Raccolta Gare di Fisica

Brasil 2016 — ProvaExpNiv22016.pdf

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Fonte: gare di altri paesi/Brasile/OBF2016_Provas/OBF_2016_F3_provas/ProvaExpNiv22016.pdf · Apri PDF · apri PDF p.5 Cluster: Elettromagnetismo

Problema 1

  1. Medir e anotar a voltagem da fonte com as pilhas utilizando o multímetro. (2 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Measurement & Instrumentation, Experimental Data Analysis Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 2

multímetro. (2 pontos)

  1. Escrever o valor da resistência fixa via código de cores e via medida direta com multímetro. (2 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Measurement & Instrumentation, Experimental Data Analysis Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 3

  1. Determine e escreva o intervalo de variação dos resistores variáveis fornecidas, denominando como Rvar1 o mais próximo a bateria e Rvar2 o mais afastado. (2 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Equivalent Circuit Reduction, Experimental Data Analysis Competenze: Measurement & Instrumentation, Diagrammatic Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 4

numa figura. (4 pontos)

  1. Montar um circuito com uma resistência fixa em série com a fonte, coloque o circuito numa figura. (4 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 5

  1. Determinar o valor da tensão e corrente no resistor com multímetro. (5 pontos) Após as medidas, coloque o multímetro na posição “OFF” desligado, e retire o resistor fixo e/ou fio condutor do circuito, guardando-o no saquinho plástico.

ETAPA 2: (25 pontos) Em todos os circuitos que utilizam uma fonte de tensão em geral é colocado um resistor em série com a fonte, denominado resistor de proteção Rp, para proteção da fonte e circuito. No caso de pilhas um curto circuito sem a utilização do Rp pode descarregar as pilhas em alguns minutos. No nosso caso, vamos utilizar um dos resistores fixos como Rp colocando-o entre os pontos P-1 e P-3. Todos os circuitos doravante devem ser iniciados a partir do ponto P-3.

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Experimental Data Analysis Competenze: Measurement & Instrumentation, Experimental Data Analysis, Diagrammatic Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 6

  1. A teoria de Thevenin diz que dados uma fonte com tensão de saída Vo e um conjunto de resistores, podemos sempre arrumar de alguma forma estes resistores, de modo a obter uma nova fonte de tensão mais baixa com um resistor equivalente. Descreva um circuito, mantendo o resistor Rp, e adicionando outro(s) resistor(es) para obter uma nova fonte com tensão de saída de 2,50 V. Vamos definir as saídas da diferença de potencial (ddp) de 2,50 V como saídas A e B. (15 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 7

  1. Monte o circuito proposto por você e coloque o circuito numa figura mostrando as saídas A e B. Qual o possível valor do resistor equivalente? Meça e escreva a voltagem de saída AB e compare com o resultado obtido no item anterior. (10 pontos) Após as medidas, coloque o multímetro na posição “OFF” desligado.

ETAPA 3: (35 pontos) Considerando que as saídas A e B são agora saídas de uma nova fonte de 2,50 V, com uma certa resistência interna Ri, colocar um resistor variável ligado nas saídas AB.

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction, Experimental Data Analysis Competenze: Measurement & Instrumentation, Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 8

  1. Para cada valor da resistência no resistor variável podemos obter uma voltagem e corrente aplicada no resistor. Obtenha uma tabela com variação da voltagem (0~2,50V), corrente, resistência calculada e potência dissipada no resistor variável. (20 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction, Experimental Data Analysis Competenze: Experimental Data Analysis, Mathematical Modeling, Measurement & Instrumentation Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 9

  1. Faça uma figura com potência dissipada versus resistência variável. (15 pontos) 6

Após as medidas, coloque o multímetro na posição “OFF” desligado, e retire o resistor fixo e/ou fio condutor do circuito, guardando-o no saquinho plástico.

ETAPA 4: (25 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization Competenze: Graph Linearization, Experimental Data Analysis, Diagrammatic Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 10

  1. Considerando, de acordo com Teorema de Thevenin, que a nova fonte pode ser caracterizada por uma fonte de força eletromotriz Vi e resistência interna Ri obtenha a equação que relaciona potência fornecida para resistor, Rv, Vi e Ri e determine o valor máximo que a potência pode atingir. (15 pontos)

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Calculus-Integration, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.6

Problema 11

  1. Discuta os resultados obtidos via análise dos resultados do item 10, gráfico do item 9 e os valores dos resistores utilizados para obter a nova fonte. (10 pontos) Após as medidas, coloque o multímetro na posição “OFF” desligado, e retire o resistor fixo, e/ou fio condutor do circuito impresso, guardando-os no saquinho plástico. Retire todos os fios dos polos conectados.

Algarismos Significativos REGRAS i. Os erros das medidas são representados com um algarismo significativo. Exceto quando este algarismo significativo for os números 1 ou 2, utilizamos dois algarismos significativos. ii. A posição do último algarismo significativo do valor principal deve ser definida pelo valor do erro obtido. Não tem sentido um número menor que o valor do erro. Portanto, o valor principal deve sempre ter seu último algarismo significativo na mesma casa do último algarismo significativo do erro. iii. O valor principal e o seu erro devem sempre estar na mesma potência e unidade. iv. Os erros lidos diretamente nos instrumentos, ou fornecidos pelo fabricante, são escritos apenas com um algarismo significativo, exceto se vier com 2 algarismos escritos no instrumento. v. Para arredondamento: de 0,000 até 0,499 mantém-se o último algarismo significativo. De 0,500 até 0,999 acrescentamos uma unidade ao último algarismo significativo. vi. O número zero colocado à esquerda do valor principal ou do erro não é algarismo significativo, mas colocado à direita é um algarismo significativo do número. vii. Para o efeito de cálculo, trabalhamos com todos os números disponíveis no instrumento, mas a representação final sempre deve obedecer às regras acima.

Propagação de erros em um cálculo matemático

Quando obtemos qualquer medida experimental, sempre teremos o envolvimento do erro da medida. Ao realizarmos cálculo com essas medidas teremos uma propagação destes erros e o resultado também deve ser representado com um erro.

Se tivermos duas medidas do tipo, x , e y , e realizarmos uma operação matemática qualquer, o resultante f(x,y) também terá um erro ). O valor do erro ) pode ser obtido pela equação: 7

) = [( df dx)2(Δx)2 + ( df dy)2(Δy)2]1/2

Para um cálculo rápido e simplificado, apresentamos a seguir uma lista de fórmulas para operações mais comuns.

Topic: Circuits Metodi: Experimental Data Analysis, Error Propagation, Kirchhoff’s Laws Competenze: Experimental Data Analysis, Error Propagation, Significant Figures Fonte: Testo (PDF) — p.6

Vista grafico