P2 Fisica Geral 3

1) (2p) Uma bateria recarregável de notebook tem força eletromotriz \u03b5 = 14 V e capacidade de 5 A.h. O equipamento exige uma potência de 40 W para operar. Determine:\na) A energia química armazenada na bateria, quando completamente recarregada (adote 1 Ah = 3600 C).\nb) O tempo durante o qual o notebook pode funcionar fora da tomada até a descarga total da bateria.\n\n2) (2p) Considere o circuito mostrado na figura ao lado. Sendo C1 = 16.0 µF, C2 = 4.0 µF e C3 = 6,00 µF, para V = 12 V, determine:\na) a capacitância equivalente do circuito nos terminais em que V é aplicada;\bb) as diferenças de potencial e as cargas em cada capacitor.\n\n3) (2p) Em Porto Alegre, a maioria das casas recebe tensão elétrica de 110 V. Em uma dessas casas, um chuveiro elétrico de consumo máximo de 5400 W deverá ser instalado. O técnico tem a opção de usar fios ou disjuntores que suportam correntes até 25 A, 35 A, 60 A e 100 A, com custo crescente. Levando em conta custo e segurança da instalação, qual desses quatro conjuntos de fios e disjuntores deverá ser comprado? Por quê?\n\n4) (2p) Na Fig. ao lado, uma barra fina de comprimento L, carregada positivamente com carga Q, uniformemente distribuída, colocada ao longo do eixo x e com uma extremidade na origem (x = 0), tem uma distribuição de carga linear dada por Q = Q/L. Considerando o potencial no infinito igual a zero, calcule o valor de V no ponto P sobre o eixo x.\n\n5) (2p) Um circuito contendo resistores ligados a uma bateria de 12 V é mostrado na figura ao lado; a corrente e) a tensão ambas no resistor de 4 Ω. e = 14V\nW = i.t.E\nw = 3600 . 5.14\nW = 252.10^3 J = 252 kJ\n\nb) P = W / T\n\n40 = 252.10^3 + t = 252.10^3 / 40\n\n+ 6.300 = 1.975h = 1h 45 min\n\n2)\na\n\n1/C1 = 1/C3\n\nb\n\nC5 = C2 + C4\nC5 = C3 + C1.C2 / C1 + C2\n\nC5 = 64 + 16 - 4.4 x 10^-6\n\n16 + 4 = 9.4 x 10^-6\n\nC5 = 6.4 + 6.4\n20\n\nC5 = 9.24 µF = 9.2 x 10^-6 F b) C = Q / V\n\nQtotal = C5.V\n\nQtotal = 6.6 x 10^-6 C\nQtotal = 7.2 x 10^-6 = 7.2 x 10^-5 C\n\nCeq = C1 + C2 + C3\nCeq = 6.84 /(20) F\n\nQ12.C4.V = 5.24 µF . 12.7.38.84 x 10^-5\n\nQ1 = Q2 + Qe\nQ1 = C1, V1, 3.84 x 10^-5 = 96,10^-6 Y\nV2 = 2.4 V\n\nV = 7.2 x 10^-5\n\nO disjuntor que mais vale a pena em relação a custo-segurança é o da corrente máxima de 60 A, pois para qualquer um dos dois disjuntores onde i < 60 A, não aguentam correntes de 50 A, o que é a corrente que o chuveiro puxará assim, as chuvas caíram. Já a chuva de 100 A é mais cara e como não possui corrente próxima do chuveiro, caso ocorra algum curto circuito no próprio chuveiro ou na fiação, haverá risco de chuveiro que o mesmo não cair, a que causará a queima do chuveiro e talvez até da fiação que liga disjuntor-chuveiro. V = \\frac{\\lambda}{r \\varepsilon_0}\n\\n dV = \\frac{d\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0 r^{2}} D\n\\n dV = \\frac{\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0} \\int \\frac{dx}{D}\n\\n dV = \\frac{\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0} \\int \\frac{dx}{\\sqrt{y^{2} + D^{2}}}\n\\n \\sin\\theta = \\frac{y}{\\sqrt{y^{2} + D^{2}}}\n\\n \\cos\\theta = \\frac{D}{\\sqrt{y^{2} + D^{2}}}\n\\n V = \\frac{\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0} \\ln \\left(\\sqrt{y^{2} + L^{2}} + L - y \\cdots\\right)\n\\n K = \\frac{\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0} \\left[\\frac{\\sqrt{y^{2} + L^{2}} - L}{y}\\right]\n\\n \\sum = \\frac{\\lambda}{4 \\pi \\varepsilon_0}\n\\n V = \\sum \\left(\\frac{K L}{\\sqrt{y^{2}+L^{2}}} - \\frac{K y}{\\sqrt{y^{2}+L^{2}}}\\right) R_i = V\n\\n R_3 = \\sum_{i=1}^{n} R_i\n\\n R_P = \\frac{1}{R_P} \\sum_{i=1}^{n} R_i^{-1}\n\\n V_{x} = V\n\\n \\frac{1}{R_4} = \\frac{1}{6} + \\frac{1}{12}\n\\n R_{i2} = V_{a}\n\\n i_a = \\frac{V_a}{R_a}\n\\n i_a = \\frac{12}{8}\n\\n i_{x} = \\frac{3}{2}\n\\n i_q = \\frac{3A}{4}\n\\n \\text{Bonus:}\n\\n \\text{If the derivative of something equals zero, then that something was already zero, or it was a constant...}\n\\n E(x,y,z) = 0, V(x,y,z) \\text{needs to just be constant}