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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
FÍSICAOS FUNDAMENTOS DA FÍSICA
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NICOLAU
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
P.109 6,0 V
P.110 a) 4,5
b) 7,2 V
P.111 a) 2,0 k
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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
Exercícios propostos
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
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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
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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
Exercícios propostos
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
FÍSICAOS FUNDAMENTOS DA FÍSICA
Moderna PLUS 3RAMALHO
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
Exercícios propostos
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
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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
FÍSICAOS FUNDAMENTOS DA FÍSICA
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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
Exercícios propostos
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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
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
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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
Exercícios propostos
P.393 103 rad/s
P.394 i 4 d XX 2 sen (2 60t)
P.395 125 W
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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
Exercícios propostos
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
Exercícios propostos
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;
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• 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)
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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
Exercícios propostos
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
Exercícios propostos
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
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Testes propostos
T.488 c
T.490 c
T.492 c
T.494 c
T.489 a
T.491 c
T.493 d