Gabarito Completo de Fisica Vol.3

FÍSICAOS FUNDAMENTOS DA FÍSICA

Moderna PLUS 3RAMALHO

NICOLAU

TOLEDO

1

Exercícios propostos

Unidade A

Capítulo 1 Eletrização. Força elétrica

P.1 A barra de vidro e o pano de lã, por atrito, ad-quirem cargas de sinais contrários. Por contato, uma bolinha de cortiça eletriza-se com carga de mesmo sinal que o vidro, e a outra, com carga de mesmo sinal que a lã. As sim, entre as bolinhas tem-se atração.

P.2 3Q

___ 4

P.3 a)

– –––

++ +

+

– –––

–

–

––

+

+++

++

+

+++

++

b)

– –––

++ +

+

– –––

–

–

––+

+++

++

+

+++

++

c) O eletroscópio fica eletrizado negati va-mente:

– –––

++ +

+

– –––

–

–

––

+

+++

++

+

+++

++

P.4 0,3 m

P.5 106 C

P.6 3,5 1017 elétrons

P.7 a) 6,67 1011 N c) 2,1 1010

b) 1,4 N

P.8 Fe(1)

____ Fe(2) 32 ___

9

P.9 7,0 106 N

P.10 a) Fe k e2

__ r2

n

; direção radial; sentido do elétron

para o próton

b) v e d XXXXXXX k ______ me rn

P.11 a) 4 103 N

b) 102 N

c) A carga Q 3 deve ficar à direita de Q 2, a 6 cm dela.

P.12 a) 1,20 106 C

b) 6,94 107 C

P.13 3,0 106 C

P.14 hipótese c

P.15 a)

g

P

d

Q

2ª– POSIÇÃO

g� �

�

Q

d

P

1ª– POSIÇÃO

�

b) 3g

P.16 a) 9,0 103 N

b) 1,4 N

P.17 a) As cargas q1 e q3 têm sinais negativos, pois nessa situa ção as cargas q1, q2 e q3 estarão em equilíbrio.

b) q1 q3 1,08 103 C

c) Ao longo do segmento, o equilíbrio é instá-vel; na mediatriz do segmento, o equilíbrio é estável.

P.18 a) no ponto O

b) nos pontos x a e x a

P.19 a) Escoamento das cargas; ângulos sempre iguais, pois as forças atuantes têm a mesma intensidade.

b) 2,16 107 C

P.20 270 N/m

P.21 FA ___ FB

8

P.22 a) FR 0,9k0 q2

__ a2 ; direção da diagonal do qua-

drado; sentido para o centro O

b) v 0,8q d XXXX k0 ____ ma

RESPOSTASRESPOSTAS



NICOLAU

TOLEDO

2

Testes propostos elétrica de intensidade 9 N, horizontal e para a esquerda. Se a carga q valesse 1 C, a força seria para a direita.

P.26 a) 105 d XX 3 N/C, vertical, ascendente

b) nulo

P.27 O ponto N, onde o campo elétrico re sul tante é nulo, deve estar a 3 metros à direita de B.

P.28 4,5 104 N/C; não é possível.

P.29 6 105 N/C

P.30 a) q1, pois a concentração de linhas de for ça é maior.

b) negativo

P.31 200 m/s

P.32 O equilíbrio é estável na posição d.

P.33 a) 5 105 N/C b) 5 104 C

P.34 a) 2 106 C c) 1,8 101 N

b) 4,5 102 N

P.35 a) 7,5 104 N/C, horizontal, para a es quer dab) 2 105 N/C, direção da reta

___

BD e sentido de D

para B

P.36 a) 2,0 106 N

b) 1,3 103 V/mc)

EA

O

D

�

�

Q

Q

DA

E�

E�

d) 3,8 103 V/m

P.37 8 d XX 2 C

P.38 a) vertical, descendenteb) 109 Cc) indiferente

P.39 a) Fe

P

b) Fe P; q mg

____ E

T.1 a

T.3 e

T.5 b

T.7 e

T.9 a

T.11 d

T.13 a

T.15 e

T.17 d

T.19 d

T.21 e

T.23 d

T.25 b

T.27 d

T.29 e

T.31 e

T.33 c

T.2 d

T.4 e

T.6 b

T.8 d

T.10 b

T.12 a

T.14 d

T.16 a

T.18 c

T.20 e

T.22 c

T.24 e

T.26 c

T.28 e

T.30 d

T.32 b

T.34 b

Teste sua leitura

L.1 c L.2 a


Capítulo 2 Campo elétrico

P.23 a) 107 N/C, vertical, descendente

b) 30 N, vertical, descendente

P.24 a) 2 103 N, vertical, ascendente

b) 4 107 C

P.25 em P1: 9 106 N/C, horizontal, para a es quer daem P2: 9 106 N/C, horizontal, para a di rei ta

Em q 1 C, colocada em P1, atua uma força



NICOLAU

TOLEDO

3

P.40 20 m/s2

P.41 a) 1,76 1016 m/s2 b) 1,76 107 m/s

P.42 4 s

P.43 a) 4 N c) 6 h da tarde

b) 1 __ 2

Testes propostos

P.51 a) 104 m c) 105 J

b) 20 V d) 104 J

P.52 a) 5,0 V/m, direção do eixo x e sentido oposto ao do eixo

b) 10 m/s

P.53 a) VB 0; EB 1 __ 2 k0

q __

a2

b) VB VA 2 __ 3 k0

q __ a

VC VB 2 __ 3 k0

q __ a

P.54 a) a __ 2

b) No plano da figura, para anular o potencial em A, Q pode ser colocada em qualquer ponto

da circunferência de centro A e raio a __ 2 .

P.55 a) 5,0 109 J b) 5,0 109 J

P.56 a)

EBB

A

0�10 V

�20 V

�10 V

�20 V

Linhas de força

EA

b) 6 105 J

P.57 a) Ganhou 3,6 106 J.

b) 3,6 106 J

c) O trabalho resistente da força elétrica cor-responde ao aumento de energia potencial elétrica.

P.58 60 V

P.59 nula em A e 4,5 107 J em B

P.60 a) 0,1 N, horizontal, para a direita

b) 103 V

c) 104 V

d) 1,1 102 J

P.61 a) 10 cm b) 104 J

P.62 a) 6 1012 N b) 2,4 1013 J

P.63 a) 1,25 105 V/m b) 2,4 1015 J

T.35 d

T.37 b

T.39 c

T.41 d

T.43 e

T.45 a

T.47 b

T.49 e

T.51 a

T.53 a

T.55 e

T.36 e

T.38 e

T.40 c

T.42 a

T.44 e

T.46 e

T.48 b

T.50 b

T.52 a

T.54 a

Capítulo 3 Trabalho e potencial elétrico


P.44 20 V

P.45 50 V

P.46 a) 9 104 V e 3 104 V

b) 0,3 J

c) 0,3 J

P.47 a) 1,35 104 V e 1,08 104 V

b) 5,4 104 J

P.48 a) 3,6 104 V b) 4 106 C

P.49 3 103 J

P.50 a) zero b) zero



NICOLAU

TOLEDO

4

P.64 a) 5 103 J e 102 J

b) Ec ( J)

A0 B

0,5 1,0x (cm)

10�2

5 • 10–3

E total ( J)

A0 B

0,5 1,0x (cm)

10–2

P.65 a) 3,2 1017 N

b) O elétron consegue escapar das placas, pois percorre, na direção horizontal, 37,2 cm, que é maior do que 30 cm.

P.66 a) 4,5 1016 kg

b) 0,5 s

c) Sim, a gotícula fica retida.

P.67 a) Ax Q E

_____ M

b) Vx Q E

_____ M

L0 ___ V0y

c) DK Q E L0 H ____________

M V20y

P.68 a) 300 b) 4,0 m/s

P.69 a) 2 106 V/m b) 2 e V

P.70 a) VA 1,8 105 V e VB 9 104 V

b) 9 J

c) 18 J

d) 30 m/s

e) 30 d XX 2 m/s

P.71 a) d XXXXXXXXX k0 Q q

________ mR

b) k0 Q q

_____ R

c) 1 __ 2 k0

Q q _____

R

d) 1 __ 2 k0

Q q _____

R

e) EC

f) 1 __ 4 k0

Q q _____

R

Testes propostos

T.56 a

T.58 a

T.60 c

T.62 a

T.57 e

T.59 c

T.61 c

T.63 soma 22 (02 04 16)

T.64 e

T.66 e

T.65 e

T.67 b

T.68 soma 23 (01 02 04 16)

T.69 c

T.71 b

T.72 soma 38 (02 04 32)

T.70 a

T.73 a

T.75 a

T.77 e

T.79 e

T.81 d

T.74 d

T.76 d

T.78 b

T.80 a

T.82 soma 3 (01 02)

T.83 a T.84 a

Capítulo 4 Condutores em equilíbrio eletros-tático. Capacitância eletrostática


P.72 V0 2,56 V e E0 0

P.73 a) 1010 Cb) 1,5 101 Vc) 4,5 101 Vd) 1,125 101 V/me) 2,25 101 V/m

P.74 a) zerob) 4,5 105 V/mc) 2,25 105 V/md) 2,88 103 V/m

P.75 a) 1,8 105 V b) 1,44 104 V



NICOLAU

TOLEDO

5

P.76 a) 4,5 105 V b) 7,96 106 C/m2

P.77 a) 1023 elétrons b) 107 elétrons

P.78 700 F

P.79 Q 103 C; R 9 102 m

P.80 a) 5,4 103 Vb) 3,6 C; 5,4 C e 9,0 C

P.81 demonstração

P.82 demonstração

P.83 a) VO VA VB 9 104 V e VC 3 104 Vb) EO EA 0; EB 4,5 105 V/m e

EC 1,0 105 V/m

P.84 20

P.85 60 V

P.86 a) 1 __ 3 m b) 37 C

P.87 15 C

P.88 Não, pois os potenciais elétricos de A e B são iguais.

P.89 a) VA VB 3k0q _____

R b)

3q ___

4

P.90 a) 5,0 1017 elétrons c) 7,2 103 J

b) 3,6 1010 V/m

P.91 a) negativo; negativo; Q 1 Q 2

b)

ES1 S2

A

c) 2 102 N/C

d) O campo é nulo num ponto entre as esferas na reta que liga seus centros, mais próximo da esfera de carga de menor módulo (S1). Tam-bém nos pontos internos de S1 e S2 o campo é nulo.

Teste sua leitura

L.3 e

L.4 e

L.5 b

L.6 soma 19 (01 02 16)

Testes propostos

T.85 e

T.87 b

T.89 a

T.91 b

T.93 c

T.95 e

T.97 soma 3 (01 02)

T.99 d

T.101 d

T.86 c

T.88 d

T.90 e

T.92 d

T.94 c

T.96 b

T.98 e

T.100 d

T.102 d

T.103 soma 42 (02 08 32)

Unidade B

Capítulo 5 Corrente elétrica


P.92 1,6 A, da esquerda para a direita

P.93 1,25 1020 elétrons

P.94 0,19 mm/s

P.95 a) 2,4 103 C b) 1,5 1022 elétrons

P.96 2 C

P.97 2,2 103 W

P.98 a) 5 A b) 3 kWh

P.99 3,6 s

P.100 a) 3,2 101 Cb) 2,0 1018 elétronsc) 4,0 102 A 40 mA

P.101 a) 2.880 C b) 0,436 A; 2,62 W



NICOLAU

TOLEDO

6

P.102 a) tensão de alimentação: 12 Vpotência consumida: 180 W

b) 15 A

P.103 a) 250 W

b) São grandezas inversamente proporcionais, pois o produto do tempo de uma volta do disco pela respectiva potência é constante.

P.104 600 kWh

P.105 a) R$ 6,00b) 1,2 105 J

P.106 16 h 40 min

P.107 O banho consome mais energia (2,5 kWh) do que a lâmpada ligada (1,44 kWh).

P.108 a) 1,14 104 kWh

b) 1,5 104 A

Testes propostos

b) R (k�)

100 50 i (mA)

2,0

1,5

1,00,8

20 30 40

P.112 20 A

P.113 105 s

P.114 a) 2.420 W b) 18,7 min

P.115 Dobra.

P.116 a) 5,2 103 J b) 102,8 cm3

P.117 a) 20 A b) 1.100 W e 10 A

P.118 4,1

P.119 4,0 102 m

P.120 20

P.121 2,5 m

P.122 a) Triplica.b) Reduz-se à quarta parte.

P.123 Sim, a pessoa poderá falecer por fibrilação cardíaca, pois a corrente máxima que pode atravessar o seu corpo passando pelo coração é igual a 120 mA.

P.124 a) 4,0 102 W b) 8,0 102 C

P.125 48 min

P.126 25 °C

P.127 21 s

P.128 5,5%

P.129 a) R$ 0,07 b) 11

P.130 a) 4,32 kg b) 0,2 cal/g °C

P.131 a) 9 __ 4

b) Comparados com fios mais finos, man ti das as demais condições, os fios mais grossos têm menor resistência elétrica e, por isso, supor-tam correntes elétricas de maior intensidade.

T.104 b

T.106 c

T.108 b

T.110 d

T.112 e

T.114 b

T.116 c

T.118 b

T.120 c

T.105 e

T.107 c

T.109 b

T.111 c

T.113 d

T.115 d

T.117 d

T.119 e

Capítulo 6 Resistores


P.109 6,0 V

P.110 a) 4,5

b) 7,2 V

P.111 a) 2,0 k



NICOLAU

TOLEDO

7

P.132 a) Aumentará; 13. c) 2.750 °C

b) 240

P.133 R$ 23,00

P.134 a) 60 b) 0,60 m

Testes propostos

P.137 100 V

P.138 a) 6 V

b) respectivamente 1 A; 0,6 A e 0,4 A

c) 15

P.139 a) 3,16 V b) 0,316 A

P.140 A lâmpada de 25 W apresenta um brilho intenso e em seguida se queima; as outras apresentam brilho fraco e em seguida se apagam.

P.141 a) 12 c) 10 A

b) 6 A e 4 A

P.142 A intensidade da corrente elétrica nas outras duas lâmpadas permanece a mesma.

P.143 49 A

P.144 a) 60 W b) 27 lâmpadas

P.145 30 lâmpadas

P.146 a) 20 A b) R1 R2 11

P.147 (I) 3,5 (III) 20 (II) 0,75R (IV) 10 ___

3

P.148 a) 24 V b) 24 A

P.149 3 A

P.150 A

B

10

5

5

10 10

20 A

10 A10 A

5 A 5 A

�

�

�

�

�

P.151 a) 10 A b) 30 V c) 5 A

P.152 a) 10 c) 2,4 A e 1,6 A

b) 40 V

P.153 a) 10 b) 11,2

P.154 a) 2,4 e) 2

b) 2 f) 2

c) 10 g) 1

d) 2 h) 2,7

T.121 c

T.123 c

T.125 soma 06 (02 04)

T.127 b

T.129 d

T.131 d

T.133 b

T.135 b

T.137 b

T.139 e

T.141 b

T.143 e

T.145 b

T.122 a

T.124 c

T.126 b

T.128 e

T.130 b

T.132 c

T.134 e

T.136 a

T.138 e

T.140 c

T.142 b

T.144 a

Teste sua leitura

L.7 2.000

L.8 a) laranja, verde e marromb) violeta, vermelho e laranja

L.9 Rmáx. 630 e Rmín. 570

L.10 d

L.11 d

Capítulo 7 Associação de resistores


P.135 a) 10 b) 20 V c) 8 V e 12 V

P.136 a) 12 b) 10 A c) 70 V e 50 V



NICOLAU

TOLEDO

8

P.155 4

P.156 27,5

P.157 a) A # em paralelo

B # em série

b) R1 100 e R2 20

P.158 a) RA 0,17 k e RB 0,33 k

b) U (V)

0 i (mA)

40

20

180 360

R

Paralelo

U (V)

0 i (mA)

60

30

60 120

S

Série

U (V)

0 i (mA)

40

20

180 360

R

Paralelo

U (V)

0 i (mA)

60

30

60 120

S

Série

P.159 a) 10 A b) 100 V

P.160 1

P.161 20 V

P.162 a) 1.250 Wb) 4 kW

P.163 a) R R R(I)

R(II)

R

R

R(III)

RR

(IV)RR

R

30

––– 103

15

––– 203

�

�

�

�

b) associação III

P.164 3 resistores

P.165 A lâmpada de valores nominais (60 W — 120 V)brilha mais do que a de valores nominais(100 W — 120 V) quando associadas em série.

P.166 a) i (A)

10

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

2 3 4 5 6 7 8 U (V)

A

R

L

b) 2,5 Ac) 10 Vd) 12,5 W

P.167 a) 6 b) 11,52 W

P.168 a) O ferro de passar e as lâmpadas. Se o aque-cedor for ligado, o fusível queimará.

b) 16 lâmpadas

P.169 a) 50 A c) R$ 54,00b) 15 kWh

P.170 63 min

P.171 a) 2R ___ 3

b) 8R ___ 15

P.172 1,5

P.173 5R ___ 6

P.174 R (1 d XX 3 )

Testes propostos

T.146 b

T.148 c

T.150 b

T.152 e

T.154 e

T.156 c

T.147 b

T.149 c

T.151 e

T.153 a

T.155 e

T.157 b



NICOLAU

TOLEDO

9

T.158 e

T.160 a

T.162 b

T.164 d

T.166 d

T.168 soma 01

T.170 e

T.172 b

P.181 Associa-se em paralelo um shunt de resistência R 0,040 .

P.182 Associa-se em série um resistor de resis tên cia RM 397.500 .

P.183 a) 50 mA b) 990 , em série

P.184 a) 1,0 102 b) 10 V

P.185 x 10 e y 5

P.186 a) zero b) 1,5 A

P.187 respectivamente 5 ; zero; 5 A; 4 A; 9 A

P.188 a) 6,0 b) 4,5 A

P.189 20 V

P.190 a) 0,50 A b) 0,67 A

P.191 a) R2 = 50

80 cm

A

R1

20 cm

�

b) A aproximadamente 83 cm da extremidade do fio, que fica ao lado do resistor.

P.192 a) 20 °C b) 1,08 V

Testes propostos

T.159 e

T.161 e

T.163 c

T.165 d

T.167 e

T.169 d

T.171 c

T.173 d

Teste sua leitura

L.12 a) 20 A

b) 1,25 kWh

c) ventilador

L.13 12,76 kWh; fusíveis: 23 A; 35 A

L.14 d

L.15 b

Capítulo 8 Medidas elétricas


P.175 0,53 ; 0,50

P.176 19,9 k

P.177 (I) 12 (III) 9

(II) 16 (IV) 2

P.178 (I) 50 (II) 15

P.179 (I) 75 (II) 3,75

P.180 a) Associa-se em paralelo um shunt de resis-tência RS 0,0077 .

b)

T.174 b

T.176 d

T.178 b

T.180 b

T.182 d

T.184 c

T.186 e

T.188 b

T.190 b

T.175 b

T.177 b

T.179 d

T.181 c

T.183 e

T.185 c

T.187 e

T.189 e

I � 5,0 A

Galvanômetro

i � 0,15 A

Shunt

Rgis

R s

I � 5,0 A



NICOLAU

TOLEDO

10

T.191 soma 13 (01 04 08) P.208 (I) 3 A (II) 6 A

P.209 (I) 1,3 V (II) 12 V

P.210 (I) 5 A; 7,5 V (II) 1 A; 0 V

P.211 100 V

P.212 2

P.213 a) 6 Ab) 45 A

P.214 a) 1 Ab) As indicações de A1 e A2 são iguais a 0,75 A.

P.215 a) 0,2 Ab) O brilho da lâmpada L1 diminui.

P.216 13,5 W

P.217 2 W

P.218 9 V

P.219 6 V e 0,8

P.220 12 V e 0,4

P.221 300

P.222 a)

L

K

V1

A1

LL

+

–

b) 3 A e 6 V

P.223 4,5 V e 1,8

P.224 0,3

P.225 a) 10 V e 0,5 b) 50 W

P.226 6 ; 1,5 A

P.227 a) 12 V

b) r 0,02 e R 0,10

P.228 a) 3,0 W

b) Não, pois a pilha tem resistência elétrica interna não nula.

T.192 b

T.193 d

T.194 b

Capítulo 9 Geradores elétricos


P.193 a) 4 A

b) Potg 96 W; Pot 80 W e Potd 16 W

c) 83,3%

P.194 6 V e 2

P.195 1,92 1018 J

P.196 a) 100 V b) 50 A c) zero

P.197 a) 2 A b) 6 A

P.198 (I) 50 V; 2,5 e 20 A

(II) 20 V; 2 e 10 A

(III) 24 V; 2 e 12 A

P.199 a) U (V)36

0 i (A)8,0

b) 54 W

P.200 a) 0,5 A b) 150 J

P.201 3 A

P.202 a) respectivamente 5 A; 3 A; 2 A

b) 150 W

P.203 18 V e 6

P.204 a) zero b) 2 __ 3 A

P.205 a) 0,27 W b) 1,1 W

P.206 0,14 W

P.207 VA 10 V e VB 6 V



NICOLAU

TOLEDO

11

P.229 a) 4 A c) 720 W

b) 90%

P.230 a) 0,30 b) 0,75 A

P.231 a) 10 A b) 3,6 104 C

P.232 a) 600 C b) 24 W

P.233 a)

� �

R2

R1

R3

b) 100 cada

P.234 15

P.235 8

P.236 2,0 A; RCB 20 (no ponto médio do reostato AB)

P.237 a) 12 V e 12 mA

b) 11,4 V e 12,5 mA

P.238 a) 15 mA b) 6 V

P.239 a) 12 V e 36 W

b) 2 A em cada amperímetro

P.240 a) 2,0 A c) 8,0 V

b) 0,8 W

P.241 a) 0,25 A

b)

b)

P.243 a) 0,50 V b) 10 mA

P.244 a) 5,0 V b) 12 W

P.245 100 Rx 400

P.246 a) 1,5 W b) 7,3 V

P.247 a) 2,0 103 m

b) Os valores das resistências elétricas do-bram.

P.248 a) 750 mil eletroplacas

b) 1.500

c) 10

d) 10 W

P.249 5,0 A

Testes propostos

A

R1

R3

R2

+ –

+ –

R3

R1

R2

0,2 A

+

A

X

–

LR2

R1

+

–

E

A

R1

R3

R2

+ –

+ –

R3

R1

R2

0,2 A

P.242 a)

T.195 d

T.197 e

T.199 a

T.201 e

T.203 c

T.205 a

T.207 a

T.209 a

T.211 a

T.213 a

T.215 c

T.217 c

T.219 b

T.221 b

T.196 a

T.198 e

T.200 e

T.202 c

T.204 b

T.206 d

T.208 e

T.210 e

T.212 b

T.214 b

T.216 a

T.218 a

T.220 c

T.222 b



NICOLAU

TOLEDO

12

T.223 c

T.225 b

T.227 b

T.229 a

T.231 a

T.233 a

P.263 4,5

P.264 a) 1 b) 2 A

P.265 0,05

P.266 a) 0,50 A c) 1,0 Ab) Aumenta.

P.267 a) 0,3 A b) 0,27 W c) 1 __ 9

Testes propostos

T.224 a

T.226 d

T.228 e

T.230 d

T.232 b

T.234 c

Teste sua leitura

L.16 e

L.17 a

L.18 d

Capítulo 10 Receptores elétricos


P.250 a) 90 V

b) 50 W

c) O motor poderá queimar.

P.251 5 ; 2 A

P.252 a) 30 V; 2 b) 0,216 kWh

P.253 1 ; 18 V

P.254 (I) 1 A(II) 1 A

P.255 a) 180 W

b) 2 A

c) gerador: 62 V; receptor: 20 V

P.256 a) 11 b) 12 V

P.257 a) 5,0 W b) 1,0 A c) 5,0 V

P.258 35 V e 5,81

P.259 1 V e 5

P.260 80 s

P.261 0,20 A

P.262 a) 400 W b) 205 W c) 5 W

T.235 d

T.237 d

T.236 a

T.238 a

T.239 soma 22 (02 04 16)

T.240 d

T.242 c

T.244 a

T.241 d

T.243 e

T.245 a

Capítulo 11 As leis de Kirchhoff


P.268 1,5 A 3,5 A

2 A

P.269 12 V

P.270 a) i1 4 A e i2 0 b) 1,5

P.271 i2 0,6 A, i3 0,8 A e R3 2,5

P.272 a) 6 V b) 7 V

P.273 i2 4,0 A e i3 6,0 A

P.274 5,0 volts

P.275 4 V

P.276

2 A

1 A 1 A



NICOLAU

TOLEDO

13

P.277 12 W

P.278 2,40 A

P.279 a) 2 A

b) 30 s

c) i1 (A)

t (s)100806040200–1

–2

–3

–4

–5

1

2

3

d) 48 W (potência recebida)

P.280 a) 5 mA b) 2,5 V

P.281 2 V

P.282 7,5 V

Testes propostos

P.288 a) 12 C em cada capacitor; 2 V; 4 V e 6 Vb) 12 Vc) 1 Fd) 72 J

P.289 a) 10 V em cada capacitor; 60 C; 30 C e20 C

b) 110 Cc) 11 Fd) 550 J

P.290 60 V

P.291 a) 2 Vb) 8 C no capacitor C1 e 4 C no outro capacitor

P.292 20,24 °C

P.293 a) 2,5 C d) 4 Cb) 7 C e) 5 Cc) zero

P.294 a) 2 103 Vb) Wi 104 J; Wf 2 104 J A diferença provém do trabalho da for ça aplica-

da pelo operador para afas tar as armaduras.

c) 107 C

P.295 a) 50 C c) 5,6 107 V

b) 9 107 F

P.296 1 J

P.297 a)

b)

P.298 1.000 V

P.299 a) ++++

––––

E

b) 6 104 V/m

c) 3,6 107 J (Trabalho da força do operador.)

T.246 b

T.248 b

T.250 c

T.252 c

T.254 c

T.247 e

T.249 b

T.251 e

T.253 b

Capítulo 12 Capacitores


P.283 a) 6,6 1010 F b) 1,32 106 C

P.284 24 V

P.285 4,0 F e 0,25 F

P.286 a) 0,5 m/s b) 4,4 1012 F e 0,05 m2

P.287 a) 5,0 102 N c) 1,76 107 C/m2

b) 4,1 102 N

Ep ( J)

x (cm)1,00

160 • 10–19

A

Ec ( J)

x (cm)1,00A

80 • 10–19

0,5

Ep ( J)

x (cm)1,00

160 • 10–19

A

Ec ( J)

x (cm)1,00A

80 • 10–19

0,5



NICOLAU

TOLEDO

14

P.300 a) 150 C b) 7,5 103 J

P.301 Q 1 ___ Q 2

2

P.302 a) 2,4 F

b)

P.303 a) 5 F c) 6 F

b) 10 ___ 9 F d) 11 F

P.304 16

P.305 a) i E ___ 2R

c) W C E2

______ 8

b) Q C E __ 2

P.306 2

P.307 1,08 V; 0,8

P.308 a) 100 C b) 5

P.309 a) 9,0 C b) 3,0 104 V

P.310 a) 36 C b) 40 C

Testes propostos

T.274 d

T.276 d

T.278 e

T.280 d

T.282 b

T.284 b

T.286 c

3 �F

2 �F

12 �F

3 �F

2 �F 20 V

20 V

20 V

10 V

20 V

20 V 2 �F

60 �C

40 �C

120 �C

60 �C

40 �C 40 �C

T.255 d

T.257 e

T.259 d

T.256 e

T.258 b

T.260 a

T.261 soma 10 (02 08)

T.262 a

T.264 d

T.266 c

T.268 d

T.270 e

T.272 d

T.263 c

T.265 d

T.267 b

T.269 e

T.271 c

T.273 d

T.275 c

T.277 b

T.279 b

T.281 e

T.283 b

T.285 a

T.287 soma 28 (04 08 16)

Teste sua leitura

L.19 c

L.20 a) 5,7 103 V e 1.140 Jb) 142.500 W

L.21 a) 29,2 A b) 250 J

Unidade C

Capítulo 13 Campos magnéticos


P.311 2 107 T, perpendicular ao plano, entrando nele.

P.312 R1 ___ R2

P.313 6,4 A

P.314 4 107 T

P.315 (I) 6,3 105 T(II) 1,6 105 T(III) 4,7 105 T

P.316 a) zero b) 4,0 105 T

P.317 1,8 107 T

P.318 6 106 TA agulha colocada em P se orienta na direção do vetor indução magnética resultante com o polo norte voltado para cima.

P.319 a) 4 103 T b) polo sul

P.320 10 mA



NICOLAU

TOLEDO

15

P.321 a)

b)

P.322 a) 4,0 A b) 8,0 105 T

P.323 3

P.324 a)

b)

P.325 a) 9,0 V b) 8 105 T

P.326 a) 0,1 gauss

________ ampère

b) 1,5 A

c) Norte

Leste

�1

�2

�1

�2

2

3

3

4

P.327 a) de norte para sul (regra da mão direitano 1)

b) 16 m

P.328 0,5 A

P.329 2,0 104 T

ii

i

P B

P.330 a) 3 A (arco menor); 1 A (arco maior)

b) zero

P.331 5 105 TA direção de

___ B forma com o plano horizontal o

ângulo cuja tangente vale 3 __ 4 .

Testes propostos

N

S

i

N

S

i

N

N

S S

N

N

S S

N

N

S S

N

N

S S

T.288 b

T.290 c

T.292 d

T.294 a

T.296 a

T.298 b

T.300 a

T.302 a

T.304 a

T.306 d

T.308 b

T.310 b

T.312 b

T.314 a

T.316 b

T.318 a

T.320 b

T.322 d

T.289 c

T.291 a

T.293 d

T.295 a

T.297 d

T.299 b

T.301 a

T.303 e

T.305 c

T.307 a

T.309 b

T.311 a

T.313 d

T.315 a

T.317 e

T.319 a

T.321 c

T.323 b



NICOLAU

TOLEDO

16

T.324 e

T.326 d

T.328 a

P.344 0,40 T; da esquerda para a direita

P.345 C1: 0,5 N; C2: 0,5 N; C3: 0,5 N

P.346 a) 8 104 N mb) anti-horário; plano da espira perpen di cu lar

a ___

B

P.347 20 g

P.348 atração, de intensidade 2 109 N

P.349 a) É o ampère (A).b) Força de interação entre condutores retos,

longos e paralelos percorridos por corrente elétrica.

P.350 a) direção: perpendicular ao plano definido pelo condutor e pelo ponto P (plano do papel); sentido: entrando no plano do papel

b)

B–

I

Fm

ve

P

P.351 a) 2 105 T b) 1,2 109 N

P.352 40 mm

P.353 a) 1,2 107 s b) anti-horário

P.354 t m ______ |q| B

L __ v

P.355 a) 1,2 b) 24 cm

P.356 Fm

v0

B

a) trajetória circularb) Fm 105 N; direção e sentido: na fi gu rac) a 9,5 m/s2

P.357 a)

E

+ + + + + + + + + + + + + +

– – – – – – – – – – – – – –

B

b) 1,0 T

T.325 b

T.327 e


Capítulo 14 Força magnética

P.332 direção: da reta

___ C ___

D ; sentido: de D para C; inten-

sidade: 2,4 108 N

P.333 direção: horizontal; sentido: para a es quer da; 0,16 N

P.334 a) direção: vertical; sentido: de cima para baixo; intensidade: 2,5 T

b) direção: perpendicular ao plano do pa pel; sentido: entrando no plano do papel

P.335 6,7 103 T

P.336 a) direção: perpendicular ao plano do pa pel; sentido: entrando no plano do papel; in ten-si dade: 2,0 102 T

b) 9,0 1010 s

P.337 a) q1: positiva; q2: negativa b) 2

P.338 Rd 2Rp

P.339 A # elétron; B # nêutron; C # dêuteron;D # próton; E # pósitron

P.340 a) ___ F m c)

___ F e

b) nula d) ___ F e e

___ F m

P.341 v E __ B

P.342 2 N

B

i

LFm

P.343 102 T



NICOLAU

TOLEDO

17

P.358 a) q __ m

2 y v20 ________

E x2 c) 1,75 1011 C/kg

b) 5,0 106 m/s

P.359 0,80 T; sentido: entrando no plano do papel

___

B

P.360 a) 5,0 103 V/m b) 2,8 105 T

P.361 a) 15 N c) 30 mb) 1,8 J

P.362 4 A

P.363 é o ângulo cujo seno é 0,1.

P.364 zero

P.365 a) 2,0 Vb) 2,0 102 N

P.366 3

P.367 a) 5,0 1011 elétrons b) 5,8 105 N

Testes propostos

T.359 a

T.361 e

T.363 b

T.365 a

T.367 b

T.369 a

T.371 d

T.329 c

T.331 d

T.333 d

T.335 e

T.337 d

T.339 a

T.341 c

T.343 a

T.345 e

T.347 a

T.330 c

T.332 c

T.334 b

T.336 e

T.338 d

T.340 b

T.342 c

T.344 a

T.346 c

T.348 d

T.349 soma 29 (01 04 08 16)

T.350 e T.351 a

T.352 soma 13 (01 04 08)

T.353 e

T.355 d

T.354 b

T.356 c

T.357 c

T.358 soma 23 (01 02 04 16)

T.360 a

T.362 b

T.364 c

T.366 a

T.368 b

T.370 d

Teste sua leitura

L.22 a

L.24 e

L.23 b

L.25 a

Capítulo 15 Indução eletromagnética


P.368 5 102 V

P.369 3 104 V

P.370 a) 1,2 V

b) 2 A, sentido anti-horário

P.371 2,5 102 m/s

P.372 a) R # Q # P (horário)

b) P # Q # R (anti-horário)

P.373 de C para D

P.374 a) espira circular: anti-horário; espira re tan-gular: horário

b) espira circular: horário; espira retangular: anti-horário

P.375 0,5 A

P.376 102 V

P.377 3,6 104 V; horário

P.378 a) 3,0 105 Wb b) 9,0 104 C



NICOLAU

TOLEDO

18

P.382 1,0 103 A, sentido anti-horário

P.383 a) anti-horário b) horário

P.384 a) 3,2 105 Wb b) 3,2 104 V

P.385 horário

P.386 a) 4,0 V b) 1,0 A

P.387 a) 18 102 V

b) 18 A, sentido horário

P.388 a) Porque não há variação de fluxo magnético.

b) 4 V

P.389 a) 2 1010 Wb

b) i ’ (nA)

20 8 t (s)

0,5

64

–1

c) 0 a 2 s: sentido horário

2 a 4 s: corrente nula

4 a 8 s: sentido anti-horário

P.390 a) 50 Hz

b)

c)

P.391 a) 0,05 V b) de O para A

P.392 a) Ch aberta: surge uma ddp induzida nos termi nais do solenoide. Ch fechada: passa corrente induzida no solenoide

b) Aparecem as correntes de Foucault.

Testes propostos

0 0,005 0,015 t (s)

e (V)

+e

–e

00,01

t (s)

+�

–�

0,02 0,03

0,025 0,03

� (Wb)

0 0,005 0,015 t (s)

e (V)

+e

–e

00,01

t (s)

+�

–�

0,02 0,03

0,025 0,03

� (Wb)

T.372 d

T.374 a

T.373 d

T.375 c

T.376 soma 26 (02 08 16)

T.377 soma 11 (01 02 08)

T.378 e

T.380 a

T.382 a

T.379 e

T.381 d

T.383 soma 7 (01 02 04)

T.384 c

T.386 a

T.388 d

T.390 e

T.392 a

T.394 e

T.396 e

T.398 b

T.400 d

T.402 c

T.385 d

T.387 c

T.389 a

T.391 a

T.393 a

T.395 c

T.397 a

T.399 c

T.401 a

Teste sua leitura

L.26 d

L.27 a

L.28 a) 1,2 105 V b) 1,5 102 A

Capítulo 16 Noções de corrente alternada


P.393 103 rad/s

P.394 i 4 d XX 2 sen (2 60t)

P.395 125 W



NICOLAU

TOLEDO

19

P.396 90 W

P.397 25 rad/s

Testes propostos

P.403 a) 9 1016 J 2,1 1013 kcalb) (6,2 109)%

P.404 7,65m0

P.405 a) 2,0 MeV b) 0,98c

P.406 a) 3 107 m/s No dia a dia, as velocidades são muito meno-

res do que 3 107 m/s e, portanto, os efeitos relativísticos não são percebidos.

b) 12,5 min

P.407 demonstração

P.408 8,8 1014 J

Testes propostos

T.403 e T.404 d

T.405 soma 28 (04 08 16)

Unidade D

Capítulo 17 Ondas eletromagnéticas

Testes propostos

T.414 d

T.415 soma 37 (01 04 32)

T.416 a

T.418 b

T.420 b

T.422 e

T.424 c

T.426 b

T.428 corretas: 2 e 3

Capítulo 18 Relatividade especial


P.398 1,6 m

P.399 1 h 22 min 22 s

P.400 v 0,75c

P.401 13 ___ 14

c

P.402 0,14c

T.406 e

T.408 e

T.410 d

T.412 c

T.407 b

T.409 a

T.411 c

T.413 b

T.417 d

T.419 e

T.421 c

T.423 d

T.425 a

T.427 d

T.429 e

T.431 soma 3 (01 02)

T.433 d

T.435 c

T.437 d

T.439 a

T.441 a

T.443 d

T.445 c

T.430 d

T.432 c

T.434 a

T.436 a

T.438 b

T.440 corretas: 0, 1, 2 e 3

T.442 a

T.444 a

Capítulo 19 Física Quântica


P.409 a) 9,2 1014 Hz b) 3,3 107 m

P.410 1,04 1015 Hz

P.411 a) Não ocorre emissão fotoelétrica.b) 6,0 1014 Hz

P.412 a) 2,4 eV c) 1,7 eVb) césio e potássio

P.413 3 fótons

P.414 a) Formas de energia envolvidas no processo:

• energia luminosa emitida pela lâmpada;

• energia térmica devido ao efeito Joule na lâmpada, nos fios de ligação e na bateria;



NICOLAU

TOLEDO

20

• energia química na bateria;

• energia potencial elástica na mola;

• energia mecânica no martelo da campai-nha;

• energia eletromagnética na bobina e nos fios de ligação;

• energia sonora emitida pela campainha.

b) Na placa metálica ocorre o efeito fotoelé-trico explicado por Einstein, levando em consideração a quan ti za ção da energia. Einstein propôs que um fóton da radia ção incidente, ao atingir o metal, é comple-tamente absorvido por um único elétron, cedendo-lhe sua ener gia h f. Com isso, elé-trons são emitidos pela placa com energia cinética máxima Ec(máx.) h f , sendo h a constante de Planck, f a frequência dos fótons e a função trabalho, isto é, a energia mínima necessária para que o elétron seja liberado da placa.

Outra parte do sistema é a lâmpada. A emis-são de luz é devida aos saltos quânticos.

c) Esquema de forças no braço metálico:

d

P

M

O

FP

FM

FO

d3––

___ F P: força magnética

___ F M: força da mola

___ F O: força do pino

FM 3FP

FO 2FP

P.415 a) 2,9 1015 Hz

b) 1,0 107 m

c) 6,4 1027 kg m/s

P.416 a) Só o fóton com 12,75 eV pode ser absor-vido.

b) O átomo irá para o 3o estado excitado(nível 4).

c) O átomo excitado poderá decair, até voltar ao estado fundamental, de uma das seguintes maneiras:

1o) 3o estado # estado fundamental

2o) 3o estado # 2o estado # estado funda-mental

3o) 3o estado # 1o estado # estado funda-mental

4o) 3o estado # 2o estado # 1o estado # es-tado fundamental

d) Suponha que o decaimento escolhido foi:

3o estado # estado fundamental

estado inicial: 3o; estado final: fundamental; energia do fóton emitido: 12,75 eV

P.417 a) Aspectos da Física Clássica mantidos no modelo de Bohr:

• O elétron se movimenta em torno do núcleo sob ação da força elétrica de atração dada pela lei de Coulomb.

• O movimento do elétron obedece à segun-da lei de Newton.

Aspectos inovadores introduzidos por Bohr:

• A passagem do elétron de uma órbita para outra é possível mediante a absor-ção ou liberação de energia pelo átomo.A energia do fóton absorvida ou liberada no processo corresponde à diferença entre as energias E’ e E dos níveis envolvidos. Sendo E’ E, temos E’ E h f, em que h é a constante de Planck e f é a frequência do fóton.

• As órbitas permitidas ao elétron são aquelas em que o momento angular é um

múltiplo inteiro de h h ___ 2

.

b) Vrec. E1 E0 _______ c MH

P.418 a) 5,5 1035 m

b) 2,2 1034 m

P.419 a) 7,3 1010 m

b) 2,9 109 m

Testes propostos

T.446 c

T.448 a

T.450 d

T.452 d

T.454 d

T.447 b

T.449 a

T.451 c

T.453 e

T.455 soma 18 (02 16)

T.456 corretas: (01), (04), (16) e (32)



NICOLAU

TOLEDO

21

T.457 e

T.459 b

T.461 c

T.463 d

T.465 c

Testes propostos T.458 d

T.460 c

T.462 b

T.464 c

T.466 corretas: (01), (02), (08) e (16)

T.467 corretas: (0), (1) e (3)

T.468 e

T.470 d

T.472 b

T.469 a

T.471 d

Capítulo 20 Física Nuclear


P.420 12 dias

P.421 28,9 h

P.422 a) 4 partículas e 2 partículas

b) 15,2 dias

P.423 a) falsa

b) No decaimento do césio–137, formam-se bário–137 e uma partícula . A diferença de massa entre o césio e os produtos finais se converte em energia.

c) gama

P.424 a) 3,6 1014 J c) 5,0 kg

b) 4,0 103 kg 4,0 g

P.425 a) No Sol ocorre fusão nuclear: quatro átomos de hidrogênio formam um átomo de hélio, de massa menor do que as dos quatro átomos de hidrogênio. A diferença entre as massas (m) se converte em energia (E), segundo a equação de Einstein: E m c2

b) 2,7 1026 J

P.426 a) Não contraria a lei de conservação da carga. Temos 6 prótons nos reagentes (três partículas ) e 6 prótons no produto da reação (carbono).

b) 7,2 MeV

c) 7,2 MeV

T.473 c

T.475 e

T.477 c

T.479 b

T.481 d

T.483 b

T.485 d

T.487 e

T.474 c

T.476 c

T.478 c

T.480 d

T.482 c

T.484 d

T.486 a

Unidade E

Capítulo 21 Análise dimensional


P.427 a) [] M0L0T1

b) [MF] ML2T2

c) [k] MLT31

P.428 a) [B] ML0T2I1

b) [0] MLT2I2

c) [] ML2T2I1

P.429 [k] ML0T2

P.430 demonstração

P.431 [a] M0LT0, [b] M0LT1, [c] M0LT2 e[d] M0LT3

P.432 1 e 1

P.433 1 __ 2 e 1 __

2 ; v d XXXXX g R

P.434 a) massa, comprimento e tempo; quilo gra ma, metro e segundo, respectivamente

b) dimensões de G em relação a M, L e T;

1, 2 e 3

P.435 a) J/m2 K s

b) kg/K s3

P.436 v d XX p __

P.437 K d XXXXX h G _____ c3



NICOLAU

TOLEDO

22

Testes propostos

T.488 c

T.490 c

T.492 c

T.494 c

T.489 a

T.491 c

T.493 d

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