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Exercícios Física - Monitoria

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Exercícios Física - Monitoria

  1. 1. Interbits – SuperPro ® Web1. (Ufpr 2012) Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de umcampo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 esomente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2.Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial V igual a 32 V. Considerando a massado próton igual a 1  1027 kg e sua carga igual a 1  1019 C , assinale a alternativa que ,6 ,6apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.a) 2,0  104 m/sb) 4,0  104 m/sc) 8,0  104 m/sd) 1  105 m/s ,6e) 3,2  105 m/s2. (Fuvest 2012) Energia elétrica gerada em Itaipu é transmitida da subestação de Foz doIguaçu (Paraná) a Tijuco Preto (São Paulo), em alta tensão de 750 kV, por linhas de 900 km decomprimento. Se a mesma potência fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30kV, que é a tensão utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria,aproximadamente,a) 27.000 vezes maior.b) 625 vezes maior.c) 30 vezes maior.d) 25 vezes maior.e) a mesma.TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.Considere os dados abaixo:− a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A;− a tensão eficaz disponível é de 120 V;− sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W.3. (Uerj 2012) O número máximo de lâmpadas que podem ser mantidas acesas correspondea:a) 10b) 15c) 20d) 304. (Uerj 2011) Em um laboratório, um pesquisador colocou uma esfera eletricamentecarregada em uma câmara na qual foi feito vácuo.O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a certa distância dessa esfera valem,respectivamente, 600 V e 200 V/m.Determine o valor da carga elétrica da esfera.5. (Fgvrj 2011) Visando economizar energia elétrica, uma família que, em 30 dias, consumiaem média 240 kWh, substituiu doze lâmpadas de sua residência, dez de 60 W e duas de 100W, por lâmpadas econômicas de 25 W. Na situação em que as lâmpadas ficam acesas 4 horaspor dia, a troca resultou em uma economia de energia elétrica, aproximadamente, de Página 1 de 5
  2. 2. Interbits – SuperPro ® Weba) 62%b) 37%c) 25%d) 15%e) 5% -6 -66. (Ufrj 2008) Duas cargas puntiformes q1 = 2,0 × 10 C e q2 = 1,0 × 10 C estão fixas numplano nas posições dadas pelas coordenadas cartesianas indicadas a seguir. Considere K = 1 9 -2 2 = 9,0 × 10 NC m .(4πε0 )Calcule o vetor campo elétrico na posição A indicada na figura, explicitando seu módulo, suadireção e seu sentido.7. (Ufjf 2006) A diferença de potencial elétrico existente entre o líquido no interior de umacélula e o fluido extracelular é denominado potencial de membrana (espessura da membrana d -10= 80 x 10 m). Quando este potencial permanece inalterado, desde que não haja influênciasexternas, recebe o nome de potencial de repouso de uma célula. Supondo que o potencial derepouso de uma célula seja dado pelo gráfico a seguir, calcule o que se pede:a) A intensidade do campo elétrico no meio externo, na membrana e no interior da célula. -19b) A força elétrica que uma carga elétrica positiva de carga q = 1,6x10 C sofre nas trêsregiões.c) Somente considerando a existência desse potencial, a célula estaria mais protegida contra aentrada de qual tipo de vírus: de um com carga elétrica negativa ou de um com carga elétricapositiva? Justifique.8. (Ufrj 2004) Um tubo de descarga em gases opera sob alta tensão entre suas placas. Afigura mostra como o potencial elétrico varia ao longo do comprimento do tubo. Página 2 de 5
  3. 3. Interbits – SuperPro ® WebSupondo que o campo elétrico û no interior do tubo tenha a direção de seu eixo, determine:a) o vetor û no ponto A;b) o vetor û no ponto B.9. (Uerj 2000) O gráfico mostra a variação da corrente eficaz, em amperes, de um aquecedorelétrico que operou sob tensão eficaz de 120V, durante 400 minutos.a) Se o custo do energia elétrica é de 20 centavos de real por quilowatt-hora, determine ocusto, em reais, da energia cedida ao aquecedor durante os 400 minutos indicados. 1b) Se da energia total cedida ao aquecedor, nos primeiros 42 minutos de funcionamento, foi 3utilizada para aquecer 10 litros de água, determine a variação de temperatura da água. Utilize o 3 °calor especifico da água como 4,2×10 J/kg C.10. (Unesp 1992) O feixe de elétrons num tubo de televisão percorre uma distância de 0,50 mno espaço evacuado entre o emissor de elétrons e a tela do tubo. 7Se a velocidade dos elétrons no tubo é 8,0 . 10 m/s e se a corrente do feixe é 2,0 mA, calculeo número de elétrons que há no feixe em qualquer instante. -19(Carga do elétron = 1,6 . 10 coulombs). Página 3 de 5
  4. 4. Interbits – SuperPro ® WebGabarito:Resposta da questão 1:[C]Usando o conceito de ddp e o teorema do trabalho-energia cinética, temos: 1 2 W12 EC2  EC! 2 mv 1 1V1  V2  V12     qV12  mv 2  qV12  mv 2 q q q 2 2 2  1  1019  32 ,6v  8,0  104 m / s 1  1027 ,6Resposta da questão 2:[B]A potência transmitida é a mesma nos dois casos: i U 750 iP1  P2  U1 i1  U2 i2  2  1   2  25. i1 U2 30 i1Considerando que a resistência elétrica seja a mesma para as duas correntes, as potênciaselétricas dissipadas por efeito Joule nos dois casos são:Pd1  R i1 2 P i2  i  2 P     d2  2   2   d2   25   Pd2  625 Pd1  2Pd2  R i2 2 2 Pd1 i1  i1  Pd1E2  625 E1.Resposta da questão 3:[C](P)max  Vi  120x10  1200W Pmax 1200N   20 Plâmpada 60Resposta da questão 4:Dados: V = 600 V; E = 200 V/m; k = 9  10 N.m /C . 9 2 2Como o Potencial elétrico é positivo, a carga é positiva. Então, abandonando os módulos,temos: kQ V r V kQ r 2 V 600     r  r   r = 3 m. kQ E r kQ E 200E 2 rSubstituindo na expressão do Potencial: kQ r V 3  600 V  Q   200  109  r k 9  109 –7Q = 2  10 C.Resposta da questão 5:[C] Página 4 de 5
  5. 5. Interbits – SuperPro ® WebA substituição resultou em uma diminuição de potência de:P  (10  60  2  100)  12  25  500W  0,5kWEsta troca resultou em uma diminuição de consumo de: E EP   0,5   E  60kWh t 4x30 60O que representa um percentual de:  100  25% 240Resposta da questão 6:Como as distâncias do ponto A a cada uma das cargas q1 e q2 são iguais, e q1 = 2q2 ,podemos concluir que | E1 |  2 | E2 | .Utilizando a Lei de Coulomb, temos| E2 | = kq2  = 9,0  10  1,0  10-  = 9 × 10 9 6 7 7 N/C e | E1 | = 18 × 10 N/C 1  10-  2 2 d2 2Utilizando a regra do paralelogramo, obtemos:| EA | = 9 5 × 107 N/C 1Direção: tgα = | E2 | / | E1 | = , onde α é o ângulo trigonométrico que EA faz com o eixo 0x. 2Sentido: de afastamento da origem, a partir do ponto A.Resposta da questão 7: a) O campo elétrico E pode ser obtido como E = - ∆V/∆X. Assim temos para as 3 regiões: 7E = 0, para o meio interno; 0, para o meio externo; -1 x 10 V/m, para a membranab) como F = qE, temos 12F = 0, no meio interno; 0, no meio externo; -1,6 x 10 N, na membranac) de um vírus com carga negativa, pois a força que atua sobre um vírus com esta cargaorienta-se do meio interno para o externoResposta da questão 8:a) 40 N/C, na direção horizontal e para direitab) zeroResposta da questão 9:a) R$ 2,80 °b) ∆T = 24 CResposta da questão 10: 7n = 7,8 . 10 . Página 5 de 5

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