acesas.

11. Dois resistores, um de 40 Ω e outro de resistência R desconhecida, estão ligados em série com uma bateria de 12 V e resistência desprezível, como mostra a figura. Sabendo que a corrente no circuito é de 0,20 A, determine a) a diferença de potencial em R. b) o valor da resistência R.

12. Uma corrente elétrica i constante atravessa um fio comprido e retilíneo, no sentido indicado na figura I, criando, ao seu redor, um campo magnético. O módulo do vetor indução magnética, em cada um dos pontos A e B de uma reta perpendicular ao fio e distantes 2,0 cm do mesmo, é igual a 4,0 × 10-4 T. Considere, agora, outro fio, também comprido e retilíneo, distante 2,0 cm tanto de A como de B, cruzando com o primeiro, mas sem tocá-lo. Os dois fios e os pontos A e B estão, praticamente, no mesmo plano, como mostra a figura II. Se a corrente que atravessa o segundo fio, no sentido indicado na figura, também é i, qual será o módulo do vetor indução magnética resultante. a) no ponto A? b) no ponto B?

13. Uma partícula eletrizada com carga q e massa m descreve uma trajetória circular com velocidade escalar constante v, sob a ação exclusiva de um campo magnético uniforme de intensidade B, cuja direção é perpendicular ao plano do movimento da partícula. Para responder, utilize somente as variáveis necessárias, dentre aquelas fornecidas no enunciado (q, m, v, B). a) Qual é a expressão que fornece o módulo da força magnética Fm que age sobre a partícula? b) Obtenha a expressão que fornece o raio R da trajetória e a que fornece o período T do movimento circular.

a) Calcule a força que B exerce sobre a partícula.
b) Qual é a direção dessa força em relação à trajetória da partícula?
c) Que tipo de trajetória a partícula descreve? Justifique.

a) Explique por que a f.e.m. induzida na bobina é zero entre 0,1 s e 0,3 s.
b) Determine a máxima f.e.m. induzida na bobina.

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