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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 25.Problemas - Ex. 60

60- Um fio de comprimento igual a 2.0   m é fabricado soldando-se a extremidade de um fio de prata com 120   c m de comprimento a um fio de cobre com 80   c m de comprimento. Cada pedaço de fio possui diâmetro igual a 0.60   m m . Os fios estão na temperatura ambiente, de modo que as resistividades são fornecidas pela Tabela 25.1 . Uma diferença de potencial de 5.0   V é mantida entre as extremidades do fio de 2.0   m de comprimento

( a ) Qual é a corrente na seção de cobre?

( b ) Qual é a corrente na seção de prata?

( c ) Qual é módulo de E no cobre?

( d ) Qual é o módulo de E na prata?

( e ) Qual é a diferença de potencial entra as extremidades da seção de prata no fio?

Passo 1

Pela tabela vemos que a resistividade do cobre e da prata são:

ρ p r a t a = 1.47 × 10 - 8   Ω m

ρ c o b r e = 1.72 × 10 - 8   Ω m

Com isso podemos calcular a resistência que cada fio produz:

R c o b r e = 1.72 × 10 - 8 × 80 × 10 - 2 π 4 0.6 × 10 - 3 2 = 0.0487 Ω

R p r a t a = 1.47 × 10 - 8 × 120 × 10 - 2 π 4 0.6 × 10 - 3 2 = 0.0624   Ω

E como os dois fios estão conectados em série então a corrente que passa pelo fio de cobre também passa no fio de prata, fazendo com que a corrente seja:

I = 5 0.0624 + 0.0487 = 45   A

Passo 2

Para calcular o campo elétrico nós temos que fazer:

E = V L = I R L

Então o campo do cobre será:

E c o b r e = 45 × 0.0487 80 × 10 - 2 = 2.74 V m

E o campo da prata:

E p r a t a = 45 × 0.0624 120 × 10 - 2 = 2.34 V m

Passo 3

Já a tensão no fio de prata será:

V p r a t a = 45 × 0.0624 = 2.81   V

A tensão no fio todo que é de 5   V será:

V = V p r a t a + V c o b r e

Resposta

a )   45   A

b )   45   A

c )   2.74 V m

d )   2.34 V m

e )   2.81   V

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