Fisica Eletricidade Objetiva 1

Questão 110 Um fio retilíneo longo está sobre o eixo Oz e transporta uma corrente de 40 A no sentido z Determine o módulo do campo magnético produzido por segmento do fio de 0500 mm centralizado na origem no seguinte ponto x 20 m y 20 m z 0 Assinale a correta A 50 x 1011 T B 417 x 1011 T C 261 x 107 T D 177 x 1011 T Resposta O módulo do vetor campo magnético de um elemento de corrente é dado pela relação B μ₀4π I dl x rr² Sendo A corrente I 4 A O elemento da corrente dl 05 x 103 m O módulo do vetor r é calculado pelo teorema de Pitágoras r² x² y² r² 2² 2² O ângulo entre o vetor pacífico e o deslocamento dos elementos de corrente no eixo x é 45 Substituindo os valores B μ₀4π 80 x 103 1 m 2 m 177 x 1011 T Questão 210 Na eletrostática existem três conhecimentos que se julga ser fundamental são eles I A lei da conservação da carga elétrica II A carga elementar III Lei de Coulomb IV Campo elétrico Abaixo estão descritos os enunciados desses três fundamentos numereos I II e IV e assinale abaixo a sequência correta O módulo da força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema isolado permanece sempre constante O módulo da carga do elétron ou do próton é uma unidade de carga natural Assinale a alternativa que corresponde a sequência correta A II I IV e II B II III I e IV C II III I e IV D IV I I e III Resposta Lei de Coulomb O módulo da força elétrica entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas A lei da conservação da carga elétrica A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema isolado permanece sempre constante Campo elétrico A força elétrica sobre um corpo carregado é exercida pelo campo elétrico produzido por outros corpos carregados A carga elementar O módulo da carga do elétron ou do próton é uma unidade de carga Questão 310 Em um experimento de física você e seu colega resolvem testar a teoria da eletrostática Para isso vocês possuem duas esferas metálicas leves que estão penduradas em um fio isolante de náilon Uma das esferas foi carregada eletricamente e possui carga negativa líquida enquanto a outra mantémse eletricamente neutra sem nenhuma carga líquida Vocês aproximam as esferas uma da outra mas as esferas acabam se tocando Ao afastálas mas ainda as mantendo próximas elas irão Assinale a correta A se atrair B se repelir C trocam a carga elétrica D não exercem nenhuma força mútua Resposta As esferas irão se repelir pois após uma ter tocado a outra cargas negativas da esfera carregada irão migrar para a esfera neutra e com isso a deixará também carregada com carga negativa Ao afastálas as duas estarão com carga de mesmo sinal negativas e de acordo com a lei da eletrostática cargas de mesmo sinal se repelem 29072016 AVA UNIVIRTUS Assinale a alternativa correta A O tempo não varia Resposta De acordo com a equação da velocidade para trajetória circular v 2πRT E do raio da trajetória R m vq B Substituindo uma em outra temos vT 2pmqB Simplificando T 2pmqB Percebese que o período tempo para uma volta completa não depende da velocidade da partícula e portanto ele permanecerá o mesmo B O tempo dobra C O tempo é quatro vezes maior D O tempo se reduz pela metade Questão 610 A figura abaixo mostra um próton movimentandose dentro de uma região de campo magnético orientado para dentro do plano do papel Se você duplicar a velocidade escalar do próton enquanto mantém o campo magnético constante como isso afetará o raio da trajetória 29072016 AVA UNIVIRTUS Assinale a alternativa correta A O raio não varia B O raio dobra Você acertou Resposta De acordo com a equação que descreve o raio da trajetória de uma partícula carregada movimentandose em uma região de campo magnético RmvqB Mantendose constante a massa m a carga q e o campo magnético B percebese que o raio R da trajetória é diretamente proporcional à velocidade v da partícula carregada Portanto se dobraremos a velocidade o raio também será dobrado C O raio é quatro vezes maior D O raio se reduz a metade Questão 710 Em um experimento de física você e seu colega resolvem testar a teoria da eletrostática Para isso vocês possuem duas esferas metálicas leves que estão penduradas em um fio isolante de náilon Uma das esferas foi carregada eletricamente e possui carga negativa líquida enquanto a outra mantémse eletricamente neutra sem nenhuma carga líquida Assinale a correta A se atraem Resposta Ambas as esferas se atraem qualquer objeto carregado eletricamente seja positivo ou negativo atrai um objeto eletricamente neutro 29072016 AVA UNIVIRTUS Ao aproximar as esferas a esfera negativa causou indução eletromagnética na esfera neutra afastando as cargas negativas para o lado oposto Como próxima é a formase na esfera descarregada uma região de cargas positivas mais próxima que a região de cargas negativas do outro lado a força resultante será de atração pois como diz a lei da eletrostática cargas opostas se atraem logo ocorre atração elétrica entre as esferas B se repelem C trocam a carga elétrica D não exercem nenhuma força mútua Questão 810 A American Wire Gauge AWG é uma escala americana normalizada usada para padronização de fios e cabos elétricos Um fio de cobre com AWG 15 geralmente utilizado para ligação de chuveiros e torneiras elétricas possui um diâmetro de 145 mm Esse fio está ligado a um chuveiro de 4000 W e conduz uma corrente elétrica de 39 A A densidade dos elétrons livres é de 85 1028 elétrons por metro cúbico Calcule os módulos a da densidade de corrente e b da velocidade de arraste J 236 107 Am² va 174 mms Resolução a O módulo da densidade de corrente I será calculado por J IA Onde I é a corrente elétrica e A é a área da seção reta do fio A área da seção reta do fio é calculada por A πD²4 Sendo D 145 mm 145 103 m então A π145 103²4 165 106 m² O módulo da densidade de corrente é J IA 39165 106 236 107 Am² b A velocidade de arraste pode ser calculada pela relação va Jne 85 1028 16 1019 174 103ms 174 mms B J 326 107 Am² va 174 mms C J 432 107 Am² va 247 mms 29072016 AVA UNIVIRTUS D J 562 10² Am² Va 471 mms Questão 910 O físico alemão Gustav Robert Kirchhoff para resolver problemas de circuito elétricos com mais de uma fonte e resistores estando tanto em série quanto em paralelo desenvolveu e criou duas leis matemáticas para circuitos elétricos conhecidas como Leis de Kirchhoff Para criar a primeira lei Lei dos Nós Kirchhoff introduziu o conceito de nó ou junção Uma junção ou nó é um ponto no circuito que une dois ou mais condutores Em um nó a soma das correntes elétricas que entram é igual à soma das correntes que saem ou seja um nó não acumula carga E para a segunda lei Lei das Malhas introduziu o conceito de malha que é qualquer caminho fechado em um condutor A soma algébrica da ddp Diferença de Potencial Elétrico em um percurso fechado é nula Σ V 0 Baseado nas Leis de Kirchhoff calcule no circuito abaixo a corrente no resistor R 280 V R ε 40 A 60 Ω a 60 Ω 30 Ω A i 3 A R 6 Ω e ε 24 V B i 5 A R 2 Ω e ε 42 V C i 2 A R 5 Ω e ε 42 V 29072016 AVA UNIVIRTUS Resolução Considere o ponto a marcado no circuito Este ponto é um nó Iremos aplicar a lei dos nós neste ponto 6 4 i 0 i 2 A Partindo do ponto a em sentido antihorário pela malha externa e aplicando a lei das malhas temos 2R 28 63 0 R 6 Ω Partindo do ponto a em sentido antihorário percorrendo uma das malhas menores e aplicando a lei das malhas temos 4 ε 63 0 ε 42 V D i 2 A R 6 Ω e ε 24 V Questão 1010 Um fio reticuleno conduz uma corrente de 120 A de cima para baixo em uma região entre os polos de um grande eletromagneto o módulo do campo magnético é dado por B 0588 T e possui direção horizontal Determine o módulo a direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma seção de 10 cm do fio que está nesse campo magnético sabendo que o sentido do campo magnético está orientado de leste para leste Assinale a alternativa correta A Fm 507 x 10³ N direção perpendicular ao plano da folha de papel e sentido saindo da folha B Fm 705 x 10³ N direção perpendicular ao plano da folha de papel e sentido saindo da folha Você acertou Resposta Pela descrição do enunciado temos a seguinte configuração O módulo da força magnética que irá atuar não será dado pela relação Ordem a corrente elétrica e o comprimento do fio onde a força magnética irá atuar B é o módulo do campo magnético E é o ângulo entre o fio e o vetor campo magnético Substituindo os respectivos valores Fm1200010588 sen 90 007056 N ou 705 x 10³ 29072016 AVA UNIVIRTUS A direção será perpendicular ao plano do papel e o sentido é saindo da folha C Fm 507 x 10³ N direção perpendicular ao plano da folha de papel e sentido entrando na folha D Fm 705 x 10³ N direção paralelo ao plano da folha de papel e sentido entrando na folha