O metal lítio, muito valorizado por conta da demanda por baterias automotivas, é obtido pela eletrólise do cloreto de lítio fundido. Na equação abaixo, é mostrada a principal semirreação do processo. 

Li⁺ _(l) + e^- → Li<sub>(s)

Assumindo-se condições ideais de reação, a quantidade de carga, em C, necessária para produzir 200 kg de Li(s) é, aproximadamente,

Dado F = 96.500 C/mol de elétrons</sub>

A eletrostática é um campo do eletromagnetismo que estuda as cargas em repouso bem como os campos gerados por essas cargas. Na natureza, corpos inicialmente neutros podem ter suas cargas alteradas (número de elétrons) e redistribuídas via algum método de eletrização (atrito, contato, indução), conferindo a esses corpos uma característica denominada carga elétrica. Em relação às cargas elétricas, atente para o que se afirma a seguir e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso.

( ) Se um corpo tem carga elétrica, então ele está eletrizado.
( ) Em um corpo eletrizado, o número de cargas elétricas positivas e negativas é o mesmo.
( ) Em um corpo neutro não há cargas elétricas.
( ) Não é possível criar ou destruir cargas elétricas.

A sequência correta, de cima para baixo, é: 

Uma partícula contendo uma carga Q = 1,6 x 10^-19 C entra numa região onde há um campo magnético de intensidade B = 1,0 T com uma velocidade de módulo v. Sobre ela, passa a agir uma força magnética de intensidade F = 3,2 x 10^-16 N. O ângulo entre os vetores velocidade e campo magnético vale θ, e sabe-se que cos θ = √3/2  e sen θ = 1/2. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo v da velocidade da partícula.

Em um filtro de velocidades, uma partícula com massa m e carga q passa por uma região do espaço com campos magnético B e elétrico E perpendiculares e uniformes. A velocidade inicial do corpo quando entra no filtro é perpendicular aos dois campos. Para que apenas partículas com velocidade v_s sejam selecionadas e consigam sair da região do filtro sem serem defletidas, a relação entre v_s e os módulos B e E dos campos deve ser:

Em uma raquete elétrica para matar mosquitos, a energia é armazenada em um circuito aberto, no qual é estabelecida uma diferença de potencial de 2 kV entre duas malhas metálicas. Quando um mosquito une as duas malhas, o circuito se fecha e uma corrente contínua de 0,002 A passa por ele, que é eletrocutado. Assinale a alternativa que apresenta a resistência R do mosquito e a potência P dissipada durante o processo.

Três gotículas microscópicas de tinta se encontram eletrizadas, cada uma carregada com a mesma carga q positiva. Elas se encontram alinhadas e a carga central está a distância d de cada uma das outras duas. A distância d é muito maior que o tamanho das gotículas. K é a constante de proporcionalidade da Lei de Coulomb. É possível afirmar que o módulo da força elétrica resultante sobre a carga central é:

Circuitos simples, formados por resistores e fontes de força eletromotriz, são temas constantes na educação básica, permitindo aos estudantes compreenderem os princípios fundamentais da eletricidade e suas aplicações no dia a dia. Observe o circuito misto ilustrado na Figura 3 abaixo, composto por 4 resistores e 3 fontes de força eletromotriz ideais, interligados por fios sem resistência elétrica. Um voltímetro ideal está conectado ao sistema, conforme mostrado na Figura 3.


Qual o valor indicado pelo voltímetro? 

Considere um cilindro maciço, feito de material não condutor e infinitamente longo, com raio R. O cilindro tem uma densidade volumétrica de cargas não uniforme, que varia radialmente a partir do centro do cilindro, sendo dada por: p = ar 3 . Considere a constante de permissividade do meio como sendo ε. A expressão correta que determina o módulo do campo elétrico a uma distância r do centro do cilindro é:

Considere uma região do espaço em que há um campo elétrico uniforme E = 2,0 x 10⁴N/C, apontando na direção positiva do eixo x. Um objeto carregado positivamente é colocado nessa região e, inicialmente, está em repouso no ponto A(−4m, 0, 0). O objeto é então liberado e se move sob a ação do campo elétrico. Considere a massa do objeto como sendo m = 0,5 kg e sua carga q = 4,0 × 10⁻⁶ C. Supondo que não há outras forças atuando sobre ele além da força elétrica, determine o trabalho realizado pela força elétrica e a velocidade final do objeto quando este se move do ponto A até o ponto B(4m, 0, 0), assumindo que a resistência do meio seja desprezível. 

Considere uma situação hipotética em que dois cilindros infinitos de material isolante, com espessura desprezível, são dispostos de forma coaxial e estão carregados positivamente. O cilindro interno, de raio R₁, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₁ ao longo de sua superfície externa. O cilindro externo, de raio R₂, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₂ ao longo de sua superfície externa. Deseja-se calcular o campo elétrico no interior e no exterior do cilindro utilizando a equação de Gauss. Assinale a alternativa que descreve corretamente o campo elétrico (E) em função da distância r do eixo do cilindro. 

Analise a imagem a seguir de um capacitor eletrolítico.

Assinale a alternativa que indica a quantidade de carga e energia que é possível armazenar nesse capacitar, considerando as informações nominais indicadas em sua carcaça.

Na eletrostática, a capacitância é definida como a relação entre a carga armazenada no condutor positivo e a diferença de potencial entre os condutores (C = Q/V). Um capacitor de placas paralelas é ligado a uma fonte de 50 V e carregado com uma carga de 5 mC e depois é desconectado da fonte. Ele mantém a carga armazenada. Se as placas são afastadas uma da outra para o dobro da distância original, sem descarregar o capacitor, a diferença de potencial V entre as duas placas 

A figura a seguir exibe uma superfície gaussiana a qual está submetida a um campo elétrico dado por

O valor do fluxo do campo elétrico, em unidades de Nm²/c, através dessa superfície fechada é de

As duas cargas elétricas separadas por uma distância “d” representam um dipolo elétrico. O dipolo foi colocado na posição mostrada na figura a seguir na presença de um campo elétrico uniforme e que aponta para a direita. 

Avalie as afirmações relacionadas à figura.

I - A força resultante no dipolo fará o centro do dipolo transladar.

II - O momento dipolar dependerá do campo elétrico externo.

III - O vetor torque resultante sobre o dipolo será negativo.

IV - A força resultante no dipolo será nula.

V - A força elétrica atuando na carga positiva será na mesma direção e sentido do campo.

Está correto apenas o que se afirma em

Quando a umidade relativa do ar baixa muito, é comum tomar choques ao levar a mão para abrir uma porta de um carro ou a maçaneta de uma porta. Quando isso ocorre, o campo elétrico que surge entre as pontas do dedo e o condutor deve superar a rigidez dielétrica do ar, que é de 3,0 × 10⁶ V/m. Qual a densidade superficial mínima de cargas que um condutor deve acumular para superar essa rigidez dielétrica? 

Dados: A constante dielétrica do vácuo tem valor de ε₀ ≈ 9,0 ×10^-12 C²N^-1m^-2 .  

Considere um capacitor cilíndrico, cujo material dielétrico que preenche o espaço entre as placas interna e externa apresenta uma permissividade elétrica igual a 10·ε₀, onde ε₀ corresponde à permissividade elétrica do vácuo e é aproximadamente igual a 8,854×10^-12 F/m. Os raios das placas interna e externa do dispositivo são iguais a, respectivamente, 2,0000 mm e 5,4366 mm.

Se a rigidez dielétrica (campo elétrico máximo suportado) do material isolante que compõe o dispositivo é igual a 10 MV/m, qual o valor, em kV, mais próximo da tensão máxima que pode ser aplicada no capacitor sem que processos de ionização se iniciem na região entre as placas? (Para fins de simplificação do problema, considere que as linhas de campo elétrico apresentam simetria cilíndrica.)

Uma linha de transmissão aérea monofásica com retorno de corrente pelo solo está sendo projetada para alimentar uma carga com tensão contínua. Essa linha irá operar com uma tensão que promove uma densidade linear de cargas ao longo dos condutores de 1,76 π μC/m.

Considerando-se que o solo pode ser modelado como um condutor elétrico perfeito e que a permissividade relativa do ar é igual à do vácuo (dada, aproximadamente, por ε₀=8,8×10^-12 F/m), a alternativa que indica a altura mínima em relação ao solo do condutor da linha de transmissão que promove um nível máximo de campo elétrico ao nível do solo igual a 10 kV / m é de quantos metros? 

Seja um capacitor esférico cujas placas interna e externa apresentam raios iguais a 0,25 mm e 0,5 mm, respectivamente, e cujo material dielétrico que preenche o espaço entre as placas possui permissividade elétrica igual a 20 ∙ ε₀ (ε₀ = 8,854 ∙ 10^-12 F/m).

Se a máxima tensão que pode ser aplicada no capacitor é de 1 000 V, uma vez que tensões superiores iniciam processos de ionização no meio dielétrico, assinale a alternativa que indica corretamente a rigidez dielétrica do material entre as placas.

Considere a configuração de cargas da figura a seguir, onde uma carga negativa está posicionada em (x, y, z) = (d, 0, 0) e outra carga positiva está na posição de coordenadas (x, y, z) = (3d, 0, 0) no vácuo. Se o plano yz for um condutor aterrado, obtenha a força resultante sobre a carga +q.
Considere ε₀ como a permissividade elétrica do vácuo.

A balança é um dispositivo capaz de aferir a massa de um corpo com base no equilíbrio das forças atuando sobre ele, relacionando os valores da força normal ou da força elástica com a massa do objeto. A força elétrica, em alguns casos, também poderia ser utilizada para a construção de balanças para medir a massa de objetos carregados. Considere que um cientista deseja construir um dispositivo para ser utilizado como uma balança. Para isso, esse dispositivo deve ser capaz de criar um campo elétrico uniforme vertical de modo que o usuário possa alterar o módulo e o sentido desse vetor campo elétrico. Dessa maneira, através de uma posição de equilíbrio, é possível relacionar o campo elétrico criado pelo aparelho com a massa e a quantidade de carga de um corpo que ali estiver inserido. A relação para o campo elétrico que permite, através desse dispositivo, determinar o valor da massa de um corpo carregado é: