sp em bie fis a ap8 10

8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10

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Prof.:

ndice-controle de Estudo

Aula 37 (pg. 88) AD TM TC



Aula 40(pg. 91) AD TM TC







Aula 47 (pg. 101) AD TM TC Aula 48 (pg. 101) AD TM TC

FsicaSetor A

B i e n a

l

C a

d e r n o

8

C d i g o :

8 2 8 2 7 2 4 1 0


2/16

Medidas eltricas1. Ampermetros e voltmetros

Por executarem medies de corrente, os ampermetros,representados simbolicamente por um crculo, devem serassociados em srie aos dispositivos a serem testados.

Por executarem medies de diferena de potencial, os voltmetros, representados simbolicamente por um crculo,devem ser associados em paralelo aos dispositivos a seremtestados.

2. Ponte de WheatstoneCircuito utilizado para determinar o valor de uma resistncia eltrica. Instrumento bastante preciso, constitudo por quatro resistores ligados entre si na forma de um losango, sendo alimentado por um gera-dor.

G

R2

R3R4

R1

B

D

A C

ig

+

E

i1

i2

i

r

V

A

ensino mdio 2- srie bienal 88

sistema anglo de ensino

Aulas 37 a 39

Ampermetro ou voltmetro


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1. (PUC-SP) Um determinado circuito eltrico contm 3 lmpadas, L 1, L2 e L 3, uma bateria, de fora ele-tromotriz E e resistncia interna desprezvel, um ampermetro (A) e um voltmetro (V) ideais. As lm-padas L 2 e L 3 esto ligadas em paralelo entre si, e em srie com a lmpada L 1. Pretende-se medir a ddpe a intensidade de corrente na lmpada L 1. O esquema que representa corretamente a situao apre-sentada :

a) d)

b) e)

c)

O voltmetro deve ser ligado em paralelo com L1. O ampermetro deve ser ligado em srie com L1.Ento, o esquema correto :

Alternativa correta: a

X

V

X

X

L2

L3

L1

E

+ A

i1

i2

i3

i1

X

V

X

X

L2

L3

L1

E

+ A

i1

i2

i3

i1

X

XL2

L3

E

+

A

V

X

L1

E

+

XL3

L2

L1X A

X V

XX

X

L2

L3

L1

E

+ A

V

E

+

X

L1

X

X A

V

L2

L3

X

V

L1

E

+ A

X

XL2

L3




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2. A figura representa um trecho de um circuitoonde o ampermetro tem resistncia internaRA = 1 , e o voltmetro, resistncia internaRV = 1000 . A marcao do ampermetro 20mA, e a do voltmetro, 2V.

a) Determine o valor da resistncia R, conside-rando os medidores ideais.

b) Determine o valor da resistncia R, conside-rando a resistncia interna dos medidores.

c) Comparando-se os resultados obtidos, qualfoi o erro cometido ao considerar os medido-res ideais?

a) Como R = , vem:

R = = 100.

b) A figura representa a situao pedida:

Entre os pontos x e y temos uma associao emsrie de R e R

A. Aplicando-se a Lei de Ohm (U = Ri) a

essa associao, temos:Uxy= (R + RA) iEnto:2 = (1 + R)0,02 R = 99.

c) Erro cometido: = 0,01 = 1%

3. O circuito eltrico da figura a seguir apresentauma ponte de Wheatstone em equilbrio, isto ,no passa corrente eltrica no galvanmetro Gquando estabelecemos uma diferena de poten-cial entre os pontos A e B. Determine o valor decada uma das resistncias eltricas R.

O valor da resistncia R, mostrada na figura, :

R =

Como a ponte de Wheatstone est em equlibrio:

R1R3 = R2RLogo:12 = 4 REnto:R = 0,5R = 1.

R2

G

R1

R3R2

R

BAG

R1

R3R2

R

BA

G

1,0

2,0 4,0

R

R

BA

(100 99)100

RAA

R

VRV

yx RAA

R

VRV

yx

20,02

Ui

R yxA

V




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Consulte Livro 2 Captulo 37Caderno de Exerccios 2 Captulo 37

Tarefa Mnima A ULA 371. Leia os itens 1 e 2.2. Faa os exerccios 1 e 2.

A ULA 381. Leia o item 3.2. Faa os exerccios 8 e 23.

A ULA 39Faa os exerccios 25 e 26.

Tarefa Complementar A ULA 37Faa os exerccios 6 e 7.

A ULA 38

Faa os exerccios de 9 a 11. A ULA 39Faa os exerccios de 27 a 31.

Campo magntico1. Fenmenos magnticos



Aula

40

m em formade barra

Bssola: Norte eSul geogrficos


6/16

Interaes entre ms Inseparabilidade dos polos

2. A experincia de Orsted

3. Vetor campo de induo magntica

4. Campo de induo magntica de ms

Campo de induo magntica: m emforma de barra

N S

B

B1

B

B2

B3

Linha deinduo

A orientao do mser a mesma de B

Chave desligada Chave ligada

Ampermetro

S N

S N S N

S N S N S N S N

N

S

N S

N

S




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Campo de induo magntica: m em forma de U

N SB

B

B

Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) em cadauma das afirmaes a seguir.a) ( V) Os fenmenos magnticos so ligados

diretamente aos fenmenos eltricos.b) ( F ) A atrao entre um m em forma de bar-

ra e limalha de ferro tanto mais intensaquanto mais afastada a limalha estiverdas extremidades da barra.

c) ( V) Os ms em forma de barra tm dois po-los situados nas extremidades da barra.

d) ( F ) O polo norte de uma bssola aponta para

o polo sul geogrfico.e) ( V) Os ms exercem interaes de repulso,quando se aproximam polos de mesmonome, e de atrao, quando se aproximampolos de nomes diferentes.

f) ( V) Ao cortarmos um m em duas partesiguais, verificamos que essas partes setransformam em dois novos ms.

g) ( F ) A passagem de corrente eltrica atravsde um fio condutor no produz interaescom ms.

h) ( V) O campo magntico medido no SistemaInternacional em uma unidade denomina-da tesla (T).

i) ( V) As linhas de induo so sempre tangen-tes ao vetor campo de induo magnticaem cada ponto, e orientadas no mesmosentido do campo.


Tarefa Mnima 1. Leia os itens de 1 a 3.2. Faa os exerccios de 1 a 4.

Tarefa Complementar 1. Leia os itens 4 e 5.2. Faa os exerccios de 6 a 9.




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Campo magntico1. Campo de induo magntica de um condutor reto

Campo de induo magntica: condutor reto

a) Direo: tangente linha de induo que passa pelo ponto P.b) Sentido: dado pela regra da mo direita n- 1.

c) Intensidade: B = 0 = 4 10 7 T m

A

0i2r

B

Pr

i

Empurro

B1

B2

B3

B4i



Aulas 41 a 43


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2. Campo de induo magntica de uma espira circular

Campo de induo magntica: espira circular

a) Direo: perpendicular ao plano da espira.b) Sentido: dado pela regra da mo direita n- 1.

c) Intensidade: B =

3. Campo de induo magntica de um solenoide

Campo de induo magntica: solenoide

B = 0 i, sendo N = n - de espiras; L = comprimento do solenoide. NL

B

B

i i

Polonorte Polo

sul

0i2R

B

r

i

i

+

Empurro

i

i

i




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1. A figura abaixo representa um condutor retilneoe longo imerso no ar, perpendicular ao plano dafigura, percorrido por uma corrente contnua de2A, cujo sentido est orientado para o obser-

vador. Os pontos X, Y e Z esto contidos noplano da figura, a uma distncia de, respectiva-mente, r x = 0,1m, r y = 0,2m e r z = 0,3m.

0 = 4 10 7

a) Calcule a intensidade dos vetores campomagntico em cada ponto.

b) Represente graficamente os vetores campo

magntico em cada ponto.

a) Como B = , vem:

Para o ponto X:

Bx = = = 4,0 106 T

Para o ponto Y:

B y = = = 2,0 106T

Para o ponto Z:

Bz = = = 1,3106 T

b)

2. A espira circular, representada na figura a se-guir, est imersa no ar, tem raio 10cm e per-corrida por uma corrente eltrica de intensi-dade 4A.

0 = 4 107

Sobre o campo magntico no centro da espira,determine:a) a direo e o sentido;b) a intensidade.a) De acordo com a figura, a espira percorrida por uma

corrente eltrica no sentido anti-horrio. Aplicando a

regra da mo direita, conclumos que o vetor campomagntico perpendicular ao plano da figura e apon-ta para fora:

b) B = = 2,5105T

3. Um solenoide de 10000 espiras, imerso no ar,possui 4cm de dimetro e 1m de comprimento.Determine a intensidade do vetor campo mag-ntico no interior do solenoide, quando este percorrido por uma corrente eltrica de inten-sidade i = 0,5A e sabendo que a permeabilidade

magntica do ar 0 = 4 10 7 .

Como B =0 i, vem:

B = 4 107 0,5 = 6,3 103T

10000 1

N L

T mA

(4 107 4)(2 101)

O

i

i

T m

A

Bx

By

Bz

x zi y

Bx

By

Bz

x zi y

2 107 20,3

4 107 i2 r z

2 10 7 2

0,2 4 107 i

2 r y

2 10 7 2

0,14 107 i

2 r x

0 i 2 r

X Y Z

0,1 m 0,1 m 0,1 m

i

T m

A




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Fora magntica1. Fora magntica sobre uma carga livre

a) Velocidade perpendicular ao campo: F = B|q|v

b) Velocidade forma um ngulo com o campo

F = (Bqv sen) k

+

z

( v s e

n )

i B = B j

+

y(v cos ) j

v = (v sen ) i + (v cos) j

F = (Bqv)k

+

z

V = V

i

B = B j

+

y



Aulas

44 a 46


Tarefa Mnima A ULA 411. Leia o item 6.2. Faa os exerccios 12 e 13.

A ULA 421. Leia o item 7.2. Faa o exerccio 14.

A ULA 431. Leia o item 8.2. Faa os exerccios 15 e 16.

Tarefa Complementar A ULA 41Faa os exerccios de 17 a 19.


A ULA 43Faa os exerccios de 20 a 23.


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c) Regra da mo direita n- 2

2. Movimento de uma carga eltrica no interior de um campo magntico uniforme

a) Partcula lanada paralelamente ao campo (MRU)

b) Partcula lanada perpendicularmente ao campo (MCU)

F

V

B

r

B

B

V

trajetria retilnea+

z

+

F

B

y

V

x

F

B

V

z

+F

B

y

x

z

+

V

y

F

x

F

V

B

B F

B

V

V




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c) A velocidade forma um ngulo com o campo

z

y

x

v cos

v sen

V

MRU comvelocidade

v cos MCU comvelocidade

v sen A A

x

y

MRU com velocidade v cos

z

MCU comvelocidade

v sen

v sen

v cos

A A

V

B

B

MRU comvelocidade

v cos

V

v sen

v cos

A

x

MCU comvelocidade

v sen

A

y

z

+




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1. A figura a seguir mostra um fio perpendicular folha de papel. Nesse fio h uma corrente queest saindo da folha. Em certo instante, umacarga positiva q est passando por P com uma

velocidade v no plano da folha.

A alternativa que melhor representa a direo eo sentido do campo magntico no ponto P e adireo e o sentido da fora magntica que atuana carga nesse mesmo ponto :

a)

b)

c)

d)

e)

Aplicando a regra da mo direita, determinam-se a direoe o sentido do campo magntico no ponto P, e, em seguida,aplicando novamente a regra da mo direita determinam-sea direo e o sentido da fora magntica.

2. Uma partcula carregada penetra num campomagntico com uma velocidade paralela ao cam-po, mas em sentido contrrio ao dele. O movi-mento subsequente da partcula, considerandoque no local no h outros tipos de campo,

a) ser retilneo uniforme.b) ser retilneo uniformemente acelerado.c) ser retilneo uniformemente retardado.

d) ser circular uniforme.e) depende do sinal da carga da partida.

Quando a partcula lanada paralelamente ao campo,a fora magntica nula e, portanto, de acordo com oprincpio da inrcia, o movimento ser retilneo e uni-forme.

3. Uma partcula com a carga positiva q = 2 104Ce massa m = 2,5 10 9 kg lanada num campo

magntico uniforme com velocidade v = 2 10 4 m/s, conforme a figura abaixo, des-crevendo um movimento circular uniforme deraio 1m.

a) Desenhe a trajetria descrita pela partculae, sabendo que a nica fora que atua sobrea carga a magntica, indique a direo e osentido dessa fora.

b) Calcule a intensidade do campo magntico.

a)

O movimento da partcula circular uniforme.

Direo: radialSentido: para o centro da trajetriaF

m

Fm

q V

r = 1 m

B

Trajetria

+Fm

q V

r = 1 m

B

Trajetria

+

B

q +v

V

F

B

P iV

F

B

P i

B

F

FB

FB

FB

F

B

P

qV i (fio)




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b) RC = Fm

m = |q|vB

Ento:

B = m

B = 2,5 109

Portanto:B = 0,25T.


Tarefa Mnima

A ULA 441. Leia os itens 1 e 2.2. Faa os exerccios de 1 a 3.

A ULA 451. Leia o item 3.2. Faa os exerccios de 4 a 6.


Tarefa Complementar A ULA 44

Faa os exerccios de 11 a 13.



(2 104)2

(2 104 12 104)

v2(|q|rv)

v2r

Fora sobre um condutor reto emcampo uniforme

J que a corrente eltrica um movimento orde-nado de cargas eltricas, pode-se considerar que umcondutor percorrido por corrente afetado por umcampo magntico B

, de modo semelhante a uma

carga eltrica q em movimento com velocidade v .Como a fora magntica tem intensidade F m = Bqv sen , para determinar a intensidade da fora magn-tica sobre um condutor reto percorrido por correntedevemos substituir o produto qv da expresso acimapelo equivalente da corrente eltrica.

Na figura acima, temos uma carga eltrica qmovendo-se com velocidade v ; no intervalo detempo t ela percorre a distncia l = v t. Ao fazeristo ela equivalente intensidade de corrente

i = . Assim, v = e q = i t, de modo que qv = i l .ltqt

q q

t

l = vt

i = q

t



Aulas 47 e 48


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Podemos ento considerar que a fora magnticaFm no comprimento l de um condutor reto percor-rido por corrente i tem intensidade:

onde o ngulo entre B e a direo do condutor(figura a seguir). Como o sentido convencional da

corrente o mesmo do movimento das cargas posi-tivas, determinamos o sentido da fora magnticapela regra da mo direita nmero 2, exceto que opolegar deve apontar para o sentido da corrente.

1. Um condutor reto, percorrido por uma correntei = 10A, imerso em um campo magntico uni-forme de induo B = 2T, como mostra a figuraabaixo. Caracterize a fora magntica que agesobre 20cm do fio.

F = B i l sen ( = 90)F = 2 10 20 102 1F = 4NDireo e sentido da figura.

2. Um condutor reto de comprimento 0,5m per-corrido por uma corrente de intensidade 4,0A.O condutor est totalmente imerso num campo

magntico de intensidade 103

T, formandocom a direo do campo um ngulo de 30.Calcule a intensidade da fora magntica queatua sobre o condutor.F = Bil sen 30= 103 4 0,5 0,5F = 1,0103N

3. Um elemento de circuito, de comprimento xy =10cm, percorrido pela corrente i = 10A estcolocado em um campo magntico uniforme B,de induo 0,1T, disposto perpendicularmenteao condutor conforme a figura.

A intensidade da fora magntica no elemento xy e sua orientao so:a) 1N;

b) 0,1N;c) 0,1N;d) 1N;e) 0,1N.

F = 0,1100,1F = 0,1N


Tarefa Mnima A ULA 471. Leia o item 4.

2. Faa o exerccio 22. A ULA 48Faa o exerccio 20.

Tarefa Complementar A ULA 47Faa o exerccio 24.

A ULA 48Faa o exerccio 23.

x

B

i

y

. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .

. . . . . . .30i

B

x

y

Fmag

l

B

Fm i

Fm = Bi l sen

sp em bie fis a ap8 10

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