física
eletricidade e
física moderna
QUESTÕES DE VESTIBULARES
2016.1 (1
o
semestre)
2016.2 (2
o
semestre)
sumário
ELETROSTÁTICA
VESTIBULARES 2016.1 ...2
VESTIBULARES 2016.2 ...10
ELETRODINÂMICA
VESTIBULARES 2016.1 ...13
VESTIBULARES 2016.2 ...24
ELETROMAGNETISMO
VESTIBULARES 2016.1 ...31
VESTIBULARES 2016.2 ...40
FÍSICA MODERNA
VESTIBULARES 2016.1 ...45
VESTIBULARES 2016.2 ...49
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ELETRICIDADE
ELETROSTÁTICA
VESTIBULARES 2016.1
(PUC/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Um sistema A é formado por cargas elétricas positivas e negativas situadas em posições fixas. A energia eletrostática total do sistema é 54
µ
J. Seja um outro sistema B similar ao sistema A, exceto por duas diferenças: as cargas em B têm o dobro do valor das cargas em A; as distâncias entre as cargas em B são o triplo das distâncias em A.Calcule em
µ
J a energia eletrostática do sistema B. a) 18b) 54 *c) 72 d) 108 e) 162
(PUC/RJ-2016.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO
Duas partículas com cargas Q e −Q têm posições iniciais (x,y,z) = (0,0,R) e (0,0,0), respectivamente. A carga −Q está fixa enquanto uma força (variável) leva a carga Q, em velocidade muito baixa e constante, até a nova posição (0,0,2R). Considere a constante ele-trostática k conhecida.
a) Calcule a diferença de energia potencial do sistema entre a posi-ção final e a posiposi-ção inicial.
b) O trabalho total realizado pelas forças eletrostáticas nas cargas Q e −Q, ao longo do processo descrito no item anterior, é positivo, nulo ou negativo? Justifique.
RESPOSTA PUC/RJ-2016.1: a) ∆E = kQ2
/
2R (positiva)b) O trabalho sobre a carga −Q é nulo, pois a mesma não se deslo-ca. O trabalho eletrostático sobre a carga Q é negativo, pois a força é atrativa (aponta para dentro) e o deslocamento é para fora. O tra-balho total é, portanto, negativo.
(IME/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Um corpo de carga positiva, inicialmente em repouso sobre uma rampa plana isolante com atrito, está apoiado em uma mola, com-primindo-a. Após ser liberado, o corpo entra em movimento e atra-vessa uma região do espaço com diferença de potencial V, sendo acelerado. m; +Q d V − + θ K
Para que o corpo chegue ao final da rampa com velocidade nula, a distância d indicada na figura é
Dados:
• deformação inicial da mola comprimida: x; • massa do corpo: m;
• carga do corpo: + Q; • aceleração da gravidade: g;
• coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo e a rampa:
µ
; • ângulo de inclinação da rampa: θ;• constante elástica da mola: K. Considerações:
• despreze os efeitos de borda;
• a carga do corpo permanece constante ao longo da trajetória.
a) Kx2 + 2QV 2(1 +
µ
)mgsenθ b) 2(1 + Kxµ
2 + QV)mgsenθ c) 2(1 +µ
)mgcosθ Kx2 + QV 2 d) Kx2 − 2QV 2mg(senθ +µ
cosθ) *e) Kx2 + 2QV 2mg(senθ +µ
cosθ) (PUC/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: CFibrilação ventricular é um processo de contração desordenada do coração que leva à falta de circulação sanguínea no corpo, chama-da parachama-da cardiorrespiratória. O desfibrilador cardíaco é um equipa-mento que aplica um pulso de corrente elétrica através do coração para restabelecer o ritmo cardíaco. O equipamento é basicamente um circuito de carga e descarga de um capacitor (ou banco de capa-citores). Dependendo das características da emergência, o médico controla a energia elétrica armazenada no capacitor dentro de uma faixa de 5 a 360 J. Suponha que o gráfico dado mostra a curva de carga de um capacitor de um desfibrilador. O equipamento é ajusta-do para carregar o capacitor através de uma diferença de potencial de 4 kV.
Qual o nível de energia acumulada no capacitor que o médico ajus-tou? a) 100 J. b) 150 J. *c) 200 J. d) 300 J. e) 400 J. (VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Experimentalmente, observa-se que certos corpos quando atritados apresentam a propriedade de atração ou de repulsão de outros cor-pos. Esse processo, chamado de eletrização por atrito, faz com que esses corpos ganhem ou percam
a) fótons. b) quarks. *c) elétrons. d) nêutrons. e) prótons. (VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Conhecer a constante eletrostática de uma substância nos possibi-lita selecionar qual o melhor meio para envolvermos corpos eletri-camente carregados. Para uma forte interação entre esses corpos, pode-se utilizar o vácuo, que apresenta a maior constante eletros-tática. Assim, para que houvesse uma menor interação entre duas cargas elétricas, q1 = 2
µ
C e q2 = 4µ
C, colocadas a 40 cm uma da outra, foi utilizado o etanol e a medida da força de interação entre elas apresentou intensidade igual a 18 × 10−3 N. Nessa interação a constante eletrostática K no etanol tem valor, em N∙m2/C2, igual a *a) 3,6 × 108. d) 8,6 × 108.b) 5,2 × 108. e) 9,0 × 108. c) 7,4 × 108.
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(UNICENTRO/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Duas partículas carregadas com cargas −q e −9q são mantidas fixas a uma distância de 40 cm, na extremidade de um fio retilíneo, como mostra a figura a seguir.
40 cm
−q −9q
Supondo que entre essas duas partículas seja colocada uma ter-ceira partícula com carga +Q sobre o fio, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a posição dessa terceira partícula de modo que ela se mantenha em equilíbrio.
a) 5 cm à direita da partícula com carga −q. *b) 10 cm à direita da partícula com carga −q. c) 20 cm à direita da partícula com carga −q. d) 30 cm à direita da partícula com carga −q.
(VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Duas cargas elétricas, q1 e q2, apresentam, quando separadas a uma distância r uma da outra, uma intensidade da força de intera-ção entre elas igual a F. Se as duas cargas forem duplicadas e a distância entre elas for reduzida à metade, a intensidade da força de interação entre essas duas cargas será igual a
a) 12 F d) 8F b) 14 F *e) 16F c) 4F
(ACAFE/SC-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Em uma atividade de eletrostática, são dispostas quatro cargas pun-tuais (de mesmo módulo) nos vértices de um quadrado. As cargas estão dispostas em ordem cíclica seguindo o perímetro a partir de qualquer vértice.
A situação em que o valor do campo elétrico no centro do quadrado não será nulo é:
a) +IqI, -IqI, +IqI, -IqI b) +IqI, +IqI, +IqI, +IqI *c) +IqI, +IqI, -IqI, -IqI d) -IqI, -IqI, -IqI, -IqI
(UFPR-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Verificou-se que, numa dada região, o potencial elétrico V segue o comportamento descrito pelo gráfico V x r abaixo.
(Considere que a carga elétrica do elétron é −1,6.10−19 C)
Baseado nesse gráfico, considere as seguintes afirmativas: 1. A força elétrica que age sobre uma carga q = 4
µ
C colocada na posição r = 8 cm vale 2,5.10−7 N.2. O campo elétrico, para r = 2,5 cm, possui módulo E = 0,1 N/C. 3. Entre 10 cm e 20 cm, o campo elétrico é uniforme.
4. Ao se transferir um elétron de r = 10 cm para r = 20 cm, a energia potencial elétrica aumenta de 8,0.10−22 J.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. *d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
(IMT-MAUÁ/SP-2016.1) - RESPOSTA: a) F = 40 N b) x ≅ 0,51 m A figura representa uma barra isolante de comprimento 2,0 m, de massa desprezível, apoiada pelo seu ponto médio (ponto P). Um con-dutor metálico, carregado positivamente com carga q = 2,0×10−6C e de massa desprezível, está fixado na face inferior da extremidade A da barra. Outro condutor, carregado com carga −q, encontra-se ali-nhado verticalmente com o primeiro, conforme a figura. Um bloco de massa 8,0 kg está apoiado na barra, de modo a manter o conjunto em repouso.
a) Determine a intensidade da força eletrostática entre os dois con-dutores.
b) Calcule a distância x.
Adote a aceleração local da gravidade g = 9,8 m/s2 e a constante da Lei de Coulomb K = 9,0×109 N∙m2/C2.
(UDESC-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Duas pequenas esferas estão separadas por uma distância de 30 cm. As duas esferas repelem-se com uma força de 7,5×10−6 N. Considerando que a carga elétrica das duas esferas é 20 nC, a car-ga elétrica de cada esfera é, respectivamente:
Dado: k = 9×109 N∙m2/C2. a) 10 nC e 10 nC b) 13 nC e 7 nC c) 7,5 nC e 10 nC d) 12 nC e 8 nC *e) 15 nC e 5 nC (UNICENTRO/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Nos vértices de um quadrado de lado L, estão colocadas 4 cargas elétricas iguais a +Q, como representado pela figura a seguir.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a intensidade da força elétrica resultante, F, que atua em uma carga de prova −Q situada no centro do quadrado.
a) F = k0 2Q 2 L2
( (
b) F = k0 2Q 2 L2( (
√2 *c) F = 0 d) F = k0( (
QL 2 e) F = 4k0( (
QLjapizzirani@gmail.com
(UEG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Analise o circuito didático de capacitores, sendo que C1 = 6,0 F e C2 = 3,0 F.
Associação equivalente entre os pontos
a
eb
é a) 2,0 F.b) 3,0 F. *c) 9,0 F. d) 18 F.
(UEG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: A
As linhas de campo elétrico de duas partículas pontuais Q1 e Q2 são apresentadas na figura a seguir.
Os valores das cargas devem ser *a) Q1 = −3Q e Q2 = Q. b) Q1 = −9Q e Q2 = 2Q. c) Q1 = 2Q e Q2 = Q. d) Q1 = 6Q e Q2 = 2Q.
(UEG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: A
A figura a seguir descreve um anel metálico, de raio a, carregado positivamente com carga Q, no ponto P, o campo elétrico dado pela expressão:
EP = kQx (a2 + x2)3/2
No limite x >> a de (leia-se: x muito maior que a), a expressão do campo elétrico é equivalente
*a) ao campo elétrico de uma carga pontual com a carga do anel. b) a aproximação a >> x de que leva a um valor nulo nas duas si-tuações.
c) à mesma expressão apresentada no enunciado do problema. d) à equação EP, salvo uma correção necessária no valor de Q.
(FGV/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiên-cia de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à de-terminação da carga e da massa das partículas elementares. No in-terior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g.
Nessas condições, a relação q/m será dada por a) d.U2 g . d) d.U .g b) g.U2 d . *e) d.g .U c) U2 d.g . (UNIMONTES/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Duas cargas, q1 = 4 mC e q2 = 9 mC, estão fixas e separadas por 10 m. A carga q1 encontra-se na origem.
A que distância da origem, no eixo x positivo, o campo elétrico resul-tante das duas cargas é nulo?
*a) 4 m. b) 2 m. c) 8 m. d) 3 m.
(UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) Com o experimento da gota de óleo realizado pelo físico Robert An-drews Millikan (1868-1953), foi possível observar a quantização da carga elétrica e estabelecer numericamente um valor constante para a mesma. Sobre a carga elétrica e o fenômeno de eletrização de cor-pos, assinale o que for correto.
01) A carga elétrica é uma propriedade de natureza eletromagnética de certas partículas elementares.
02) Um corpo só poderá tornar-se eletrizado negativamente se for um condutor.
04) Quando atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã, inicial-mente neutros, ambos poderão ficar eletrizados. A carga adquirida por cada um será igual em módulo.
08) Qualquer excesso de carga de um corpo é um múltiplo inteiro da carga elétrica elementar.
(FUVEST/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Os centros de quatro esferas idênticas, I, II, III e IV, com distribui-ções uniformes de carga, formam um quadrado. Um feixe de elé-trons penetra na região delimitada por esse quadrado, pelo ponto equidistante dos centros das esferas III e IV, com velocidade inicial v
→
na direção perpendicular à reta que une os centros de III e IV, conforme representado na figura.
v
→
I II
III IV
A trajetória dos elétrons será retilínea, na direção de v→, e eles serão acelerados com velocidade crescente dentro da região plana delimi-tada pelo quadrado, se as esferas I, II, III e IV estiverem, respecti-vamente, eletrizadas com cargas
a) +Q, –Q, –Q, +Q b) +2Q, –Q, +Q, –2Q *c) +Q, +Q, –Q, –Q d) –Q, –Q, +Q, +Q e) +Q, +2Q, –2Q, –Q Note e adote: Q é um número positivo.
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(UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16)
Uma carga elétrica puntiforme Q produz um campo elétrico de mó-dulo 36×103 N/C em um ponto situado a 1 cm de distância desta carga. Sobre o assunto, assinale o que for correto.
01) A força elétrica sobre uma carga de prova q = 2×10–6 C, situada a 2 cm da carga Q é 5,4 N.
02) O trabalho da força elétrica atuante na carga de prova quando ela se desloca do ponto situado a 1 cm da carga Q ao ponto situado a 2 cm é 0,54×10–3 J.
04) O potencial elétrico produzido pela carga Q num ponto situado a 2 cm de distância da carga é 90 V.
08) O campo elétrico gerado pela carga Q em um ponto situado a 2 cm dela é 9×103 N/C.
16) O potencial elétrico produzido pela carga Q num ponto situado a 1 cm de distância da carga é 360 V.
(UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)
Uma montadora de veículos utiliza processos físicos em sua linha de produção para a pintura de peças automotivas. Na aplicação de tinta por pulverização eletrostática, um campo elétrico uniforme ioniza as partículas do ar que auxiliam no transporte das partículas de tinta do bico da pistola até a peça a ser recoberta. Entre o bico da pistola e a peça a ser recoberta é aplicada uma ddp de 40 kV. Supondo que uma partícula qualquer de carga igual a 4,0
µ
C percorre uma distância de 20 cm entre o bico da pistola e a peça a ser recoberta, assinale o que for correto.01) O trabalho realizado pela força elétrica sobre a partícula é de 0,16 J.
02) A força elétrica que atua sobre a partícula tem intensidade de 0,8 N.
04) O campo elétrico uniforme atuante entre o bico da pistola e a peça a ser recoberta é de 200 kV/m.
08) A energia cinética da partícula de carga igual a 4,0
µ
C é nula. (UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08)Os capacitores são elementos de circuitos elétricos utilizados como dispositivos que armazenam carga elétrica e energia elétrica. Ao carregar o capacitor, o gerador fornece-lhe energia elétrica que pode ser utilizada pelo circuito. Suponha um capacitor plano, cujas armaduras têm área igual a 0,2 m2 cada e são separadas por uma distância de 0,5 cm uma da outra. Conectando este capacitor a dois pontos de um circuito elétrico que apresenta ddp de 50 V e tendo o vácuo como dielétrico, assinale o que for correto.
Dado: ε0 = 8,85 × 10–12 F/m 01) A capacitância do capacitor é de 354 pF.
02) Na inserção de um dielétrico entre as armaduras, cuja constante dielétrica é 4, a capacitância do capacitor diminuirá para 88,5 pF. 04) A energia potencial elétrica armazenada pelo capacitor é de 442,5 J.
08) A carga em cada armadura do capacitor é de 17,7 nC. (UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)
Com relação a um condutor esférico eletricamente carregado e em equilíbrio eletrostático, assinale o que for correto.
01) O campo elétrico resultante nos pontos internos do condutor é nulo.
02) O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficiais do condutor é constante.
04) Nos pontos da superfície do condutor, o vetor campo elétrico tem direção perpendicular à superfície.
08) As cargas elétricas em excesso distribuem-se uniformemente no interior do condutor.
16) A intensidade do vetor campo elétrico para pontos externos ao condutor é constante.
(UERJ-2016.1) - RESPOSTA:
τ
= 3,2 ×10−2 JO esquema abaixo representa um campo elétrico uniforme E→, no qual as linhas verticais correspondem às superfícies equipotenciais. Uma carga elétrica puntiforme, de intensidade 400
µ
C, colocada no ponto A, passa pelo ponto B após algum tempo.Determine, em joules, o trabalho realizado pela força elétrica para deslocar essa carga entre os pontos A e B.
(MACKENZIE/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Dois corpos eletrizados com cargas elétricas puntiformes +Q e –Q são colocados sobre o eixo x nas posições +x e –x, respectivamente. Uma carga elétrica de prova –q é colocada sobre o eixo y na posição +y, como mostra a figura abaixo.
A força eletrostática resultante sobre a carga elétrica de prova *a) tem direção horizontal e sentido da esquerda para a direita. b) tem direção horizontal e sentido da direita para a esquerda. c) tem direção vertical e sentido ascendente.
d) tem direção vertical e sentido descendente. e) é um vetor nulo.
(UEL/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: D Leia o texto a seguir.
Um raio é uma descarga elétrica na atmosfera. Geralmente, ele começa com pequenas descargas elétricas dentro da nuvem, que liberam os elétrons para iniciar o caminho de descida em direção ao solo. A primeira conexão com a terra é rápida e pouco luminosa para ser vista a olho nu. Quando essa descarga, conhecida como “líder escalonado”, encontra-se a algumas dezenas de metros do solo, parte em direção a ela outra descarga com cargas opostas, chamada de “descarga conectante”. Forma-se então o canal do raio, um caminho ionizado e altamente condutor. É neste momento que o raio acontece com a máxima potência, liberando grande quantidade de luz e som.
(Adaptado de: SABA, M. M. F. A Física das Tempestades e dos Raios. Física na Escola. v.2. n.1. 2001.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre eletrostática, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir.
( ) A maioria das descargas elétricas atmosféricas ocorre quando o campo elétrico gerado pela diferença de cargas positivas e negati-vas é próximo de zero.
( ) A corrente elétrica gerada pelo raio produz um rápido aquecimen-to do ar, e sua inevitável expansão produz o som conhecido como trovão.
( ) A corrente elétrica gerada a partir de um raio pode ser arma-zenada e utilizada, posteriormente, para ligar o equivalente a 1000 lâmpadas de 100 watts.
( ) Para saber a distância aproximada em que um raio caiu, é preci-so contar os segundos entre a observação do clarão e o preci-som do tro-vão. Ao dividir o valor por 3, obtém-se a distância em quilômetros. ( ) A energia envolvida em um raio produz luz visível, som, raios X e ondas eletromagnéticas com frequência na faixa de AM.
Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, F, V. b) V, F, V, V, F. c) V, F, F, F, V. *d) F, V, F, V, V. e) F, F, V, V, F.
japizzirani@gmail.com
(PUC/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: D
A figura abaixo representa as linhas de força do campo elétrico ge-rado por duas cargas puntuais QA e QB.
QA QB
A soma QA + QB é, necessariamente, um número a) par. b) ímpar. c) inteiro. *d) positivo. e) negativo. (FEI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Duas cargas elétricas puntiformes e iguais, separadas por uma dis-tância r, repelem-se com força de intensidade F. Se cada carga é duplicada e a distância passar a ser 2r, a intensidade da força passa a ser de:
a) F/16 d) 2F
b) F/8 e) 16F
*c) F
(UNIGRANRIO/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Campo Elétrico é um campo vetorial gerado por uma carga elétrica ou por uma distribuição de cargas. Suponha que uma carga punti-forme “q” crie um campo elétrico de módulo “E” num ponto situado a uma distância “d” dessa carga. Qual deve ser a nova distância à carga “q” para que a intensidade do campo seja 2 vezes maior?
*a) √2 2
( (
d b) √3 2( (
d c) 2d d) 4d e) d/2 (UNIGRANRIO/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: AUma simulação apresenta duas pequenas esferas idênticas em equi-líbrio, presas a dois fios isolantes e inextensíveis de comprimento L = 5.10−2 m, como mostra a figura. Sabe-se que as esferas pos-suem a mesma massa m e a mesma carga elétrica positiva q. As in-formações fornecidas são: distância entre os centros das esferas na posição de equilíbrio D = 8.10−2 m; massa das esferas = 27.10−2kg; k (constante eletrostática) = 9.109 N.m2/C2; e g = 10 m/s2.
Qual é o valor da carga elétrica q de cada esfera para a configuração apresentada?
*a) 1,6.10−6 C d) 4,8.106 C b) 3,2.10−7 C e) 5,0.107 C c) 4,0.10−9 C
(IF/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: B Leia a informação abaixo.
Brasil teve 98 mortes por raios em 2014, informa Inpe
O Brasil teve 98 mortes por raios em 2014 - uma a menos do que em 2013 - segundo o Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe). O levantamento, divulgado nesta sexta-feira (30), foi feito com base em informações fornecidas pela imprensa, Defesa Civil e Ministério da Saúde.
Disponível em: <http://g1.globo.com/natureza/noticia/2015/01/ brasil-teve-98-mortes-por-raios-em-2014-informa-inpe.html>. Acesso em: 13 set. 2015. Raio é um fenômeno natural caracterizado por uma descarga atmos-férica. Os raios ocorrem porque as nuvens se carregam eletricamen-te. Em condições normais, o ar é um bom isolante de eletricidade, no entanto, quando temos uma nuvem carregada, com cargas negati-vas, estas se acumulam e tendem a ir em direção ao solo, atraídas pelas cargas positivas. A respeito dos raios, analise as afirmações. I - As características de uma descarga atmosférica são o relâmpago e o trovão. O trovão é caracterizado por um barulho intenso, produzi-do deviproduzi-do ao deslocamento produzi-do ar oriunproduzi-do da passagem da corrente elétrica pela atmosfera, que é percebido, antes do “raio de luz” cha-mado de relâmpago.
II - Em uma descarga atmosférica, quando as cargas fluem entre nuvens ou entre nuvens e o solo, a corrente de energia gerada é invisível, pois o campo elétrico de uma nuvem supera a capacidade isolante do ar.
III - O fato de os aparelhos de rádio, reprodutores de DVD, CD player etc, serem montados em caixas metálicas, garante que esses equi-pamentos estejam protegidos das descargas elétricas externas, pois essa “capa” metálica, denominada blindagem eletrostática, cria um campo elétrico nulo no interior de um condutor.
Qual (quais) está (estão) correta (corretas)? a) Apenas II. *b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. (EBMSP/BA-2016.1) - ALTERNATIVA: C
A figura representa a variação de potencial elétrico entre as partes externa e interna de uma célula, denominado potencial de membra-na. Esse potencial é medido posicionando-se um dos polos de um medidor de voltagem no interior de uma célula e o outro no líquido extracelular.
MARQUES, Adriana Benetti et al. Ser Protagonista: Física 3: ensino médio. São Paulo: Edições SM, 2009, p. 59.
Com base nessa informação e considerando-se a intensidade do campo elétrico em uma membrana celular igual a 7,5.106 N/C e a carga elétrica fundamental igual a 1,6.10–19C, é correto afirmar: a) A diferença de potencial ∆V medido com as pontas dos dois mi-croelétrodos no fluido extracelular é –70 mV.
b) A espessura da membrana celular é de, aproximadamente, 80 Å. *c) A intensidade da força elétrica que atua em um íon Ca++ na mem-brana é igual a 2,4.10–12 N.
d) A energia potencial adquirida por um íon K+ que entra na célula é igual a 1,12.10–17 J.
e) O íon K+ que atravessa perpendicularmente a membrana de es-pessura d descreve movimento retilíneo e uniforme, sob a ação ex-clusiva de uma força elétrica.
japizzirani@gmail.com
(IF/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: B
A tabela a seguir mostra a série triboelétrica. Pele de coelho
+
−
Vidro Cabelo humano Mica Lã Pele de gato Seda Algodão Âmbar Ebonite Poliéster Isopor PlásticoAtravés dessa série é possível determinar a carga elétrica adquirida por cada material quando são atritados entre si. O isopor ao ser atritado com a lã fica carregado negativamente.
O vidro ao ser atritado com a seda ficará carregado: a) positivamente, pois ganhou prótons.
*b) positivamente, pois perdeu elétrons. c) negativamente, pois ganhou elétrons. d) negativamente, pois perdeu prótons.
e) com carga elétrica nula, pois é impossível o vidro ser eletrizado. (UNIFENAS/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Uma carga fonte ( Q > 0) origina ao seu redor um campo elétrico ra-dial e de afastamento. Num determinado ponto situado a 3 centíme-tros, o valor do potencial elétrico é de 30 Volts. Caso uma carga de prova de 9 nC (nove nano Coulombs) seja colocada naquele ponto, qual será a intensidade da força elétrica que atuará sobre a carga de prova? a) 10
µ
N. *b) 9µ
N. c) 8µ
N. d) 7µ
N. e) 6µ
N. (EBMSP/BA-2016.1) - RESPOSTA: Q = 9,0.10−12 CSabe-se que as teclas de computadores utilizadas para digitar men-sagens se comportam como os capacitores de placas planas e pa-ralelas imersas no ar.
Considerando
• a área média de cada tecla de um computador igual a 1,0 cm2, • a distância entre uma tecla e a base do seu teclado igual a 1,0 mm,
• a permissividade do ar,
ε
0, igual a 9,0.10–12 F/m• a tensão aplicada em cada tecla igual a 6,0 V, no instante que uma tecla é empurrada para baixo cerca de 0,4 mm da sua posição de origem, determine a carga armazenada na armadura do capacitor.
(ITA/SP-2016.) - ALTERNATIVA: C
No circuito da figura há três capacitores iguais, com C = 1 000
µ
F, inicialmente descarregados. Com as chaves (2) abertas e as chaves (1) fechadas, os capacitores são carregados. Na sequência, com as chaves (1) abertas e as chaves (2) fechadas, os capacitores são novamente descarregados e o processo se repete.Com a tensão no resistor R variando segundo o gráfico da figura, a carga transferida pelos capacitores em cada descarga é igual a a) 4,8 × 10–2 C
b) 2,4 × 10–2 C *c) 1,2 × 10–2 C d) 0,6 × 10–2 C e) 0,3 × 10–2 C
OBS.: São dois ca-pacitores e não três como menciona o enunciado.
(VUNESP/FAMERP-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Uma carga puntiforme Q1, positiva, encontra-se fixa no plano carte-siano indicado na figura. Ela gera um campo elétrico ao seu redor, representado pelos vetores EF
→
e EG
→
, nos pontos F e G, respectiva-mente.
Uma segunda carga puntiforme Q2, também positiva, com Q1 = Q2, deve ser fixa no mesmo plano, de maneira que o campo elétrico re-sultante no ponto P, devido às presenças de Q1 e Q2, seja nulo. Para que se consiga esse efeito, a carga Q2 deve ser fixa no ponto
a) 3. d) 2.
*b) 4. e) 1.
c) 5.
(UFSM/2016.1) - ALTERNATIVA: D
Um estudante encontrou um velho livro de Física usado por seu avô em seus tempos de escola. Em uma das páginas, encontrou uma figura semelhante à apresentada a seguir, a qual representa duas partículas eletricamente carregadas, denominadas q1 e q2 , respec-tivamente, e as correspondentes linhas de força.
Em uma das páginas havia um conjunto de anotações, reproduzidas a seguir.
I → O campo elétrico no ponto D, equidistante às partículas q1 e q2, é nulo.
II → O potencial elétrico em A é maior que o potencial elétrico em B.
III → O vetor desenhado no ponto C representa a força eletrostática experimentada por uma terceira partícula puntual de carga −q posi-cionada neste mesmo ponto.
Quais afirmações estão corretas?
a) Apenas I. *d) Apenas I e II. b) Apenas II. e) I, II e III. c) Apenas III.
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(IFSUL/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Analise as seguintes afirmativas, referentes a um capacitor de pla-cas planas e paralelas:
I. A capacitância do capacitor depende da carga armazenada em cada uma de suas placas em determinado instante.
II. A diferença de potencial elétrico entre as placas do capacitor de-pende da capacitância e da carga de cada placa.
III. Quando as placas do capacitor se aproximam, sem que outros fatores sejam alterados, a sua capacitância aumenta.
Está (ão) correta (s) a (s) afirmativa (s) a) I e III apenas.
b) III apenas. *c) II e III apenas. d) I, II e III.
(VUNESP/FIEB-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Duas placas paralelas, horizontais e condutoras, X e Y, são coloca-das no vácuo, a uma distância d = 2 cm uma da outra. Estabelece-se entre elas uma diferença de potencial elétrico de 30 kV, ficando a placa inferior ao potencial zero. Uma partícula de massa m e carga elétrica q está, entre as placas, em repouso no ponto A.
Nessas condições, o módulo do vetor campo elétrico, suposto uni-forme, na região ente as placas tem, em V/m, valor igual a a) 6,0×106 e a partícula tem carga elétrica positiva. b) 6,0×106 e a partícula tem carga elétrica negativa. c) 3,0×106 e a partícula tem carga elétrica nula. d) 1,5×106 e a partícula tem carga elétrica positiva. *e) 1,5×106 e a partícula tem carga elétrica negativa.
(SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: E
Em países com clima seco e desértico há muitas partículas suspen-sas no ar. Nesses locais, é comum os meios de transporte acumu-larem cargas elétricas, devido ao atrito do veículo com essas partí-culas. Os usuários de ônibus geralmente saem do veículo saltando e, ao mesmo tempo, evitam tocar nas partes metálicas. Caso não façam isso, se ainda estiverem em contato com o veículo, recebem uma descarga elétrica ao colocarem os pés no solo.
Além do modo indicado, outra forma de se evitar essa descarga é a) substituindo o material das rodas por outro com melhor isolação que o metal.
b) utilizando pneus feitos com material menos condutor que a bor-racha.
c) pulando descalço, pois a sola do pé é um excelente isolante. d) usando calçados com solas feitas com material condutor. *e) ligando um cabo metálico do para-choque ao solo. (SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Um determinado material é considerado condutor ou isolante devido à conformidade dos elétrons que formam o material.
Os metais são bons condutores de eletricidade e calor porque a) possuem um elevado ponto de fusão.
b) são impermeáveis a água e ao ar úmido. c) têm número reduzido de nêutrons no núcleo. *d) apresentam elétrons livres vagando no material. e) identificam-se com organização atômica dos sólidos.
(SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Quando uma tempestade com riscos de trovões e relâmpagos ocor-re em uma praia, a ocor-recomendação das autoridades em segurança publica é de retirada imediata dos banhistas devido ao risco de mor-te por descargas elétricas. Isso se deve ao fato de
*a) a região ser rica em água salgada, um excelente condutor de eletricidade.
b) a praia se encontrar em nível zero, o que facilita as descargas elétricas.
c) os banhistas, geralmente, estarem com roupas de banho molha-das.
d) a evaporação do mar tornar o ar menos ionizável. e) ser impossível instalar para-raios na praia.
(UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)
Considere as duas possíveis configurações, A e B, dadas abaixo.
As cargas positivas Q são mantidas fixas nas posições indicadas e a carga q pode ser deslocada por um agente externo. Os desloca-mentos, tanto horizontal (A) como vertical (B), são de 1 cm. Assinale o que for correto.
01) Na configuração A, se q for positiva, ela tende a retornar à ori-gem.
02) Na configuração A, se q for negativa, ela tende a se deslocar para a direita.
04) Se o valor de q for positivo, o módulo da força elétrica sobre ela é menor em A do que em B.
08) Se q for negativa em B, ela tende a se deslocar no sentido po-sitivo de y.
16) No diagrama A, se q for positiva, ela atinge a origem com veloci-dade nula permanecendo em repouso nesse ponto.
(UNICAMP/SP-2016.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Sabe-se atualmente que os prótons e nêutrons não são partículas elementares, mas sim partículas formadas por três quarks. Uma das propriedades importantes do quark é o sabor, que pode assumir seis tipos diferentes: top, bottom, charm, strange, up e down. Apenas os
quarks up e down estão presentes nos prótons e nos nêutrons. Os quarks possuem carga elétrica fracionária. Por exemplo, o quark up
tem carga elétrica igual a qup = +2/3
e
e o quark down qdown = −1/3e
, ondee
é o módulo da carga elementar do elétron.a) Quais são os três quarks que formam os prótons e os nêutrons? b) Calcule o módulo da força de atração eletrostática entre um quark
up e um quark down separados por uma distância d = 0,2×10−15 m. Caso necessário, use K = 9×109 Nm2/C2 e
e
= 1,6×10−19 C. RESPOSTA UNICAMP/SP-2016.1):a) p = 2up + 1down e n = 1up + 2down b) |F| = 1280 N
(UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) Duas chapas metálicas planas de formato retangular são posi-cionadas de forma paralela entre si e mantidas a uma distância d, no vácuo. Estas duas chapas são conectadas a uma bateria de 12 V. Uma é conectada ao polo positivo e a outra é conectada ao polo ne-gativo da bateria. Em seguida, uma carga de −4,0
µ
C é abandonada nas proximidades da chapa ligada ao polo negativo da bateria e se desloca para a chapa ligada no polo positivo da bateria. Para que este deslocamento ocorresse, a força elétrica realizou um trabalho de +48µ
J.02) Um capacitor está inicialmente conectado a uma bateria de 6,0 V. Este capacitor é desconectado desta bateria e então conectado a uma bateria de 12 V e, por isso, dobra a sua capacitância.
04) Em um determinado experimento é necessário quadruplicar a ca-pacitância de um capacitor de placas paralelas. Para que isso ocorra deve-se reduzir a distância entre as suas placas pela metade. 08) Um material que possui constante dielétrica k é inserido entre as placas de um capacitor que está conectado a uma bateria. Após a inserção do material a carga elétrica armazenada pelo capacitor aumenta.
16) Três capacitores com capacitâncias C1, C2 e C3 são associados em paralelo e ligados a uma bateria. Com esta configuração todos os capacitores possuem a mesma diferença de potencial.
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(UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 18 (02+16)
A figura representa o átomo de hidrogênio em seu estado fundamen-tal, segundo o modelo de Rutherford- Bohr.
A força elétrica que mantém o elétron em sua órbita circular tem módulo de 45×10−9 N . O raio da órbita vale 7,2 ×10−11 m.
Assinale o que for correto.
01) O elétron está em equilíbrio em sua órbita circular.
02) Se a massa do elétron é me = 9×10−31 kg, o módulo de sua ace-leração centrípeta é 5×1022 m/s2.
04) O núcleo do átomo de hidrogênio, na forma mais abundante, é formado por um próton e por um nêutron.
08) O elétron para este estado fundamental está em um orbital p. 16) O módulo da velocidade do elétron é da ordem de 106 m/s . (FUVEST/SP-2016.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO
Duas pequenas esferas, E1 e E2, feitas de materiais isolantes dife-rentes, inicialmente neutras, são atritadas uma na outra durante 5 s e ficam eletrizadas. Em seguida, as esferas são afastadas e manti-das a uma distância de 30 cm, muito maior que seus raios. A esfera E1 ficou com carga elétrica positiva de 0,8 nC. Determine
a) a diferença N entre o número de prótons e o de elétrons da esfera E1, após o atrito;
b) o sinal e o valor da carga elétrica Q de E2, após o atrito; c) a corrente elétrica média I entre as esferas durante o atrito; d) o módulo da força elétrica F que atua entre as esferas depois de afastadas.
Note e adote: 1 nC = 10–9 C
Carga do elétron = –1,6 . 10–19 C
Constante eletrostática: K0 = 9 × 109 N.m2/C2
Não há troca de cargas entre cada esfera e o ambiente RESPOSTA FUVEST/SP-2016.1:
a) N = 5×109 b) Q
2 = −0,8 nC c) I = 1,6×10−11 A d) F = 6,4×10−8 N
(UFRGS/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga elétrica Q.
Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função da distância r < R até o centro da esfera.
*a) d)
b) e)
c)
(UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)
Uma molécula é formada por dois íons, um positivo e outro negativo, separados por uma distância de 3,00×10−10 m. Os módulos da carga elétrica do íon positivo e do íon negativo são iguais a 1,60×10−19 C. Considere K = 9,00×109 N.m2/C2 e assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) A força elétrica de atração entre estes íons é de 2,56 nN (n = 10−9).
02) Se a molécula é inserida em um campo elétrico externo unifor-me de intensidade 2,00×1010 V/m, a intensidade da força elétrica sobre a carga positiva devido a este campo é de aproximadamente 3,20 nN.
04) O módulo do campo elétrico na posição do íon negativo, devido à carga do íon positivo, é de 1,60×1010 N/C.
08) Se o módulo da carga elétrica do íon positivo e a distância entre os íons dobrarem, a força entre os íons dobra.
16) Se a molécula for deslocada 1,0
µ
m em um caminho perpen-dicular ao campo elétrico uniforme de intensidade 2,0×1010 V/m, o trabalho realizado será de 1,0 mJ.(SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D
No período do ano em que a umidade do ar se encontra baixa, é comum recebermos pequenas descargas elétricas ao tocar superfí-cies metálicas como a maçaneta de uma porta ou simplesmente ao cumprimentar um amigo. Apesar do desconforto gerado, elas são inofensivas, isso pelo fato de:
a) as cargas elétricas não se movimentarem. b) as forças elétricas serem nulas nesses casos. c) o corpo humano ser um excelente resistor elétrico. *d) apresentarem uma corrente elétrica muito pequena. e) apresentarem uma diferença de potencial muito grande.
(UNINORTE/AC-2016.1) - ALTERNATIVA: A
O processo de carga e descarga de uma membrana celular ocorre de forma similar à carga e à descarga de um capacitor plano no circuito RC, conforme a figura.
Sabe-se que o capacitor completamente carregado, com a chave interruptora S na posição 1, é descarregado, em 5,0 s, com a mu-dança da posição da chave interruptora para a posição 2.
Com base nessa informação, pode-se afirmar que a potência dissi-pada nos resistores é igual, em
µ
W, a*a) 5,0 b) 4,0 c) 3,0 d) 2,0 e) 1,0
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VESTIBULARES 2016.2
(UFU/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: B
Comumente ouve-se falar dos perigos da alta voltagem em disposi-tivos elétricos. Todavia, uma alta voltagem pode não significar uma grande quantidade de energia se
a) o potencial elétrico envolvido for constante. *b) a quantidade de carga envolvida for baixa. c) o campo elétrico envolvido for uniforme. d) a força elétrica envolvida for baixa.
(UNIFOR/CE-2016.2) - ALTERNATIVA: D
O flash de uma máquina fotográfica é um dos principais aliados de qualquer fotógrafo. Ele consiste em uma fonte de luz pontual ou, mais concretamente, um dispositivo auxiliar que emite, pontualmen-te, uma quantidade de luz sobre uma cena de modo a melhor a ilu- minar.
Um capacitor pode descarregar toda sua carga em uma pequena fração de segundo. É por isso que o flash eletrônico em uma câmera utiliza um capacitor. A pilha carrega o capacitor do flash durante vá-rios segundos, e então o capacitor descarrega toda a carga no bulbo do flash quase que instantaneamente.
A energia utilizada em um flash de uma máquina fotográfica é arma-zenada em um capacitor que consiste em dois condutores separa-dos por uma pequena distância e que possuem cargas contrárias. Caso a quantidade de carga nos condutores seja reduzida pela me-tade, o que acontece com o valor da energia armazenada nesse capacitor?
a) O valor da energia é mantido. b) O valor da energia é dividido por dois. c) O valor da energia é multiplicado por dois. *d) O valor da energia é dividido por quatro. e) O valor da energia é multiplicado por quatro.
(SENAI/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: B
A eletricidade é um fenômeno natural controlado por materiais con-dutores e isolantes. Os metais são bons concon-dutores de eletricidade porque
a) estão no estado sólido, quando em temperatura ambiente. *b) possuem elétrons livres e mobilidade para esses elétrons. c) são elementos químicos dotados de valência negativa. d) possuem a ductilidade como propriedade principal. e) não possuem cargas elétricas livres.
(UDESC-2016.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: A
A Figura 3 apresenta duas cargas puntiformes ao longo de um mes-mo eixo.
Figura 3
Assinale a alternativa correta em relação ao potencial elétrico ao longo deste eixo.
*a) Pode ser nulo em algum ponto entre as duas cargas, à esquerda da carga negativa ou à direita da carga positiva
b) Pode ser nulo somente entre as duas cargas.
c) Pode ser nulo somente no ponto central equidistante das duas cargas.
d) Somente pode ser nulo à esquerda da carga negativa ou à direita da carga negativa.
e) Não pode ser nulo em nenhum ponto do eixo.
(IFSUL/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Duas cargas pontuais de sinais opostos e de mesmo valor em módu-lo, 8
µ
C, situam-se a uma distância de 0,4 m de distância no vácuo. Considerando a constante elétrica no vácuo igual a 9×109 Nm2/C2, a força de atração que uma carga faz na outra é de:*a) 3,6 N b) 4,7 N c) 2,8 N d) 1,4 N
(PUC/PR-2016.2) - ALTERNATIVA: B
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, considere as
informa-ções que seguem.
Três esferas de dimensões desprezíveis A, B e C estão eletricamen-te carregadas com cargas elétricas respectivameneletricamen-te iguais a 2q, q e q. Todas encontram-se fixas, apoiadas em suportes isolantes e alinhadas horizontalmente, como mostra a figura abaixo:
QUESTÃO 8
O módulo da força elétrica exercida por B na esfera C é F. O módulo da força elétrica exercida por A na esfera B é
a) F/4 d) 2F
*b) F/2 e) 4F c) F
(ACAFE/SC-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Na figura abaixo temos o esquema de uma impressora jato de tinta que mostra o caminho percorrido por uma gota de tinta eletrizada negativamente, numa região onde há um campo elétrico uniforme. A gota é desviada para baixo e atinge o papel numa posição P.
O vetor campo elétrico responsável pela deflexão nessa região é: *a)
↑
b)
↓
c)→
d)←
(VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Um pequeno bloco, em forma de paralelepípedo, isolante elétrico, totalmente eletrizado com cargas positivas, repousa sobre um su-porte também isolante. Uma esfera metálica, inicialmente neutra, também se encontra sobre um suporte isolante, como mostra, em corte, a figura. A esfera é trazida por um agente externo até uma das extremidades do bloco, nele tocando rapidamente, sendo afastada em seguida, para um local distante do bloco, para que efeitos de indução não ocorram.
Após o afastamento da esfera, a nova distribuição das cargas em ambos os corpos está melhor representada na seguinte alternativa:
*a) d)
b) e)
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(PUC/GO-2016.2) - ALTERNATIVA: C
No segmento do Texto 6 “os pelos arrepiando”, temos um fenômeno causado pelo susto. Ao aproximarmos o braço de um corpo eletri-zado, podemos ter os pelos arrepiados, devido ao campo elétrico gerado pelo corpo.
Considere três cargas elétricas puntiformes idênticas colocadas nos vértices de um triângulo equilátero com 60 centímetros de lado. O campo elétrico resultante, gerado pelas três cargas, no ponto mé-dio de um dos lados tem módulo de 7 × 104 N/C. Considerando-se a constante eletrostática igual a 9 × 109 em unidades do sistema internacional, o valor unitário dessas cargas é (assinale a resposta correta): a) 6,3 × 10−6 C. b) 3,5 × 10−6 C. *c) 2,1 × 10−6 C. d) 9,3 × 10−7 C. (UNIFENAS/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Um corpo regular condutor, como, por exemplo, uma esfera oca, está carregado e isolado de outros corpos. Para um ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 1000 N/C e 800 V. Assim, para um ponto no interior da esfera, na parte oca, é correto afirmar que os módulos para o campo elétrico e para o potencial elétrico são, respectivamente,
*a) zero N/C e 800 Volts. b) zero N/C e zero Volt. c) 1000N/C e 900 Volts. d) 900N/C e 9,0 Volts. e) 90N/C e zero Volt.
(UNIFENAS/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: C
Considerando uma esfera metálica de raio 20 centímetros, com uma carga Q uniformemente distribuída em sua superfície. Uma partícula com a carga q = + 4,0 × 10−6 C é colocada num ponto P distante 0,40 m do centro da esfera, ficando sujeita a uma força de módulo 20 N.
Considere K = 9,0 × 109 (N.m2/C2). Determine, no ponto P, módulo do campo elétrico produzido pela esfera.
a) 3.106 N/C. d) 6.106 N/C. b) 4.106 N/C. e) 7.106 N/C. *c) 5.106 N/C.
(VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: B
Uma pequena esfera metálica, positivamente carregada, suspensa por um fio não condutor, é posicionada no interior de um recipiente metálico, sem tocar suas paredes, conforme mostra a figura.
Após alguns instantes, o fio terra, ligado do lado externo do recipien-te, é desconectado e, a seguir, a esfera metálica, removida. É correto afirmar que a carga elétrica em excesso, concentrada na superfície
a) interna, é negativa, e nenhuma carga fica posicionada na superfí-cie externa do recipiente.
*b) externa, é negativa, e nenhuma carga fica posicionada na super-fície interna do recipiente.
c) interna, é positiva, e nenhuma carga fica posicionada na superfí-cie externa do recipiente.
d) externa, é positiva, e nenhuma carga fica posicionada na superfí-cie interna do recipiente.
e) externa, é positiva, e as cargas negativas ficam posicionadas na superfície interna do recipiente.
(IFSUL/RS-2016.2) - ALTERNATIVA: C
Analise as seguintes afirmativas, relacionadas aos conceitos e aos fenômenos estudados em Eletrostática.
I. O potencial elétrico aumenta, ao longo de uma linha de força e no sentido dela.
II. Uma partícula eletrizada gera um campo elétrico na região do es-paço que a circunda. Porém, no ponto onde ela foi colocada, o vetor campo elétrico, devido a própria partícula, é nulo.
III. Uma partícula eletrizada com carga positiva quando abandonada sob a ação exclusiva de um campo elétrico, movimenta-se no senti-do da linha de força, diriginsenti-do-se para pontos de menor potencial. IV. A diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois pontos quais-quer de um condutor em equilíbrio eletrostático é sempre diferente de zero.
Estão corretas apenas as afirmativas a) I e III.
b) II e IV. *c) II e III. d) I e IV.
(VUNESP/UNIFEV-2016.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um gerador eletrostático despeja em uma pequena esfera conduto-ra uma carga elétrica de −8,0 × 10–10 C a cada segundo de funciona-mento. O processo tem início com a esfera inicialmente neutra. a) Qual partícula elementar o gerador deposita na esfera? Sabendo que o valor absoluto da carga elétrica elementar é 1,6 × 10–19 C, determine o número de portadores de carga que são despejados na esfera no tempo de 1s.
b) Considerando a esfera condutora como uma carga pontual e ado-tando a constante eletrostática igual a 9 × 109 N.m2/C2, determine o tempo necessário para que a uma distância de 3,6 cm da esfera se obtenha um potencial elétrico de valor absoluto igual a 1000 V. RESPOSTA VUNESP/UNIFEV-2016.2:
a) elétrons e n = 5×109 portadores/segundo b) ∆t = 5 s
(UNIGRANRIO/RJ-2016.2) - ALTERNATIVA: A
Uma carga elétrica puntiforme de massa 1 mg está eletrizada ne-gativamente com uma carga de –10C. Essa carga é colocada em uma região de campo elétrico e permanece em repouso, conforme mostra a figura.
Determine o módulo do campo elétrico uniforme entre as placas, em N/C. Dados: k = 9.109 N.m2/C2; mg = 10–3 g e aceleração da gravidade g = 10 m/s2. *a) 10–6 b) 10–4 c) 10–2 d) 102 e) 106 (UECE-2016.2) - ALTERNATIVA: C
Os aparelhos de televisão que antecederam a tecnologia atual, de LED e LCD, utilizavam um tubo de raios catódicos para produção da imagem. De modo simplificado, esse dispositivo produz uma dife-rença de potencial da ordem de 25 kV entre pontos distantes de 50 cm um do outro. Essa diferença de potencial gera um campo elétrico que acelera elétrons até que se choquem com a frente do monitor, produzindo os pontos luminosos que compõem a imagem. Com a simplificação acima, pode-se estimar corretamente que o campo elétrico por onde passa esse feixe de elétrons é
a) 0,5 kV/m. b) 25 kV. *c) 50 000 V/m. d) 1250 kV∙cm.
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(UECE-2016.2) - ALTERNATIVA: D
Precipitador eletrostático é um equipamento que pode ser utiliza-do para remoção de pequenas partículas presentes nos gases de exaustão em chaminés industriais. O princípio básico de funciona-mento do equipafunciona-mento é a ionização dessas partículas, seguida de remoção pelo uso de um campo elétrico na região de passagem delas.
Suponha que uma delas tenha massa m, adquira uma carga de valor q e fique submetida a um campo elétrico de módulo E. A força elétri-ca sobre essa partícula é dada por
a) mqE. b) mE/q. c) q/E. *d) qE. (UECE-2016.2) - QUESTÃO ANULADA
Considere duas cargas elétricas de mesmo sinal, separadas por uma distância de 100 Aº. Sobre o campo elétrico produzido pelas car-gas, é correto afirmar que é
a) zero em todos os pontos de um plano equidistante das cargas. b) igual em todos os pontos de um plano equidistante das cargas. c) máximo no centro da linha que une as cargas.
d) zero no centro da linha que une as cargas.
OBS.: Para que a resposta correta seja a alternativa D, basta acres-centar no enunciado que os valores das cargas são iguais.
(UEPG/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 18 (02+16)
Na região dentro de um capacitor de placas paralelas, para o qual desprezam-se os efeitos de borda, atua um campo elétrico uniforme. Uma carga de prova (q) movimenta-se sob a ação deste campo.
Considerando que o meio é o vácuo, e que as placas têm potenciais elétricos iguais em módulo, assinale o que for correto.
01) O trabalho da força elétrica ao deslocar a carga de prova do ponto P para o ponto Q é nulo, porém para deslocá-la de P para R, não o é.
02) As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipoten-ciais em cada ponto do campo elétrico E→.
04) Se entre as placas do capacitor for introduzido um dielétrico com constante dielétrica maior que a do vácuo, sua capacitância aumen-tará, bem como o valor do campo elétrico entre as placas.
08) Se a carga de prova (q) for negativa, ela irá se movimentar es-pontaneamente da placa A para a placa B.
16) Durante o movimento da carga de prova (q) ocorre transforma-ção de energia potencial em energia cinética.
(UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04)
No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, o elétron, de carga q e massa m, move-se com uma velocidade tangencial v→ em uma órbita circular em torno do núcleo sob a ação da força de Coulomb. Sabendo que o átomo é eletricamente neutro, assinale o que for correto:
01) O raio da órbita do elétron é dado por R = k0q2 4
π
2mf2
½ , sendo k0 uma constante e f a frequência com que o elétron se move na órbita circular.02) A força elétrica entre as cargas do átomo de hidrogênio obedece à segunda lei de Newton, sendo igual ao produto da massa do elé-tron pela aceleração centrípeta dele.
04) O raio da órbita é inversamente proporcional a f⅔.
08) A aceleração do elétron é nula porque ele se move com veloci-dade constante na órbita.
16) A força elétrica sobre o elétron constitui uma força de ação; e a força centrípeta constitui uma força de reação à força elétrica, obe-decendo à terceira lei Newton.
(UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) A carga elétrica é uma grandeza que se conserva. Ou seja, a car-ga elétrica é como a energia, não pode ser criada nem destruída. 02) A carga elétrica total de um corpo eletrizado é formada por quan-tidades discretas de carga elementar.
04) O valor numérico da carga elétrica elementar é igual ao módulo da carga elétrica do próton ou ao módulo da carga elétrica do elé-tron.
08) Corpos eletrizados exercem forças magnéticas entre si quando estão em repouso um em relação ao outro.
16) Um corpo eletrizado e isolado não possui campo elétrico.
(UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)
Duas cargas puntiformes, q1 e q2, possuem cargas elétricas de +3,0×10−9 C e −5,0×10−9 C, respectivamente. Estas cargas estão afastadas entre si por uma distância de 3,0 m. Considerando estas informações e a constante eletrostática k0 = 9×109 N∙m2/C2, assina-le a(s) alternativa(s) correta(s).
01) As cargas q1 e q2 estão sujeitas à ação de forças eletrostáti-cas de atração. Essas forças possuem a mesma intensidade, porém sentidos contrários.
02) A lei que possibilita o cálculo da intensidade da força elétrica entre duas cargas é conhecida como lei de Coulomb.
04) O módulo da força que atua sobre a carga q1 é de 1,5×10−8 N. 08) Se a distância entre as cargas q1 e q2 for dobrada, a intensidade da força que atua sobre a carga q2 também dobra.
16) Se a distância entre as cargas for reduzida à metade, o sentido da força que atua sobre a carga q1 é invertido.
(UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)
Despreze os efeitos do atrito e do campo gravitacional e assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) Uma carga elétrica fixada em uma região onde existe um campo elétrico possui energia potencial elétrica.
02) Uma carga elétrica, quando solta em uma região onde existe um campo elétrico, adquire energia cinética.
04) Uma carga elétrica positiva +Q é colocada em uma região na qual existe um campo elétrico uniforme, gerado por duas placas me-tálicas paralelas e eletrizadas com cargas elétricas com sinais opos-tos. A carga é atraída pela placa carregada positivamente e repelida pela placa carregada negativamente. Segundo essa descrição, um trabalho será realizado pela carga elétrica.
08) O trabalho realizado por um campo elétrico sobre uma carga elétrica é igual à variação da energia cinética desta carga.
16) O ganho de energia cinética de uma carga inserida em um cam-po elétrico é igual à perda de sua energia total.
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VESTIBULARES 2016.1
ELETRICIDADE
ELETRODINÂMICA
(CESGRANRIO-FMP/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: EUm ferro elétrico utilizado para passar roupas está ligado a uma fon-te de 110 V, e a correnfon-te que o atravessa é de 8 A. O calor específico da água vale 1 cal/(g.°C), e 1 caloria equivale a 4,18 J. A quantidade de calor gerada em 5 minutos de funcionamento desse ferro seria capaz de elevar a temperatura de 3 quilos de água a 20 °C de um valor ∆T.
O valor aproximado, em graus Celsius, desse aumento de tempe-ratura, ∆T, é a) 168 b) 88 c) 0,3 d) 63 *e) 21 (PUC/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Um sistema de quatro resistências idênticas R = 1,00 kΩ e uma ba-teria V = 12,0 V estão acoplados, como na figura, por fios perfeitos.
Calcule, em W, a potência elétrica total consumida no sistema. a) 0,000 b) 0,120 *c) 0,144 d) 12,0 e) 144 (PUC/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Um estudante arma um circuito elétrico simples a partir de uma ba-teria de 15 V e três resistores idênticos de 10 kΩ.
Com um amperímetro, ele mede uma corrente de 1,0 mA que passa em um dos resistores.
Qual é a resistência equivalente do circuito, em kΩ? a) 3,3 b) 5,0 c) 10 *d) 15 e) 30 (FGV/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: D
A resistência elétrica de uma pessoa é um dos parâmetros que for-necem informações sobre a sua composição corporal. Em particular, a resistência elétrica é inversamente proporcional à quantidade de água do corpo. A figura mostra um esquema simplificado para a de-terminação da resistência humana.
T
P r
fonte de tensão
Sobre o tablado T, de resitência RT igual a 1 MΩ, está em pé o paciente P, conectado a uma fonte de tensão. Há um bom contato elétrico entre P e T. No exame de P, com a fonte ajustada para for-necer 32 V, foi medida a tensão V = 16 V no resistor r de 2 MΩ. A resistência elétrica do paciente P é igual a
a) 2 MΩ. b) 8 MΩ. c) 4 MΩ. *d) 1 MΩ. e) 16 MΩ.
OBS.: As resistências dos fios de ligação devem ser ignoradas
(UNICENTRO/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Um eletricista quer instalar 4 lâmpadas com resistência R cada uma em uma sala.
Sabendo que a diferença de potencial entre os terminais A e B é de U, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o circuito que tem o menor consumo de energia.
a)
*b)
c)
d)
(ENEM-2015) - ALTERNATIVA: E
Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a ins-talação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico.
“O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve po-der ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos” — pensou.
Símbolos adotados:
Lâmpada: Tomada: Interruptor: Qual dos circuitos esboçados atende às exigências?
a) d)
b) *e)
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(CEFET/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Células fotoelétricas ou fotovoltaicas são dispositivos capazes de transformar a energia luminosa, proveniente do Sol ou de outra fonte de luz, em energia elétrica. O conjunto de células fotoelétricas é cha-mado Placa Fotovoltaica, e o uso hoje é bastante comum em lugares afastados da rede elétrica convencional. Existem placas de várias potências e diferentes tensões para os mais diversos usos. Uma placa fotovoltaica com 72,0 W de potência de pico, por exem-plo, é capaz de prover uma diferença de potencial de 12,0 V. Qual a corrente elétrica gerada por esta placa?
a) 864 A. b) 90,0 A. c) 12,0 A *d) 6,00 A. (PUC-CAMPINAS/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: E
O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletro-motriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica 10 Ω. Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas caracterís-ticas, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts,
a) 0,64. d) 0,20.
b) 0,32. *e) 0,80.
c) 0,50.
(FAC. ISRAELITA/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Nobel de Física vai para 3 japoneses
por iluminação a LED
Copenhague - Os japoneses Isamu Aka-saki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura (foto), este último naturalizado americano, foram agraciados nesta terça-feira com o Prêmio Nobel de Física 2014 pela invenção, nos anos 90, do LED azul. A descoberta se inscreve no “espírito de Alfred Nobel” de fa-zer invenções que geram grande benefício à humanidade, afirmou o comitê do Nobel no Instituto Karolinska, em Estocolmo, na
Suécia. Por muitos anos, a indústria teve à sua disposição LED de cor vermelha e verde. No entanto, para obter a luz branca, era ne-cessário ter a componente azul. A importância vem do fato que era impossível criar lâmpadas com luz branca sem o uso do azul. “Para fazer qualquer coisa, você precisa das três cores primárias (verme-lho, verde e azul). Vermelho era mais fácil por causa do arsenieto de gálio que já estava disponível, mas ninguém sabia como fazer o azul”, disse Nakamura em uma entrevista em 2009.
Disponível em: http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/nobel-de-fisica-vai-para-3-japoneses-por-iluminacao-a-led. Adaptado. Empolgado com a divulgação da notícia do prêmio Nobel de Física de 2014, o Sr. Piril Ampo resolve desembolsar R$ 60,00 e substituir a lâmpada incandescente de sua sala, cuja potência é de 100 W e cujo custo de aquisição foi de R$ 5,00, por uma lâmpada com a tecnologia LED, de 9 W, que tem o mesmo fluxo luminoso da lâm-pada a ser substituída. Calcule após quantos dias consecutivos de uso, aproximadamente, o Sr. Piril Ampo terá recuperado a diferença entre os valores desembolsados pelas duas lâmpadas. Considere para as duas lâmpadas uma utilização diária de 7h e o custo do kWh de R$ 0,30.
a) 873 *b) 288 c) 2 910 d) 2 091
(FAC. ISRAELITA/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezem-bro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que passará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia de-senvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecno-logia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120 V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30cm x 50cm x 80cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamen-te, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36°F na água desse aquário.
Adote:
Pressão atmosférica = 1 atm Densidade da água = 1 g/cm3
Calor específico da água = 1 cal.g−1.C−1 1 cal = 4,2 J = resistor de 1 Ω A B a) 1,88 b) 2,00 *c) 2,33 d) 4,00 (VUNESP/UNIFACEF-2016.1) - ALTERNATIVA: A
A figura ilustra um circuito simples formado por um gerador, um re-ceptor e um resistor.
As resistências de 1 Ω e 2 Ω são internas e correspondem à do gerador e à do receptor, respectivamente, enquanto a resistência de 7 Ω é do resistor. A potência útil aproveitada pelo receptor, em watts, é igual a
*a) 10. d) 25.
b) 15. e) 30.
c) 20.
(UNITAU/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Um circuito elétrico é composto de um resistor do tipo linear, de um capacitor com alta capacitância e de uma fonte de tensão contínua com resistência interna não desprezível, cuja fem é de 30 V. Sa-bendo-se que todos os componentes desse circuito estão ligados em série e que a corrente transitória que circula no circuito é de 1,2 ampères, é CORRETO afirmar:
a) O circuito é do tipo não dissipativo, ou seja, sua energia se con-serva no tempo.
b) Quando o circuito é desligado, a corrente de 1,2 ampères cessa instantaneamente.
c) A diferença de potencial elétrico medido na saída da fonte é maior que 30 V.
*d) O circuito é do tipo dissipativo, e a potência produzida pela fonte é menor do que 36 W.
e) Quando a fonte é ligada, a corrente de 1,2 ampères não cessa quando o capacitor fica totalmente carregado.
japizzirani@gmail.com
(PUC/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: D
O Texto 3 cita o uso de lampiões na iluminação pública, técnica que foi substituída pela corrente elétrica, que também gera energia tér-mica. Considere um calorímetro (recipiente termicamente isolado) equipado com um aquecedor elétrico cuja resistência é percorrida por uma corrente de 5,1 A quando ligado a uma rede de 220 V. São colocados 1 800 gramas de gelo a −10°C no calorímetro, que é liga-do à tensão de 220 V. Consideranliga-do-se:
• que existe troca de energia apenas entre gelo, água e a resistência do aquecedor;
• que Tg = 0°C é o ponto de fusão da água;
• que Lg = 3,3 × 105 J/kg é o calor latente de fusão do gelo; • que cg = 2,1 × 103 J/kg.K é o calor específico do gelo; • e que ca = 4,2 × 103 J/kg.K é o calor específico da água.
Pode-se afirmar que, após 15 minutos de funcionamento, tem-se no interior do calorímetro (assinale a alternativa correta):
a) Apenas gelo a uma temperatura de −2°C. b) Gelo e água a uma temperatura de 0°C. c) Apenas água a uma temperatura de 28°C. *d) Apenas água a uma temperatura de 50°C.
(UNITAU/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: B
O circuito abaixo é formado apenas por componentes ideais, sendo alimentado por uma fonte contínua de 6 V. Duas das grandezas des-se circuito são monitoradas pelo amperímetro A e pelo voltímetro V.
R1 R2
Sobre esse circuito, é CORRETO afirmar: a) O resistor equivalente é maior que 150 ohms.
*b) A potência dissipada pelos resistores é igual à fornecida pela fonte, pois, caso contrário, o circuito seria danificado.
c) O resistor 1 é de 100 ohms. d) O resistor 2 é de 50 ohms.
e) A diferença de potencial entre os terminais do resistor 2 é de 6 V.
(VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: B
Para a construção de 3 circuitos elétricos, foram entregues a alguns alunos três resistores e três fontes de tensão para serem usados em uma montagem com base na tabela.
Circuito Fonte de tensão Resistência do resistor
X U R
Y 4U R4
Z U4 4R
É correto afirmar que a intensidade das correntes elétricas iX, iY e iZ, que atravessam os resistores dos circuitos X, Y e Z, respectivamen-te, segue a relação
a) iX > iZ > iY. *b) iZ < iX < iY. c) iX > iY = iZ. d) iY = iX > iZ. e) iX = iY = iZ. (VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: D
Frequentemente observamos pássaros pousarem sobre os fios de alta tensão sem que sejam eletrocutados ou que sofram qualquer outro dano físico.
(http://diariodebiologia.com) Isso ocorre porque
a) os pássaros são aves perfeitamente isolantes.
b) os pássaros identificam fios de baixa potência elétrica para pou-sarem.
c) os pés dos pássaros não proporcionam resistência à corrente elé-trica.
*d) a diferença de potencial produzida entre os pés dos pássaros é baixa.
e) os pássaros, ao tocarem os pés no fio, tornam-se resistores ôh-micos.
(VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: B
As lâmpadas A, B, C e D são idênticas e estão ligadas à fonte de tensão V, conforme esquematizado na figura. Considere que inicial-mente todas as lâmpadas estão acesas.
C V
A
D B
Se a lâmpada D queimar, é correto afirmar que a) A, B e C apagarão.
*b) A, B e C permanecerão acesas. c) somente B apagará.
d) somente A e C apagarão.
e) somente A e B permanecerão acesas.
(VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: A
Para o perfeito funcionamento, um resistor deve ser conectado em série a um aquecedor que apresenta resistência elétrica igual a 36 Ω e que será submetido a uma tensão elétrica de 220 V. Para que o aquecedor dissipe sua potência máxima de 900 W, a resistência elétrica do resistor a ser conectado ao circuito deve ter valor, em ohms, igual a
*a) 8. d) 36.
b) 12. e) 44.
c) 24.
(ACAFE/SC-2016.1) - ALTERNATIVA: C
Um forno elétrico é constituído de uma forma a aquecer um corpo colocado em seu centro de forma mais uniforme. É composto por 12 resistores iguais a 60 Ω dispostos em forma de cubo, como na figura a seguir.
A intensidade da corrente elétrica, em amperes, que passa pelo cir-cuito quando aplicada uma DDP de 220 V entre os pontos A e B é: a) 2,2.
b) 18,33. *c) 4,4. d) 12,0.
