Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

No circuito, com a chave Ch aberta, um aluno do IFPA, orientado pelo seu professor de física, verifica que o capacitor C está descarregado. O professor agora fecha o circuito através da chave Ch. Nessas condições, a carga elétrica final do capacitor medida pelo aluno será:

Quando se liga o interruptor de um abajur, sua lâmpada de incandescência acende quase instantaneamente. Isso nos dá a impressão de que os elétrons que estavam próximos ao interruptor saem em disparada através do fio até chegarem ao filamento da lâmpada e transferirem para ele a energia elétrica que transportam, o que é falso.

O movimento dos elétrons através de um fio condutor é muito lento. O que viaja muito rapidamente através do fio é a informação fornecida a todos os elétrons livres do fio de que o interruptor foi ligado (isto é, o que é veloz é o fornecimento de energia elétrica aos elétrons livres do fio quando se liga o interruptor). Para analisarmos a velocidade com que, em média, os elétrons se deslocam através de um fio condutor, imaginemos um fio de cobre cilíndrico, de seção reta uniforme de área igual a 1,0 x 10^–6m² , percorrido por uma corrente elétrica de 2,72 A de intensidade.

Obs.: sabe-se que no cobre há 8,5 x 10²⁸ elétrons livres por metro cúbico.

Sendo o módulo da carga do elétron e = 1,6 x 10^–19C, a velocidade com que, em média, os elétrons estão se deslocando através desse fio é de

Uma pequena esfera C, com carga elétrica de + 5 ⋅10^-4C , é guiada por um aro isolante e semicircular de raio R igual a 2,5 m, situado num plano horizontal, com extremidades A e B, como indica a figura abaixo.

A esfera pode se deslocar sem atrito tendo o aro como guia. Nas extremidades A e B deste aro são fixadas duas cargas elétricas puntiformes de + 8 ⋅10−6C e + 1⋅10−6C , respectivamente. Sendo a constante eletrostática do meio igual a $4\sqrt{5}.10^9\frac{N.m^3}{C^2}$ , na posição de equilíbrio da esfera C, a reação normal do aro sobre a esfera, em N, tem módulo igual a

Em uma residência, durante um intervalo de 30 dias, o forno de micro‐ondas não foi utilizado, porém foi mantido ligado na tomada, operando em ‘stand‐by’ com uma potência de 5 W. O consumo de energia desse micro‐ondas no período considerado é equivalente ao consumo de uma lâmpada de 60 W que permanece ligada sem interrupção por:

Um sistema é composto por quatro cargas elétricas puntiformes fixadas nos vértices de um quadrado, conforme ilustrado na figura abaixo.

As cargas q₁ e q₂ são desconhecidas. No centro Ο do quadrado o vetor campo elétrico E r , devido às quatro cargas, tem a direção e o sentido indicados na figura. A partir da análise deste campo elétrico, pode-se afirmar que o potencial elétrico emΟ

Duas cargas são colocadas em uma região onde há interação elétrica entre elas. Quando separadas por uma distância d, a força de interação elétrica entre elas tem módulo igual a F. Triplicandose a distância entre as cargas, a nova força de interação elétrica em relação à força inicial, será

Os geradores de eletricidade são dispositivos capazes de gerar diferença de potencial elétrico, convertendo outras formas de energia em energia elétrica. Eles podem ser mecânicos ou químicos. Sobre os geradores de eletricidade assinale a opção correta.

Uma partícula de carga 3,2xl0^-19C, constante de um feixe laser antimíssil, é lançada horizontalmente, em movimento retilíneo uniforme, numa região onde há a ocorrência de um campo elétrico uniforme orientado verticalmente para cima e um campo gravitacional de orientação oposta, apontando para baixo. Sabendo-se que a massa da partícula é de 22,4x10^-31kg, assinale a opção que corresponde ao valor do campo elétrico atuante na partícula.

Dado: g = 10m/ s²

Uma esfera imóvel possui uma carga elétrica negativa Q1. A uma distância d, encontra-se outra esfera, com carga positiva Q2, que sofre uma força de atração F em relação à primeira esfera. Em seguida, duplicou-se a carga Q1, triplicou-se a Q2 e dobrou-se a distância d. Assinale a alternativa que corresponde à nova força de atração entre as duas esferas.

Considere quatro capacitores, com capacitâncias de 10µF, 20µF, 30µF e 60µF. Considerando todos os possíveis arranjos em série e/ou paralelo, envolvendo estes quatro componentes, assinale a alternativa que apresenta a menor e a maior capacitâncias equivalentes, respectivamente, para arranjos envolvendo esses quatro componentes.

A energia mecânica pode ser transformada em outros tipos de energia. Por exemplo, a maioria dos sistemas de geração de eletricidade utiliza-se da energia cinética para mover o eixo de um gerador. A variação de pressão também pode ser transformada diretamente em eletricidade. Assinale a alternativa que indica o nome que recebem os materiais que podem realizar essa transformação de diferença de pressão em eletricidade.

Um dispositivo composto por um pêndulo de comprimento L e uma carga fixa ao solo contém duas cargas, de mesmo valor Q, que se repelem, ficando na posição de equilíbrio conforme a figura abaixo.

Sabendo-se que a massa de ambas as cargas é igual a 12 Kg, assinale a opção que corresponde ao valor do módulo da carga Q, em Coulombs

Dados:

g = 10m/s²

K = 9.10⁹ N.m²/C²

Enquanto há exatamente um século não havia mais do que umas poucas lâmpadas elétricas, atualmente a humanidade está extremamente dependente da eletricidade em sua vida cotidiana. Embora o uso generalizado da eletricidade seja recente, as observações dos fenômenos elétricos remontam aos ancestrais gregos, que notaram que, atritando o âmbar, ele atraía pequenos objetos, como fragmentos de palha ou penas.

Tipler e Mosca. 5.ª ed. v. 2. 2006, p. 1 (com adaptações).

Com relação à eletricidade e a seus fenômenos, assinale a alternativa correta.

Em relação a um referencial inercial, considere dois pontos materiais A e B, no vácuo e longe de qualquer outro corpo. O ponto A é fixo, tem massa M e carga elétrica +Q. O ponto B executa movimento circular uniforme com centro em A e raio R; ele tem massa m e carga elétrica -q. Desprezando-se as ações gravitacionais e considerando as cargas elétricas em módulo, assinale a opção que apresenta o período T do movimento de B .

Dado: K₀ = 9,0.10⁹ N.m²/C²

Em um circuito, dois capacitores estão ligados entre si como na Figura acima. O capacitor C₁ está carregado, e a diferença de potencial elétrico entre suas placas é de 20 V. A chave é fechada, e aguarda-se até que o equilíbrio eletrostático seja atingido; a diferença de potencial entre as placas do capacitor C₁ diminui para 12 V.

Após o equilíbrio eletrostático, qual a diferença de potencial entre as placas do capacitor C₂?

Uma esfera metálica de massa 10 gramas, carregada eletricamente com uma carga de 150 milicoulombs, está suspensa verticalmente por uma mola, de material dielétrico e com constante elástica de 200 N/m. Embaixo dessa esfera, a uma distância de 40 cm, está uma superfície metálica carregada eletricamente que possui um campo elétrico de 55 N/C, o qual atua sobre a esfera, atraindo-a. Assinale a alternativa que indica a variação (alongamento) da mola (considerar g = 9,8 m/s² ).

Considerando que o cobre usado na confecção de fios possua uma resistividade ρ =1,7•10^-8 Ω•m, assinale a alternativa que corresponde à resistência elétrica, em Ohms, de um rolo de fio de cobre com 50 metros de comprimento e área da seção transversal de 10 mm² .

Uma carga -q, de massa m, é lançada em uma região de campo magnético B.$\hat{k}$. No instante t-0s, a carga possui velocidade inicial v.î e está situada na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. Os vetores î e $\hat{k}$ são unitários nas direções dos eixos X e Z, respectivamente. Após o intervalo de tempo de $\frac{3\pi m}{qB}$, pode-se afirmar que a posição da carga no plano xy é :

A figura mostra três cargas puntiformes, q₁, q₂ e q₃, localizadas no vácuo e uma superfície fechada S que contém, em seu interior, apenas as cargas q₁ e q₂, como indica a figura.

O sentido do vetor unitário ݊$\overrightarrow{n}$ normal à superfície está indicado na figura.

Sendo ε₀ a permissividade elétrica do vácuo, podemos afirmar, a partir da lei de Gauss, que o fluxo do campo eletrostático através da superfície S, é