Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

Os equipamentos abaixo relacionados são utilizados em uma residência convencional.

Considerando o custo de 100 kWh/mês igual a R$ 52,54 para consumidor residencial convencional no Rio Grande do Norte, o custo mensal (30 dias) de energia elétrica dessa residência é, aproximadamente, igual a

As redes de alta tensão para transmissão de energia elétrica geram campo magnético variável o suficiente para induzir corrente elétrica no arame das cercas. Tanto os animais quanto os funcionários das propriedades rurais ou das concessionárias de energia devem ter muito cuidado ao se aproximarem de uma cerca quando esta estiver próxima a uma rede de alta tensão, pois, se tocarem no arame da cerca, poderão sofrer choque elétrico.

Para minimizar este tipo de problema, deve-se:

Um plano muito grande, a ponto de ser considerado infinito, possui uma densidade superficial de carga $\sigma$ = 18,0 $\mu$C/m². Qual é o campo elétrico, em N/C, a uma distância de 2,0 cm do centro da placa?

Dado

Considere $ϵ$₀= 9,0×10^-12 C2/(N×m²)

Duas partículas eletrizadas A e B, localizadas num plano isolante e horizontal α, estão em repouso e interligadas por um fio ideal, também isolante, de comprimento 𝓁 igual a 3 cm, conforme ilustrado na figura abaixo.

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A partícula A está fixa e B pode mover-se, sem quaisquer resistências sobre o plano. Quando B, que tem massa igual a 20 g, está em repouso, verifica-se que a força tensora no fio vale 9 N. Imprime-se certa velocidade na partícula B, que passa a descrever um movimento circular uniforme em torno de A, de tal forma que a força tensora no fio altera-se para 15 N. Desprezando as ações gravitacionais, enquanto a tensão no fio permanecer igual a 15 N, pode-se afirmar que a energia do sistema, constituído das partículas A e B, será, em J, de

Considere uma esfera metálica de massa igual a 10^-6 kg e carga positiva de 10^-3 C. Ela é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial v_o=50 m/s, em uma região onde há um campo elétrico uniforme apontado verticalmente para baixo, de módulo E=10^-2 N/C.

A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de

Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

Em missão de treinamento de pouso e decolagem no Porta Aviões São Paulo, entre um pouso e uma decolagem, a aeronave TA-SKU (SKYHAWK) do Esquadrão VF-1, proveniente da Base Aérea Naval de São Pedro da Aldeia, é reabastecida. O Marinheiro responsável, conhecedor do processo de eletrização por atrito à qual toda aeronave fica sujeita em voo e conhecedor das normas de segurança que regulamentam o abastecimento de aeronaves, realiza o procedimento correto: antes de introduzir a mangueira de combustível no bocal do tanque, liga por meio de um fio condutor (fio terra) a aeronave a uma haste metálica no convés do São Paulo. Marque a opção que melhor descreve o processo de eletrização por atrito considerando para tal um sistema eletricamente isolado e constituído de dois corpos.

Seja uma partícula de massa m e carga positiva q, imersa em um campo magnético uniforme $\overrightarrow{B}$, com velocidade inicial $\overrightarrow{v}$ no instante de tempo t = 0. Sabe-se que $\theta$ é o ângulo entre $\overrightarrow{v}$ e $\overrightarrow{B}$, cujos respectivos módulos são $v$ e B. Pode-se afirmar que a distância mínima percorrida pela partícula até que sua velocidade readquira a mesma direção e sentido iniciais é dada por

Na física, define-se resistividade (ϱ) e condutividade (σ) elétrica dos materiais. A relação entre essas duas grandezas é ϱ = 1/σ. Quando se aplica uma diferença de potencial elétrica V, entre os extremos de um resistor ôhmico de comprimento L e seção transversal A, estabelece-se uma corrente i. Assim, a resistividade elétrica do resistor é

Um morador de Pirenópolis, ao entrar em um supermercado, viu, em um anúncio, que uma lâmpada do tipo X consome menos energia que outros tipos de lâmpadas. Querendo economizar energia, esse morador comprou uma lâmpada do tipo X de 12 W e, em casa, a utilizou para substituir uma lâmpada incandescente de 60 W.

Com base nessa situação hipotética, a economia de energia elétrica, em 1 h, em kWh, foi igual a

Materiais são frequentemente classificados baseados na capacidade de os elétrons fluírem através deles. Os materiais em que os elétrons conseguem se mover de maneira livre são chamados condutores, os que não permitem os elétrons fluírem são os isolantes. Assinale abaixo, a alternativa que mostre somente materiais condutores:

Uma carga de prova é colocada a uma distância R de uma placa carregada. A direção de R é normal à placa. Se a placa for muito grande, ao ponto de podermos ignorar efeitos de borda, isto é, supondo que a placa seja infinita, o que acontece com o valor da força que age sobre carga de prova?

Uma espira circular de raio 1,00 cm é colocada no interior de um solenoide de raio 4,00 cm e 10,0 voltas por cm, de maneira que a normal do plano formado pela espira é paralela ao eixo principal do solenoide. O solenoide está ligado a um gerador e por ele passa uma corrente elétrica alternada dada por I(t) = I₀ cos($\omega$t), onde I₀ vale 3,00 mA e $\omega$ = 120$\pi$ rad/s.

O módulo do valor máximo da força eletromotriz induzida na espira circular, em volts, é

Dado

$\pi$ = 3,14

$\mu$₀ = 4$\pi$×10^-7 N/A²

Duas estações E₁ e E₂ são interligadas por uma linha telefônica constituída por dois cabos iguais, cada um com comprimento L = 30 km, conforme ilustrado na figura 1.

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Figura 1

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Durante uma tempestade, uma árvore caiu sobre um dos cabos fazendo um contato elétrico com a terra. Para localizar onde a árvore caiu e reparar o defeito, um técnico procedeu da seguinte forma: uniu os terminais C e D na estação E₂ e, na estação E₁, interligou os terminais A e B por reostatos R₁ e R₂ associados em paralelo com um gerador. As resistências de R₁ e R₂ foram ajustadas de tal forma que o amperímetro A não indicou a passagem de corrente elétrica, conforme esquematizado na figura 2.

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Figura 2

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Considere que os contatos elétricos, as ligações com a terra e o amperímetro têm resistências elétricas desprezíveis e que R₁ e R₂ valem, respectivamente, 4,5 kΩ e 1,5 kΩ .

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Nessas condições, o ponto onde a árvore tocou o fio se localiza a uma distância d, em relação à estação E₁, em km, igual a

Duas partículas carregadas -Q e -2Q estão separadas por uma distância 3L, de acordo com a Figura a seguir.

O campo elétrico líquido, medido no ponto B situado a uma distância L da partícula -Q, é expresso do seguinte modo:

O valor da carga elétrica do elétron foi determinado a partir de experimento realizado pelo físico Robert Millikan. Seu experimento consistia em uma câmara de bolhas, onde ele incorporou duas placas de metal, estabelecendo um campo elétrico variável no interior do dispositivo. Gotículas de óleo foram pulverizadas no aparato, de forma que ficavam sujeitas à ação do campo elétrico e da força peso. Considere o sistema ao lado, semelhante ao aparato utilizado por Millikan, em que uma partícula carregada (q) cai em movimento uniforme com velocidade $\overrightarrow{v}$ , sob ação da força peso e da força elétrica, em uma região entre duas placas carregadas com cargas de sinal oposto:

O campo elétrico entre as placas, em função da massa da partícula de sua carga e da aceleração da gravidade , é escrito como

O valor da intensidade do vetor campo elétrico gerado pela carga Q₁ em um ponto situado a uma distância “d” dessa carga é igual a E.

Mantendo as mesmas condições, a intensidade da carga geradora e o meio, coloca-se nesse mesmo ponto uma carga teste Q₂ com o mesmo valor da carga Q₁. Nessa condição, pode-se afirmar que a intensidade do vetor campo elétrico gerado por Q₁ nesse ponto será _____.

Duas cascas esféricas metálicas e concêntricas, de raios R_i e R_e, formam um capacitor esférico. Quando R_e = 2R_i, a capacitância do capacitor é C₀.

Se dobrarmos o raio da casca externa tal que R_e = 4R_i, a nova capacitância será

A primeira observação da eletrificação de objetos por atrito perdeu-se na antiguidade. Os filósofos gregos, como por exemplo, Thales, de Miletus, no ano 600 a.C., já sabiam que ao esfregar uma peça de âmbar com um pedaço de lã ou pele, eram capazes de conferir ao âmbar a propriedade de atrair pequenos pedaços de palha. A palavra elétron, aliás deriva da palavra âmbar (elektron), em grego. Esta constatação originou a ciência da eletricidade.

Disponível em: http://www.lsi.usp.br/~dmi/manuais/HistoriaDaEletricidade.pdf Acesso: 16 maio 2018.

Os corpos A, B e C estão eletrizados. Se A repele B e A atrai C, é CORRETO afirmar que seguramente:

Um dado capacitor apresenta uma certa quantidade de carga Q em suas placas quando submetido a uma tensão V. O gráfico ao lado apresenta o comportamento da carga Q (em microcoulombs) desse capacitor para algumas tensões 𝑽 aplicadas (em volts).

Com base no gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente a energia U armazenada nesse capacitor quando submetido a uma tensão de 3 V.

Dez banhos, cada um de 10 minutos de duração em um chuveiro elétrico de 600 W, ligado em uma tomada de 220 V, onde o preço unitário de energia elétrica é igual a R$ 0,60 por kWh, custam, em reais,