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Pergunta 1 Considerando um fio de prata de diâmetro 2,00 mm, no qual se deseja criar um fluxo de corrente elétrica de 5,0 A, sendo a densidade de elétrons livres de 5.1027 por metro cúbico, qual é o valor de velocidade de arraste dos elétrons na prata? 2,0 mm/s. 20 m/s. 2,0 cm/s. 2,0 m/s. 2,0 km/s.
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Qualifica-Seg Segurança do Trabalho

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Respostas

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Para calcular a velocidade de arraste dos elétrons em um fio de prata, podemos usar a fórmula: \[ v_d = \frac{I}{n \cdot A \cdot e} \] onde: - \( v_d \) é a velocidade de arraste, - \( I \) é a corrente (5,0 A), - \( n \) é a densidade de elétrons livres (5 x \( 10^{27} \) m\(^{-3}\)), - \( A \) é a área da seção transversal do fio, - \( e \) é a carga do elétron (aproximadamente \( 1,6 \times 10^{-19} \) C). Primeiro, calculamos a área da seção transversal do fio: O diâmetro do fio é 2,00 mm, então o raio \( r \) é 1,00 mm ou 0,001 m. A área \( A \) é dada por: \[ A = \pi r^2 = \pi (0,001)^2 \approx 3,14 \times 10^{-6} \, \text{m}^2 \] Agora, substituímos os valores na fórmula da velocidade de arraste: \[ v_d = \frac{5}{(5 \times 10^{27}) \cdot (3,14 \times 10^{-6}) \cdot (1,6 \times 10^{-19})} \] Calculando: 1. \( n \cdot A \cdot e \approx (5 \times 10^{27}) \cdot (3,14 \times 10^{-6}) \cdot (1,6 \times 10^{-19}) \approx 2,49 \times 10^{3} \) 2. \( v_d \approx \frac{5}{2,49 \times 10^{3}} \approx 2,01 \times 10^{-3} \, \text{m/s} \) ou 2,01 mm/s. Portanto, a velocidade de arraste dos elétrons é aproximadamente 2,0 mm/s. Nenhuma das opções fornecidas corresponde exatamente ao resultado, mas a mais próxima é 2,0 mm/s.

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