apostila de física 3º ano

3Ano

Prof: Julio Cesar Souza Almeida

ELTRICA

E

FSICA MODERNA

Escola Clvis Borges Miguel

Prof: Julio Cesar ( JC ) FSICA ELTRICA E MODERNA http://lattes.cnpq.br/1700092960661216

ELETRICIDADE Carga eltrica

A matria formada de pequenas partculas,

os tomos. Cada tomo, por sua vez,

constitudo de partculas ainda menores, no

ncleo: os prtons e os nutrons; na

eletrosfera: os eltrons.

s partculas eletrizadas (eltrons e prtons)

chamamos "carga eltrica" .

(-)Eltrons Condutores de eletricidade So os meios materiais nos quais h facilidade de movimento de cargas eltricas, devido a presena de "eltrons livres". Ex: fio de cobre, alumnio, etc. Isolantes de eletricidade So os meios materiais nos quais no h facilidade de movimento de cargas eltricas. Ex: vidro, borracha, madeira seca, etc. Princpios da eletrosttica

"Cargas eltricas de mesmo sinal se repelem e de sinais contrrios se atraem."

"Num sistema eletricamente isolado, a soma das cargas eltricas constante."

Corpo neutro -> N prtons = N eltrons

Corpo positivo -> O corpo perdeu eltrons

Corpo negativo -> O corpo ganhou eltrons

Medida da carga eltrica

q = - n.e (se houver excesso de eltrons) q = + n.e (se houver falta de eltrons) e = 1,6.10-19 C q = quantidade de carga (C) n = nmero de cargas e = carga elementar (C) unidade de carga eltrica no SI o coulomb (C) usual o emprego dos submltiplos: 1 microcoulomb = 1C = 10-6C

1 milecoulomb = 1mC = 10-3C Exerccios

1. Na eletrosfera de um tomo de magnsio temos 12 eltrons. Qual a carga eltrica de sua eletrosfera?

2. Na eletrosfera de um tomo de nitrognio temos 10 eltrons. Qual a carga eltrica de sua eletrosfera?

3. Um corpo tem uma carga igual a -32. 10-6 C. Quantos eltrons h em excesso nele?

4. dado um corpo eletrizado com carga + 6,4.10-6C. Determine o nmero de eltrons em falta no corpo.

5. Quantos eltrons em excesso tem um corpo eletrizado com carga de -16.10-9

C?

Questes

6. Qual o erro na afirmao: "Uma caneta considerada neutra eletricamente, pois no possui nem cargas positivas nem cargas negativas"?

Prtons(+) Nutrons(0)

+ +

- --

+ -


7. O que acontece quando se acrescentam eltrons em um ponto de um isolante? E de um condutor?

8. Que tipo de carga eltrica se movimenta em um fio metlico?

9. O que so eltrons livres? Eles existem nos materiais condutores ou nos isolantes?

10. Quantos tipos de carga eltrica existem na natureza? Como se denominam?

11. Em que condies temos atrao entre duas cargas eltricas? E em que condies elas se repelem?

12. O que ligao terra? PROCESSOS DE ELETRIZAO

Eletrizao por atrito

Quando dois corpos so atritados, pode ocorrer a passagem de eltrons de um corpo para outro.

plstico

+ + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _

perde eltrons recebe eltrons

Eletrizao por contato

Quando colocamos dois corpos condutores em contato, um eletrizado e o outro neutro, pode ocorrer a passagem de eltrons de um para o outro, fazendo com que o corpo neutro se eletrize.

Antes durante depois

Eletrizao por induo

A eletrizao de um condutor neutro pode ocorrer por simples aproximao de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles.

Ligao com a Terra

"Ao se ligar um condutor eletrizado Terra, ele se descarrega." - -

Pndulo eletrosttico

O pndulo eletrosttico constitudo de uma esfera leve e pequena. Aproximando-se um corpo eletrizado da esfera neutra, ocorrer o fenmeno da induo eletrosttica na esfera e ela ser atrada pelo corpo eletrizado.

=

l --------__--

- - - -

- - - --

- - - - -

- - - - - - - - -

+ - + -

_ _ _ _ _ _

++++

- - - - -


Exerccios

1. Um corpo A, com carga QA = 8C,

colocado em contato com um corpo B, inicialmente neutro. Em seguida, so afastados um do outro. Sabendo que a carga do corpo B, aps o contato, de 5C, calcule a nova carga do corpo A.

2. Duas esferas metlicas idnticas, de cargas 4. 10-6C e 6.10-6C, foram colocadas em contato. Determine a carga de cada uma aps o contato.

Questes

3. Para evitar a formao de centelhas eltricas, os caminhes transportadores de gasolina costumam andar com uma corrente metlica arrastando-se pelo cho. Explique.

4. Segurando na mo uma esfera eletrizada de metal, possvel torn-la eletrizada? Por qu? Como se deve proceder para eletrizar essa esfera?

5. Um pedao de borracha atritado em uma certa regio de sua superfcie, adquirindo uma carga negativa naquela regio. Esta carga se distribuir na superfcie de borracha? Por que?

6. Por que, em dias midos, um corpo eletrizado perde sua carga com relativa rapidez?

7. Que partcula transferida de um corpo para o outro no processo de eletrizao por atrito?

LEI DE COULOMB

"As cargas eltricas exercem foras entre si. Essas foras obedecem ao princpio da ao e reao, ou seja, tm a mesma intensidade, a mesma direo e sentidos opostos."

Q1 Q2

F

F

d

2

21

d

Q.QKF

F= fora de interao entre as cargas (N) Q = carga (C)

d = distncia entre as cargas (m) K = constante eletrosttica (N.m2/C2) Kvcuo = 9.10

9 N.m2/C2 Exerccios

1. Dois corpos foram eletrizados positivamente. Um dos corpos ficou com uma carga de 10-5 C e o outro com uma carga de 10-7C. Determine a fora de repulso que aparecer entre eles, se forem colocados a uma distncia de 10-3 m um do outro. Considere Kvcuo = 9.10

9 N.m2/C2

2. Duas cargas de 8.10-4C e 2.10-3C esto separadas por 6 m, no vcuo. Calcule o valor da fora de repulso entre elas.

3. Duas cargas eltricas Q1 = 10.10-6C e Q2

= -2.10-6C esto situadas no vcuo e separadas por uma distncia de 0,2 m. Qual o valor da fora de atrao entre elas?

4. Uma carga de 10-12 C colocada a uma distncia de 10-5 m de uma carga Q. Entre as cargas aparece uma fora de atrao igual a 27.10-4 N. Determine o valor da carga Q. Considere Kvcuo = 9.109 N.m2/C2

5. Uma carga de 10-9 C colocada a uma distncia de 2.10-2 m de uma carga Q. Entre as cargas aparece uma fora de atrao igual a 9.10-5 N. Determine o valor da carga Q. Considere Kvcuo = 9.109 N.m2/C2

6. A que distncia no vcuo devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 10-4C, para que a fora eltrica de repulso entre elas tenha intensidade 10 N?

7. Colocam-se no vcuo duas cargas eltricas iguais a uma distncia de 2 m uma da outra. A intensidade da fora de repulso entre elas de 3,6.102 N. Determine o valor das cargas.

8. Duas cargas eltricas puntiformes positivas e iguais a Q esto situadas no vcuo a 2 m de distncia, Sabendo que a fora de repulso mtua tem intensidade 0,1 N, calcule Q.

+ +


Questes

9. possvel uma carga eltrica ser atrada por trs outras cargas fixas e permanecer em equilbrio? Faa um esquema justificando a resposta.

10. Descreva o mtodo utilizado por Coulomb para medir a fora eltrica.

11. A fora de interao eltrica obedece ao princpio da ao e reao?

Exerccios complementares

1. Segundo o princpio da atrao e repulso, corpos eletrizados com cargas de mesmo sinal se repelem e com sinais contrrios se atraem. O mdulo da fora de atrao ou repulso mencionado acima calculado atravs da lei de Coulomb. Sobre esta fora correto afirmar que ela a) inversamente proporcional ao produto das cargas. b) proporcional ao quadrado da distncia entre as cargas. c) uma fora de contato. d) uma fora de campo. e) fraca, comparada com a fora da gravidade.

2. Duas cargas iguais e positivas de 2,0 10 -7 C esto separadas por uma distncia de 0,1m. Qual o valor da fora eltrica que age em cada uma delas? a) 3,6. 10-5 b) 3,6. 10-4 c) 3,6. 10-3 d) 3,6. 10-2 e) 3,6. 10-1 3. Uma carga negativa de -8 10 -8 C est a uma distncia de 2 10 -3 m de uma carga positiva cujo valor 5 10 -10 C. Qual o valor da fora eletrosttica que age em cada uma delas? a) 9. 10-1 b) 9. 10-2 c) 9. 10-3 d) 9. 10-4 e) 9. 10-5 4. Dois prtons de uma molcula de hidrognio distam cerca de 1,010

-10m. Qual o mdulo da fora eltrica que

um exerce sobre o outro, em unidades de 10-9N?

a) 13 b) 18 c) 20 d) 23 e) 28

5. As cargas eltricas puntiformes Q1 e Q2, posicionadas em pontos fixos conforme o esquema a seguir, mantm, em equilbrio, a carga eltrica puntiforme q alinhada com as duas primeiras. De acordo com as indicaes do esquema, o mdulo da razo Q1/Q2 igual a a) 36 b) 9 c) 2 d) 3/2 e) 2/3 6. Duas cargas eltrica puntiformes Q1 e Q2=4Q1 esto fixas nos pontos A e B, distantes 30cm. Em que posio (x) deve ser colocada uma carga Q3=2Q1para ficar em equilbrio sob ao somente de foras eltricas? a) x = 5 cm b) x = 10 cm c) x =15 cm d) x = 20 cm e) x = 25 cm 7. Duas pequenas esferas idnticas esto eletrizadas com cargas q e -5q e se atraem com uma fora eltrica de intensidade F, quando esto separadas de uma distncia d. Colocando-as em contato e posicionando-as, em seguida, a uma distncia 2d uma da outra, a intensidade de nova fora de interao eltrica entre as esferas ser a) f/2 b) f/3 c) f/4 d) f/5 e) f/10 8. Duas cargas positivas, separadas por uma certa distncia, sofrem uma fora de repulso. Se o valor de uma das cargas for dobrada e a distncia duplicada, ento, em relao ao valor antigo de repulso, a nova fora ser: a) o dobro b) o qudruplo c) a quarta parte d) a metade 9. O grfico abaixo representa a fora F entre duas cargas pontuais positivas de mesmo valor, separadas pela distncia r. Determine o valor das cargas, em unidades de 10

-9C.

a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0


CAMPO ELTRICO

"Existe uma regio de influncia da carga Q onde qualquer carga de prova q, nela colocada, estar sob a ao de uma fora de origem eltrica. A essa regio chamamos de campo eltrico."

E

E

O campo eltrico E

uma grandeza vetorial.

A unidade de E no SI N/C.

q

FE

E = Intensidade do campo eltrico (N/C)

F = Fora (N)

q = carga de prova (C)

Orientao do campo eltrico

Q +q E

E

F

Q -q E

E

F

Q E

+q

E

F

Q E

-q

E

F

Exerccios

1. Calcule o valor do campo eltrico num ponto do espao, sabendo que uma fora de 8N atua sobre uma carga de 2C situada nesse ponto.

2. Devido ao campo eltrico gerado por uma carga Q, a carga q = +2.10-5 fica submetida fora eltrica F = 4.10-2 N. Determine o valor desse campo eltrico.

3. O corpo eletrizado Q, positivo, produz

num ponto P o campo eltrico E

, de intensidade 2.105 N/C. Calcule a intensidade da fora produzida numa carga positiva q = 4.10-6 C colocada em P.

4. Em um ponto do espao, o vetor campo eltrico tem intensidade 3,6.103 N/C. Uma carga puntiforme de 1.10-5 C colocada nesse ponto sofre a ao de uma fora eltrica. Calcule a intensidade da fora.

5. Uma carga de prova q = -3.10-6 C, colocada na presena de um campo

eltrico E

, fica sujeita a uma fora eltrica de intensidade 9N, horizontal, da direita para a esquerda. Determine a intensidade do vetor campo eltrico e sua orientao.

6. Num ponto de um campo eltrico, o vetor campo eltrico tem direo vertical, sentido para baixo e intensidade 5.103 N/C. Coloca-se, neste ponto, uma pequena esfera de peso 2.10-3 N e eletrizada com carga desconhecida. Sabendo que a pequena esfera fica em equilbrio, determine: a) A intensidade, a direo e o sentido da fora eltrica que atua na carga; b) O valor da carga.

7. Sobre uma carga de 2C, situada num ponto P, age uma fora de 6N. No mesmo ponto, se substituirmos a carga de por uma outra de 3C, qual ser o valor da fora sobre ela?

8. Sobre uma carga de 4C, situada num ponto P, atua uma fora de 8N. Se substituirmos a carga de 4C por uma outra de 5C, qual ser a intensidade da fora sobre essa carga quando colocada no ponto P?

Questes

9. O que acontece com um corpo eletrizado quando colocado numa regio onde existe um campo eltrico?

+

+

-

-

+ -


Campo eltrico de uma carga puntiforme

"O vetor campo eltrico em um ponto P independe da carga de prova nele colocada."

Q

E

P d

2d

QKE

Q = carga que gera o campo (C)

d = distncia da carga ao ponto P

K = constante eletrosttica (N.m2/C2) Kvcuo = 9.10

9 N.m2/C2

Exerccios

1. Calcule o campo eltrico criado por uma carga Q = 2.10-6 C, situada no vcuo, em um ponto distante 3.10-2 m de Q.

2. Calcule o campo eltrico gerado por uma carga Q = - 4.10-6 C, situada no vcuo, em um ponto distante 0,6m de Q. Faa tambm um esquema representando a carga Q e o vetor campo eltrico.

3. Uma carga Q, positiva, gera no espao um campo eltrico. Num ponto P, a 0,5m dela o campo eltrico tem intensidade E = 14,4.106 N/C. Sendo o meio o vcuo, determine Q.

4. Considere uma carga Q, fixa, de -5.10-6 C, no vcuo. a) Determine o campo eltrico criado por essa carga num ponto A localizado a 0,2 m da carga; b) Determine a fora eltrica que atua sobre uma carga q = 4.10-6 C, colocada no ponto A.

5. O diagrama representa a intensidade do campo eltrico, originado por uma carga Q, fixa, no vcuo, em funo da distncia carga. Determine: a) o valor da carga Q, que origina o campo; b) o valor do campo eltrico situado num ponto P, a 0,5 m da carga Q.

E (N/C) 5,4.106

0,1 d(m)

Exerccios complementares 1-(Mackenzie ) Uma carga eltrica puntiforme com 4,0C, que colocada em um ponto P do vcuo, fica sujeita a uma fora eltrica de intensidade 1,2N. O campo eltrico nesse ponto P tem intensidade de: a) 3,0.10

5 N/C

b) 2,4.105 N/C

c) 1,2.105 N/C

d) 4,0.10-6

N/C e) 4,8.10

-6 N/C

2-(Unesp ) A figura 1 representa uma carga eltrica pontual positiva no ponto P e o vetor campo eltrico no ponto 1, devido a essa carga. No ponto 2, a melhor representao para o vetor campo eltrico, devido mesma carga em P, ser:

3-(Unesp) Na figura adiante, o ponto P est eqidistante das cargas fixas +Q e -Q. Qual dos vetores indica a direo e o sentido do campo eltrico em P, devido a essas cargas? 4-(Faap ) Sabendo-se que o vetor campo-eltrico no ponto A nulo, a relao entre d1 e d2 : a) d1/d2 = 4 b) d1/d2 = 2 c) d1/d2 = 1 d) d1/d2 = 1/2 e) d1/d2 = 1/4

+


5-(Mackenzie ) As cargas puntiformes q1 = 20C e q2 = 64C esto fixas no vcuo (K0 = 9,0 10

9N.m

2/c

2),

respectivamente nos pontos A e B. O campo eltrico resultante no ponto P tem intensidade de: a) 3,0.10

6 N/C

b) 3,6.106 N/C

c) 4,0.106 N/C

d) 4,5.106 N/C

e) 5,4.106 N/C

Campo Eltrico Uniforme 6-(Fatec ) Uma partcula de massa 1,010

-5kg e carga

eltrica 2,0C fica em equilbrio quando colocada em certa regio de um campo eltrico. Adotando-se g=10m/s

2, o campo eltrico naquela

regio tem intensidade, em V/m, de: a) 500 b) 0,050 c) 20 d) 50 e) 200 7.1-(Pucmg 2006) No incio do sculo XX (1910), o cientista norte-americano ROBERT MILLIKAN conseguiu determinar o valor da carga eltrica do ELTRON como q = -1,6 10

-19C. Para isso colocou

gotculas de leo eletrizadas dentro de um campo eltrico vertical, formado por duas placas eletricamente carregadas, semelhantes a um capacitor de placas planas e paralelas, ligadas a uma fonte de tenso conforme ilustrao a seguir. g = 10 m/s

2

Admitindo que cada gotcula tenha uma massa de 1,6 10

-15 kg, assinale o valor do campo eltrico

necessrio para equilibrar cada gota, considerando que ela tenha a sobra de um nico ELTRON (carga elementar). a) 1,6 10

4 N/C

b) 1,0 105 N/C

c) 2,0 105N/C

d) 2,6 104 N/C

ENERGIA POTENCIAL ELTRICA

"Energia potencial corresponde a capacidade da fora eltrica realizar trabalho."

Q q

d

d

q.QKEP

EP = Energia potencial eltrica (J) Q = carga eltrica (C) q = carga de prova (C) d = distncia entre as cargas (m) K = constante eletrosttica (N.m2/C2) Kvcuo = 9.10

9 N.m2/C2

A energia potencial uma grandeza escalar.

No SI, a energia medida em Joule ( J ).

Exerccios 6. No campo eltrico produzido por uma

carga pontual Q = 3.10-2 C, qual a energia potencial eltrica de uma carga q = 3.10-7 C, colocada a 12.10-2 m de Q? Considere as cargas no vcuo.

7. No campo produzido por uma carga pontual Q = 5.10-3 C, qual a energia potencial eltrica de uma carga q = - 4.10-8 C, situada a 9.10-2 m de Q? Considere as cargas no vcuo.

Questes 8. Do ponto de vista energtico, qual a

semelhana entre dois blocos unidos por uma mola, comprimida entre eles, e dois objetos prximos, eletrizados com cargas de mesmo sinal?

9. Quando uma carga eltrica se aproxima de outra de sinal contrrio, a sua energia potencial eltrica aumenta ou diminui?

10. Quando uma carga eltrica se afasta de outra devido repulso mtua, a energia potencial eltrica aumenta ou diminui? Quanto vale a energia potencial no infinito?

+ +


POTENCIAL ELTRICO

"Com relao a um campo eltrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto P desse campo."

Q P d

q

EV P

d

Q.KV

O potencial eltrico, V, uma grandeza escalar.

No SI, o potencial medido em volt (V)

Exerccios

1. A energia potencial eltrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo eltrico, vale 40 J. Calcule o potencial eltrico no ponto P, quando q = 5C.

2. A energia potencial eltrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo eltrico vale -20 J. Calcule o potencial eltrico no ponto P, quando q = 0,05 C.

3. Uma carga Q tem um potencial de 12 V em um ponto P. Qual a energia potencial eltrica de uma carga q = 5 C,

colocada no ponto P?

4. No campo eltrico produzido por uma carga pontual Q = 4.10-7 C, calcule o potencial eltrico em um ponto P, situado a 2m de Q. O meio o vcuo.

5. Determine a energia potencial eltrica que uma carga de 5C adquire a 0,1m

de uma carga de 0,2C, localizada no

vcuo.

6. No campo eltrico criado por uma carga eltrica Q= 3C, determine: a) o

potencial eltrico num ponto P situado a 0,3 m da carga Q; b) a energia potencial eltrica que uma carga q= 2 C adquire

no ponto P. O meio o vcuo.

POTENCIAL PRODUZIDO POR VRIAS CARGAS

"Para obtermos o potencial produzido por vrias cargas num mesmo ponto P, calculamos inicialmente o potencial que cada uma produziria se estivesse sozinha, a seguir somamos os potenciais calculados."

P

d1 Q1 d3

d2

Q2

Q3

1

11

d

Q.KV ,

2

22

d

Q.KV , etc

VP = V! + V2 + V3

Exerccios

7. Calcule o potencial do ponto P da figura abaixo. Dados: Q1 = 10.10

-6 C; Q2= -30.10

-6C; Q3 = 5.10-6C. O meio o

vcuo

P

1m Q1 1m

2m

Q2

Q3

8. As cargas da figura abaixo esto alinhadas sobre uma reta. Determine o potencial eltrico do ponto P.

Q1 = 2.10-3C Q2 = -5.10

-3C Q3=6.10-3C

P

1m 1m 1m

+

-

+

+

-

+

+

- + +


RELAO ENTRE TRABALHO E DIFERENA DE POTENCIAL (DDP)

"O trabalho realizado pela fora eltrica, no deslocamento de uma carga q de um ponto A at um ponto B, pode ser calculado a partir dos potenciais dos pontos A e B."

Q A B q

AB = q (VA - VB) AB = q.U

U = diferena de potencial (ddp), medido em volts.

U = VA - VB

Exerccios

1. Determinar o trabalho realizado pela fora eltrica para transportar uma carga q = 6.10-6 C de um ponto A at um ponto B, cujos potenciais so, respectivamente, 60V e 40V.

2. Uma partcula eletrizada com carga q=7,5 C encontra-se num campo

eltrico. A partcula deslocada de um ponto A (VA=30V) at um ponto B (VB=18V). Qual o trabalho da fora eltrica?

3. Num campo eltrico, transporta-se uma carga q de 2.10-6C de ponto X at um ponto Y. O trabalho da fora eltrica de -6.10-5J. Determine a ddp entre os pontos X e Y.

4. No campo eltrico de carga Q=3C so

dados dois pontos, A e B, conforme a figura abaixo. Determine: a) os potenciais eltricos de A e de B; b) o trabalho da fora eltrica que atua sobre uma carga eltrica q = 1C, no

deslocamento de A para B. O meio o vcuo.

+Q A B q

0,3m

0,6m

CORRENTE ELTRICA

"As cargas eltricas em movimento ordenado constituem a corrente eltrica. As cargas eltricas que constituem a corrente eltrica so os eltrons livres, no caso do slido, e os ons, no caso dos fludos."

Intensidade da corrente eltrica

t

qi

q = n.e

i = corrente eltrica (A)

q = carga eltrica (C)

t = tempo (s)

n = nmero de cargas e = carga elementar (C) e = 1,6.10-19 C

Unidade de corrente eltrica no SI ampre (A)

Tipos de corrente

- Corrente contnua

aquela cujo sentido se mantm constante.

Ex: corrente de uma bateria de carro, pilha, etc.

- Corrente alternada

aquela cujo sentido varia alternadamente.

Ex: corrente usada nas residncias.

Propriedade grfica

"No grfico da corrente em funo do tempo, a rea sob a curva, numericamente igual a quantidade de carga que atravessa o condutor."

i (A)

i

A A = q

0 t1 t2 t (s)

Exerccios

1. Por uma seco transversal de um fio

+

+


de cobre passam 20C de carga em 2 segundos. Qual a corrente eltrica?

2. Em cada minuto, a seco transversal de um condutor metlico atravessada por uma quantidade de carga eltrica de 12C. Qual a corrente eltrica que percorre o condutor?

3. O filamento de uma lmpada percorrido por uma corrente de 2A. Calcule a carga eltrica que passa pelo filamento em 20 segundos.

4. Um condutor metlico percorrido por uma corrente de 10.10-3A. Qual o intervalo de tempo necessrio para que uma quantidade de carga eltrica igual a 3C atravesse uma seco transversal do condutor?

5. Pela seco transversal de um condutor metlico passam 6.1020 eltrons durante 2s. Qual a corrente eltrica que atravessa o condutor? dada a carga eltrica elementar: e = 1,6.10-19 C.

6. Um condutor metlico percorrido por uma corrente eltrica contnua de 8A. Determine o nmero de eltrons que atravessam uma seco transversal do condutor em 5s. dada a carga eltrica elementar: e = 1,6.10-19 C.

7. Um condutor percorrido por uma corrente de intensidade 20A. Calcule o nmero de eltrons que passam por uma seco transversal do condutor em 1s (e = 1,6.10-19 C).

8. O grfico abaixo ilustra a variao da corrente eltrica em um fio condutor, em funo do tempo. Qual a carga

eltrica que passa por uma seco transversal desse condutor, em 5s?

i (A)

30

0 5 t (s)

9. O grfico abaixo representa a corrente eltrica em um fio condutor, em funo do tempo. Qual a carga eltrica que passa por uma seco transversal desse condutor, em 3s?

i (A)

6

0 1 2 3 t (s)

10. No grfico tem-se a intensidade da corrente eltrica atravs de um condutor em funo do tempo. Determine a carga que passa por uma seco transversal do condutor em 8s.

i (A)

6

0 4 8 t (s)

Questes

1. Por que alguns eltrons recebem a denominao de eltrons livres?

2. O que diferencia a corrente eltrica produzida por uma pilha da corrente eltrica produzida numa usina hidreltrica?

3. Diga, com suas palavras, o que uma corrente eltrica.

4. O que necessrio para ser estabelecida uma corrente eltrica num fio condutor?

5. Em que usada a fita isolante? Por qu?


Exerccios complementares

11. A corrente eltrica de um aquecedor eltrico 7,5 A. Qual a quantidade de carga eltrica que passa pelo aquecedor em 30 segundos?

12. Um fio atravessado por 2.1020 eltrons em 20s. Qual a intensidade da corrente eltrica nesse fio?

13. Uma lmpada de lanterna atravessada por uma carga de 90 C no intervalo de tempo de 1 minuto. Qual a intensidade da corrente, em ampre?

EXERCCIOS COMPLEMENTARES 01.(UFOP MG) Em uma tarde de

tempestade, numa regio desprovida de para-raios, a antena de uma casa recebe uma carga que faz fluir uma corrente de

1,2 104 A, em um intervalo de tempo de

25 106 s. Qual a carga total transferida para a antena? a) 0,15 C b) 0,2 C c) 0,48 C d) 0,3 C 02. (FEPECS DF) Uma bateria

completamente carregada pode liberar 2,16 105 C de carga. Uma lmpada que necessita de 2,0A para ficar acessa normalmente, ao ser ligada a essa bateria, funcionar por: a) 32h b) 30h c) 28h d) 26h e) 24h 03.(UPE) Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilao (contraes excessivamente rpidas das fibrilas musculares) no corao de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos

cardacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o nmero de eltrons que atravessam o peito do ser humano vale

Dado: carga do eltron = 1,61019 C.

a) 5,35 102

b) 1,62 1019

c) 4,12 1018

d) 2,45 1018

e) 2,25 1020 04. (FEPECS DF)

Considere a figura: O grfico fornece a intensidade da corrente eltrica em um condutor metlico em funo do tempo. Em 9s a carga eltrica que atravessa uma seo do condutor : a) 26C b) 27C c) 28C d) 29C e) 30C 05. (UECE) Uma corrente eltrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a

carga de um eltron igual a 19106,1 x , o

nmero de eltrons que atravessa, por minuto, a seo reta deste fio , aproximadamente: a) 1,1x1021 b) 3,0x106 c) 2,0x1010 d) 1,8x1011


06.(UFAM) O diagrama a seguir representa a intensidade da corrente I em um condutor em funo do tempo t. Qual a quantidade de carga, em coulombs que passa por uma seo do condutor nos 4 primeiros segundos. a) 36 b) 12 c) 18 d) 24 e) 9 07.(FMTM MG) Em um condutor, a

corrente eltrica varia com o tempo de acordo com o grfico. Observe: Admitindo que a carga de um eltron 1,6 1019 C, pode-se concluir que no intervalo de tempo dado, o nmero de eltrons que fluiu atravs de uma seco normal desse condutor foi de: a) 1,6 1019. b) 2,0 1019. c) 1,6 1020. d) 2,0 1020. e) 3,2 1020.

08(UNIFOR CE)

Um circuito eletrnico foi submetido a um pulso de corrente indicado no grfico. Durante esse pulso, a carga eltrica que fluiu no circuito, em coulombs, foi igual a a) 1,3 . 10-3 b) 2,6 . 10 -3 c) 3,0 . 10-3 d) 6,0 . 10-3 e) 1,2 . 10-2 09.(UFU MG) Duas esferas condutoras, exatamente iguais e inicialmente carregadas com cargas Q e 7Q, so ligadas por uma haste condutora de comprimento 10m e rea da seco igual a 2x106m2, conforme a figura abaixo.

-Q +7Q

Q = 2,5x10 C-10

Sabendo-se que durante um intervalo de tempo de 2x109s ocorre a passagem de cargas de uma esfera para outra, at atingir a situao de equilbrio eletrosttico (ausncia de trocas de cargas), e dada a resistividade

da haste = 3x106m, pedem-se: A corrente eltrica mdia na haste, no intervalo de tempo em que ocorre a transferncia de cargas : a) 0,5 A b) 1,0 A c) 2,0 A d) 3,0 A e) 4,0 A


10.(UNIFEI MG) O grfico abaixo mostra

como a corrente eltrica, no interior de um condutor metlico, varia com o tempo. Qual a carga eltrica que atravessa uma seco do condutor em 6 (seis) segundos? a) 0,26 C b) 0,18 C c) 0,14 C d) 0,16 C e) 0,30 C 11. (JC)

Assinale com AC para corrente alternada e DC Para corrente contnua. 1. Tv ( ). 2. Celular ( ). 3. Microondas ( ). 4. GPS ( ). 5. Carrinho de conntrole remoto ( ). 6. Tablet ( ). A sequncia correta ? a) AC, DC, AC, DC, AC, DC. b) AC, DC, AC, DC, DC, DC. c) AC, DC, AC, DC, DC, AC. d) DC, AC, DC, AC, AC, AC. e) DC, AC, DC, AC, DC, DC. Gabarito: 1D 2B 3E 4B 5A 6A 7D 8D 9A 10B 11B

EFEITOS DA CORRENTE ELTRICA

Na passagem de uma corrente por um condutor observam-se alguns efeitos, que veremos a seguir. a) Efeito trmico ou efeito Joule Qualquer condutor sofre um aquecimento ao ser atravessado por uma corrente eltrica. Esse efeito a base de funcionamento dos aquecedores eltricos, chuveiros eltricos, secadores de cabelo, lmpadas trmicas etc. b) Efeito luminoso

Em determinadas condies, a passagem da corrente eltrica atravs de um gs rarefeito faz com que ele emita luz. As lmpadas fluorescentes e os anncios luminosos. so aplicaes desse efeito. Neles h a transformao direta de energia eltrica em energia luminosa. c) Efeito magntico Um condutor percorrido por uma corrente eltrica cria, na regio prxima a ele, um campo magntico. Este um dos efeitos mais importantes, constituindo a base do funcionamento dos motores, transformadores, rels etc. d) Efeito qumico Uma soluo eletroltica sofre decomposio, quando atravessada por uma corrente eltrica. a eletrlise. Esse efeito utilizado, por exemplo, no revestimento de metais: cromagem, niquelao etc. Questes

1. Por meio de qual processo se obtm luz numa lmpada de filamento?

2. Cite um exemplo onde o aquecimento de um fio condutor inconveniente. Cite um exemplo onde o aquecimento desejvel.

3. Qual a propriedade da corrente eltrica que permitiu a construo dos primeiros instrumentos de medida?

4. Compare as lmpadas incandescentes e as lmpadas fluorescentes e estabelea as vantagens e desvantagens de cada um dos tipos.


ELEMENTOS DE UM CIRCUITO ELTRICO Para se estabelecer uma corrente eltrica so necessrios, basicamente: um gerador de energia eltrica, um condutor em circuito fechado e um elemento para utilizar a energia produzida pelo gerador. A esse conjunto denominamos circuito eltrico. lmpada i Chave fonte a) Gerador eltrico

um dispositivo capaz de transformar em energia eltrica outra modalidade de energia. O gerador no gera ou cria cargas eltricas. Sua funo fornecer energia s cargas eltricas que o atravessam. Industrialmente, os geradores mais comuns so os qumicos e os mecnicos. Qumicos: aqueles que transformam energia qumica em energia eltrica. Exemplos: pilha e bateria. Mecnicos: aqueles que transformam energia mecnica em eltrica. Exemplo: dnamo de motor de automvel. i + - b) Receptor eltrico

um dispositivo que transforma energia eltrica em outra modalidade de energia, no exclusivamente trmica. O principal receptor o motor eltrico, que transforma energia eltrica em mecnica, alm da parcela de energia dissipada sob a forma de calor. i + - c) Resistor eltrico

um dispositivo que transforma toda a energia eltrica consumida integralmente em calor. Como exemplo, podemos citar os aquecedores, o ferro eltrico, o chuveiro eltrico, a lmpada comum e os fios condutores em geral. d) Dispositivos de manobra

So elementos que servem para acionar ou desligar um circuito eltrico. Por exemplo, as chaves e os interruptores. e) Dispositivos de segurana So dispositivos que, ao serem atravessados por uma corrente de intensidade maior que a prevista, interrompem a passagem da corrente eltrica, preservando da destruio os demais elementos do circuito. Os mais comuns so os fusveis e os disjuntores. f) Dispositivos de controle So utilizados nos circuitos eltricos para medir a intensidade da corrente eltrica e a ddp existentes entre dois pontos, ou, simplesmente, para detect-las. Os mais comuns so o ampermetro e o voltmetro Ampermetro: aparelho que serve para medir a intensidade da corrente eltrica. Voltmetro: aparelho utilizado para medir a diferena de potencial entre dois pontos de um circuito eltrico.

A

V


RESISTORES

"Resistores so elementos de circuito que consomem energia eltrica, convertendo-a integralmente em energia trmica."

Lei de Ohm

R i

U

U = R.i

U = (ddp) diferena de potencial (V)

R = resistncia eltrica ( )

i = corrente eltrica (A)

No SI, a unidade de resistncia eltrica o ohm ( )

Curva caracterstica de um resistor hmico

U

U3 U2

U1

0 i1 i2 i3 i

Ri

U (constante)

Exerccios

1. Um chuveiro eltrico submetido a uma ddp de 220V, sendo percorrido por uma corrente eltrica de 10A. Qual a resistncia eltrica do chuveiro?

2. Determine a ddp que deve ser aplicada

a um resistor de resistncia 6 para ser atravessado por uma corrente eltrica de 2A.

3. Uma lmpada incandescente submetida a uma ddp de 110V, sendo percorrida por uma corrente eltrica de 5,5A. Qual , nessas condies, o valor da resistncia eltrica do filamento da lmpada.

4. Nos extremos de um resistor de 200 , aplica-se uma ddp de 100V. Qual a corrente eltrica que percorre o resistor?

5. Um resistor hmico, quando submetido a uma ddp de 20V, percorrido por uma corrente eltrica de 4 A. Para que o resistor seja percorrido por uma corrente eltrica de 3A, que ddp deve ser aplicada a ele?

6. A curva caracterstica de um resistor hmico dada abaixo. Determine sua resistncia eltrica.

U (V)

25

10

0 2 5 i (A)

7. A curva caracterstica de um resistor hmico dada abaixo. Determine sua resistncia eltrica R e o valor de i2.

U (V)

100

40

0 4 i2 i (A)

8. A curva caracterstica de um resistor dada abaixo. Determine sua resistncia eltrica R e o valor de U2 e i2.

U (V)

U2 8

3

0 i1 4 7 i (A)


EXERCCIOS COMPLEMENTARES 1 LEI DE OHM 1-(G1) O que um ohm? 2-(G1 - cftpr) O elemento de um chuveiro eltrico

que fornece calor, esquentando a gua, o: a) resistor. b) capacitor. c) gerador. d) disjuntor. e) ampermetro. 3-(Pucmg) Uma tenso de 12 volts aplicada a

uma resistncia de 3,0 produzir uma corrente de: a) 36 A b) 24 A c) 4,0 A d) 0,25 A 4-(Fei) No circuito a seguir, qual a leitura do

ampermetro? a) I = 0,2 A b) I = 10 A c) I = 5 A d) I = 2 A e) I = 500 A 5-(Pucmg) O grfico representa a curva

caracterstica tenso-corrente para um determinado resistor. Em relao ao resistor, CORRETO afirmar:

a) hmico e sua resistncia vale 4,5 x 102 .

b) hmico e sua resistncia vale 1,8 x 102 .

c) hmico e sua resistncia vale 2,5 x 102 .

d) no hmico e sua resistncia vale 0,40.

e) no hmico e sua resistncia vale 0,25 . 6-(Ufmg) sUma lmpada fluorescente contm em

seu interior um gs que se ioniza aps a aplicao de alta tenso entre seus terminais. Aps a ionizao, uma corrente eltrica

estabelecida e os ons negativos deslocam-se com uma taxa de 1,0x10-18 ons/segundo para o plo A. Os ons positivos se deslocam, com a mesma taxa, para o plo B. Sabendo-se que a carga de cada on positivo de 1,6x10-19 C, pode-se dizer que a corrente eltrica na lmpada ser a) 0,16 A . b) 0,32 A . c) 1,0 x 1018 A . d) nula . 7-(Uerj) Num detector de mentiras, uma tenso

de 6V aplicada entre os dedos de uma pessoa. Ao responder a uma pergunta, a resistncia entre

os seus dedos caiu de 400k para 300k. Nesse caso, a corrente no detector apresentou variao,

em A, de: a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 8-(Pucpr) Um estudante de Fsica mede com um ampermetro a intensidade da corrente eltrica que passa por um resistor e, usando um voltmetro, mede a tenso eltrica entre as extremidades do resistor, obtendo o grfico a seguir. Pode-se dizer que a resistncia do resistor vale:

a) 0,1

b) 0,01

c) 1

d) 10

e) 100 2 LEI DE OHM 9. (Uel) Deseja-se construir uma resistncia eltrica de

1,0 com um fio de constantan de 1,0mm de

dimetro. A resistividade do material 4,8.107.m e

pode ser adotado 3,1. O comprimento do fio utilizado deve ser, em metros, a) 0,40 b) 0,80 c) 1,6 d) 2,4 e) 3,2


10-(Fei) O filamento de tungstnio de uma

lmpada tem resistncia de 20 a 20C. Sabendo-se que sua seco transversal mede 1,1.10-4 mm2 e que a resistividade do tungstnio a

20C 5,5.10-2 mm2.m-1, determine o comprimento do filamento. a) 4 m b) 4 mm c) 0,4 m d) 40 mm e) 5.10-2 m 11-(Uel) Deseja-se construir uma resistncia

eltrica de 1,0 com um fio de constantan de 1,0mm de dimetro. A resistividade do material

4,8.10-7.m e pode ser adotado 3,1. O comprimento do fio utilizado deve ser, em metros, a) 0,40 b) 0,80 c) 1,6 d) 2,4 e) 3,2 12-(Mackenzie)

A figura acima representa um pedao de fio de

cobre, de resistividade 1,7.10-2.mm2/m, percorrido por uma corrente eltrica de sentido convencional de B para A. A diferena de passagem de 1,0.1022 eltrons (e=-1,6.10-19C) a cada segundo, por uma seco transversal do fio, : a) 12,0 V b) 4,0 V c) -1,6 V d) -4,0 V e) 8,0 V 13-(Unifesp) A linha de transmisso que leva

energia eltrica da caixa de relgio at uma residncia consiste de dois fios de cobre com 10,0 m de comprimento e seco reta com rea 4,0 mm2 cada um. Considerando que a

resistividade eltrica do cobre = 1,6.10-8 m, Calcule a resistncia eltrica r de cada fio desse trecho do circuito.

14-(Unitau) Um condutor de seco transversal

constante e comprimento L tem resistncia eltrica R. Cortando-se o fio pela metade, sua resistncia eltrica ser igual a: a) 2R. b) R/2. c) R/4. d) 4R. e) R/3. 15-(Unicamp) Uma cidade consome 1,0.108 W de

potncia e alimentada por uma linha de transmisso de 1000km de extenso, cuja voltagem, na entrada da cidade, 100000 volts. Esta linha constituda de cabos de alumnio cuja rea da seo reta total vale A = 5,26.10-3

m2. A resistividade do alumnio =2,63.10-8 m. a) Qual a resistncia dessa linha de transmisso? b) Qual a corrente total que passa pela linha de transmisso? Gabarito

1- a unidade sistema internacional para resistncia eltrica. 2-A 3-C 4-A 5-C 6-B 7-A 8-D 9- C 10-D 11-C 12-E

13-R= 0,04 14-B

15- a) 5,0 b) 1,0 . 103A


POTNCIA DISSIPADA NO RESISTOR

P = U.i P = R.i2 R

UP

2

Unidade de potncia no SI: W (watt)

Exerccios

9. Quando uma lmpada ligada a uma tenso de 120V, a corrente que flui pelo filamento da lmpada vale 1A. Qual a potncia da lmpada?

10. Calcule a corrente que percorre o filamento de uma lmpada de 120V e 60W.

11. Em um resistor, de resistncia igual a

10 , passa uma corrente com intensidade de 2A. Calcule a potncia dissipada no resistor.

12. De acordo com o fabricante, um determinado resistor de 100 pode dissipar, no mximo, potncia de 1 W. Qual a corrente mxima que pode atravessar esse resistor?

13. Num certo carro, o acendedor de cigarros tem potncia de 48W. A ddp no sistema eltrico desse carro 12V. Qual a resistncia eltrica do acendedor de cigarros?

14. Sob tenso de 10V, um determinado resistor dissipa 5W de potncia. Qual a resistncia desse resistor?

Questes

15. Uma lmpada de filamento apresenta o valor escrito sobre o vidro (40W, 60W, 100W). Qual o significado desse valor?

16. que acontecer se ligarmos uma lmpada com as inscries (60W-110V) na tenso 220V. Por qu?

17. O que seria um condutor eltrico ideal? Voc acha que os fios da instalao de sua casa podem ser considerados condutores ideais?

18. Como voc explica o aquecimento de fios metlicos, quando uma corrente eltrica passa por eles?

19. Indique a principal transformao de energia que ocorre com o funcionamento de: um chuveiro; um liquidificador; uma lmpada incandescente.

ENERGIA CONSUMIDA

E = P. t

E = energia (J, KWh)

P = potncia (W)

t = tempo (s)

No SI a unidade de energia o joule (J), mas tambm muito utilizado o kWh.

1kWh a energia consumida, com potncia de 1kW, durante 1 hora.

Exerccios

1. Qual o consumo de energia, durante um ms, em kWh, de um chuveiro de 4000W, que utilizado meia hora por dia?

2. Qual o consumo de energia, em kWh de uma lmpada de 60W que fica acesa 5h por dia durante os 30 dias do ms?

3. Em um ferro eltrico, l-se a inscrio 600W-120V. Isso significa que, quando o ferro eltrico estiver ligado a uma tenso de 120V, a potncia desenvolvida ser de 600W. Calcule a energia eltrica (em kWh) consumida em 2h.

4. Uma torradeira dissipa uma potncia de 3000W. Ela utilizada durante 0,5h. Pede-se: a) a energia eltrica consumida em kWh; b) o custo da operao, considerando o preo do kWh igual a R$ 0,12.

5. Uma lmpada de 100W permanece acesa durante 20h. a) Determine a energia eltrica consumida em kWh; b) Determine o custo que essa lmpada representa considerando o preo do kWh igual a R$ 0,12.

6. Um ferro eltrico consome uma potncia de 1100W quando ligado a uma tenso de 110V. a) Qual a energia consumida (em kWh) em 2 horas; b) Qual o custo da operao para 2 horas, sabendo que o preo do kWh de R$ 0,12?

7. Um fio de resistncia eltrica igual a 50 submetido a uma ddp de 20V. Qual a energia dissipada no fio em 1 minuto?


ASSOCIAO DE RESISTORES

Circuito srie 01. Determine a resistncia equivalente os extremos A e B da associao esquematizadas. 02. Associam-se em srie dois resistores, sendo

R1 = 10 e R2 = 15. A ddp entre os extremos da associao de 100V. Determine: a) A resistncia equivalente da associao b) A intensidade de corrente que atravessa cada resistor; c) A ddp em cada resistor.

03. Dois resistores de resistncias, R1 = 4 e R2

= 6 . Esto associados em srie. A ddp medida entre as extremidades do resistor R1 U1 = 24 V. Determine: a) A intensidade de corrente que atravessa R2; b)A ddp U2, entre os terminais de R2, e a ddp U, entre os extremos A e B da associao. c) A resistncia equivalente da associao

04. Considere a associao em srie de resistores esquematizadas abaixo.

Sejam R1 = 2 e R2 = 4 e R3 = 6. A ddp U, entre os extremos A e B da associao de 36 V. Determine: a) A resistncia equivalente da associao b) A ddp entre os terminais de R2.

Circuito Paralelo 01. No circuito esquematizado determine: a) A resistncia equivalente da associao; b) A intensidade de corrente em cada resistor (i1 e i2); c) A intensidade de corrente que atravessa a associao (i).

02. Para o circuito esquematizado determine: a) A resistncia eltrica R3. b) A intensidade de corrente eltrica i1; c) A resistncia equivalente da associao;


03. Para o circuito esquematizado determine: a) A resistncia equivalente entre os extremos A e B; b) A ddp U, entre os extremos A e B; c) As intensidades de correntes (i2 e i);

04. No circuito esquematizado abaixo, determine a resistncia equivalente da associao e a intensidade de cada uma das correntes assinaladas.

05. (UFMA) No circuito esquematizado abaixo, determine os valores de i2 e R2 respectivamente.

Circuito Misto 01. Determine a resistncia equivalente os extremos A e B da associao esquematizadas.

02. Na associao abaixo, a ddp entre os extremos A e B de 24 V. Determine as intensidades de correntes i, i1, i2,


03. Na associao ao abaixo, a intensidade da corrente eltrica igual a 4A. a) Determine a intensidade de corrente i. b) A ddp entre os extremos C e D; c) As intensidades de correntes i1 e i2. 03. Na associao ao abaixo, a intensidade da corrente eltrica igual a 4A. a) Determine as intensidades de correntes i1 e i; b) A ddp entre os extremos A e B; 04. Calcule a intensidade de corrente no

resistor de 10 no circuito indicado . 05. Considerando a associao a seguir, aplicando uma ddp de 60V entre os pontos A e B. Determine as intensidades de correntes i, i1 e i2.

Curto Circuito 01. Determine a resistncia equivalente os extremos A e B da associao esquematizadas.

02. Determine a resistncia equivalente os extremos A e B da associao esquematizadas.


03. Determine a resistncia equivalente os extremos A e B da associao esquematizadas.

04. Determine os valores de i1, i2, i3, no circuito abaixo:

Ampermetros e voltmetros: 01. Para o trecho de circuito esquematizado abaixo, determine as leituras dos ampermetros e voltmetros, supostos ideais.

02. Qual a leitura do voltmetro ideal no circuito esquematizado abaixo? 03. Determine a leitura do ampermetro ideal nos circuitos.


EXERCCIOS COMPLEMENTARES 01- (UFMG) Um professor pediu a seus alunos

que ligassem uma lmpada a uma pilha com um pedao de fio de cobre. Nestas figuras, esto representadas as montagens feitas por quatro estudantes:

Considerando-se essas quatro ligaes, CORRETO afirmar que a lmpada vai acender apenas

a) na montagem de Mateus. b) na montagem de Pedro. c) nas montagens de Joo e Pedro. d) nas montagens de Carlos, Joo e Pedro. 02 - (FEPECS DF)

Considere a figura:

Entre os terminais A e B, aplica-se uma diferena de potencial de 20V. A intensidade da corrente na associao : a) 1A b) 2A c) 3A d) 4A e) 5A 03 - (PUC RJ) Trs resistores idnticos de

30R esto ligados em paralelo com uma bateria de 12 V. Pode-se afirmar que a resistncia equivalente do circuito de

a) 1,2A corrente a e ,10eqR .

b) 0,6A corrente a e ,20eqR .

c) 0,4A corrente a e ,30eqR .

d) 0,3A corrente a e ,40eqR .

e) 0,2A corrente a e ,60eqR .

04 - (UFMA)

No circuito abaixo, os valores de R2 e i2 so, respectivamente:

a) A20 ;20

b) A 10 ; 20

c) A 20 ;10

d) A 10 ;10

e) A 20 ;30

05- Dois resistores idnticos de 20R esto ligados a uma bateria conforme o esquema abaixo. Pode-se afirmar que a resistncia equivalente do circuito e a corrente eltrica total vale:

a) 10A corrente a e ,5eqR .

b) 10A corrente a e ,10eqR .

c) 5A corrente a e ,20eqR .

d) 10A corrente a e ,40eqR .

e) 10A corrente a e ,60eqR .

06-(PUC RS)Uma fora eletromotriz contnua e

constante aplicada sobre dois resistores conforme representa o esquema abaixo. A diferena de potencial, em volts, entre os pontos A e B do circuito, vale: a) 20 b) 15 c) 10 d) 8 e) 6 7. (Pucpr) Considere o circuito eltrico:

O valor da corrente do circuito de: a) 1,2 A b) 12 A c) 6,0 A d) 10 A e) 1,0 A


8. (Fei) Dois resistores R1=20 e R2=30 so associados em paralelo. associao aplicada uma ddp de 120V. Qual a intensidade da corrente na associao? a) 3,0 A b) 2,4 A c) 0,41 A d) 0,1 A e) 10,0 A 9. Qual o valor da corrente eltrica que passa

pelo resistor de 6? a) 3,0 A b) 2,0 A c) 0,41 A d) 0,1 A e) 10,0 A 10. Qual a ddp entre os pontos A e B do circuito?

a) 12 V b) 10 V c) 8 V d) 4 V e) 2 V

Circuitos misto:

11. (Mackenzie) No circuito eltrico anterior, o ampermetro A, o voltmetro V e o gerador so ideais. A leitura do ampermetro 2,0 A, qual a ddp total , a) 6,0 V b) 42 V c) 10 V d) 10,5 V e) 20 V 12. (Uel) No circuito esquematizado, trs

resistores iguais, de 6,0 cada, so ligados a uma fonte de tenso de 18V. A corrente eltrica i no circuito, em amperes, vale: a) 3,0 b) 2,0 c) 2,5 d) 1,0 e) 0,50 13. (Fei) Qual a resistncia equivalente da associao a seguir?

a) Req = 20

b) Req = 30

c) Req = 20/3

d) Req = 10

e) Req = 15 14. (UFAM) No circuito eltrico mostrado na figura abaixo,

221 RR e 43R . A corrente passa pelo

resistor R1 vale: a) 4 A b) 2 A c) 3 A d) 1 A e) 5 A Gabarito: 1C 2B 3A 4A 5B 6B 7A 8E 9B 10C 11E 12B 13E 14C


Gerador eltrico

"Levando-se em conta a resistncia interna do gerador, percebemos que a ddp U entre os terminais menor do que a fora eletromotriz (fem), devido perda de ddp na resistncia interna." i - + r E U

U = E - r.i Circuitos eltricos

R

Ei

E = soma de todas as foras eletromotrizes do circuito.

R = soma de as resistncias do mesmo circuito. Exerccios 1. Determine a intensidade da corrente que

circula em cada um dos circuitos abaixo. a) 20V 2 i 30 7 1 40V

b) 50V 2 3 15 5 i CAMPO MAGNTICO

"Campo magntico toda regio ao redor de um im ou de um condutor percorrido por corrente eltrica." - Plos magnticos de mesmo nome se

repelem e de nomes constrrios se atraem.

- Se seccionarmos um im ao meio, surgiro novos plos norte e sul em cada um dos pedaos, constituindo cada um deles um novo im.

Campo magntico criado por um condutor retilneo "Segure o condutor com a mo direita de modo que o polegar aponte no sentido da corrente. Os demais dedos dobrados fornecem o sentido do vetor campo magntico, no ponto considerado. (Regra da mo direita) " i i

B

B

B

B

r

r.2

i.B

B = intensidade do vetor campo magntico em um ponto (T) = permeabilidade magntica do meio

(T.m/A)

0 = 4 .10-7 T.m/A (no vcuo)

N S


r = distncia do ponto ao fio (m)

A unidade de B

no SI o tesla (T). Exerccios 1. Um fio retilneo e longo percorrido por

uma corrente eltrica contnua i = 2A. Determine o campo magntico num ponto

distante 0,5m do fio. Adote 0 = 4 .10-7

T.m/A 2. Um condutor reto e extenso percorrido

por uma corrente de intensidade 2A. Calcular a intensidade do vetor campo magntico num ponto P localizado a 0,1 m do condutor. O meio o vcuo.

3. A 0,4 m de um fio longo e retilneo o campo magntico tem intensidade 4.10-6 T. Qual a corrente que percorre o fio?

Adote 0 = 4 .10-7 T.m/A.

4. Dada a figura, determine a intensidade do campo magntico resultante no ponto P.

i1

0,1m P 0,2m i2 Dados:

0 = 4 .10-7 T.m/A.

i1 = 4 A i2 = 10 A 5. Dada a figura, determine a intensidade do

campo magntico resultante no ponto P.

i2 i1 0,6m P 0,2m Dados:

0 = 4 .10-7 T.m/A.

i1 = 3A i2 = 5 A Questes 6. Como podemos verificar

experimentalmente se existe um campo magntico em um certo ponto do espao?

7. O que acontece se colocarmos um im sobre uma fita magntica?

8. Sabe-se que a Lua, ao contrrio da Terra, no possui um campo magntico. Sendo assim, poderia um astronauta se orientar em nosso satlite usando uma bssola comum? Explique.

Campo magntico no centro de uma espira circular i i

R.2

i.B

R = raio da espira Exerccios 1. A espira da figura tem raio 0,2 m e

percorrida por uma corrente de 5A no sentido horrio. Determine a intensidade e a orientao do vetor campo magntico

no centro da espira. Adote 0 = 4 .10-7

T.m/A. i 2. Uma espira circular de raio R=0,2m

percorrida por uma corrente eltrica de intensidade i=8A, conforme a figura. D as caractersticas do vetor campo

magntico no centro da espira. Dado: 0 =

4 .10-7 T.m/A.

i 3. Duas espiras circulares concntricas e

coplanares de raios 0,4m e 0,8 m so percorridas por correntes de intensidades 1A e 4A , respectivamente, conforme mostra a figura. Determine a intensidade do vetor campo magntico resultante no


centro das espiras. Dado: 0 = 4 .10-7

T.m/A. 1 4A Campo magntico no interior de um solenide "Um condutor enrolado em forma de espiras denominado solenide." i

B

i l

l

i.N.B

N = nmero de espiras l = comprimento do solenide Exerccios 4. Um solenide de 1 metro de comprimento

contm 500 espiras e percorrido por uma corrente de 2A. Determinar a intensidade do vetor campo magntico no

interior do solenide. Dado: 0 = 4 .10-7

T.m/A. 5. Considere um solenide de 0,16m de

comprimento com 50 espiras. Sabendo que o solenide percorrido por uma corrente de 20A, determine a intensidade do campo magntico no seu interior.

6. Um solenide de 1 metro de comprimento contm 1000 espiras e percorrido por uma corrente de i. Sabendo que o vetor campo magntico no seu interior vale 8 . 10-4 T, determine i. O solenide est no vcuo.

7. No interior de um solenide de comprimento 0,16m, registra-se um campo magntico de intensidade 5 .10-4

T, quando ele percorrido por uma corrente de 8A. Quantas espiras tem esse

solenide? Adote 0 = 4 .10-7 T.m/A

Questes

9. Explique o princpio de funcionamento de uma campainha.

10. O que um eletrom? Como funciona? 11. Um aluno estava usando uma bssola

para orientar-se no interior da sala de laboratrio. Num certo momento, a agulha mudou repentinamente de posio. Como se explicaria esse movimento da agulha?

Fora magntica "Uma carga eltrica q lanada dentro de um campo magntico B, com uma velocidade v, sofre a ao de uma fora F. q

B

v

F

F = qvB sen

O sentido da fora dado pela regra da mo esquerda.

F

(polegar)

B

(indicador) v

(mdio) - A fora magntica sobre cargas eltricas

assume valor mximo quando elas so lanadas perpendicularmente direo do campo magntico.

q

B

v

F

F = qvB

1A


- Cargas eltricas em repouso ou lanadas na mesma direo do campo magntico no sofrem a ao da fora magntica.

Exerccios

1. Uma partcula de carga 6.10-8 C lanada perpendicularmente a um campo magntico uniforme de intensidade 4.10-2 T, com velocidade 103 m/s. Determinar a intensidade da fora magntica que atua sobre ela.

2. Uma carga eltrica puntiforme de 20.10-6 C, lanada com velocidade de 4m/s, numa direo perpendicular a um campo magntico, e fica sujeita a uma fora de intensidade 8.10-5 N. Qual a intensidade do campo magntico?

3. Uma carga eltrica de 10-15 C lanada perpendicularmente a um campo magntico de 10-2 T, ficando sob a ao de uma fora de 10-15 N. Determine a velocidade com que a carga foi lanada no campo.

4. Uma partcula eltrica de carga q=4.10-6 C desloca-se com velocidade 2.102 m/s, formando um ngulo =45

o com um

campo magntico uniforme de intensidade 16.104 T, conforme indica a figura. Determine a fora magntica que atua sobre a partcula.

B

q v

5. Represente a fora magntica que atua

sobre a carga q, lanada com velocidade v num campo magntico B, nos seguintes casos:

B

v

q

q B v

B

q B q

v

v

Questes

6. Um campo magntico atua em uma carga em repouso?

7. Colocado no campo magntico de um im, um fio percorrido por uma corrente sofre a ao de uma fora magntica, em determinado sentido. Quais as alternativas possveis para inverter o sentido dessa fora?

_

+

+

_


Fsica Moderna Albert Einstein (1879-1955) -Do nascimento em Ulm -Pequena cidade ao sul da Alemanha -Comeu o po que o diabo amassou -Entre mudanas de cidades -Falncias das empresas do seu pai -Einstein enfrentou o autoritarismo da escola alem -Preconceitos raciais to intensos naquela poca -Ao invs de jogos infantis no jardim, com as outras crianas -Preferia construir, sozinho, complicadas estruturas com cubos de madeira -Aos quinze anos Einstein abandona o Gymnasium e parte para Milo. -Escola Politcnica Federal (ETH), em Zurique (Suia). -Um ano depois seu pai comunica que no pode mais lhe dar dinheiro -Foi ento que Albert decidiu fazer fsica. -Einstein e Mileva conheceram-se em 1896 -Quando ambos ingressaram na ETH -Casaram-se em janeiro de 1903 - 2 filhos: Hans Albert e Eduard -Separaram-se e 1914 durante a 1 Guerra Mundial -Mileva, Morreu de tuberculose anos mais tarde -Em setembro de 1917

-Einstein muda-se para a casa da sua prima -com quem vive at sua morte Einstein no Brasil

- Einstein esteve no Brasil de 1925 -Convite para Einstein visitar a Amrica do Sul foi feito Argentino. -Naquele ano Einstein estava sendo vtima de perseguio: -Por causa da sua atitude pacifista durante a primeira guerra mundial -Tambm por causa da sua origem judaica -Escola Politcnica e na Academia Brasileira de Cincias Eisntein nos Estados Unidos

-Logo no incio da Primeira Guerra Mundial -Einstein passou a enfrentar represlias polticas -Com a eleio de Hitler para o cargo de Chanceler -Perseguio a Einstein ameaava atingir nveis insuportveis -Foi visitar a algumas instituies americanas -Einstein deveria voltar para a Alemanha -Paul Schwartz, cnsul alemo -Se voc for para a Alemanha, vo arrast-lo pelas ruas pelos cabelos Durante o exlio americano:

-Sua presena nos Estados Unidos sempre teve grande repercusso -Depois de ouvir os comentrios de Leo Szilard -Escreveu cartas ao presidente Roosevelt -Incentivando-o a apoiar o programa de fabricao de armas atmicas -Convencido de que os alemes poderiam fabricar uma bomba nuclear : -"Se soubesse que os alemes no seriam bem-sucedidos na produo da bomba atmica, no teria levantado um dedo"


2

2

1`.c

vLL

Teoria da Relatividade Os Postulados de Einstein -As leis da Fsica so as mesmas em todos os referenciais inerciais. -A velocidade da luz no vcuo tem o mesmo valor C em qualquer referencial inercial, independentemente da velocidade da fonte de luz. O relgio de atmico -O relgio mais preciso do mundo o relgio atmico -Ele demora mais de 100 anos para atrasar 1 segundo Dilatao do Tempo

-O relgio que est em um referencial que se move em relao a ns "anda" mais devagar do que nosso relgio.

t = tempo (Movimento)

t0 = tempo (repouso) v = velocidade do obs em movimento c = velocidade da luz no vcuo O Paradoxo dos irmos Gmeos

-O que iria acontecer, se colocar-mos um dos irmos gmeos recm nascidos viajando numa misso espacial em uma nave prxima a velocidade da luz? -Pela teoria da relatividade -Se o irmo que est na nave demorar uns 20

anos na misso.

-Quando ele voltar de viagem, seu irmo poder

estar bem velhinho. -Isso acontece porque para quem se move a velocidade da luz, o tempo passa mais devagar -Em relao ao que estava em repouso na terra. Exerccios

1-Um astronauta realizou uma misso que teve durao de 3meses. Sua nave se deslocava com velocidade v = 0,9c em relao a terra. Quantos meses se passaram na terra durante a misso? 2-Um astronauta realizou uma misso que teve durao de 3meses. Sua nave se deslocava com velocidade v = 3600Km/h em relao a terra. Quantos meses se passaram na terra durante a misso? Contrao do comprimento -Um objeto que se move fica mais curto na direo do movimento. -Para um referencial fixo (repouso), uma nave movendo-se com velocidade prxima a da luz, aparenta ser menor. L 0= comprimento para observador (repouso) L = comprimento para observador (movimento)

2

20

1c

v

tt

meses63,6T

meses000,3T


2

2

0

1c

v

mm

smv /950000

Exerccios

1-Uma nave espacial se movimenta com uma velocidade v = 0,6c em relao ao solo. O comprimento da nave 5m. Qual o comprimento da nave medido por uma pessoa parada na calada? A Relatividade da Massa

-Outra conseqncia dos postulados de Einstein que a massa inercial varia com a velocidade m = massa relativstica mo = massa de repouso -A massa aumenta com a velocidade. Porm, para que o denominador no se anule, a velocidade v no pode atingir (nem superar) o valor c. -O que aumenta com a velocidade no a quantidade de matria do corpo, mas sim sua massa inercial. Veja um exerccio

1-Uma nave cuja massa de repouso igual a 1 tonelada, desloca-se com uma velocidade vem relao a um sistema inercial S. Qual deveria ser a velocidade v da nave para que a mesma sofresse um aumento de 5g ? Massa e Energia -Entre o grande pblico, o aspecto mais conhecido da Teoria da Relatividade :

E = m . c2 -E = Energia Relativstica -E0 = Energia de Repouso -Ec = Energia Cintica -m0 = massa de repouso -m = massa Relativstica E = m . c2 E0 = m0 . c

2 Ec = E - Eo Ec = m . C2 - mo . C2

E = m . c2 Massa Relativstica -Quanto mais rpido um objeto se mover mais energia ele ter. A massa aumenta medida

que aumenta a velocidade. Na velocidade da luz um corpo adquire uma massa infinita. Exemplo:

Se fosse possvel aniquilar uma pedra de massa de repouso de 1g, transformando-a totalmente em energia, obteramos: Dados: m0=1g =1.10

-3Kg c=3.108m/s E0 = ? E0 = 1.10

-3 . (3.108)2 E0 = 1.10

-3 . 9.1016 E0 = 9.10

13J

-Essa energia seria possvel manter acesas 100 lmpadas de 100W por quase 30 anos. -Todas as reaes que liberam energia, inclusive as reaes qumicas exotrmicas, o fazem devido a uma perda de massa que se transforma em energia.

Fuso Nuclear -Energia solar provm de uma reao nuclear denominada de Fuso nuclear.

- Nessa reao 4 ncleos de hidrognio se fundem produzindo um ncleo de Hlio. - A massa do ncleo de hlio ligeiramente menor do que a soma das massas dos quatro ncleos de hidrognio. - Essa perda de massa corresponde a energia liberada. - O sol perde cerca de 4bilhes de toneladas de massa a cada segundo. Observao -Essa reao tambm ocorre na exploso de uma bomba de hidrognio.

mL 4


Fisso Nuclear - a quebra de dos ncleos do urnio, produzindo ncleos de elementos mais leves. - Bombardeamento do ncleo de substncias pesadas por nutrons acelerados. - Dessa quebra originam-se ncleos menores com enormes quantidades de energia. - A diferena entre a massa do ncleo original e a massa obtida dada por E = mc2.

Essa reao pode ser escrita como:

- A quebra do ncleo de urnio, origina outros nutrons que iro colidir com outros ncleos vizinhos, formando ento uma reao em cadeia.

- Esse o principio de funcionamento das bombas atmicas e reatores nucleares. Exerccios (UFES-2006) A energia gerada no ncleo do

sol l, a temperatura (15.000.000C) e a presso de 340bilhoes de vezes a presso atmosfrica da terra ao nvel do mar. So to intensas que ocorrem reaes nucleares essas reaes transformam 4 prtons em 1 em uma partcula alfa. A partcula alfa aproximada-mente 0,7% menos massiva do que os quatro prtons. A diferena em massa expelida como energia carregada at a superfcie do sol, atravs de um processo conhecido como conveco liberada em forma de luz e calor. A energia gerada no interior do sol leva um milho de anos para chegar a superfcie. A cada segundo, 700milhes de toneladas de hidrognio so convertidas em Hlio. Durante esse processo, 4,4 milhes de toneladas de energia pura so liberados; portanto com o passar do tempo, o sol est se tornando mais leve.

Considerando os dados fornecidos no texto V pode-se afirmar que a potencia irradiada pelo sol : a)13.1015 W b)1,1 . 1020 W c)3,96 .1020 W d)1,1 . 1023 W e)3,96 . 1026 W (UFES-2006) Com base nos dados fornecidos no texto V considerando que a luz proveniente do sol leva cerca de 8minutos e 20segundos para atingir a terra, calcule a intensidade mdia aproximada de onda que transmite a energia gerada no sol, ao atingir a superfcie da terra. A resposta correta : a)1,4.103 W/m2 b)5,6.103 W/m2 c)8,9 .1023 W/m2 d)1,4 . 1023 W/m2 e)5,6 . 1023 W/m2


EXERCCIOS COMPLEMENTARES 01 - (PUC RS) Considere as informaes e preencha os parnteses com V (verdadeiro) ou F (falso). A fisso e a fuso so processos que ocorrem em ncleos energeticamente instveis como forma de reduzir essa instabilidade. A fuso um processo que ocorre no Sol e em outras estrelas, enquanto a fisso o processo utilizado em reatores nucleares, como o de Angra I.

( ) Na fisso, um ncleo se divide em

ncleos mais leves, emitindo energia. ( ) Na fuso, dois ncleos se unem

formando um ncleo mais pesado, absorvendo energia.

( ) Na fuso, a massa do ncleo formado maior que a soma das massas dos ncleos que se fundiram.

( ) Na fisso, a soma das massas dos ncleos resultantes com a dos nutrons emitidos menor do que a massa do ncleo que sofreu a fisso.

( ) Tanto na fisso como na fuso ocorre a converso de massa em energia.

A sequncia correta, de cima para baixo, :

a) F V F V V b) F F V V F c) V F V F V d) V F F V V e) V V V F F

02 - (ACAFE SC) A Historia da Cincia tem sido marcada pela presena de grandes contribuies que provocaram revolues e mudaram a maneira de pensar o mundo e tambm a descrio dos fenmenos que nos cercam, bem como aqueles em nveis atmicos. Observe as informaes das trs colunas.

As relaes corretas com a sequncia Autor,

Contribuio e Fenmeno esto na alternativa:

a) (I b F3), (II a F4), (III c F2) e (IV d F1).

b) (I b F3), (II c F4), (III a F2) e (IV d F2).

c) (I d F3), (II c F4), (III a F2) e (IV b F2).

d) (I d F3), (II a F4), (III c F2) e (IV a F2).

03 - (UFV MG) A figura ao lado mostra um vago aberto que se move com velocidade de mdulo V em relao a um sistema de referncia fixo no solo. Dentro do vago existe uma lmpada que emite luz uniformemente em todas as direes. Em relao ao vago, o mdulo da velocidade de propagao da luz c. Para uma pessoa parada em relao ao solo, na frente do vago, o mdulo da velocidade de propagao da luz emitida pela fonte ser:

a) c b) c + V c) c V

d) Vc

Vc

04 - (UEG GO) Observe a seguinte sequncia de figuras:

Na sequncia indicada, esto representadas vrias imagens do logo do Ncleo de Seleo da Universidade Estadual de Gois, cada uma viajando com uma frao da velocidade da luz (c). O fenmeno fsico exposto nessa sequncia de figuras explicado

a) pela iluso de tica com lentes. b) pela lei de propores mltiplas. c) pelo efeito Compton da translao. d) pela teoria da relatividade especial.


05 - (UFRN)

As usinas nucleares funcionam a partir da grande quantidade de calor liberada pelas reaes nucleares. O calor absorvido por um circuito de gua primrio, do tipo ciclo fechado. Esse circuito fica em contato com outro, o circuito secundrio, que, por sua vez, produz vapor de gua a alta presso, para fazer girar uma turbina capaz de acionar um gerador eltrico, conforme mostra, esquematicamente, a figura abaixo. Com base nas informaes acima, a seqncia correta das principais formas de energia envolvidas nesse processo :

a) energia nuclear, energia mecnica, energia potencial e energia eltrica.

b) energia nuclear, energia mecnica, energia trmica e energia eltrica.

c) energia nuclear, energia potencial, energia mecnica e energia eltrica.

d) energia nuclear, energia trmica, energia mecnica e energia eltrica.

06 - (UNIFOR CE)

Sobre a Teoria da Relatividade so feitas as afirmaes abaixo. I. Corpos em movimento sofrem contrao

na direo desse movimento em relao ao tamanho que possuem quando medidos em repouso.

II. Um relgio em movimento funciona mais lentamente que o relgio em repouso, para um observador em repouso.

III. A velocidade de qualquer objeto em relao a qualquer referencial no pode ser maior que a velocidade da luz no vcuo.

Est correto o que se afirma em a) III, somente. b) I e II, somente. c) I e III, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III.

07 - (UFC CE)

A energia relativstica do fton dada por

XcE , onde c indica a velocidade da luz.

Utilizando conhecimentos de fsica moderna e anlise dimensional, assinale a alternativa correta no tocante dimenso de X . a) Fora. b) Massa. c) Velocidade. d) Comprimento. e) Quantidade de movimento.

08 - (UFGD)

Uma fbrica possui um consumo mensal de

kWh 10 x 5,1 7 de energia eltrica. Suponha que

essa fbrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia eltrica, de acordo com a relao de Einstein,

2cmE o . Nesse caso, sabendo que

J 10 x 3,6 kWh 1 6 e 28 m/s 10 x 0,3c ,

CORRETO afirmar que a massa necessria para suprir a energia requerida pela fbrica, durante um ms, , em gramas, a) 0,06 b) 0,6 c) 6 d) 60 e) 600

09 - (UNCISAL)

O Sol emite energia razo de J 10 1 26 a cada segundo. Se a energia irradiada pelo Sol proveniente da converso de massa em energia e sabendo-se que a equao de Einstein estabelece que E = mc2, onde E a

energia, m, a massa e smc / 10 3 8 a velocidade da luz no vcuo, pode-se concluir que o Sol perde, a cada segundo, uma quantidade de massa, em kg, da ordem de a) 1018. b) 1010. c) 109. d) 108. e) 105.

10 - (UFPel RS)

Considere as afirmativas abaixo. I. O tempo transcorre da mesma maneira

em qualquer referencial inercial, independente da sua velocidade.

II. O comprimento dos corpos diminui na direo do movimento.

III. Quando a velocidade de um corpo tende velocidade da luz (c), sua massa tende ao infinito.


2

1

'

c

v

tt

De acordo com seus conhecimentos sobre Fsica Moderna e as informaes dadas, est(o) correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I e III. b) I e II. c) II e III. d) I, II e III. e) II. f) I.R.

11 - (UEL PR)

Einstein props uma nova interpretao do espao e do tempo, indicando que no so grandezas independentes, absolutas e iguais para quaisquer observadores, mas relativas: dependem do estado de movimento entre observador e observado. Um dos resultados dessa nova viso conhecido como dilatao temporal, a qual afirma que um observador em repouso em relao a um fenmeno, ao medir sua durao, atribuir-lhe- um intervalo

t , ao passo que um observador que fizer

medidas do fenmeno em movimento, com velocidade v, ir atribuir uma durao 't ,

sendo que

onde c a velocidade da luz. Considere que dois irmos gmeos sejam separados ao nascerem e um deles seja colocado em uma nave espacial que se desloca com velocidade v pelo espao durante 20 anos, enquanto o outro permanece em repouso na Terra. Com base na equao anterior, para que o irmo que ficou na Terra tenha 60 anos no momento do reencontro entre eles, a velocidade da nave dever ser de:

a) c3

22

b) 2

c

c) c9

8

d) c e) 2c

12 - (UFPE)

A UNESCO declarou 2005 o Ano Internacional da Fsica, em homenagem a Albert Einstein, no transcurso do centenrio dos seus trabalhos que revolucionaram nossas idias sobre a Natureza. A equivalncia entre massa e energia constitui um dos resultados importantes da Teoria da Relatividade. Determine a ordem de

grandeza, em joules, do equivalente em energia da massa de um pozinho de 50 g. a) 109 b) 1011 c) 1013 d) 1015 e) 1017

13 - (UEG GO)

Antes mesmo de ter uma idia mais correta do que a luz, o homem percebeu que ela era capaz de percorrer muito depressa enormes distncias. To depressa que levou Aristteles famoso pensador grego que viveu no sculo IV a.C. e cujas obras influenciaram todo o mundo ocidental at a Renascena a admitir que a velocidade da luz seria infinita. GUIMARES, L. A.; BOA, M. F. Termologia e ptica. So Paulo: Harbra, 1997. p. 177 Hoje sabe-se que a luz tem velocidade de aproximadamente 300.000 km/s, que uma velocidade muito grande, porm finita. A teoria moderna que admite a velocidade da luz constante em qualquer referencial e, portanto, torna elsticas as dimenses do espao e do tempo a) a teoria da relatividade. b) a teoria da dualidade onda partcula. c) a teoria atmica de Bohr. d) o princpio de Heisenberg. e) a lei da entropia.

14 - (UDESC)

Em 2005 est sendo comemorado o centenrio da publicao dos trabalhos de Albert Einstein sobre o fton, as dimenses moleculares, a relatividade especial, a relao massa-energia e o movimento browniano. Fsico de grande importncia para o desenvolvimento da Fsica Moderna e Contempornea, Einstein publicou esses e outros trabalhos ao longo de sua carreira. Em 1921, Einstein ganhou o Prmio Nobel de Fsica, premiado pelo trabalho:

a) Expresso 2mcE .

b) Relatividade Especial. c) Relatividade Geral. d) Efeito Fotoeltrico. e) Princpio da Incerteza.


15 - (PUC RS)

Responda com base nas afirmativas a seguir.

I. A fora que mantm os prtons no ncleo de um tomo de natureza eletrosttica.

II. No Sol, como em outras estrelas, ocorrem reaes de fuso nuclear.

III. Na fuso nuclear, ncleos fundem-se com grande absoro de energia.

IV. Na fisso nuclear, ncleos so divididos, liberando energia.

Esto corretas somente: a) I e II b) I e III c) I, III e IV d) II e III e) II e IV

16 - (UFMG)

Observe esta figura:

Paulo Srgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c , em que c a velocidade da luz. Para se comunicar com Paulo Srgio, Priscila, que est na plataforma, envia um pulso luminoso em direo nave. Com base nessas informaes, CORRETO afirmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Srgio de: a) 0,7 c. b) 1,0 c. c) 0,3 c. d) 1,7 c.

17 - (UEL PR)

O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis Angra II do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). O sistema PWR constitudo de trs circuitos: o primrio, o secundrio e o de gua de refrigerao. No primeiro, a gua forada a passar pelo ncleo do reator a presses elevadas, 135 atm, e temperatura de 320 C. Devido alta presso, a gua no entra em ebulio e, ao

sair do ncleo do reator, passa por um segundo estgio, constitudo por um sistema de troca de calor, onde se produz vapor de gua que vai acionar a turbina que transfere movimento ao gerador de eletricidade. Na figura esto indicados os vrios circuitos do sistema PWR.

Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina nuclear como Angra II, correto afirmar: a) O calor removido do ncleo do reator

utilizado integralmente para produzir trabalho na turbina.

b) O calor do sistema de refrigerao transferido ao ncleo do reator atravs do trabalho realizado pela turbina.

c) Todo o calor fornecido pelo ncleo do reator transformado em trabalho na turbina e, por isso, o reator nuclear tem eficincia total.

d) O calor do sistema de refrigerao transferido na forma de calor ao ncleo do reator e na forma de trabalho turbina.

e) Uma parte do calor fornecido pelo ncleo do reator realiza trabalho na turbina, e outra parte cedida ao sistema de refrigerao.

18 - (UFC CE)

Uma fbrica de produtos metalrgicos do Distrito Industrial de Fortaleza consome, por ms, cerca de 2,0 x 106 kWh de energia eltrica (1 kWh = 3,6 x 106 J). Suponha que essa fbrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia eltrica, de acordo com a relao de Einstein, E = moc2. Nesse caso, a massa necessria para suprir a energia requerida pela fbrica, durante um ms, , em gramas: a) 0,08 b) 0,8 c) 8 d) 80 e) 800


19 - (UERJ)

Uma das frmulas mais famosas deste sculo : E = mc2 Se E tem dimenso de energia em de massa, c representa o seguinte grandeza: a) fora b) torque c) acelerao d) velocidade

20 - (PUC RS)

Energia solar a energia eletromagntica irradiada pelo Sol. Sua fonte primria, a partir do interior do Sol, so: a) reaes de fisso nuclear. b) reaes de fuso nuclear. c) reaes de dissociao molecular. d) correntes eltricas de grande intensidade. e) colises intermoleculares.

TEXTO: 1 - Comum questo: 21

Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questes do modo mais simples e usual. No considere complicaes adicionais por fatores no enunciados. Em caso de respostas numricas, admita exatido com um desvio inferior a 5 %. A acelerao da gravidade ser considerada como g = 10 m/s.

21 - (UPE)

Um trem de comprimento igual a 100 m viaja a uma velocidade de 0,8 c, onde c a velocidade da luz, quando atravessa um tnel de comprimento igual a 70 m.

Quando visto por um observador parado ao lado dos trilhos, CORRETO afirmar que o trem

a) no chega a ficar totalmente dentro do

tnel, restando um espao de 12 m fora do tnel.

b) fica totalmente dentro do tnel e sobra um espao de 10 m.

c) fica totalmente dentro do tnel e sobra um espao de 15 m.

d) no chega a ficar totalmente dentro do tnel, restando um espao de 5 m fora do tnel.

e) fica totalmente dentro do tnel e no resta nenhum espao.

TEXTO: 2 - Comum s questes: 22, 23

A relatividade proposta por Galileu e Newton na Fsica Clssica reinterpretada pela Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, que revolucionria porque mudou as idias sobre o espao e o tempo, uma vez que a anterior era aplicada somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein props a Teoria Geral da Relatividade vlida para todos os referenciais (inerciais e no inerciais).

22 - (UEPB)

Acerca do assunto tratado no texto, podemos afirmar:

I. A Teoria da Relatividade afirma que a velocidade da luz no depende do sistema de referncia.

II. Para a Teoria da Relatividade, quando o espao dilata, o tempo contrai, enquanto que, para a fsica newtoniana, o espao e o tempo sempre se mantm absolutos.

III. A Mecnica Clssica e a Teoria da Relatividade no limitam a velocidade que uma partcula pode adquirir.

IV. Na relatividade de Galileu e Newton, o tempo no depende do referencial em que medido, ou seja, absoluto.

Aps a anlise feita, (so) correta(s) apena(s) a(s) proposio(es):

a) II e III b) I e IV c) I, II e IV d) III e) III e IV

23 - (UEPB)

Ainda acerca do assunto tratado no texto, resolva a seguinte situao-problema: Considere uma situao fictcia, que se configura como uma exemplificao da relatividade do tempo.


Um grupo de astronautas decide viajar numa nave espacial, ficando em misso durante seis anos, medidos no relgio da nave. Quando retornam a Terra, verifica-se que aqui se passaram alguns anos. Considerando que c a velocidade da luz no vcuo e que a velocidade mdia da nave 0,8c, correto afirmar que, ao retornarem a Terra, se passaram:

a) 20 anos b) 10 anos c) 30 anos d) 12 anos e) 6 anos

TEXTO: 3 - Comum questo: 24

Em 1905 Albert Einstein publica a Teoria da Relatividade, com a qual, o conceito de energia ganha um novo significado e esta grandeza passa a ser expressa pela famosa equao de Einstein, que estabeleceu definitivamente a equivalncia entre a massa e a energia. Tal equivalncia talvez o resultado mais revolucionrio da teoria da relatividade. Ela simplesmente nos diz que massa pode ser conver

apostila de física 3º ano

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