A compreensão da função de cada um dos elementos de um circu...

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Q233303 Física

Na  questão , caso seja necessário, considere as seguintes informações. 


1) As grandezas vetoriais estão representadas por letras em negrito. Por exemplo, a letra F (em negrito) indica o vetor força, enquanto a letra F (sem negrito) indica o módulo do vetor força.


2) As expressões trigonométricas estão abreviadas da seguinte forma: 


                                                      seno = sen

                                                 cosseno = cos

                                                  tangente = tg 


3) A aceleração da gravidade está representada  por g = 10 m/s2


A compreensão da função de cada um dos elementos de um circuito elétrico possibilita a resolução de  problemas clássicos que envolvem situações puramente hipotéticas e outras que estão ligadas ao cotidiano. Um perito deve estar apto a resolver ambas. Um exemplo disso é relativo ao movimento de um automóvel. Um carro em movimento pode ser eletricamente carregado pelo movimento de elétrons que fluem do piso para os pneus e dos pneus para a carroceria. Essa situação pode ser compreendida com o auxílio do esquema a seguir, que mostra um carro e os análogos elementos de circuito.


                                               Imagem associada para resolução da questão
                                     
O acúmulo de cargas na carroceria dá-se da mesma forma que um capacitor é carregado. Nesse caso, a carroceria comporta-se como uma placa do capacitor; e o piso, como a outra placa. Após uma longa corrida, o carro para, e a descarga da carroceria é feita por meio dos pneus do mesmo modo que um capacitor descarrega-se por intermédio de um resistor.
É claro que esse processo de descarga demanda certo intervalo de tempo e, enquanto houver cargas armazenadas na carroceria, sempre existe a possibilidade de uma faísca ser produzida quando se aproxima um condutor da carroceria. Essa é uma preocupação constante quando se faz o reabastecimento, uma vez que o combustível é altamente inflamável, e uma faísca pode causar uma grande explosão.

A fim de evitar um grave acidente, um perito foi chamado para sugerir uma solução. Segundo o relatório emitido, deve-se respeitar um intervalo de tempo mínimo para que ocorra a descarga, mesmo que parcial, e a fim de que a energia gerada em uma possível faísca não seja suficiente para iniciar a ignição do combustível, isto é, a energia gerada no centelhamento deve ser menor que determinado valor crítico. Considerando que cada pneu comporta-se como um resistor de resistência R = 80,0 GΩ, que, no instante em que o carro para, a diferença de potencial entre o carro e o piso é de 40,0 kV, que a capacitância do sistema carro piso é de C = 400 pF, que o valor crítico da energia da faísca Imagem 111.jpg e considerando, para efeito de cálculo, que In (2) = 0,693 e In (4) = 1,39, assinale a alternativa que apresenta aproximadamente o menor intervalo de tempo, indicado no relatório pericial, que deve decorrer para que o abastecimento do carro seja efetuado com segurança.

Alternativas