Lista de Exercícios Resolvidos: Hidrostática, Termodinâmica, Eletricidade, Magnetismo e Óptica

Módulo B Hidrostática Calor e Termodinâmica 4 O ludião também conhecido como mergulhador cartesiano é um experimento realizado para demonstrar o Princípio de Pascal de maneira lúdica e acessível Explique esse princípio e como ele está relacionado com o ludião Módulo C Eletricidade e Magnetismo 5 O diodo é um componente eletrônico pelo qual uma corrente elétrica flui de acordo com a diferença de potencial aplicada em seus terminais A figura ao lado mostra a curva típica de um diodo Em qual ponto da curva a resistência do diodo é mínima Em qual ponto ela é máxima Justifique sua resposta Módulo D Óptica 6 Explique o funcionamento de uma câmera escura de orifício Desenhe os raios de luz que partem de um objeto até atingirem o fundo da câmera Pela geometria desse problema qual é a orientação da imagem no fundo da câmera Atividade Física IV Q04 Primeiramente fazse necessário descrever o princípio de Pascal Em linhas gerais o princípio de Pascal é uma importante lei da física que descreve a transferência de pressão entre fluidos confinados Tal lei diz que quando uma pressão é aplicada em um ponto de um fluido incompressível e em equilíbrio essa mesma pressão será transmitida de forma equilibrada para todos os pontos deste mesmo fluido Essa distribuição independe do formato e das dimensões altura largura comprimento do recipiente Por sua vez o ludião é um tipo de dispositivo mecânico composto por vários pistões interconectados dentro de um recipiente contendo fluido muito utilizado para demonstrar o princípio de Pascal de maneira didática já que seu funcionamento consiste na utilização deste princípio Basicamente o experimento consiste em aplicar uma força em um dos pistões do ludião e observar o que acontece Nesse sentido é possível observar que esta força será transmitida de maneira uniforme para todos os outros pistões do dispositivo obedecendo ao referido princípio Uma forma simples de observar isso é a partir de um experimento caseiro que consiste em preencher completamente uma garrafa com algum fluido colocar um objeto vertical na tampa da garrafa e fechar esta garrafa Após isso tentase controlar o objeto aplicando algum tipo de pressão a fim de fazêlo se separar da tampa da garrafa Caso isso seja feito o objeto descerá Contudo caso a pressão aplicada cesse o objeto voltará para o topo de garrafa Isso é explicado pelo princípio de Pascal uma variação de pressão em qualquer ponto de um fluido em equilíbrio transmitese integralmente a todos os pontos do fluido Caso essa pressão cesse o fluido retornará ao seu estado original fazendo com que o objeto também volte Q05 Para responder essa questão é necessário ter em mente o princípio de funcionamento de um diodo O diodo é formado por material semicondutor e apresenta a seguinte lógica de funcionamento caso este seja diretamente polarizado por uma fonte de tensão passase a conduzir corrente ou seja caso seu cátodo esteja interligado com o positivo da fonte e o seu ânodo com o polo negativo da fonte Caso contrário ou seja se o diodo estiver reversamente polarizado não há condução de corrente Por conta disso podese dizer que o diodo quando conduz se comporta como um curtocircuito tendo uma baixa queda de tensão baixa resistência e conduzindo corrente Quando não conduz se comporta como um circuito aberto caracterizado ou aproximado como sendo um circuito com alta resistência haja vista que impede a passagem de corrente Portanto o ponto de maior resistência seria equivalente ao ponto T Neste ponto o diodo está reversamente polarizado e bloqueia a passagem de corrente apresentando uma alta resistência à passagem de cargas elétricas Já o ponto de menor resistência é o ponto P onde o diodo está diretamente polarizado e o mesmo permite a passagem de uma alta taxa de carga el ou corrente elétrica Sabese ainda que a resistência é inversamente proporcional à corrente o que sustenta o argumento haja vista que em T a corrente é nula e portanto a resistência é alta e em P a corrente é alta e portanto a resistência é baixa Q06 A câmera escura de orifício é uma estrutura capaz de permitir a formação de imagens através da passagem de luz por meio de um orifício Normalmente esta câmera é composta por uma caixa escura contendo um pequeno orifício e a uma estrutura interna onde a imagem é projetada Basicamente a imagem projetada na estrutura interna é invertida quando comparada com a imagem do objeto original A figura abaixo demonstra o que foi dito As linhas que emanam do objeto representam a luz emitida pelo mesmo o objeto está a uma distância a da caixa e a imagem refletida está a uma distância b do orifício Tais distâncias influenciam no tamanho e na imagem do objeto projetado ou objeto refletido Quando um observador observa a estrutura interna da caixa ele verá a imagem invertida Ou seja verá a parte de cima do objeto na parte de baixo e a parte de baixo como se fosse a parte de cima Isso é explicado pelo princípio da propagação retilínea da luz Tal princípio diz que quando a luz emanada de um objeto externa passa por um orifício criase um feixe de raios de luzes que se projetarão no interior da caixa Mas por conta do orifício ser bem pequeno a luz que o atravessa se dispersa e atravessa a caixa em direções diversas A partir do momento em que há o atravessamento os raios de luz se propagarão em linha reta daí o nome do princípio e formarão uma imagem invertida na estrutura interna da câmera