Exercícios De Física

Exercícios de Física

Questão 1). Resistência, diferença de potencial e campo elétrico em um fio. O fio de cobre calibre 18 possui seção reta com área de A=8,2 x 10-7 m2 e diâmetro igual a 1,02 mm. Este conduz uma corrente de I = 1,67 A (1 Ampére pode parar o coração humano)

Calcule:

a) o campo elétrico do fio;

p=e/j

1,69〖×10〗^(-8)=e/(2,03〖×10〗^6 )

e=0,034V/m

b) a diferença de potencial entre dois pontos do fio separados por uma distância de 50m;

e=v/l

0,034= v/50

v=1,7V

c)a resistência de um segmento de fio de comprimento igual a 50m (dado: resistividade do cobre =1,72 x 10-8 W.m

R=ρ l/A

R=1,72〖×10〗^(-8) 50/(8,2〖×10〗^(-7) )

R=1049 Ω

Questão 2). Dependência da resistência com a temperatura. Suponha a resistência de um fio usando para soldas de cascos de navios iguais a 2,05 W a 20 oC. Calcule a resistência de um fio de cobre a 0 oC e a 100 oC (dado: Coeficiente de Temperatura a (Co)-1 do Cobre = 0,0068).

R=2,05Ω

P0=20°C

α=0,0068

P(T)=P0[1+ α X Δt]

P(T)=P0[1+ α X (t-t0)]

P(T)=P0[1+ 0,068X(0-20)]

P(T)=2,05[1-0,136]

P(T)=2,05 X 0,864

P(T)=1,77Ω

P(T)=P0[1+ α X (100-20)]

P(T)= 2,05 X 1,544

P(T)=3,16Ω

Questão 3). Resistência. Qual é o comprimento de um fio de cobre com diâmetro de 0,462 mm a resistência igual á 1,00 W:

d=0,462mm

r=1,00Ω

r=d/2

r=0,462/2

r=2,31〖×10〗^(-4) m

A=π〖×r〗^2

A=1,67〖×10〗^(-7) m^2

R=ρ× l/A

l=1,72〖×10〗^(-8)×l/(1,67〖×10〗^(-7) )

l=(1,67×〖10〗^(-7))/(1,72〖×10〗^(-8) )

l=9,74lm

Questão 4). Força Eletromotriz. Uma bateria usada em células solares possui uma resistência interna de 1,75W para uma f.e.m de 15V, se esta bateria está acoplada a um circuito que possua um resistor de 4,2W; Qual a corrente no circuito? E qual a d.d.p nos terminais da

bateria?

r=1,75 Ω

ε=15V

R=4,2 Ω

I=Σε/(Σr+R)

I=15/(1,75+4,2)

I=2,521A

V=R×I

V=2,52×4,2

V=10,58V

Questão 5). Potência Consumida e Fornecida por uma Fonte. Admita uma bateria com resistência interna de 0,20W e uma f.e.m de 20V, se esta bateria está acoplada a um circuito que possua um resistor de 7W; Qual a taxa de conversão de energia? Qual a taxa de dissipação de

energia? E qual a Potência líquida tendo calculada as taxas?

r=0,20 Ω

R=7 Ω

ε=20 V

Para encontrar as potencias, primeiramente encontra-se a corrente:

I=Σε/(Σr+R)

I=20/(7+0,20)

I=20/7,2

I=2,77A

Taxa de conversão de energia:

P=ε×I

P=20×2,77

P=55,4W

Taxa de energia elétrica dissipada:

P=I^2×r

P=〖2,77〗^2×0,20

P=1,53W

Taxa de energia fornecida:

P=ε×I-I^2×r

P=20×2,77-〖2,77〗^2×0,20

P=55,4-1,53

P=53,87W

Questão 6). Potência Consumida e Fornecida por uma Fonte. Um resistor submetido a uma diferença de potencial de 15,0 V através de seus terminais pode desenvolver uma energia térmica com uma potência de 327 W.

ε=15,0V

P=327W

(a) Qual a sua resistência?

P=V^2/R

R=V^2/P

R=〖15〗^2/327

R=0,688Ω

b) Qual é a corrente que passa no

resistor?

V=R×I

I=V/R

I=15/0,688

I=21,802A

Questão 7). Potência Consumida e Fornecida por uma Fonte.

posicionamento global (GPS) opera com uma bateria de 9,0 V e consome uma corrente