Resolução de Listas de Exercícios de Eletrodinâmica

Classificado em Física

Escrito em 12 de Março de 2026 em português com um tamanho de 2,53 KB

LISTA 12

Resistência e Geometria: Quanto maior o comprimento (L), maior a distância percorrida pelos elétrons, logo, maior a resistência (R ∝ L). Se aumentarmos a área (A), aumentamos os caminhos possíveis, diminuindo a resistência (R ∝ 1/A).
Densidade de Corrente: Com I = 200 mA e A = 10 cm × 5 cm = 50 cm², temos J = I/A = 200/50 = 4 mA/cm².
Razão entre Áreas: Como R = ρ·L/A e os fios possuem mesmo material e comprimento, R_A/R_B = A_B/A_A. Se R_A = 4R_B, então A_A = 1/4 A_B.
Potência Dissipada: Usando P = V²/R, como a ddp (V) é a mesma, P é inversamente proporcional a R. Logo, a potência em A é metade da de B.
Cálculos de Aquecedor:
- (a) I = P/V = 1500/115 ≈ 13,04 A.
- (b) R = V/I = 115/13,04 ≈ 8,8 Ω.
- (c) E = P × Δt = 1500 W × 3600 s = 5,4 × 10⁶ J. Convertendo: 5,4 × 10⁶ / 4,18 ≈ 1,29 × 10⁶ cal.
Resistência Efetiva: R₂₃ = 2R; R₂₃₄ = 2R/3; R_efetiva = R + 2R/3 = 5R/3.

Conceitos Teóricos:
- (a) O campo elétrico se propaga quase à velocidade da luz.
- (b) 110 V é mais seguro (menor corrente em caso de choque), enquanto 220 V permite correntes menores para a mesma potência.
- (c) A diferença de potencial entre as patas é desprezível.
- (d) A resistência interna da bateria causa queda de tensão durante a ignição.
- (e) Se o fio romper, o contato com o solo cria um caminho de alta corrente, sendo perigoso.
Luminosidade: Com a chave fechada, a resistência total diminui, aumentando a corrente nas lâmpadas A e B.
Leis de Kirchhoff: Resolvendo o sistema, obtém-se I₁ = 1,5 A, I₂ = 0,5 A e I₃ = 2 A.
Associação em Paralelo: A corrente aumenta e a potência duplica.
Associação em Série: A corrente e a potência reduzem-se pela metade.

(a) Com a chave fechada por muito tempo, o capacitor atua como circuito aberto. I₁ = E/R₁.
(b) Circuito RC com τ = RC. A carga segue q(t) = CE(1 - e⁻ᵗ/ᴿᶜ).
(c) Após longo tempo, q = CE e a corrente é nula.
(d) Com a chave fechada, o capacitor descarrega através de R₂. τ = R₂C = 2,5 s.

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