Física 3

Física 3
Módulo 9
PONTE DE WHEATSTONE
COMENTÁRIOS – ATIVIDADES
1.
PARA
COMENTÁRIOS – ATIVIDADES PROPOSTAS
1.
SALA
Calculando a resistência Rx:
R1 . R3 = R2 . Rx
2 . 5 = 5 . Rx → Rx = 2Ω
Esquematizando o circuito sem o galvanômetro:
R1 e R2 são percorridos pela mesma intensidade de corrente, o mesmo ocorrendo com os resistores R3 e R4.
Resposta correta: C
2.
Considerando o circuito como sendo uma ponte, temos:
Observe que os resistores 4Ω e 10Ω estão em paralelo,
logo:
3
3
I2 =
I1 =
= 0,75A
= 0,30 A
4
10
Resposta correta: C
2R
2
RAD = R
RAD =
2.
Resposta correta: B
3.
Para G indicar zero, temos que:
VAB = VAC → R4 . i1 = R3 . i2
→ R4 . i1 – R3 . i2 = 0
→ i1 . R4 – i2 . R3 = 0
Resposta correta: C
4.
Observe que a ligação representa uma ponte de Wheatstone, na qual a lâmpada 3 não acende.
Como os resistores são iguais e estão todos em paralelo,
o valor da corrente, que passa por um deles, é o mesmo
para os outros resistores.
Logo, a corrente total marcada pelo amperímetro A2
vale:
IT = 3 . 2 → IT = 6A
Resposta correta: C
5.
Sabendo que a resistência varia proporcionalmente com
o comprimento do fio, temos:
500mm ⎯ 50Ω
150mm ⎯ RL → RL = 15Ω
Redesenhando o circuito, temos:
Resposta correta: D
3.
Fechando a chave, teremos uma ponte de Wheatstone,
de modo que:
(Rx + 2) . 4 = (3 + 3) . 3
4Rx + 8 = 18 → Rx = 2,5Ω
O circuito pode ser desenhado da seguinte forma:
35 . x = 210(30 + 15)
210 . 45
x=
35
x = 270Ω
Resposta correta: E
PRÉ-VESTIBULAR
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VOLUME 3
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FÍSICA 3
1
20 . R = 50 . 30
20R = 1500
R = 75Ω
O circuito pode ser desenhado da seguinte forma:
U = 42 x 5
U = 210V
Reostato fixado em 85Ω.
I=
10
→
5
I = 2A
Resposta correta: B
4.
Observe que o circuito tem as características de uma
ponte de Wheatstone, pois 5 x 4 = 8 x 2,5.
Logo, não passa corrente pelo resistor de 6Ω, não havendo dissipação de potência.
Resposta correta: E
5.
Para que VA – VB seja nula, devemos considerar o circuito
como uma ponte de Wheatstone, logo:
5 . R = 8 . 10 → 5R = 80 →
R = 16Ω
Como o voltímetro é ideal, ou seja, possui resistência
infinita, temos que:
Resposta correta: D
6.
O circuito pode ser redesenhado da seguinte maneira:
210
= 2A
105
IA = 2 + 2
IA = 4A
I1 = I2 =
Tratando como uma ponte de Wheatstone, temos que C
e E têm o mesmo potencial elétrico.
Resposta correta: B
7.
Calculando o potencial em A
VCA = VC – VA
20 . 2 = 210 – VA
VA = 170V
Calculando o potencial em B
VCB = VC – VB
30 . 2 = 210 – VB + VB = 150V
Reostato fixado em 50Ω:
Calculando a ddp entre A e B
VAB = VA – VB = 170 – 150
VAB = 20V
Logo o amperímetro marcará 4A e o voltímetro marcará
20V.
Resposta correta: D
2
PRÉ-VESTIBULAR
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FÍSICA 3
8.
Para não haver dependência do valor de r, o sistema
deve ser uma ponte de Wheatstone, logo:
x . x = 4 . 1 + x2 = 4 → x = 2Ω
2.
Ao estabelecimento o contato entre as esferas, ambas
adquirem cargas iguais (Q), dadas por:
4,8 . 10 −9
∴ Q = 2, 4 . 10 −9 C
2
Como E2 estava eletrizada com 4,8 . 10–9C e sua carga
positiva diminuiu para 2,4 . 10–9C, recebeu elétrons.
Logo,
1e → 1,6 × 10−19 C
Q=
n → 2, 4 × 10−19 C
n = 1,5 × 1010
Resposta correta: C
6
I1 =
= 2A
3
6
I2 =
=1
6
Logo IA = 2 + 1 = 3A
3.
Resposta correta: A
9.
⎛ R . R4 ⎞
⎟ = 150R
300 . ⎜⎜
⎟
⎝ R + R4 ⎠
2R . R4
2R4
= 1 → 2R4 = R + R4 → R4 = R
=R →
R + R4
R + R4
A polarização (fenômeno da indução) ocorre tanto com
condutores (anel de cobre) como também com isolantes
(anel de plástico).
A polarização é mais acentuada nos condutores que nos
isolantes. Desta maneira, os dois anéis se aproximarão
do bastão.
A atração é maior no anel de cobre que no anel de
plástico.
Resposta correta: A
4.
Resposta correta: B
Q=n.e=n.q
Q n. q
=
= n, em que n é inteiro, pois a carga elétrica é
q
q
quantizada.
10.
Resposta correta: D
5.
Note que, no final do processo, as três esferas são postas em contato simultaneamente, logo:
Q A + QB + Q C = Q'A + QB' + Q'C
+Q − Q + 0 = Q ' + Q ' + Q ' ⇒
⇒ 3Q ' = 0 ⇒ Q ' = 0
Para o galvanômetro indicar zero, devemos ter:
12 . (x + 5) = 20 . 15
12 . (x + 5) = 300
x + 5 = 25 → x = 20Ω
Logo, no final: Q'A = 0; Q'B = 0; Q'C = 0
Resposta correta: D
Resposta correta: C
Módulo 10
1.
CARGA ELÉTRICA E PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
COMENTÁRIOS – ATIVIDADES
1.
PARA
COMENTÁRIOS – ATIVIDADES PROPOSTAS
SALA
Somando as cargas de cada quark:
2
⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞
a) uds = + e + ⎜ − e ⎟ + ⎜ − e ⎟ = 0
3
⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠
1
⎛
⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ 1⎞
b) dds = ⎜ − e ⎟ + ⎜ − e ⎟ + ⎜ − ⎟ = −e
⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3⎠
⎛ 2 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞
c) udd = ⎜ + e ⎟ + ⎜ − e ⎟ + ⎜ − e ⎟ = 0
⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠
⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ 2 ⎞
d) ddc = ⎜ − e ⎟ + ⎜ − e ⎟ + ⎜ + e ⎟ = 0
⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠
Um corpo eletrizado pode atrair, por indução eletrostática, um corpo neutro.
Cargas de sinais diferentes se atraem.
Logo, todos os estudantes fizeram comentários pertinentes.
Resposta correta: B
2.
I.
II.
III.
IV.
V.
Deveria haver atração, devido à indução.
Situação impossível.
Existe atração devido ao sinal das cargas (opostos).
Repulsão, pois os sinais das cargas são iguais.
Existe atração devido à indução.
Resposta correta: E
Resposta correta: B
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FÍSICA 3
3
3.
VIDRO
atrito
ALGODÃO
ALGODÃO
Segundo contato: note que a esfera y está ligada à
Terra. Ao tocar a esfera y, a esfera z também ficará descarregada, ficando ambas com carga nula.
LÃ → vidro(+) lã(–)
atrito
ENXOFRE → algodão(+) enxofre( – )
atrito
Resposta correta: E
9.
LÃ → algodão(–) lã(+)
Como a esfera induz eletrostaticamente o eletroscópio,
a alternativa correta é a c.
Resposta correta: C
Construindo uma série triboelétrica, temos:
10. O corpo A fica polarizado quando o corpo B se aproxima dele. Assim, as faces a e b adquirem cargas de sinais
contrários.
Observe que, tanto sendo atritado com o algodão,
quanto com o enxofre, o vidro adquire carga positiva.
Resposta correta: A
4.
As partículas que são retiradas, em virtude da incidência
da luz, são os elétrons, logo M fica eletrizada positivamente.
Por indução eletrostática P é atraída por M e a toca,
ficando, por contato, com carga positiva.
Resposta correta: A
5.
Na esfera atuam as seguintes forças:
F: força elétrica
P: peso
T: tração no fio
No equilíbrio tem-se:
F = T . senθ
Logo, o ângulo θ depende da carga da esfera.
P = T . cosθ
Assim, o ângulo θ depende das massas de A e B.
C está positiva.
A está negativa.
B está negativa.
Resposta correta: A
Resposta correta: D
6.
Dois materiais diferentes “esfregados” eletrizam-se por
atrito. Devido à carga acumulada no corpo do gato, ela
pode “fluir” para outros corpos.
Resposta correta: C
7.
O corpo tem uma falta de 2 . 1018 elétrons, logo:
Q = +n . e = + 2 . 1018 . 1,6 . 10–19 = +3,2 . 10–1
Q = +0,32C
Resposta correta: B
8.
4
Primeiro contato: z e x
Qz + Q x = Q ' + Q '
q
q + 0 = zQ ' ⇒ Q ' =
2
Q
Q
'
'
Qz =
e Qx =
2
2
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