ROTEIRO PARA RECUPERAÇÃO PARALELA DO 1º TRIMESTRE/2019 3º EM A e B Professor: Fernando Augusto Disciplina Física A

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1 1. Conteúdo: ROTEIRO PARA RECUPERAÇÃO PARALELA DO 1º TRIMESTRE/2019 3º EM A e B Professor: Fernando Augusto Disciplina Física A Aulas 1 e 2 Potência elétrica e o quilowatt-hora. Aulas 3 e 4 Resistência elétrica e primeira lei de Ohm. Aula 5 Segunda lei de Ohm. Aulas 6 e 7 Associação de resistores em série. Aulas 8 e 9 Associação de resistores em paralelo. Aulas 10 e 11 Associação de resistores e plantas baixas de resistências. Aula 12 Associação de resistores e plantas baixas de residências. 2. Objetivos: Apresentar a expressão da potência elétrica e da unidade de energia quilowatt-hora. Definição de resistência elétrica e o resistor como um dispositivo elétrico. Explicar a expressão da 1ª e 2ª lei de Ohm. Estudar a associação de resistores em série. Estudar a associação de resistores em paralelo. Aplicar os conhecimentos de eletrodinâmica no estudo de dispositivos elétricos em circuitos residenciais. 3. Orientação de estudos O roteiro foi montado especialmente para reforçar os conceitos dados em aula. Com os exercícios, você deve fixar os seus conhecimentos e encontrar dificuldades que devem ser sanadas com seu professor, plantões de dúvidas, Plataforma Anglo e Plurall. Leia com atenção o enunciado do problema antes de começar a resolvê-lo. Esta parece ser uma dica desnecessária, mas não é. É muito comum o aluno não entender detalhes envolvidos na situação devido a uma leitura superficial do enunciado. Você deve realizar todas as leituras dos capítulos propostos neste estudo dirigido e procurar ajuda, caso necessário, para solucionar suas dúvidas. Faça um desenho esquemático da situação envolvida no problema. Se o problema se desenvolve em várias etapas, faça um esquema que mostre a evolução da situação, mesmo que isso resulte em mais trabalho. Indique no esquema as variáveis escalares e vetoriais envolvidas e associe essas variáveis a símbolos e abreviações consistentes. Não utilize o mesmo símbolo ou abreviação para variáveis diferentes Para resolver os exercícios: a) Leia atentamente toda a questão; b) Destaque, separadamente, os dados fornecidos e os pedidos da questão; c) Não avance se não entendeu o enunciado. Quando há compreensão, a resolução dos exercícios se torna mais fácil; 1 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

2 d) Os exercícios propostos normalmente seguem uma ordem crescente de dificuldade. Faça todos com atenção; não pule os que achar difíceis; e) Organize os cálculos com capricho; f) Resolva as expressões por parte e lembre-se de substituir os resultados parciais; g) Após a resolução, verifique se você cumpriu as exigências da questão. h) Lembre-se sempre de escrever a resposta da questão. Para resolver problemas: a) Leia com atenção, até entendê-los perfeitamente; b) Encontre ligação entre o que é dado e o que é pedido; c) Busque diferentes caminhos para resolvê-los, planejando sua solução através de esquemas, perguntas, fórmulas etc; d) Confira se os dados foram copiados corretamente; e) Efetue os cálculos com a máxima atenção; f) Revise os cálculos, pois a maioria dos erros nos problemas está nas operações; g) Releia a pergunta, para respondê-la adequadamente. Refaça os exercícios da sua apostila das aulas pedidas nos exercícios de classe e Tarefa mínima com muita atenção, pois estes exercícios são muito importantes para sua assimilação. Tenha um ótimo estudo! Exercícios em testes com gabarito 1 - Um fio de cobre com resistividade 1,69 x 10-8 Ωm é enrolado em um suporte cilíndrico, com raio 10 cm, com 500 voltas. Sendo o raio do fio 2 mm, sua resistência elétrica, em ohms, é a) 0,42 b) 4,20 c) 42,00 d) 420,00 e) 4200,00 2- A resistência elétrica do corpo de uma certa pessoa é de 10 Ω. Se esta pessoa, estando descalça sobre uma superfície condutora, descuidadamente, encostar a mão num fio desencapado, com um potencial elétrico de 120 V em relação à superfície e, em função disso, levar um choque, a intensidade da corrente elétrica que atravessará o seu corpo será de a) 12 A. b) 120 A. c) 0,12 A. d) 120 A. e) 1 A. 3- Uma companhia distribuidora de eletricidade utiliza em seus postes de transmissão dois tipos de cabos. Os dois modelos de cabos são constituídos por fios cilíndricos de alumínio com resistividade igual a 2, Ω.m. Um modelo é constituído por um maço de 7 fios de alumínio enquanto que o outro é constituído por um maço de 19 fios. Considerando-se que os fios têm comprimentos iguais, a relação entre as resistências elétricas do cabo mais fino em comparação ao cabo mais grosso é, aproximadamente, a) 0,4. 2 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

3 b) 2,7. c) 12,0. d) 26,0. e) 133,0. 4- Um pássaro pousa em um dos fios de uma linha de transmissão de energia elétrica. O fio conduz uma corrente elétrica i = A e sua resistência, por unidade de comprimento, é de 5,0 x 10-5 Ω/m. A distância que separa os pés do pássaro, ao longo do fio, é de 6,0 cm. A diferença de potencial, em milivolts (mv), entre os seus pés é: a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0 5- Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora por dia, gasta Cr$ 180,00 de energia elétrica por mês. Se a tarifa cobrada é de Cr$ 2,00 por quilowatt-hora, então a potência desse aparelho elétrico é: a) 90 W b) 360 W c) W d) W e) W Exercícios extras para fixação: 01. Um forno elétrico de potência 600 W, ligado a uma tensão de 120 V necessita de quanta corrente elétrica passando por ele para seu funcionamento normal? 02. Um resistor de 4,0 Ω está ligado a uma rede de 100 V. Qual o valor da sua potência dissipada? 03. A potência elétrica dissipada em um aquecedor cuja resistência de 20 Ω precisa que 10 A passe por ele é de? 04. Uma pessoa demora em média 10 minutos para um banho. Supondo que ela utilize de um chuveiro elétrico de potência 7200 W, ligado a uma tensão de 110V, responda: a) Qual a Energia elétrica consumida em um mês (30 dias), em kwh? b) Supondo o valor cobrado pelo kwh igual a R$ 0,40, quanto sairia o gasto apenas com o chuveiro? 05. (PUC 2017) Há alguns anos a iluminação residencial era predominantemente feita por meio de lâmpadas incandescentes. Atualmente, dando-se atenção à política de preservação de bens naturais, estas lâmpadas estão sendo trocadas por outros tipos de lâmpadas muito mais econômicas, como as fluorescentes compactas e de LED. Numa residência usavam-se 10 lâmpadas incandescentes de 100 W que ficavam ligadas em média 5 horas por dia. Estas lâmpadas foram substituídas por 10 lâmpadas fluorescentes compactas que consomem 20 W cada uma e também ficam ligadas em média 5 horas por dia. Adotando o valor R$ 0,40 para o preço do quilowatt-hora, a economia que esta troca proporciona em um mês de trinta dias é de: (A) R$ 18,00. 3 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

4 (B) R$ 48,00. (C) R$ 60,00. (D) R$ 120,00. (E) R$ 248, Para a iluminação do navio são utilizadas 2000 lâmpadas de 60 W e 300 lâmpadas de 200 W, todas submetidas a uma tensão de 120 V, que ficam acesas, em média, 12 horas por dia. Considerando esses dados, determine: a) a corrente elétrica total necessária para mantê-las acesas; b) o custo aproximado, em reais, da energia por elas consumida em uma viagem de 10 dias, sabendo-se que o custo do kwh é R$ 0, Uma Lâmpada L com as seguintes características: 20 W 120V. Qual o valor da sua resistência elétrica? 08. Uma Lâmpada L com as seguintes características: 60 W 100V. Qual o valor da sua resistência elétrica? 09. Em uma aula de Física, o professor apresenta para seus alunos três lâmpadas com as seguintes especificações: L1: 20 W 120 V, L2: 40 W 120 V e L3: 10 W 120 V. Calcule a resistência equivalente nos seguintes casos: 10. Supondo as mesmas condições do exercício 09, calcule a corrente elétrica que passa em cada lâmpada nos seguintes casos: 4 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

5 11. Com base no exercício anterior, o que aconteceria com a corrente elétrica em cada resistor, caso a lâmpada L1 queimasse? 12. Considere o circuito elétrico que esquematiza dois modos de ligação de duas lâmpadas elétricas iguais, com valores nominais de tensão e potência elétrica 60 V e 60 W, respectivamente. Modo A ambiente totalmente iluminado: a chave Ch, ligada no ponto A, mantém as lâmpadas L 1 e L acesas. 2 Modo B ambiente levemente iluminado: a chave Ch, ligada no ponto B, mantém apenas a lâmpada L 1 acesa, com potência menor do que a nominal, devido ao resistor R de resistência ôhmica constante estar ligado em série com L 1. Considerando que as lâmpadas tenham resistência elétrica constante, que os fios tenham resistência elétrica desprezível e que a diferença de potencial de 120V que alimenta o circuito seja constante, calcule a energia elétrica consumida, em kwh, quando as lâmpadas permanecem acesas por 4h, ligadas no modo A ambiente totalmente iluminado. Determine a resistência elétrica do resistor R, para que, quando ligada no modo B, a lâmpada L1 dissipe uma potência de 15W. 13. Telas sensíveis ao toque são utilizadas em diversos dispositivos. Certos tipos de tela são constituídos, essencialmente, por duas camadas de material resistivo, separadas por espaçadores isolantes. Uma leve pressão com o dedo, em algum ponto da tela, coloca as placas em contato nesse ponto, alterando o circuito elétrico do dispositivo. As figuras mostram um esquema elétrico do circuito equivalente à tela e uma ilustração da mesma. Um toque na tela corresponde ao fechamento de uma das chaves Cn, alterando a resistência equivalente do circuito. A bateria fornece uma tensão V = 6 V e cada resistor tem 0,5 kω de resistência. 5 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

6 Determine, para a situação em que apenas a chave C2 está fechada, o valor da a) resistência equivalente RE do circuito; b) tensão VAB entre os pontos A e B; c) corrente i através da chave fechada C2; d) potência P dissipada no circuito 14. No circuito elétrico residencial a seguir esquematizado, estão indicadas, em watts, as potências dissipadas pelos seus diversos equipamentos. O circuito está protegido por um fusível, F, que funde quando a corrente ultrapassa 30 A, interrompendo o circuito. Que outros aparelhos podem estar ligados ao mesmo tempo que o chuveiro elétrico sem "queimar" o fusível? a) Geladeira, lâmpada e TV. b) Geladeira e TV. c) Geladeira e lâmpada. d) Geladeira. e) Lâmpada e TV. 15. A especificação de fábrica garante que uma lâmpada ao ser submetida a uma tensão de 120 V, tem potência de 100 W. O circuito a seguir pode ser utilizado para controlar a potência da lâmpada, variando-se a resistência R. Para que a lâmpada funcione com uma potência de 25 W, a resistência R deve ser igual a: a) 25 Ω b) 36 Ω c) 72 Ω d) 144 Ω 6 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

7 e) 288 Ω 16. Calcule o valor da resistência R no circuito abaixo: 17. No trecho de circuito abaixo, a resistência de 3 Ω dissipa 27 W. A ddp entre os pontos A e B vale: 18. No trecho de circuito elétrico abaixo, a ddp entre A e B é 60 V e a corrente i1 tem intensidade de 1 A. O valor da resistência do resistor R é de: 19. (ENEM-MEC) A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico. Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis: I. Potência do equipamento. II. Horas de funcionamento. III. Número de equipamentos. O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 20. (ENEM-MEC) Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destacamos as seguintes: - Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas. - Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição "inverno" ou "quente". - Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez. 7 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

8 - Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente. - Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades. A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia-a-dia, reduzir a) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos. b) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos. c) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica. d) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica. e) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga. 21. (ENEM-MEC) "...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por hora de energia a partir de fontes alternativas. Somente nos Estados da região Sul, o potencial de geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e florestais é de megawatts por hora. Para se ter uma ideia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera megawatts de energia por hora." Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, UM ERRO CONCEITUAL ao apresentar valores de produção e de potencial de geração de energia. Esse erro consiste em a) apresentar valores muito altos para a grandeza energia. b) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência. c) usar unidades elétricas para biomassa. d) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora. e) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades. 22. (UERJ-RJ) Para a iluminação do navio são utilizadas lâmpadas de 60 W e 600 lâmpadas de 200 W, todas submetidas a uma tensão eficaz de 120 V, que ficam acesas, em média, 12 horas por dia. Considerando esses dados, determine: a) a corrente elétrica total necessária para mantê-las acesas; b) o custo aproximado, em reais, da energia por elas consumida em uma viagem de 10 dias, sabendo-se que o custo do kwh é R$ 0, (UFB) Em cada uma das associações abaixo, calcule a resistência do resistor equivalente entre os pontos especificados: a) b) c) 8 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

9 d) e) f) 24. (URJ-CEFET-RJ) Um lojista, desejando iluminar a árvore de Natal por ocasião das festas natalinas, procurou e encontrou em um estoque uma caixa com dezenas de pequenas lâmpadas coloridas de 15V cada uma. Sabendo-se que a rede elétrica apresenta no local, um valor de 117 V, quantas lâmpadas, no mínimo, o lojista deverá ligar em série para iluminar a árvore de Natal? 25. (PUC-MG) Uma lâmpada incandescente tem as seguintes especificações: 100W e 120V. Para que essa lâmpada tenha o mesmo desempenho quando for ligada em 240V, é necessário usá-la associada em série com um resistor. Considerando-se essa montagem, a potência dissipada nesse resistor adicional será de: a) 50W b) 100W c) 120W d) 127W 9 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri

10 e) 200W (PUC-SP) Responder aos testes 26 e 27 com base no texto e na figura abaixo: Uma corrente de 3,0A passa através de dois resistores ligados em paralelo com os valores indicados no esquema. 26. (PUC-SP) As correntes i1 e i2 são, respectivamente, iguais a: a) 3,0A e 3,0A b) 1,5A e 1,5A c) 1,0A e 2,0A d) 2,0A e 1,0A e) 3.0A e 0A 27. (PUC-SP) A tensão entre os pontos A e B vale: a) 8,0V b) 6,0V c) 4,0V d) 3,0V e) 2,0V 10 Prof. Fernando Augusto Rec_1ºTri