FÍSICA OS FUNDAMENTOS DA FÍSICA

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 106 _C P.6 3,5  1017 _elétrons P.7 a) 6,67  1011 _{N c)  2,1  10}10 b)  1,4 N P.8 ____ F_Fe(1) e(2)  32 ___ 9 P.9 7,0  106 _N P.10 a) Fe  k  e 2 __ r2 n

; direção radial; sentido do elétron

para o próton

b) v  e 

d

XXXXXXX k ______ _m

e  rn

P.11 a) 4  103 _N

b) 102 _N

c) A carga Q 3 deve ficar à direita de Q 2, a 6 cm

dela. P.12 a) 1,20  106 _C b) 6,94  107 _C P.13 3,0  106 _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  103 _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  103 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  107 _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

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  10}4 _C

P.34 a) 2  106 _{C c) 1,8  10}1 _N

b) 4,5  102 _N

P.35 a) 7,5  104 _{N/C, horizontal, para a es quer da}

b) 2  105 _{N/C, direção da reta} _{BD e sentido de D} ___

para B P.36 a)  2,0  106 _N b)  1,3  103 _V/m c) EA O D � � Q Q D A E_� E� d)  3,8  103 _V/m P.37 8 d XX 2 C P.38 a) vertical, descendente b) 109 _C c) 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  103 _{N, vertical, ascendente}

b) 4  107 _C

P.25 em P1: 9  106 N/C, horizontal, para a es quer da

em P2: 9  106 N/C, horizontal, para a di rei ta

P.40 20 m/s P.41 a) 1,76  1016 _m/s2 _{b) 1,76  10}7 _m/s P.42 4 s P.43 a) 4 N c) 6 h da tarde b) 1 __ 2

Testes propostos

P.51 a) 10 m c) 10 J b) 20 V d) 104 _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  109 _J b) 5,0  109 _J P.56 a) EB B A 0 �10 V �20 V �10 V �20 V Linhas de força EA b) 6  105 _J P.57 a) Ganhou 3,6  106 _J. b) 3,6  106 _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  107 _{J em B}

P.60 a) 0,1 N, horizontal, para a direita b) 103 _V c) 104 _V d) 1,1  102 _J P.61 a) 10 cm b) 104 _J P.62 a) 6  1012 _{N b) 2,4  10}13 _J P.63 a) 1,25  105 _{V/m b) 2,4  10}15 _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

P.64 a) 5  10 J e 10 J b) Ec (J) A 0 _B 0,5 1,0 x(cm) 10�2 5 • 10–3 E_total (J) A 0 _B 0,5 1,0 x(cm) 10–2 P.65 a) 3,2  1017 _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  1016 _kg

b) 0,5 s

c) Sim, a gotícula fica retida. P.67 a) Ax  Q  E _____ _M b) Vx  Q  E_____ _M  ___ _VL0 0y c) DK  ____________ Q  E  L0  H M  V2 0y 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

P.76 a) 4,5  10 V b)  7,96  10 C/m P.77 a) 1023 _{elétrons b) 10}7 _elétrons P.78 700 F P.79 Q  103 _{C; R  9  10}2 _m P.80 a) 5,4  103 _V b) 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 V b) 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) ___ 3q₄ P.90 a) 5,0  1017 _{elétrons c) 7,2  10}3 _J b) 3,6  1010 _V/m P.91 a) negativo; negativo;  Q 1   Q 2 b) E S1 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.102 a) tensão de alimentação: 12 V

potência 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$ 6,00 b) 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�) 10 0 50 i(mA) 2,0 1,5 1,0 0,8 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 cm}3 P.117 a) 20 A b) 1.100 W e 10 A P.118  4,1  P.119 4,0  102 _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  102 _{W b) 8,0  10}2 _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.

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 A 10 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 marrom b) 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.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 W b) 4 kW P.163 a) R R R (I) R (II) R R R (III) R R (IV) R R R 30 ––– 10 3 15 ––– 20 3 � � � � 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)} 1 0 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 A c) 10 V d) 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.

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

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 A b) 45 A P.214 a) 1 A

b) As indicações de A1 e A2 são iguais a 0,75 A.

P.215 a) 0,2 A

b) 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 L L + – 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

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  103 _{  m}

b) Os valores das resistências elétricas

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 A b) 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

P.277 12 W P.278 2,40 A P.279 a) 2 A b) 30 s c) i1 (A) t (s) 100 80 60 40 20 0 –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 V b) 12 V c) 1 F d) 72 J P.289 a) 10 V em cada capacitor; 60 C; 30 C e 20 C b) 110 C c) 11 F d) 550 J P.290 60 V P.291 a) 2 V

b) 8 C no capacitor C1 e 4 C no outro capacitor

P.292  20,24 °C P.293 a) 2,5 C d) 4 C b) 7 C e) 5 C c) zero P.294 a) 2  103 _V b) Wi  104 J; Wf  2  104 J

A diferença provém do trabalho da for ça

aplica-da pelo operador para afas tar as armaduras.

c) 107 _C P.295 a) 50 C c)  5,6  107 _V b) 9  107 _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  107 _{J (Trabalho da força do operador.)}

P.300 a) 150 C b) 7,5  10 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  E______ ₈ 2 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 J}

b) 142.500 W

L.21 a)  29,2 A b) 250 J

Unidade C

Capítulo 13

Campos magnéticos

Exercícios propostos

P.311 2  107 _{T, perpendicular ao plano, entrando}

nele. P.312 ___ R1 R2 P.313  6,4 A P.314 4  107 _T P.315 (I)  6,3  105 _T (II) 1,6  105 _T (III) 4,7  105 _T P.316 a) zero b) 4,0  105 _T P.317  1,8  107 _T P.318 6  106 _T

A agulha colocada em P se orienta na direção do vetor indução magnética resultante com o polo norte voltado para cima.

P.319 a) 4  103 _{T b) polo sul}

P.321 a) b) P.322 a) 4,0 A b) 8,0  105 _T P.323 3 P.324 a) b) P.325 a) 9,0 V b) 8  105 _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 direita

no ₁₎ b) 16 m P.328 0,5 A P.329 2,0  104 _T i i i P B

P.330 a) 3 A (arco menor); 1 A (arco maior) b) zero

P.331 5  105 _T

A direção de ___B forma com o plano horizontal o 

ângulo  cuja tangente vale 3 __ ₄ .

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  104 _{N  m}

b) anti-horário; plano da espira perpen di cu lar

a B ___

P.347 20 g

P.348 atração, de intensidade 2  109 _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 F_m v e P P.351 a) 2  105 _{T b) 1,2  10}9 _N P.352 40 mm P.353 a) 1,2  107 _{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 circular b) Fm  105 N; direção e sentido: na fi gu ra c) 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  108 _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  102 _T

b)  9,0  1010 _s

P.337 a) q1: positiva; q2: negativa

b) 2 P.338 Rd  2Rp

P.339 A # elétron; B # nêutron; C # dêuteron;

P.358 a) __ _{m } ________

E  x2 c) 1,75  10 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  10}5 _T

P.361 a) 15 N c) 30 m

b) 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 V b) 2,0  102 _N P.366 3 P.367 a)  5,0  1011 _elétrons b)  5,8  105 _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  102 _V P.369 3  104 _V P.370 a) 1,2 V b) 2 A, sentido anti-horário P.371 2,5  102 _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 102 _V

P.377 3,6  104 _{V; horário}

P.382 1,0  10 A, sentido anti-horário P.383 a) anti-horário b) horário P.384 a) 3,2  105 _{Wb b) 3,2  10}4 _V P.385 horário P.386 a) 4,0 V b) 1,0 A P.387 a) 18  102 _V b) 18 A, sentido horário

P.388 a) Porque não há variação de fluxo magnético. b) 4 V P.389 a)  2  1010 _Wb b) i’(nA) 2 0 8 t(s) 0,5 6 4 –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 0 0,01 t (s) +� –� 0,02 0,03 0,025 0,03 � (Wb) 0 0,005 0,015 t (s) e (V) +e –e 0 0,01 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  105 _{V b) 1,5  10}2 _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.396 90 W P.397  25 rad/s

Testes propostos

P.403 a) 9  10 J  2,1  10 kcal b)  (6,2  109_)% 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  1014 _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  10}7 _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 eV b) 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

• 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 d 3 –– ___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  107 _m c)  6,4  1027 _{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_{) 3}o _{estado # estado fundamental}

2o_{) 3}o _{estado # 2}o _{estado # estado}

funda-mental

3) 3 estado # 1 estado # estado funda-mental

4o_{) 3}o _{estado # 2}o _{estado # 1}o _{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 liberaabsor-ção 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.

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  103 _{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) []  M0_L0_T1 b) [MF]  ML2T2 c) [k]  MLT3_1 P.428 a) [B]  ML0_T2_I1 b) [0]  MLT2I2 c) []  ML2_T2_I1 P.429 [k]  ML0_T2 P.430 demonstração P.431 [a]  M0_LT0_{, [b]  M}0_LT1_{, [c]  M}0_LT2 _e [d]  M0_LT3 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