Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

No período de alto verão brasileiro temos o chamado “horário de verão”, que é a prática de se adiantar o relógio em uma hora, com o intuito de diminuir o consumo de energia elétrica devido à iluminação. Há muitas controvérsias sobre se essa prática realmente contribui para um menor consumo, mas em relação à economia elétrica em termos de iluminação, atualmente, temos à nossa disposição as lâmpadas de LED (sigla em inglês para Light Emitting Diode). Segundo Isac Roizenblatt, diretor técnico da Abilux, Associação Brasileira da Indústria de Iluminação Brasileira, o LED já supera os demais modelos de lâmpadas no mercado, pois consome 90% menos de energia elétrica se comparado com uma lâmpada incandescente normal.

Se numa casa ficam acesas, em média, 8 lâmpadas incandescentes (100 W) por 10 horas ao dia, quanto seria a diferença no consumo mensal de energia elétrica dessa casa, em Wh, apenas devido à iluminação, se as lâmpadas incandescentes fossem substituídas por lâmpadas de LED? (Considere um mês composto de 30 dias.)

Em uma região do espaço completamente afastada da influência de outras cargas elétricas, temos um anel circular de raio r e espessura desprezível uniformemente carregado com carga elétrica $Q$ . Seja P um ponto sobre o eixo de simetria do anel e situado a uma distância $\chi$ do centro do anel. O módulo do campo elétrico E gerado pela distribuição de cargas do anel no ponto P é:

Observação: A permissividade elétrica na região onde encontra-se o anel é 𝜀.

Foram associados em série seis capacitores iguais e a capacitância equivalente dessa associação é de 1,5 μF. Em seguida, foram associados quatro desses capacitores em paralelo a uma tensão de 100,0 V.

A energia potencial elétrica dessa nova associação, em J, é de aproximadamente

Duas esferas condutoras idênticas de carga q = 2,0 $\mu$C estão penduradas em fios não condutores de comprimento D = 30,0 cm, conforme apresentado na figura abaixo. Se o ângulo entre os fios vale $\theta$ = 90°, qual é o valor das massas das esferas?

Dado: constante dielétrica k = 9,0 x 10⁹ N.m²/C²; aceleração da gravidade g = 10,0 m/s²

Uma partícula carregada ao entrar em um campo magnético percorre uma trajetória circular que pode ter o sentido horário ou anti-horário. Sobre a velocidade de movimento dessa partícula, pode-se afirmar que

Considerando que a potência instalada de um determinado consumidor esteja distribuída como: a) CARGA A - 0,5 KW; b) CARGA B - 2 KW e c) CARGA C - 1,5 KW, sendo o período de funcionamento "LIGADO" diário de todas elas conforme ilustrado no gráfico abaixo.

Indicar o custo do consumo da energia elétrica ao final de 30 dias, sendo R$ 0,85/KWH e os impostos totais no valor de R$ 25,00. Além disso, as cargas elétricas operaram em bandeira vermelha ao custo total de R$ 5,00.

Assinale a alternativa que indica o valor CORRETO:

Considere dois condutores, 1 e 2, de mesmo material, sendo o comprimento do fio 1 igual a três quartos do fio 2, e o diâmetro do fio 1 igual à terça parte do fio 2.

Se submetidos a uma mesma tensão elétrica, a razão entre as intensidades das correntes elétricas 1 e 2 será:

O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante $\overrightarrow{B}$, descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon.

A massa do íon medida por esse dispositivo será

Um grupo de estudantes atritou uma régua de plástico contra um pedaço de pano. Com o atrito, a régua passou a atrair papéis picados situados sobre a mesa do laboratório.

Dentre as alternativas a seguir, assinale a explicação CORRETA para esse fenômeno.

Assinale a alternativa que indica apenas materiais que são condutores de eletricidade.

No triângulo retângulo isóceles XYZ, conforme desenho abaixo, em que XZ = YZ = 3,0 cm, foram colocadas uma carga elétrica puntiforme Qx = +6 nC no vértice X e uma carga elétrica puntiforme Qy = +8 nC no vértice Y.

A intensidade do campo elétrico resultante em Z, devido às cargas já citadas é

Dados: o meio é o vácuo e a constante eletrostática do vácuo é k_o= 9 · 10⁹ $\frac{N.m^2}{C^2}$

Desenho Ilustrativo - Fora de Escala

O processo de eletrização por atrito é mais comum do que se pode imaginar. Vestir uma blusa de lã ou sintética, andar sobre o carpete ou mesmo pentear os cabelos com uma escova são processos que levam ao aparecimento de cargas elétricas nos corpos carregados. Geralmente, grande parte delas se dissipa nas partículas de água em suspensão na atmosfera, mas no inverno, quando observamos a baixa umidade do ar, as cargas se acumulam nos corpos e se dissipam rapidamente quando entramos em contato com outros corpos. Um exemplo comum desse fenômeno são os choques que tomamos quando saímos de um carro que estava em movimento. A intensidade do choque varia de acordo com as características físicas e com os fatores externos. Segundo a Associação Brasileira de Medicina e Acidentes no Tráfego (Abramet), pessoas que transpiram muito ficam mais expostas às descargas, pois há mais sais minerais (condutores de eletricidade) na pele. Para diminuir a intensidade do choque, antes de sair do carro podemos segurar alguma parte da lataria e só tirar a mão dali quando o pé estiver no chão.

Em relação ao processo de eletrização por atrito, podemos afirmar que:

Dados:

• constante de Coulomb:

• cargas elétricas:

• posições das partículas:

Considerando todas as grandezas dadas no Sistema Internacional de Unidades, o módulo da componente y do impulso da força que uma partícula exerce sobre a outra no intervalo de tempo de 1,0 a 6,0 é:

A interação elétrica entre duas partículas carregadas, em repouso ou em movimento relativo muito lento, é proporcional às suas cargas e ao inverso do quadrado da distância entre elas, e tem a direção da linha que une as duas cargas. Sobre a unidade de carga, podemos afirmar corretamente que

Um pêndulo simples de comprimento 1,0 m, massa de 5,0 x 10^-3 kg e carga elétrica -8,0 μC é inserido em uma região que possui um campo elétrico uniforme e vertical E. Sendo o período do pêndulo igual a 1,2 s, o módulo do campo elétrico é, aproximadamente:

A respeito de campos magnéticos, considere as seguintes afirmativas:

1. A Terra tem um campo magnético.

2. Correntes elétricas produzem campos magnéticos.

3. Quando polos de mesmo nome pertencentes a dois ímãs diferentes são aproximados, eles se repelem.

4. Uma carga elétrica com velocidade nula sob a ação de um campo magnético não sente a ação de nenhuma força magnética.

Assinale a alternativa correta.

Um fio circular no plano xy, com centro na origem e raio d=1, está uniformemente carregado com carga total Q=8. Admitindo que esse fio está no vácuo e considerando as unidades no Sistema Internacional, assinale a opção que fornece a força elétrica que age numa partícula de carga q=2 colocada no ponto {0,0,-1),

Três esferas idênticas de massa $m$, carga elétrica $Q$ e dimensões desprezíveis, são presas a extremidades de fios isolantes e inextensíveis de comprimento $l$. As demais pontas dos fios são fixadas a um ponto $P$, que sustenta as massas. Na condição de equilíbrio do sistema, verifica-se que o ângulo entre um dos fios e a direção vertical é $\theta$ , conforme mostra a figura. Sendo ${\epsilon }_0$ a permissividade elétrica do meio, o valor da carga elétrica $Q$ é dada por