Fisica Eletricidade Discursiva

Questão 15 Uma bateria com força eletromotriz é 12 V e resistência interna r 2 Ω é ligada entre o polo positivo e negativo por um fio condutor colocando o circuito em curto circuito conforme figura abaixo a Qual a tensão entre os pontos a e b b Qual a corrente I através do circuito RESOLUÇÃO a Qual a tensão entre os pontos a e b Vab Sendo a resistência externa R do circuito igual a zero R 0 e a diferença de potencial Vab entre os pontos a e b também deve ser zero Vab RI como R 0 então E portanto na relação Vab E Ir 0 E Ir I E r b Qual a corrente elétrica I que passa pelo circuito A corrente de curto circuito será dada por Icc E r 12 2 6 A Resposta Questão 25 Considere duas cargas puntiformes positivas q1q235 μC localizadas num plano xy de tal forma que estejam respectivamente em x0 y00 m x10 m y1040 m Calcule o módulo da força elétrica resultante que as cargas q1 e q2 exercem sobre uma terceira carga puntiforme q355 μC localizada em x065 m y0 Determine a direção e o sentido da força resultante que atua em q3 Dado k854109 Cm²Nm² RESOLUÇÃO Passo 1 Desenhe um esquemático para análise da situação proposta pelo problema A figura a seguir mostra o sistema de coordenadas ay apresentando o diagrama da situação Como as três cargas não são coesas é preciso verificar a direção e o sentido que as forças exercem sobre q3 A figura abaixo mostra a força elétrica que atua pela carga q1 Para uma melhor análise esta força é decomposta em componentes no plano xy Passo 2 Cálculo da força elétrica F1 em q3 exercida por q1 em q3 e suas componentes F1 em x F1 em y A força F1 em q3 aponta diagonalmente para baixo e tem suas componentes F1 em x é para o lado positivo do eixo Ox e F1 em y para o lado negativo do eixo Oy uma vez que a carga q3 é repelida pela carga q1 F1 em x k 1 r² q1q3 F1 em x k 1 35103² 3510655106 F1 em x 1 88541012 As componentes de força F1 em q3 podem ser calculadas pelo ângulo α que se encontra abaixo do eixo Ox da seguinte forma F1 em x F1 em y cosα CA F1 em y F1 em x sinα F1 em y x 02995 N 076 N em 040 m F1 em y 01576 N RESOLUÇÃO Passo 1 Para o cálculo da resistência equivalente o resistor de 10 Ω e 30 Ω estão em série O mesmo acontece com os resistores de 70 Ω e 50 Ω e nestes casos quando os resistores estão ligados em série o resistor equivalente será dado pelo somatório das resistências Para os resistores em série de 10 Ω e 30 Ω Rseq R1 R2 Rseq 10 30 40 Ω E para os resistores em série de 70 Ω e 50 Ω Rseq 70 50 120 Ω O circuito se resume assim Agora os resistores de 40 Ω e 120 Ω encontramse ligados em paralelo e para esses casos a resistência equivalente é determinada pela relação 1Req 1R1 1R2 Como a resistência interna da bateria é zero a tensão aplicada aos resistores é igual a força eletromotriz e 480 V e a resistência R é a resistência equivalente Req 30 Ω então Logo a corrente total no circuito será I Porém quando essa corrente chega ao nó que separa os resistores em paralelo veja figura a seguir ela se divide em 12 passando uma quantidade de corrente elétrica pela malha superior e o restante pela malha inferior r R R Como os resistores de 40 Ω e 120 Ω estão em paralelo a tensão sobre eles é a mesma ou seja V e 480 V Logo pela lei de Ohm a corrente I1 será dada por V RI 480 40 I1 120 120 A E a corrente I2 será I2 Portanto a corrente elétrica que passa pelos resistores de 10 Ω e 30 Ω no circuito inicial é de 120 A e a corrente elétrica que passa pelos resistores de 70 Ω e 50 Ω no circuito inicial é de 6 A A corrente permanece a mesma para os dois resistores pelo fato de estarem em série e com isso ela se mantém constante Resposta Questão 45 Uma bobina encontrase imersa em um campo magnético uniforme de 295 T Inicialmente o plano da bobina está paralelo em relação ao vetor campo magnético ao realizar uma rotação 0467s depois o plano da bobina encontrase perpendicular ao vetor campo magnético Se esta bobina tem perfil retangular com 0057 m² de área e possui 76 espiras devido a rotação produzida determine a A variação do fluxo magnético através da bobina b O módulo da fem induzida na bobina RESOLUÇÃO a Qual a variação do fluxo magnético através da bobina O fluxo magnético em uma bobina é dado por ΦB NBAcosθ b Determine o módulo da fem induzida na bobina Pela lei de Faraday Como dA dt At 0057 0 0467 0 0122 m²s E o módulo da fem induzida é 2735 V Resposta Questão 55 Dois cargas puntiformes q147 nC e q286 nC se encontraram separadas por uma distância de 65 cm conforme mostra a figura abaixo Determine o módulo a direção e o sentido da força elétrica que a q1 exerce sobre q2 b q2 exerce sobre q1 Dado k8854 x 1012 C2N m² 28072016 AVA UNIVIRTUS A força é de atração já que cargas possuem sinais opostos Isto quer dizer que a força que atua sobre q2 está sobre uma reta que une as duas cargas e possui sentido orientado para q1 conforme mostra o diagrama do corpo livre na figura a seguir b Módulo direção e sentido da força elétrica que q2 exerce sobre q1 Sabemos que a teórica lei de Newton se aplica à força elétrica portanto o módulo da força elétrica que q2 exerce sobre q1 é igual ao módulo da força que q1 exerce sobre q2 mesmo que as duas cargas possuam módulos diferentes Portanto F2 em 1 0001668 N No entanto pela terceira lei de Newton é possível afirmar que o sentido da força que q2 exerce sobre q1 é contrário ao sentido da força que q1 exerce sobre q2 conforme mostra o diagrama do corpo livre na figura a seguir Resposta