Exercício de Física para o
3º Bimestre - 2015
Série/Turma: 3º ano
Professor (a): Marcos Leal
NOME:_____________________________________________________________________
QUESTÃO 01
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O fluxo magnético através do anel da figura é 37.10 Wb. Quando a corrente que produz este fluxo é
interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms.
Determine a intensidade da força eletromotriz média induzida no anel, em volts.
QUESTÃO 02
A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o
Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico "eólico" colocando ventilador na frente de pás
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conectadas a uma espira com 1,0.10 m de área, que está em um campo magnético constante de 2,0.10 T.
O modelo do gerador está representado pelo esquema a seguir. Observe-o e julgue os itens.
(01) Com o ventilador ligado e a espira girando, a lâmpada brilha, e a corrente gerada é alternada.
(02) Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu
movimento de rotação.
(03) Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou
aumentadas se utilizarmos transformadores.
(04) Mesmo sem vento e com a espira parada teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante
sempre gera uma força eletromotriz sobre uma espira.
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2
(05) O módulo do fluxo magnético na espira varia entre -2 .10 T m e o valor máximo de 2.10 T m .
QUESTÃO 03
Para produzir a energia elétrica necessária a seu funcionamento, o navio possui um gerador elétrico que
fornece uma potência de 16,8 MW. Esse gerador, cujo solenóide contém 10.000 espiras com raio de 2,0 m cada,
cria um campo magnético B de módulo igual a 1,5.10
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T, perpendicular às espiras, que se reduz a zero no intervalo
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de tempo de 5.10 s.
a) O esquema a seguir representa o gerador. Sabendo que sua massa é igual a 2,16.105 kg e que está apoiado em
2
doze suportes quadrados de 0,5 m de lado, calcule a pressão, em N/m , exercida por ele sobre os
2
suportes.(g=10m/s )
b) Determine a força eletromotriz média induzida que é gerada no intervalo de tempo em que o campo magnético
se reduz a zero.
QUESTÃO 04
Ao término da sua jornada de trabalho, Pedro Pedreiro enfrenta com serenidade a escuridão das estradas
em sua bicicleta porque, a fim de transitar à noite com maior segurança, ele colocou em sua bicicleta dínamo que
alimenta uma lâmpada de 12V. Num dínamo de bicicleta, a parte fixa (estator) é constituída de bobinas (espiras),
onde é gerada a corrente elétrica, e de uma parte móvel (rotor), onde existe um ímã permanente, que gira devido
ao contato do eixo do rotor com o pneu da bicicleta. Face à descrição acima e com o auxílio de conhecimentos de
Física, pode-se afirmar que:
a) a energia por unidade de tempo emitida pela lâmpada mostrada na figura I não depende da velocidade da
bicicleta.
b) no instante representado na (figura II), o sentido correto da corrente elétrica induzida é do ponto Q para o
ponto
P.
c) a conversão de energia mecânica em energia elétrica ocorre devido à variação temporal do fluxo magnético nas
espiras(figuraII).
d) a velocidade angular do rotor (figura II) tem de ser igual à velocidade angular do pneu da bicicleta (figura I),
para a lâmpada funcionar.
QUESTÃO 05
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O imã da figura está estabelecendo um fluxo Φ1=0,3.10 Wb. Aproximando rapidamente o imã da espira, o
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fluxo passa a valer Φ2=2,3.10 Wb. Supondo que essa variação ocorreu em um intervalo de tempo Δt=0,5s e que
a resistência da espira vale ,0Ω, determine a corrente induzida na espira. Dê sua resposta em miliampère.
QUESTÃO 06
O Airbus A330-200 da TAM, tem 60m de envergadura (distância entre os extremos das asas). Ele voa a
720km/h e a uma altitude constante, numa região onde a componente vertical do vetor indução magnética da Terra
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(campo magnético terrestre) tem valor de 5.10 T. Calcule a diferença de potencial (fem) induzida entre os
extremos das asas.
QUESTÃO 07
Para escoar a energia elétrica produzida em suas turbinas, a hidrelétrica de Itaipu eleva a tensão de saída
para aproximadamente 700.000 V. Em sua residência, as tomadas apresentam uma tensão de 127 V e/ou 220 V. O
equipamento que realiza essa tarefa de elevar e abaixar a tensão é o transformador. É correto afirmar que:
a) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja contínua.
b) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja alternada.
c) o transformador irá funcionar tanto em uma rede com tensão/corrente alternada quanto em uma com
tensão/corrente contínua.
d) o transformador irá funcionar quando, no enrolamento primário.
QUESTÃO 08
Um transformador tem os seguintes valores nominais: 110 V, 220 V e 2200 W. Sabendo que o enrolamento
cujos terminais indicam 110 V tem 250 espiras, determine:
a) o número de espiras do enrolamento correspondente à força eletromotriz de 220 V;
b) a intensidade da corrente em cada terminal quando se utiliza esse transformador para ligar uma televisão, com
valores nominais de 220 V e 880 W, a uma tomada que fornece 110 V;
c) a intensidade máxima da corrente em cada terminal.
QUESTÃO 09
O supermercado dispõe de um transformador de energia elétrica que opera com tensão de 8.800 V no
enrolamento primário e tensões de 120 V e 220 V, respectivamente, nos enrolamentos secundários 1 e 2.
Considere que os valores das tensões sejam eficazes e que o transformador seja ideal.
a) Determine a relação entre o número de espiras no enrolamento primário e no secundário 2.
b) Sabendo que a potência no enrolamento primário é de 81.000 W e que a corrente no secundário 2 é 150 A,
calcule a corrente elétrica no enrolamento secundário 1.
Considere que os valores das tensões sejam eficazes e que o transformador seja ideal.
QUESTÃO 10
Uma das maneiras de gerar correntes elétricas é transformar energia mecânica em energia elétrica através
de um gerador elétrico. Em uma situação simplificada, dispõe-se de ímãs para produzir o campo magnético e de
uma bobina formada por 10 espiras circulares com 10 cm de diâmetro montados conforme a figura a seguir. A
bobina está presa a um eixo que passa pelo seu diâmetro e gira com velocidade constante de 2 rotações por
segundo. A bobina possui dois terminais que permitem o aproveitamento da energia elétrica gerada. Num dado
instante, as linhas do campo magnético atravessam perpendicularmente o plano das espiras e o fluxo magnético é
máximo; após a bobina girar 90° em torno do eixo, esse fluxo é zero.
Considere que na região da bobina o campo magnético é uniforme, com módulo igual a 0,01 T e orientado
conforme indicado na figura. Determine a força eletromotriz média induzida na bobina ao girar 90° a partir da
situação de máximo fluxo.
QUESTÃO 11
Num transformador de perdas de energia desprezíveis, os valores eficazes da corrente e da tensão, no
primário, são
respectivamente 2,00A e 80,0V, e no secundário, o valor eficaz da corrente é de 40,0A. Portanto, o quociente entre
o número de espiras no primário e o número de espiras no secundário, e a tensão no secundário são,
respectivamente:
a) 40 e 40,0V
b) 40 e 20,0V
c) 20 e 20,0V
d) 20 e 4,0V
e) 10 e 2,0V