FÍSICA – 3ª série do ensino médio
RESOLUÇÃO
LISTA 10
1) O exercício forneceu a velocidade do trem (v = 54 km/h = 15 m/s) e a distância em que ele se encontrava do presidiário
(ΔS = 45 m).
a) Se o trem manter a sua velocidade, podemos descobrir qual será o tempo em que ele gastará para chegar até o
presidiário.
∆𝑺
∆𝒕
𝒗 =
→
𝟏𝟓 =
𝟒𝟓
𝒕
→
𝒕 =
𝟒𝟓
𝟏𝟓
→
𝒕 = 𝟑 𝒔.
b) Para que o trem entrasse em repouso (v = 0) após percorrer os 45 m até o presidiário, sua aceleração deveria ser igual
a:
𝒗𝟐 = 𝒗𝒐 𝟐 + 𝟐 ∙ 𝒂 ∙ ∆𝑺
𝟎𝟐 = (𝟏𝟓)𝟐 + 𝟐 ∙ 𝒂 ∙ 𝟒𝟓
→
→
−𝟗𝟎 ∙ 𝒂 = 𝟐𝟐𝟓
→
𝒂 = −𝟐, 𝟓 𝒎/𝒔𝟐 .
2) O exercício forneceu a velocidade do sinal do sonar (v = 1,4∙103 m/s) e afirmou que o tempo para o sinal do sonar
retornar ao transatlântico é igual a 0,06 s (6∙10 –2 s).
a) Esse tempo gasto para retornar ao transatlântico corresponde ao tempo para percorrer duas vezes a profundidade de
onde se encontra a formação rochosa. Sabendo disso, podemos descobrir qual o valor dessa profundidade.
𝒗 =
∆𝑺
∆𝒕
→
𝟏, 𝟒 ∙ 𝟏𝟎𝟑 =
𝟐∙𝒉
𝟔 ∙ 𝟏𝟎−𝟐
𝟐 ∙ 𝒉 = 𝟖, 𝟒 ∙ 𝟏𝟎𝟏
→
→
𝒉 = 𝟒𝟐 𝒎.
b) Conhecendo a velocidade do pulso e sua frequência (f = 4 Hz), podemos descobrir o comprimento de onda di pulso
emitido pelo sonar.
𝒗 = 𝝀∙𝒇
→
𝟏, 𝟒 ∙ 𝟏𝟎𝟑 = 𝝀 ∙ 𝟒
→
𝝀 = 𝟎, 𝟑𝟓 ∙ 𝟏𝟎𝟑 𝒎 = 𝟑𝟓𝟎 𝒎.
3) O exercício forneceu o valor das cargas (q1 = 1∙10–8 C e q2 = –2∙10–8 C), o valor do raio (R = 10 cm = 10 –1 m) da
circunferência onde as cargas estão colocadas e o valor da constante eletrostática (k = 9∙10 9 Nm2/C2).
a) Para calcular o campo elétrico resultante no ponto C devemos lembrar que cargas positivas criam campo de
afastamento e cargas negativas criam campo de aproximação. Assim, no ponto C os vetores campo elétricos ficam
representados da seguinte maneira:
Como eles têm sentidos opostos, o campo elétrico resultante será igual a subtração entre eles. Sabendo que a distância da
carga 1 até o ponto C é um raio e que a distância da carga 2 ao ponto C é dois raios, temos:
𝑬𝑹 = 𝑬𝟏 − 𝑬𝟐
𝑬𝑹 =
→
𝑬𝑹 =
𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟏
𝟏𝟖 ∙ 𝟏𝟎𝟏
−
−𝟐
𝟏𝟎
𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟐
𝒌 ∙ 𝒒𝟏
𝒌 ∙ 𝒒𝟐
−
(𝟐𝑹)𝟐
𝑹𝟐
→
→
𝑬𝑹 =
𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟗 ∙ 𝟏 ∙ 𝟏𝟎−𝟖
𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟗 ∙ 𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟖
−
−𝟏
𝟐
(𝟏𝟎 )
(𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟏 )𝟐
𝑬𝑹 = 𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟑 − 𝟒, 𝟓 ∙ 𝟏𝟎𝟑
→
𝑬𝑹 = 𝟒, 𝟓 ∙ 𝟏𝟎𝟑 𝑵/𝑪.
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b) O trabalho para deslocar a carga q3 do ponto B para o ponto D será nulo, pois nesse caso não há diferença de
potencial entre esses pontos. Isso ocorre porque o potencial criado pelas cargas q1 e q2 nesses pontos são os mesmos, pois
elas estão à mesma distância dos pontos B e D.
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