Cursos do Blog - Eletricidade

18ª aula
Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 1: resolução

U = R.i => 6 = 10.i => i = 0,6 A = 600 mA

Resposta: 600 mA 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

 

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 5: resolução

De acordo com o código a resistência elétrica do resistor é R = 10.10¹ Ω = 100 Ω.

Para U = 5 V, temos: U = R.i => 5 = 100.i => i = 0,05 A. Portanto, o gráfico que melhor ilustra o experimento com este resistor ôhmico é o da alternativa (D).

Resposta: D 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 4: resolução

I. Incorreta. O resistor não é ôhmico pois o gráfico U x i não é uma reta inclinada passando pela origem.
II. Correta. Do gráfico tiramos para i = 0,2 A corresponde U = 10 V.
De U = R.i, vem: 10 = R.0,2 => R = 50 Ω.
III. Incorreta. Do gráfico tiramos: para U = 30 V resulta i = 0,3 A.
De U = R.i, vem: 30 = R.0,3 => R = 100 Ω.
 
Resposta: d 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

 

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 3: resolução

(01) Incorreta. O resistor obedece a Lei de ohm pois O gráfico U x i é uma reta inclinada em relação aos eixos e passando pela origem.
(02) Incorreta. Para i = 0,4 A, temos U = 20 V.
(04) Incorreta. R = U/i => dimensão de R = volt/ampère =
volt/(coulomb/segundo) = volt.segundo/coulomb.
(08) Incorreta. Para i = 0,2 A, temos U = 10 V.  De P = U.i, vem: P = 2 watts.
(16). Incorreta. A energia dissipada depende do tempo de funcionamento.
(32) Correta. Do gráfico tiramos para i = 0,2 A corresponde U = 10 V. 
De U = R.i, vem: 10 = R.0,2 => R = 50 Ω.
 
Resposta: 32 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

 

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 2: resolução

Para os resistores ôhmicos a resistência elétrica R é constante, isto é U é diretamente proporcional a i. Isto significa que dobrando U o valor de i dobra; triplicando U, i triplica e assim por diante. Outra maneira é calcular os quocientes U/i e verificar qual se mantêm constante.
Isto ocorre para os resistores X e Z da tabela. 

Resposta: e 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1: resolução

Da tabela observamos que a relação U/i é constante e, portanto, o resistor é ôhmico.
De  U = R.i => 1,5 V = R. 5,0.10^-3 A => R = 300 Ω 

Resposta: b 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

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Exercícios básicos

Exercício 5: resolução

Marrom: 1; Preto: 0; vermelho: 2 => R₁ = 10.10² Ω => R₁ = 1000 Ω
Vermelho: 2; Verde: 5; marrom: 1 => R₂ = 25.10¹ Ω => R₂ = 250 Ω

Resposta: c 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

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Exercícios básicos

Exercício 4: resolução

Para os resistores ôhmicos U é diretamente proporcional a i, isto é, R é constante. Assim, o gráfico U x i é uma reta inclinada em relação aos eixos e passando pela origem. O gráfico R x i é uma reta paralela ao eixo dos valores de i.

Resposta: a

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 3: resolução

Para os resistores ôhmicos a resistência elétrica R é constante, isto é U é diretamente proporcional a i. Isto significa que dobrando U o valor de i dobra; triplicando U, i triplica e assim por diante. Isto ocorre para o resistor B da tabela. Outra maneira é calcular os quocientes U/i e verificar qual se mantêm constante.

Resposta: b 

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Resistores. Lei de Ohm. Curvas características

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 2: resolução

U = R.i => 20 = R.2,0 => R = 10 Ω
U = R.i => 12 = 10.X => X = 1,2 A
U = R.i => Y = 10.3,6 => Y = 36 V 

Respostas: 10 Ω; 1,2 A; 36 V 

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18ª aula
Termodinâmica (III)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 5: resolução

a) Quantidade calor retirada da fonte quente por segundo:

1480 cal/s = 1480 x 4J/s = 5920 W

Potencia útil do motor térmico:

4 cv = 4.740 W = 2960 W

Rendimento do motor: 

η_motor = 2960/5920 = 0,5 = 50 %
 

b) Rendimento do motor de Carnot:

 η_Carnot = 1 - T2/T1 => η_Carnot = 1 - 400/1600 =>

η_Carnot = 0,75 = 75 %
 

c) Sim. O motor proposto é viável teoricamente pois seu rendimento é inferior ao rendimento máximo dado pelo ciclo de Carnot.

Respostas:
a) 50 %
b) 75 %
c) Sim, o motor é viável. 

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Termodinâmica (III)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 4: resolução

T₁ = 273 + 127 => T₁ = 400 KT₂ = 273 + 100 => T₂ = 373 Kη = 1 - T₂/T₁ => η = 1 - 373/400 => η = 0,068 = 6,8 %

Resposta: b 

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18ª aula
Termodinâmica (III)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 3: resolução

No trecho b→c o gás realiza uma expansão adiabática. Não há troca de calor. O sistema realiza trabalho sobre o meio exterior (60J), às custas da diminuição de sua energia interna (de 60J).

Resposta: e 

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18ª aula
Termodinâmica (III)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 2: resolução

τ = Q₁ - Q₂ = 450J - 300J = 150 J
η₁ = τ/Q₁ = 150/450 => η₁ = 1/3

τ = Q₁ - Q₂ = 600J - 450J = 150 J
η₂ = τ/Q₁ = 150/600 => η₂ = 1/4

η₂/η₁ = (1/4)/(1/3) = 3/4 = 0,75

Resposta: d

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Termodinâmica (III)

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1: resolução

Nenhuma máquina térmica, operando em ciclo, pode transformar em trabalho todo o calor a ela fornecido”.

Resposta: b 

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Termodinâmica (III)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 5: resolução

De η = 1 - T₂/T₁ e sendo  η = 1 = 100%, resulta: T₂ = 0 K

Esta temperatura é inatingível na prática. Contraria a Segunda Lei pois teríamos a transformação integral de calor em trabalho.

Resposta: 0 K é inatingível na prática. Contraria a Segunda Lei. 

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Termodinâmica (III)

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Exercícios básicos

Exercício 4: resolução

O rendimento da máquina seria:

η = τ/Q₁ => η = 800/2000 => η = 0,40 = 40%

O rendimento, se a máquina operasse segundo o ciclo de Carnot, seria:

η = 1 - T₂/T₁ => η = 1 - 300/400 => η = 1/4 = 0,25 = 25%

Sabendo-se que o máximo rendimento teoricamente possível de uma máquina térmica funcionando entre as duas temperaturas T₁ e T₂, das fontes quente e fria, é quando opera segundo o ciclo de Carnot, concluímos que não é possível construir a máquina térmica descrita.

Resposta: Não, pois o rendimento seria maior do que o dado pelo ciclo de Carnot 

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Termodinâmica (III)

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Exercícios básicos

Exercício 3: resolução

a)
T1 = 273 + 327 => T₁ = 600 K
T₂ = 273 + 127 => T₂ = 400 K
η = 1 - T₂/T₁ => η = 1 - 400/600 => η = 1/3 = 0,33 = 33%

b)
η = τ/Q₁ => 1/3 = 800/Q₁ => Q₁ = 2400 J

c) 
τ = Q₁ - Q₂ => 800 = 2400 - Q₂ => Q₂ = 1600 J

Respostas:
a) 0,33 (33%)
b) 2400 J
c) 1600 J 

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Termodinâmica (III)

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Exercícios básicos

Exercício 2: resolução

a) η = τ/Q₁ => 0,10 = τ/2000 => τ = 200 J
b) τ = Q₁ - Q₂ => 200 = 2000 - Q₂ => Q₂ = 1800 J

Respostas:
a) 200 J
b) 1800 J 

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Termodinâmica (III)

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Exercícios básicos

Exercício 1: resolução

a) τ = Q₁ - Q₂ = 400 cal - 320 cal = 80 cal = 80.4,18 J => τ = 334,4 J 
b) η = τ/Q₁ = 80/400 => η = 0,20 = 20%

Respostas:
a) 334,4 J
b) 0,2 (20%) 

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18ª aula
Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 5: resolução

v_s = 2.π.r_s/T_s = 2.π.7mm/1min = 14.π mm/min 

v_m = 2.π.r_m/T_m = 2.π.5mm/60min = (1/6).π mm/min 

v_s/v_m = 84

Resposta: d

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Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 4: resolução

f = 30 rpm = (30/60) Hz = 0,5 Hz
ω = 2.π.f = 2.π.0,5rad/s = π rad/s
v = ω.R = π.5 => v = 5.π cm/s

Resposta: a 

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Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 3: resolução

Distância percorrida pela roda em 1 minuto:

v = Δs/Δt => (6.π/3,6)m/s = Δs/60s => Δs = 100.π m

Numero de voltas dada pela roda: 

Δs/2.π.R = 100.π/2.π.0,5 = 100 voltas

Se a roda, em um minuto, completa 100 voltas, o pedal completará 200 voltas.

Resposta: b 

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18ª aula
Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 2: resolução

v = ω.R => Δs/Δt = 2.π.R/T => 96/4,0 = 2.3,14.6,0/T =>
24 = 37,68/T => T ≅ 1,6 s

Resposta: d 

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18ª aula
Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1: resolução

f = 1200 rpm = (1200/60) rps = 20 Hz
T = 1/f = 1/20 (s) = 0,05 s

Resposta: c 

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Movimentos Circulares (I)

Borges e Nicolau

Exercícios básicos

Exercício 5: resolução

a)
A partícula A volta ao ponto de partida C após 1 s, 2 s, 3 s, 4 s, etc. Já a partícula B volta ao ponto C após 3 s, 6 s, 9s, 12 s, etc. Então, vão se encontrar novamente no ponto C, pela primeira vez, no instante t = 3 s.

b)
2.π.R = v_A.t - v_B.t =>
2.π.R = t.(v_A - v_B) =>
2.π.R = t.[(2.π.R)/T_A - (2.π.R/T_B)]
1 = t.(1/T_A - 1/T_B) => 1 = t.(1/1 - 1/3) => t = 1,5 s

c)
2.π.R = v_A.t + v_B.t =>
2.π.R = t.(v_A + v_B) =>
2.π.R = t.[(2.π.R)/T_A + (2.π.R/T_B)]
1 = t.(1/T_A+1/T_B) => 1 = t.(1/1 + 1/3) => t = 0,75 s

Respostas:
a) t = 3 s; b) t = 1,5 s; c) 0,75 s

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