4
Respostas para Problemas de Numeração Ímpar 353 Capítulo 18 1. 13,04 3 10 218 C 3. (a) 21,6 mC (b) 1,0 3 10 13 elétrons 5. (a) 1 1,5q (b) 14q (c) 14q 7. (a) 3,35 3 10 26 elétrons (b) 25,36 3 10 7 C 9. 8 elétrons 11. (a) 0,83 N (b) de atração 13. 1,8 3 10 25 C 15. (a) os mesmos sinais algébricos, ambos positivos ou ambos negativos (b) 1,7 3 10 216 C 17. (a) 4,56 3 10 28 C (b) 3,25 3 10 26 kg. 19. 7,19 3 10 23 m/s 2 21. (a) 0,166 N no sentido positivo do eixo y (b) 111 m/s 2 , no sentido positivo do eixo y 23. 1,96 3 10 217 J 25. 23,3 3 10 26 C 27. (a) 15,4° (b) 0,813 N 29. 1,37 31. 1,8 N na direção leste-oeste, apontando para o leste 33. 54 N/C 35. (a) 7700 N/C (b) 1300 N/C (c) 5500 N/C 37. 0,16 N·m 39. 6,5 3 10 3 N/C dirigido na direção vertical para baixo 41. 1,81 3 10 2 N/C na Figura 18.21a e 3,11 3 10 2 N/C na Figura 18.21b 43. 2,2 3 10 5 N/C no sentido negativo do eixo x 45. 3,9 3 10 6 N/C no sentido positivo do eixo y 47. 11,9 3 10 22 m 49. 1,0 3 10 7 m/s 51. 61° 53. 3,25 3 10 28 C 55. (a) 350 N·m 2 /C (b) 460 N·m 2 /C 57. 58° 59. A resposta é uma demonstração. 61. (a) O fluxo que atravessa a face no plano x, z em y 5 0 m é 26,0 3 10 1 N·m 2 /C. O fluxo que atravessa a face paralela ao plano x, z em y 5 0,20 m é 16,0 3 10 1 N·m 2 /C. O fluxo que atravessa cada uma das outras quatro faces é nulo. (b) 0 N·m 2 /C 63. A resposta é um desenho. 65. 2q na superfície interior e 13q na superfície exterior 67. (a) 6,2 3 10 7 N/C no sentido negativo do eixo x (b) 2,9 3 10 8 N/C no sentido positivo do eixo x 69. 3,8 3 10 12 elétrons 71. |q 1 | 5 0,716 q e |q 2 | 5 0,0895 q 73. 2,5 3 10 4 N/C 75. 0,76 Capítulo 19 1. 2,1 10 11 J 3. 1.1 10 20 J 5. 67 hp 7. 19 m/s 9. 339 V 11. (a) 3,0 10 10 J (b) 7,4 10 3 m/s (c) 7,2 10 4 kg 13. 4,05 10 4 V 15. 2,4 17. 9,4 10 3 V 19. 7,8 10 6 V 21. 3,1 10 6 C 23. 0,746 J 25. 1,53 10 14 m 27. 0,0342 m 29. 1,41 10 2 m 31. 1,1 m 33. 8,8 10 6 V/m 35. 3,5 10 4 V 37. (a) 179 V (b) 143 V (c) 155 V 39. (a) 0 V/m (b) 1,0 10 1 V/m (c) 5,0 V/m 41. (a) 0 V (b) 290 V (c) 290 V 43. 1.1 10 3 V 45. (a) 33 J (b) 8500 W 47. 5,3 49. (a) 1,3 10 12 C (b) 8,1 10 6 ions 51. 52 V 53. Uma diminuição de 7,7 V 55. 2,77 10 6 m/s 57. 2 10 8 F 59. 38 V 61. 5,40 10 5 C 63. 0,032 m 65. 1,3 10 4 C 67. A resposta é uma demonstração. Capítulo 20 1. (a) 3,6 3 10 22 C (b) 2,3 3 10 17 elétrons 3. 1,3 3 10 6 J 5. (a) 1,5 10 11 A (b) 4,7 10 7 íons 7. 16 9. (a) 4,7 10 13 prótons (b) 17 C 11. 0,12 13. 0,0050 (C ) 1 15. 1,64 17. 9,3% 19. 70 21. 39,5 C 23. 6,0 10 2 W 25. $5,9 10 6 27. 8,9 h 29. 3,1 10 4 m 31. 250 C 33. (a) 786 W (b) 1572 W 35. 150 W 37. 21 V 39. (a) 50,0 Hz (b) 2,40 10 2 (c) 60,0 W 41. (a) 145 (b) 74 V 43. 32 45. 9,0 V 47. (a) 15,5 V (b) 14,2 W 49. (a) 35 (b) 5,0 10 1 51. 288 (filamento de 50,0 W) e 144 (filamento de 100,0 W) 53. (a) 65,0 (b) 38,8 (c) 1,25 W (d) 2,09 W 55. (a) 4,57 A (b) 1450 W 57. 190 59. 0,00116 61. 3,58 10 8 m 2 63. 9,2 A 65. 4,6 67. 42 69. 6,00 , 0,545 , 3,67 , 2,75 , 2,20 , 1,50 , 1,33 , 0,833 71. 25 73. 30 lâmpadas 75. 12,0 V 77. 24,0 V 79. (a) 0,38 A (b) 2,0 10 1 V (c) O ponto B está no potencial mais elevado. 81. 0,73 A para a esquerda 83. 6,0 A (da esquerda para a direita) no resistor de 2,0 , 2,0 A (da esquerda para a direita) no resistor de 8,0 85. 1,82 A (para baixo) no resistor de 4,00 87. 5,01 A 89. 30,0 V

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Respostas para Problemas de Numeração Ímpar

353

Capítulo 18 1. 13,04 3 10218 C 3. (a) 21,6 mC (b) 1,0 3 1013 elétrons 5. (a) 1 1,5q (b) 14q (c) 14q 7. (a) 3,35 3 1026 elétrons (b) 25,36 3 107 C 9. 8 elétrons 11. (a) 0,83 N (b) de atração 13. 1,8 3 1025 C 15. (a) os mesmos sinais algébricos, ambos

positivos ou ambos negativos (b) 1,7 3 10216 C 17. (a) 4,56 3 1028 C (b) 3,25 3 1026 kg. 19. 7,19 3 1023 m/s2

21. (a) 0,166 N no sentido positivo do eixo y

(b) 111 m/s2, no sentido positivo do eixo y

23. 1,96 3 10217 J 25. 23,3 3 1026 C 27. (a) 15,4° (b) 0,813 N 29. 1,37 31. 1,8 N na direção leste-oeste,

apontando para o leste 33. 54 N/C 35. (a) 7700 N/C (b) 1300 N/C (c) 5500 N/C 37. 0,16 N·m 39. 6,5 3 103 N/C dirigido na direção

vertical para baixo 41. 1,81 3 102 N/C na Figura 18.21a e

3,11 3 102 N/C na Figura 18.21b 43. 2,2 3 105 N/C no sentido negativo do

eixo x 45. 3,9 3 106 N/C no sentido positivo do

eixo y 47. 11,9 3 1022 m 49. 1,0 3 107 m/s 51. 61° 53. 3,25 3 1028 C 55. (a) 350 N·m2/C (b) 460 N·m2/C 57. 58° 59. A resposta é uma demonstração. 61. (a) O fluxo que atravessa a face no

plano x, z em y 5 0 m é 26,0 3 101 N·m2/C. O fluxo que atravessa a face paralela ao plano x, z em y 5 0,20 m é 16,0 3 101 N·m2/C. O fluxo que atravessa cada uma das outras quatro faces é nulo.

(b) 0 N·m2/C 63. A resposta é um desenho. 65. 2q na superfície interior e 13q na

superfície exterior 67. (a) 6,2 3 107 N/C no sentido negativo

do eixo x (b) 2,9 3 108 N/C no sentido positivo

do eixo x

69. 3,8 3 1012 elétrons 71. |q1| 5 0,716 q e |q2| 5 0,0895 q 73. 2,5 3 104 N/C 75. 0,76

Capítulo 19

1. 2,1 10 11 J3. 1.1 10 20 J5. 67 hp7. 19 m/s9. 339 V

11. (a) 3,0 1010 J(b) 7,4 103 m/s(c) 7,2 104 kg

13. 4,05 104 V15. 2,417. 9,4 103 V19. 7,8 106 V21. 3,1 10 6 C23. 0,746 J25. 1,53 10 14 m27. 0,0342 m29. 1,41 10 2 m31. 1,1 m33. 8,8 106 V/m35. 3,5 104 V37. (a) 179 V

(b) 143 V(c) 155 V

39. (a) 0 V/m(b) 1,0 101 V/m(c) 5,0 V/m

41. (a) 0 V(b) 290 V(c) 290 V

43. 1.1 103 V45. (a) 33 J

(b) 8500 W47. 5,349. (a) 1,3 10 12 C

(b) 8,1 106 ions51. 52 V53. Uma diminuição de 7,7 V55. 2,77 106 m/s57. 2 10 8 F59. 38 V61. 5,40 10 5 C63. 0,032 m65. 1,3 10 4 C67. A resposta é uma

demonstração.

Capítulo 20 1. (a) 3,6 3 1022 C (b) 2,3 3 1017 elétrons 3. 1,3 3 106 J

5. (a) 1,5 10 11 A(b) 4,7 107 íons

7. 16 9. (a) 4,7 1013 prótons

(b) 17 C11. 0,12 13. 0,0050 (C ) 1

15. 1,6417. 9,3%19. 7021. 39,5 C23. 6,0 102 W25. $5,9 106

27. 8,9 h29. 3,1 10 4 m31. 250 C33. (a) 786 W

(b) 1572 W35. 150 W37. 21 V39. (a) 50,0 Hz

(b) 2,40 102

(c) 60,0 W41. (a) 145

(b) 74 V43. 32 45. 9,0 V47. (a) 15,5 V

(b) 14,2 W49. (a) 35

(b) 5,0 101

51. 288 (filamento de 50,0 W) e 144 (filamento de 100,0 W)

53. (a) 65,0 (b) 38,8 (c) 1,25 W(d) 2,09 W

55. (a) 4,57 A(b) 1450 W

57. 190 59. 0,00116 61. 3,58 10 8 m2

63. 9,2 A65. 4,6 67. 42 69. 6,00 , 0,545 , 3,67 , 2,75 ,

2,20 , 1,50 , 1,33 , 0,833 71. 25 73. 30 lâmpadas75. 12,0 V77. 24,0 V79. (a) 0,38 A

(b) 2,0 101 V

5. (a) 1,5 10 11 A(b) 4,7 107 íons

7. 16 9. (a) 4,7 1013 prótons

(b) 17 C11. 0,12 13. 0,0050 (C ) 1

15. 1,6417. 9,3%19. 7021. 39,5 C23. 6,0 102 W25. $5,9 106

27. 8,9 h29. 3,1 10 4 m31. 250 C33. (a) 786 W

(b) 1572 W35. 150 W37. 21 V39. (a) 50,0 Hz

(b) 2,40 102

(c) 60,0 W41. (a) 145

(b) 74 V43. 32 45. 9,0 V47. (a) 15,5 V

(b) 14,2 W49. (a) 35

(b) 5,0 101

51. 288 (filamento de 50,0 W) e 144 (filamento de 100,0 W)

53. (a) 65,0 (b) 38,8 (c) 1,25 W(d) 2,09 W

55. (a) 4,57 A(b) 1450 W

57. 190 59. 0,00116 61. 3,58 10 8 m2

63. 9,2 A65. 4,6 67. 42 69. 6,00 , 0,545 , 3,67 , 2,75 ,

2,20 , 1,50 , 1,33 , 0,833 71. 25 73. 30 lâmpadas75. 12,0 V77. 24,0 V79. (a) 0,38 A

(b) 2,0 101 V (c) O ponto B está no potencial mais

elevado. 81. 0,73 A para a esquerda 83. 6,0 A (da esquerda para a direita) no

resistor de 2,0 , 2,0 A (da esquerda para a direita) no resistor de 8,0

85. 1,82 A (para baixo) no resistor de 4,00

87. 5,01 A 89. 30,0 V

354 ■ Respostas para Problemas de Numeração Ímpar

91. 820 e 8,00 3 1023 A 93. 9,0 V 95. 18 mF97. 2.0 F99. A resposta é uma

demonstração.101. 11 V103. 4,1 10 7 F105. 1,2 10 2 s107. 0,29 s109. 36 F111. 82 113. 34,6 C115. 0,0835 117. (a) 0,750 A

(b) 2,11 A119. (a) 1,2

(b) 110 V121. 189 123. C0

Capítulo 21 1. 5,9 3 1012 m/s2

3. 4,1 3 1023 m/s 5. 58° 7. 1,1 3 1022 N 9. 1,3 3 10210 N, dirigida para fora da

página 11. (a) em direção ao sul (b) 2,55 3 1014 m/s2

13. 0,14 T 15. (a) negativamente

(b) 2,7 10 3 kg17. 0,338 T19. (a) 1,08 107 m/s

(b) 7,60 10 12 N(c) 0,102 m

21. 1,63 10 2 m23. 0,16 T25. 8,7 10 3 s27. (a) 4,4 10 3 N

(b) 1,7 10 4 C29. 9,6 104 m/s31. 5,1 10 5 T33. 3,4 10 3 T35. 2,7 m

37. (a) 0 N (lado AB), 24,2 N (lado BC, saindo perpendicularmente do papel, 24,2 N (lado AC, entrando perpendicularmente no papel)

(b) 0 N 39. 44° 41. 14 A 43. 2,2 A 45. 4,19 3 1023 N·m 47. 1,27 49. (a) 170 N·m (b) O ângulo de 35° aumentará 51. 8,3 N 53. (a) aponta para baixo (b) 3,1 3 1024 T 55. 2,8 3 104 voltas/m 57. 3,8 3 1025 T 59. (a) 4,3 3 1025 T (b) 5,3 3 1025 T 61. 8,6 A em um sentido contrário ao da

corrente na bobina interna

63. entre os fios, a uma distância de 0,800 m do fio 1

65. 1,04 10 2 T67. 320 A69. (a) 1,1 10 5 T

(b) 4,4 10 6 T71. A resposta é uma

demonstração.73. 19,775. 0,062 m77. 0,19 N79. 1,7 10 3 N81. (a) 0

(b) 0,29 m83. 0,030 m85. 1,2 10 5 A m 2

Capítulo 22 1. (a) 3,7 3 1025 T (b) A extremidade leste da barra é

positiva. 3. 7800 V 5. haste A: fem 5 0 V; haste B: fem 5

1,6 V, com a extremidade 2 sendo positiva; haste C: fem 5 0 V

7. 25 m/s 9. 250 m 11. 0,70 13. 70,5° 15. 2,2 3 1023 Wb 17. através de ambas extremidades

triangulares: 0 Wb; através da superfície inferior: 0 Wb; através da superfície de 1,2 m 3 0,30 m: 0,090 Wb; através da superfície de 1,2 3 0,50 m: 0,090 Wb

19. 0,25 V 21. 8,6 3 1025 T 23. (a) 0,38 V (b) 0,43 m2/s 25. 0,14 V 27. (a) 3,6 3 1023 V (b) A área da espira deve ser

encolhida a uma taxa de 2,0 3 1023 m2/s.

29. 20,84 A 31. 2100 rad/s 33. Quando a espira é vista de cima, o

campo magnético externo tem direção perpendicular ao plano da espira e o sentido para cima, em direção do observador.

35. (a) no sentido horário na espira A (b) no sentido anti-horário na espira B 37. Não há corrente induzida. 39. (a) local I: x → y → z local II: z → y → x (b) local I z → y → x local II: x → y → z

41. 0,150 m43. 3,0 105

45. 38 m47. 15,4 V49. 1,5 109 J51. 2,5 10–2 H53. 1,4 V55. 220 voltas57. 0,033 m59. M 0 N1N2R2

2/(2R1)61. 1,0 101 W63. 0,2565. 0,20 A

41. 0,150 m43. 3,0 105

45. 38 m47. 15,4 V49. 1,5 109 J51. 2,5 10–2 H53. 1,4 V55. 220 voltas57. 0,033 m59. M 0 N1N2R2

2/(2R1)61. 1,0 101 W63. 0,2565. 0,20 A

67. (a) 7,0 3 105 W (b) 7,0 3 101 W 69. A resposta é uma demonstração. 71. (a) 12 V (b) 670 Hz 73. (a) no sentido horário (b) no sentido horário 75. 0,86 A 77. 0,050 V 79. 6,6 3 1022 J 81. 1,6 3 1025 A

Capítulo 231. 9470 Hz3. 36 5. 2,7 10 6 F7. (a) 6,4 10 6 F

(b) 9,0 10 4 C9. 0,44 A

11. 24,6 13. 176 mH15. (a) 1,11 104 Hz

(b) 6,83 10 9 F(c) 6,30 103

(d) 7,00 102

17. 83,9 V19. (a) 0,925 A

(b) 31,821. (a) 359

(b) 51,323. 38 V25. 270 Hz27. (a) 29,0 V

(b) 0,263 A29. 76 31. 2,7 10 5 H33. (a) 352 Hz

(b) 15,5 A35. 0,81 W37. (a) 1,3 10 3 H

(b) 8,7 10 6 F39. 8 capacitores adicionais41. 2,4%43. 5,00 10 2 s45. resistor: 10,5 V, capacitor: 19,0 V,

indutor: 29,6 V47. 8,0 101 Hz49. 0,075 A51. (a) 2,94 10 3 H

(b) 4,84 (c) 0,163

Capítulo 24

1. 2,73 1012 m3. 4,1 1016 m5. (a) 2,4 109 Hz

(b) 0,063 m7. 11,118 m9. 4,4 108 Hz

11. 1,93 1012

Respostas para Problemas de Numeração Ímpar ■ 355

13. 4,500 107 Hz15. 6,4 1018 m17. 1,3 106 m19. 42,3 m/s21. 8,75 105 vezes23. (a) 6,81 105 N/C

(b) 2,27 10 3 T25. 0,07 N/C27. 1,7 1011 W29. 3,93 1026 W31. 920 W33. (a) 2,1 104 W/m2

(b) 1,1 102 W(c) 18 s

35. (a) a galáxia está se afastando(b) 3,1 106 m/s

37. (a) 6,175 1014 Hz(b) 6,159 1014 Hz

39. (a) 0,55 W/m2

(b) 3,7 10 2 W/m2

41. 21,543. 14 W/m2

45. 206 W/m2

47. 20 analisadores49. (a) 473 nm

(b) 606 nm51. 1,5 10 4 H53. (a) 183 N/C

(b) 6,10 10 7 T 55. o analisador deve ser girado de um

ângulo adicional de 9,3° 57. As respostas são em forma gráfica. 59. 6,25 3 1029 J 61. 5600 W

Capítulo 25 1. Imagem l: x 5 22,0 m, y 5 1l,0 m Imagem 2: x5 12,0 m, y 5 21,0 m Imagem 3: x5 12,0 m, y 5 11,0 m 3. 7,2 m 5. 55° 7. apenas a seta A 9. (a) 0,0670º (b) 7 m 11. (a) 70,6º (b) 62,1º 13. A imagem está 6,0 cm atrás do

espelho. 15. (a) A imagem está 28 cm atrás do

espelho. (b) A imagem tem 7,6 cm de altura. 17. (a) A imagem está 20,0 cm atrás do

espelho. (b) A imagem tem 6,0 cm de altura. 19. 22 cm 21. (a) 290 cm (b) 28,9 cm (e) invertida. 23. 9,62 cm, côncavo 25. (a) 24,3 m (b) 0,39 27. (a) convexo (b) 24,0 cm 29. 42,0 cm 31. (a) 82 m (b) 11 m 33. 56 cm

35. (a) 1,07 105 m(b) 1420 m/s

37. 14 cm39. (a) 0,91 m

(b) 0,85 m41. (a) R

(b) 1

33. 56 cm35. (a) 1,07 105 m

(b) 1420 m/s37. 14 cm39. (a) 0,91 m

(b) 0,85 m41. (a) R

(b) 1 (c) invertida 43. 1,2 m/s apontando no sentido negativo

do eixo x. 45. 23 47. 1,73

Capítulo 26 1. 2,0 3 10211 s 3. 1,66 3 108 m/s 5. álcool etílico 7. 1,82 9. caso (a) 46° caso (b) 50° (Se desenhado de maneira

errada, mostra um ângulo de refração maior do que 55°.)

caso (c) 69° caso (d) 0° (Se desenhado de maneira

errada, mostra um ângulo de refração maior do que 0°.)

11. 0,9° 13. 1,92 3 108 m/s 15. 2,46 3 108 m/s 17. 1,65 19. 2,7 m 21. 1,19 mm 23. A resposta é uma dedução. 25. 3,23 cm 27. 65,1° (O raio de luz não penetrará na

água.) 29. (a) 1,50 (b) 1,27 31. (a) ponto B (b) ponto A 33. 1,35 35. 0,813 37. 1,52 39. 25,0° 41. (a) 60,1° (b) 1,74 43. 0,86° 45. 0,35° 47. 52,7° (raio vermelho),

56,2° (raio violeta) 49. di 5 18 cm 51. (a) 20,00625 m (b) 20,0271 m 53. (a) 3,78 m (b) largura 5 8,40 3 102 mm altura 5 1,26 3 103 mm 55. 2,8 57. (a) 204 cm (b) real (c) 217,1 cm 59. (a) 4,52 3 1024 m (b) 6,12 3 1022 m 61. 48 cm 63. 135 cm e 190,5 cm 65. 25,6 cm 67. 212 cm 69. (a) 4,00 cm à esquerda da lente

divergente (b) 20,167 (c) virtual

(d) invertida (e) menor 71. (a) 18,1 cm (b) real (c) invertida 73. (a) 10,600 (b) 12,00 75. 29,2 m 77. 28,0 cm 79. 20,20 dioptria (olho direito),

20,15 dioptria (olho esquerdo)81. (a) 4,5 m

(b) 0,50 m83. 1885. (a) 6,88 cm

(b) 3,6387. 13,7 cm89. 15,491. 0,81 cm93. 0,86 cm95. (a) 30,0

(b) 4,27 cm(c) 4,57

97. 1,1 m99. 260

101. (a) 194(b) 7,8 10 5 m(c) 1,94 106 m

103. (a) 1,482 m(b) 0,018 m

105. (a) d i 75 cm, m 2,5(b) d i 75,0 cm, m 2,50

107. 1,51109. 0,023 m111. 4,8 10 3 rad113. 38,7115. (a) 35,2 cm

(b) 32,9 cm117. (a) 24 cm

(b) 6,0 mm119. (a) lente convergente (b) 2 f (c) 2 f121. (a) 11,8 cm (b) 47,8 cm123. 2181125. (a) 22,4 cm (b) 28,4 cm

Capítulo 27 1. (a) 11° (b) 22° (c) 34° (d) 48° 3. (a) Ocorre interferência destrutiva. (b) a 3,25 m e 0,75 m de uma das

fontes

5. 4.9 10 7 m7. 6 (versão A), 4 (versão B)9. 0,0248 m

11. 487 nm13. 102 nm15. 6,12 10 7 m17. 1,1819. 115 nm21. 0,0256 m23. (a) 1,1

(b) 3,0 10 5 m25. (a) 0,21

(b) 2227. 0,576 m29. 3,18 cm31. 833. 5,6 1017 m35. 1,0 104 m37. (a) 9,7 mm

356 ■ Respostas para Problemas de Numeração Ímpar

5. 4.9 10 7 m7. 6 (versão A), 4 (versão B)9. 0,0248 m

11. 487 nm13. 102 nm15. 6,12 10 7 m17. 1,1819. 115 nm21. 0,0256 m23. (a) 1,1

(b) 3,0 10 5 m25. (a) 0,21

(b) 2227. 0,576 m29. 3,18 cm31. 833. 5,6 1017 m35. 1,0 104 m37. (a) 9,7 mm

(b) A afirmação do caçador não é razoável.

39. 2,3 m 41. (a) 1,22 (b) um comprimento de onda menor 43. 644 nm 45. 630 nm 47. 4,0 3 1026 m 49. 640 nm e 480 nm 51. (a) luz violeta: u 5 7,9° luz vermelha: u 5 13° (b) luz violeta: u 5 16° luz vermelha: u 5 26° (c) luz violeta: u 5 24° luz vermelha: u 5 41°

(d) Os máximos de segunda e de terceira ordem se sobrepõem.

53. (a) 2 (b) mB 5 4, mA 5 2 e mB 5 6, mA 5 3 55. 571 nm 57. 6,0 3 1025 m 59. 1,9 mm 61. 0,75 63. 2,0 3 1025 m 65. 1,95 m