Física 2: Eletricidade e Magnetismo: exercícios e questões de prova

Cargas elétricas, forças e campos, circuitos CC, capacitores e circuitos RC, e corrente alternada: o segundo semestre de física universitária.

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Pacote de revisão (PDF)Formulários, etapas dos métodos e exercícios com soluções completas, prontos para imprimir.

Tópicos desta disciplina

  1. Lei de Coulomb e campos elétricosforça entre duas cargas · campo entre duas cargas · forças em ângulo retocálculos
  2. Resistores em série e paralelo3 resistores · 4 resistores · escada de 6 resistorescálculos
  3. Transitórios RC e RLcarga RC · circuito RL · capacitor com carga inicialcálculos
  4. Campos magnéticos e induçãocampos de correntes e forças magnéticas · partículas carregadas, Faraday e Lenz · geradores, indutância e feixes de partículascálculos
  5. Impedância CA e fasoresRL série · RLC série · tensão no capacitor e ressonânciacálculos

Dicas de prova para Física 2: Eletricidade e Magnetismo

  • Forças e campos de várias cargas se somam como vetores: desenhe cada um antes de somar.
  • Converta µC para C e cm para m antes de usar a lei de Coulomb.
  • Um capacitor bloqueia a corrente contínua depois de carregado; a constante de tempo τ = RC define a rapidez com que isso acontece.
  • Para forças magnéticas e correntes induzidas, esboce ⊗ e ⊙ e use sempre a regra da mão direita: a maioria dos pontos perdidos vem de sentidos errados.

Exemplos resolvidos

Lei de Coulomb e campos elétricosFácil
++4 µC++1 µCr = ?

Cargas pontuais de +4 µC e +1 µC exercem uma força de 20 N uma sobre a outra. A que distância r elas estão? Dê a resposta em cm. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +1 µCF = 20 N

Calcule r (cm)

Mostrar dicas
  1. Isole r na lei de Coulomb.
  2. r = √(k·|q₁·q₂|/F).
  3. r² = 0,001798 m².
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Coulomb’s law: two point charges attract or repel with F = k·|q₁·q₂|/r², with k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². The field of a point charge is E = k·|q|/r², pointing away from a positive charge and towards a negative one. Forces and fields from several charges add as vectors.

Resolver para a distância

r = √(8,99 × 10⁹·4 × 10⁻⁶·1 × 10⁻⁶/20) = 0,0424 m
r = 4,24 cm

Resposta

r = 4,24 cm
Resistores em série e paraleloMédia
R1​ = 6 ΩIR1​R3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Encontre a corrente IR1 fornecida pela fonte, que passa por R1.

V1 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 6 Ω

Calcule IR1 (A)

Mostrar dicas
  1. Reduza a rede passo a passo. Em série, as resistências se somam. Dois resistores em paralelo se combinam como R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₃ e R₄ conduzem a mesma corrente, então estão em série. Esse ramo está em paralelo com R₂, e o resultado está em série com R₁.
  3. Req = 8,25 Ω.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Resistores em série e em paralelo: em série a mesma corrente passa por cada resistor e R = R₁ + R₂ + …. Em paralelo cada resistor tem a mesma tensão e 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Uma rede em escada é reduzida um par por vez até restar uma única resistência equivalente.

R1​ = 6 ΩR3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Combine os resistores a partir da extremidade mais distante

Comece pela extremidade mais distante da fonte e volte em direção a ela. Resistores com a mesma corrente estão em série; resistores entre os mesmos dois nós estão em paralelo.

R3 + R4 = 3 + 6 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2,25 Ω
Req = R1 + 2,25 = 6 + 2,25 = 8,25 Ω

Corrente da fonte

A fonte vê só Req, então a lei de Ohm dá a corrente que ela fornece. Essa corrente passa por R₁.

IR1 = V1/Req = 18/8,25 = 2,182 A

Resposta

IR1 = 2,182 A

Como a prática funciona

  • “Praticar esta disciplina” mistura exercícios de todos os seus tópicos, como numa prova de verdade.
  • Cada exercício tem valores novos, então você aprende o método em vez de decorar uma resposta.
  • Travou? Abra primeiro uma dica pequena, e a explicação completa só quando precisar.
  • Os exames simulados são cronometrados e não têm dicas; no final você recebe sua nota e uma revisão completa.

Calculadoras para esta disciplina

Calculadora de resistores em série e em paraleloCalculadora de divisor de tensãoCalculadora de constante de tempo RCCalculadora de impedância RLCCalculadora da lei de CoulombCalculadora da lei de Ohm (tensão, corrente, resistência e potência)Calculadora do código de cores de resistores (4, 5 e 6 faixas)Calculadora de capacitores (série, paralelo, carga e energia)Calculadora de campo magnético (fio, espira, solenoide e toroide)

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