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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 38 (pg. 88) AD TM TC
Aula 39 (pg. 88) AD TM TC
Aula 40(pg. 91) AD TM TC
Aula 41 (pg. 94) AD TM TC
Aula 42 (pg. 94) AD TM TC
Aula 43 (pg. 94) AD TM TC
Aula 44 (pg. 97) AD TM TC
Aula 45 (pg. 97) AD TM TC
Aula 46 (pg. 97) 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
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
3/16
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
ensino mdio 2- srie bienal 89
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 90
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 91
sistema anglo de ensino
Aula
40
m em formade barra
Bssola: Norte eSul geogrficos
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 92
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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.
Consulte Livro 2 Captulo 38Caderno de Exerccios 2 Captulo 38
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.
ensino mdio 2- srie bienal 93
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 94
sistema anglo de ensino
Aulas 41 a 43
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 95
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 96
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 97
sistema anglo de ensino
Aulas
44 a 46
Consulte Livro 2 Captulo 38Caderno de Exerccios 2 Captulo 38
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 42Faa os exerccios 25 e 29.
A ULA 43Faa os exerccios de 20 a 23.
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
ensino mdio 2- srie bienal 98
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
+
ensino mdio 2- srie bienal 99
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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)
ensino mdio 2- srie bienal 100
sistema anglo de ensino
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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b) RC = Fm
m = |q|vB
Ento:
B = m
B = 2,5 109
Portanto:B = 0,25T.
Consulte Livro 2 Captulo 39Caderno de Exerccios 2 Captulo 39
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.
A ULA 46Faa os exerccios de 7 a 10.
Tarefa Complementar A ULA 44
Faa os exerccios de 11 a 13.
A ULA 45Faa os exerccios de 14 a 18.
A ULA 46Faa os exerccios 19 e 21.
(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
ensino mdio 2- srie bienal 101
sistema anglo de ensino
Aulas 47 e 48
8/10/2019 Sp Em Bie Fis a Ap8 10
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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
Consulte Livro 2 Captulo 39Caderno de Exerccios 2 Captulo 39
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