Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

A unidade de medida adotada internacionalmente para a medida de cargas elétricas é chamada de:

Um professor de ciências realizou um experimento em um ambiente controlado utilizando uma esfera metálica “A”, inicialmente neutra, fixada em um suporte isolante. O experimento segue as etapas abaixo:

1. Um bastão de vidro negativamente eletrizado é aproximado da esfera “A”, sem tocá-la.

2. Com o bastão mantido na mesma posição, a esfera “A” é conectada à terra por meio de um fio condutor.

3. O fio terra é desconectado.

4. O bastão eletrizado é afastado para uma longa distância.

Considerando os processos de eletrização e a conservação das cargas, assinale a alternativa que descreve corretamente o estado final da esfera “A” e o movimento de cargas durante o processo:

Um capacitor de placas paralelas tem capacitância $C_0$ no vácuo. Um dielétrico de constante $\kappa$ = 4 é inserido, preenchendo apenas metade da distância entre as placas. Qual a nova capacitância?

Coloque F (falsa) ou V (verdadeira) nas afirmativas abaixo, considerando o conceito dos processos de eletrização e assinale a opção correta.

( ) No processo de eletrização por atrito, dois corpos, quando eletrizados, apresentam cargas de sinais opostos.

( ) No processo de eletrização por contato, os corpos, quando eletrizados, apresentam cargas de sinais opostos.

( ) Qualquer que seja o processo de eletrização, os corpos, quando eletrizados, sempre apresentam cargas de sinais iguais.

( ) No processo de eletrização por indução, os corpos, quando eletrizados, apresentam cargas de sinais opostos.

A carga elétrica é uma propriedade fundamental da matéria responsável pelas interações eletrostáticas entre as partículas subatômicas. Assinale a alternativa que corretamente aponta os tipos e aspectos das cargas elétricas.

Quando se fala sobre fontes de energia no Brasil e também no mundo, é fundamental saber a diferença entre os conceitos de matriz energética e o de matriz elétrica. Elas mostram qual o porcentual de participação de cada fonte de energia em relação ao total, sendo na matriz energética, as fontes utilizadas para gerar energia no geral e na matriz elétrica, apenas as fontes disponíveis para a geração da eletricidade.

(Fonte: https://jornal.usp.br/campus-ribeirao-preto/serie-enegia-a-diferenca-entrematriz-energetica-e-matriz-eletrica-ajuda-a-entender-o-problema-energetico/)

No Brasil, a matriz

Em um laboratório de altas energias, um pesquisador dispõe de quatro esferas metálicas idênticas (A, B, C e D), isoladas por suportes dielétricos. Inicialmente, a esfera A possui uma carga elétrica Q, enquanto as esferas B, C e D estão neutras. O experimento é conduzido nas seguintes etapas sequenciais:

1. A esfera A é colocada em contato simultâneo com as esferas B e C. Após o equilíbrio, elas são separadas.

2. A esfera C é aproximada de um eletroscópio de folhas inicialmente neutro, sem tocá-lo, enquanto a haste do eletroscópio é conectada temporariamente à terra e depois liberada.

3. A esfera B é colocada em contato com a esfera D. Após o equilíbrio, elas são separadas.

4. Por fim, a esfera A é colocada em contato com a esfera D.

Considerando que o sistema é isolado e não há troca de cargas com o ar, as cargas finais das esferas A, B, C e D são, respectivamente:

A figura a seguir apresenta uma esfera de polietileno (A), uma esfera metálica condutora (B), inicialmente neutra, e um fio condutor dotado de uma chave elétrica do tipo liga/desliga (interruptor simples), que permite conectar ou desconectar a esfera B da terra.

Figura – Sistema experimental para eletrização, composto por esfera isolante de polietileno (A), esfera metálica condutora (B) montada sobre suporte isolante e conectada à terra por meio de fio condutor com chave elétrica do tipo liga/desliga (inicialmente fechada, estabelecendo contato elétrico com a terra), além da tabela triboelétrica de referência

Após atritar a esfera A com papel, ela adquire carga elétrica. Sem que haja contato entre as esferas A e B, deseja-se eletrizar a esfera B utilizando apenas os elementos apresentados na figura. Considerando a tabela triboelétrica apresentada e os princípios da eletrostática, assinale a alternativa que descreve corretamente o procedimento e o sinal final da carga adquirida pela esfera B.

Um professor analisa o uso de um veículo elétrico, como o Tesla Model 3, para seus deslocamentos diários.

O veículo apresenta as seguintes características:

• Capacidade total da bateria: 60 kWh;

• Autonomia com carga completa: 420 km;

• O professor recarrega o carro sempre que a bateria atinge 15%;

• Custo da energia elétrica: R$ 0,80 por kWh.

Considerando que o consumo de energia é constante, assinale a que alternativa apresenta corretamente, e respectivamente; a energia utilizada entre recargas, o custo de cada recarga, e a distância percorrida entre recargas.

A respeito dos conceitos sobre ondulatória e eletromagnetismo, assinalar a alternativa que preenche as lacunas abaixo CORRETAMENTE.

A luz é uma onda _________ que se propaga no vácuo, enquanto o magnetismo e a eletricidade estão relacionados à movimentação de _________.

A carga elétrica é um conceito fundamental em eletricidade, explicando diversos fenômenos da natureza. A eletrização ocorre quando se friccionam dois materiais diferentes, sendo, portanto:

Uma esfera metálica, carregada com carga – 30 mC, é aproximada de outra esfera idêntica descarregada que está conectada a uma lâmpada (50 W – 10 V); e essa, por sua vez, à terra, por meio de fios ideais e capacitância desprezível.

Durante o movimento ordenado de elétrons no processo de carga, para um intervalo de tempo de 0,04 ms, a corrente é considerada constante e o brilho da lâmpada normal.

Nesse mesmo intervalo de tempo, tem-se que a carga, em mC, adquirida pela esfera neutra vale:

Durante uma aula de investigação científica, um estudante esfrega vigorosamente um bastão de vidro isolado e neutro em um pedaço de seda. Após o atrito, ele observou que o bastão de vidro atraiu pequenos pedaços de papel. Para realizar o relatório da aula prática, o estudante deve explicar corretamente que essa atração ocorre porque

Um chuveiro elétrico cujas especificações são 7500 W/110V é usado durante 30h, enquanto um ar-condicionado de especificações 1500 W/110V é usado durante 80h no mesmo período. Com os dois aparelhos ligados conforme suas especificações, é correto afirmar que:

As usinas eólicas têm contribuído positivamente para a sustentabilidade energética ao redor do mundo, apesar dos impactos ambientais e sociais que estão associados à sua implantação tanto em áreas de preservação ambiental quanto nas áreas urbanas. Por outro lado, a conversão da energia eólica em eletricidade não é direta, pois em muitos aerogeradores de grande porte utiliza-se um sistema de engrenagens (multiplicadora) para converter o movimento relativamente lento das pás em uma rotação suficientemente elevada para acionar o gerador elétrico. Dada uma turbina eólica que tem três pás com raio de 60 metros cada, as quais giram com velocidade constante de 12 rpm (rotações por minuto) sob vento moderado.

De acordo com isso, assinale a alternativa correta:

Para que as duas cargas saiam da região de campo elétrico com a mesma velocidade, devem ser aceleradas por uma mesma diferença de potencial V₂ - V₁, uma vez que ambas possuem a mesma carga.

Observe a figura a seguir.

A figura acima mostra esquematicamente dois condutores, A e B, esféricos. O condutor A é maciço, tem raio R e é concêntrico ao condutor B, que consiste em uma casca esférica de raio 2R. Ambos os condutores são neutros e estão interligados por um fio condutor de capacidade elétrica desprezível. O sistema é, então, carregado com uma carga total de 6C que se distribuirá entre os condutores A e B. Após o equilíbrio eletrostático ser alcançado;ias cargas das superfícies interna e externa do condutor B:serão, respectivamente:

No experimento de Millikan para medição da carga elétrica elementar, a estrutura consiste em uma câmara contendo uma pequena gota de óleo, que é injetada dentro de um espaço entre duas placas metálicas paralelas e próximas entre si. Essas placas podem ser carregadas com uma diferença de potencial, criando um campo elétrico entre elas. Uma gota de óleo esférica de raio 𝑟 e densidade 𝜌 está imersa no ar com viscosidade 𝜂 e densidade 𝜌_𝑎. Quando nenhuma diferença de potencial é aplicada entre as placas, a gota cai sob a ação da gravidade com uma velocidade terminal de descida 𝑣_𝑑. Quando uma diferença de potencial 𝑉 é aplicada entre as placas, a mesma gota sobe com uma velocidade terminal de subida 𝑣_𝑠. Sabe-se também que a aceleração da gravidade é 𝑔 e a distância entre as placas é 𝑑. Considerando que a força de arrasto viscosa sobre a gota é dada pela Lei de Stokes 𝐹 = 6𝜋𝜂𝑟𝑣, qual é a expressão para a carga 𝑞 da gota em termos de 𝑟, 𝜌, 𝜂, 𝑔, 𝑉, 𝑑, 𝑣_𝑑, e 𝑣_𝑠?

De acordo com a NR-10 (Segurança em Instalações e Serviços com Eletricidade), qual das seguintes afirmativas é CORRETA quanto ao treinamento dos trabalhadores?

No experimento da gota de óleo de Millikan, uma gota de óleo de massa 4,8×10^-15 kg é equilibrada no ar por um campo elétrico uniforme de intensidade 2,0×10⁵ N/C, gerado entre duas placas paralelas horizontais.

Assinale a alternativa CORRETA que apresente o valor da carga total da gota de óleo: