Enunciado

O motor de arranque de um carro drena uma corrente de 150   A da bateria. O fio de cobre do motor tem 5,0   m m de diâmetro e   1,2   m   de comprimento. O motor de arranque funciona durante 0,80 s, até o motor de o carro entrar em funcionamento.

  1. Que quantidade de carga atravessa o motor de arranque?
  2. Qual é a distância percorrida por um elétron no fio enquanto o motor de arranque estiver funcionando?

Passo 1

Faaaaaala, galera... Tranquileba??

Sabemos que:

I = Q Δ t

Assim, para a)

Q = I * Δ t = 150 A 0.80 s = 120   C

Passo 2

Para b)

Para obtermos a distância percorrida, primeiro precisamos saber a velocidade de deriva, isto é:

J = v d n e

Sendo n o numero de densidade de elétrons do material. Seja o do cobre n c o b r e = 8.5 × 10 28     m - 3

v d = J n e

Sabemos que:

J = I A

v d = I A n e

E sendo um fio regular, isto é, circular:

A = π r 2

Assim:

v d = I π r 2 n e

Portanto:

v d = 150   A π 0.005   m 2 8.5 × 10 28     m - 3 1.60 × 10 - 19   C = 5.617 × 10 - 4 m s

Passo 3

Assim, sabemos que a distancia é dada por:

Δ s = v * t = 5.617 × 10 - 4 m s * 0.80   s = 4.49 × 10 - 4 m

Resposta

Para a)

Q = 120   C

Para b)

Δ s = 4.49 × 10 - 4 m

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