Questões de Concurso
Comentadas sobre cargas elétricas e eletrização em física
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Texto 14A1AAA

Uma diferença de potencial de 400 V foi aplicada a um
filamento que emitiu um elétron com velocidade V
cujas coordenadas estão mostradas na figura precedente
em que
são vetores unitários. O vetor velocidade
e o vetor campo magnético são expressos, respectivamente,
como V = V (0,6
+ 0,8ĵ + 0
) e B = B
.
O elétron emitido penetra em uma região de indução
magnética B = B
, de módulo 0,1 Tesla. Esse elétron tem carga e
igual a 1,6 × 10-19 C e massa m = 9,10 × 10-31 kg.
Considere o sistema de esferas concêntricas mostrado na figura abaixo. A esfera mais interna é feita de um material isolante, com uma densidade de carga ρ (região 1). As regiões 2 e 4 estão vazias. A região 3 é uma casca esférica condutora com carga Q. Q e ρ são positivos.

O campo elétrico é nulo
Baseando-se nos estudos de Michael Faraday, Maxwell unificou, em 1864, os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis, em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou, com essa nova teoria, que vários fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro equações, na forma diferencial, conhecidas atualmente como Equações de Maxwell.
Internet: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br> (com adaptações).
(1) os campos magnéticos são rotacionais, isto é, não existem monopolos magnéticos; e
(2) correntes elétricas ou cargas em movimento geram campos magnéticos.
Tomando o texto acima como referência inicial, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, as equações de Maxwell das quais essas afirmativas são consequências.
Um fio retilíneo longo está situado sobre o eixo Y conforme mostra a Figura abaixo. Esse fio conduz uma corrente I, no sentido negativo do eixo (– OY).
Além do campo magnético produzido pelo fio, existe um
campo magnético uniforme no espaço dado por
.

A expressão do campo magnético total no ponto a, situado
a uma distância L da origem é:
Uma partícula com carga q e com velocidade igual a
entra em uma região com campos elétrico e
magnético uniformes. O campo magnético é dado por
.
Desprezando-se a massa da partícula, qual deve ser o campo elétrico na região para que a partícula se desloque em movimento retilíneo uniforme?
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:
Ficar sozinho em um descampado, nadar na piscina ou no mar, ficar em lugares altos, como árvores, segurar objetos metálicos grandes, como para-raios, é estar em lugares e situações propícias para uma descarga elétrica ocorrer. Veja a imagem da garota que estava escalando uma montanha e ficou com os cabelos arrepiados. Isso aconteceu devido à repulsão de cargas elétricas de igual sinal que foram induzidas pela passagem de uma tempestade. É o mesmo fenômeno que acontece no Gerador de Van De Graaff.

Sobre a garota da figura é correto afirmar que:
A figura apresenta, esquematicamente, como estão ligadas, a uma tomada de 110 V, quatro lâmpadas de incandescência idênticas funcionando com brilho normal.

A tarefa proposta pelo professor é a de ligá-las em uma tomada de 220 V, de modo que elas continuem funcionando com seu brilho normal.
Assinale a opção que indica o esquema no qual os alunos, para
cumprir a tarefa, deverão ligar as lâmpadas.
No laboratório de uma escola da rede municipal de ensino, os alunos realizaram uma série de experimentos, sob a orientação do professor, utilizando três bolas de pingue-pongue revestidas por uma fina camada de alumínio e suspensas por fios isolantes a um suporte.
Observe o quadro I.

Quadro I
As figuras ilustram o comportamento das bolas aluminizadas quando aproximadas, uma de cada vez, de um bastão carregado por ter sido atritado em um pano felpudo.
Observe, em seguida, o quadro II.

Quadro II
As figuras ilustram o comportamento das bolas aluminizadas quando colocadas, duas a duas, frente a frente.
Analisando essa série de experimentos, os alunos concluíram,
com relação às bolas aluminizadas, que
Uma pessoa está perto de um poste quando o mesmo é atingido por um raio. Durante um curto intervalo de tempo, acumula-se na base do poste uma carga de 1,6 μC suficiente para produzir uma diferença de potencial elétrico (ddp) entre as duas regiões ocupadas pelos pés da pessoa (A e B).

Em relação a essa situação, tomando K0 = 9 × 109 N.m2
/ C2
, é possível estimar a ddp entre os pontos A e B em
Acerca de princípios relacionados a eletrostática e a eletrodinâmica, julgue o item subsequente.
Considere que a figura I a seguir ilustre duas esferas, A e B, ambas de raio igual a R, condutoras idênticas. Considere, ainda, que a esfera A esteja inicialmente carregada com uma carga igual a 20 C e que a esfera B esteja completamente descarregada. Nessa situação hipotética, ao se ligar essas esferas por meio de um fio condutor, conforme ilustrado na figura II, é correto afirmar que, ao atingirem o equilíbrio eletrostático, as esferas ficarão carregadas, cada uma com carga igual a 10 C.


Um gráfico que representa aproximadamente a aceleração da partícula em função do tempo ao longo da trajetória é

Inicialmente, as esferas P, Q e R encontram-se carregadas eletricamente com 2,00
C, 4,00
C e – 6,00
C, respectivamente. Neste momento inicial, o módulo da força de interação elétrica entre P e Q é F1 . As esferas P e Q são, então, postas em contato e afastadas novamente. Em seguida, as esferas Q e R são postas em contato e depois todas as esferas retornam às suas posições iniciais. Agora o novo módulo da força de interação elétrica entre P e Q passa a ser F2 .O valor da razão
é, aproximadamente, 
Em um determinado momento, uma das esferas é eletrizada.
O que ocorrerá logo após essa eletrização?

Analisando-se as etapas do experimento, verifica-se que, na etapa
Considerando que as cargas iniciais são, respectivamente,
= -Q/2, qual a carga inicial da esfera
?