Estudar 052

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Estudar 052
Questão 1
A figura mostra uma carga puntual positiva +Q e outra negativa –Q, separadas por uma distância 2L. 
O campo elétrico resultante produzido por essas cargas está ilustrado CORRETAMENTE no ponto:
a) A
b) B
c) C
d) D
Gabarito:
B
Resolução:
A figura determina as posições corretas dos vetores resultantes em cada ponto. Verificamos que o
único vetor que condiz com a figura original do enunciado do problema é a do vetor em B.
Questão 2
A figura mostra um dispositivo para experimentos de eletrostática, cujo objetivo é determinar o sinal
e a intensidade q das cargas elétricas de partículas desconhecidas. O dispositivo é utilizado da
seguinte maneira: tendo duas cargas pontuais conhecidas +Q e –Q, ambas de mesmo módulo, mas
de sinais contrários, a +Q é colocada na extremidade inferior de um pêndulo que tem a extremidade
superior fixa em um suporte móvel. O suporte móvel do pêndulo pode ser deslocado manualmente
nos sentidos horário e anti-horário sobre um semicírculo. A outra carga –Q e a carga q desconhecida
são fixas equidistantes do centro O do semicírculo, de maneira que a reta que une essas duas cargas
é a hipotenusa horizontal de um triângulo isósceles e retângulo, veja a figura. O experimento é feito
de maneira que, para cada carga desconhecida q, movimenta-se o suporte sobre o circulo no sentido
horário ou anti-horário, até que a carga +Q do pêndulo fique suspensa e em equilíbrio no centro do
semicírculo. Nessa situação de equilíbrio, o pêndulo formará um ângulo com a horizontal. 
Com fundamentos nas leis de Newton e de Coulomb, e desprezando os efeitos gravitacionais, assinale
a alternativa correta. Considere as cargas +Q e –Q não nulas.
(A) Se /2 > > /4, q será negativa e de módulo maior que Q.
(B) Se = /4, q é nula.
(C) Se /4 > > 0o, q será negativa e de módulo menor que Q.
(D) Se = 0o, q é negativa e de módulo igual a Q.
(E) Se /2 > > 0o, q será sempre positiva.
Gabarito:
B
Resolução:
A carga –Q está fixa e quando o suporte está em , a força aplicada pela haste do pêndulo sobre
a carga +Q tem mesma direção e sentido oposto ao da força aplicada pela carga –Q sobre a carga
+Q, de tal maneira que se anulam. Sendo nula a carga q, a carga +Q permanece suspensa e em
equilíbrio no centro do semicírculo.
Questão 3
A figura representa quatro esferas metálicas idênticas penduradas por fios isolantes elétricos.
O arranjo está num ambiente seco e as esferas estão inicialmente em contato umas com as outras. A
esfera 1 é carregada com uma carga elétrica +Q.
Escolha a opção que representa a configuração do sistema depois de atingido o equilíbrio.
Gabarito:
C
Resolução:
No contato inicial, a carga será distribuida em todas as esferas. Como todas as esferas possuem
carga de mesmo sinal, todas se repelem mutuamente, o que leva à opção C.
Questão 4
A figura a seguir mostra uma visão lateral de duas placas finas não condutoras, paralelas e infinitas,
separadas por uma distância d.
As duas placas possuem densidades uniformes de cargas, iguais em módulo e de sinais contrários.
Sendo E o módulo do campo elétrico devido a somente uma das placas, então os módulos do campo
elétrico acima, entre e abaixo das duas placas, são, respectivamente:
a) E, 2E, E
b) 2E, 0, 2E
c) 0, 2E, 0
d) 2E, 2E, 2E
Gabarito:
C
Resolução:
O campo elétrico vai de uma carga positiva para uma carga negativa. Uma das placas será positiva e
outra será negativa. Então, o campo elétrico deverá estar entre elas. Se uma das placas, que tem
módulo de carga Q, possui campo E, a outra, com carga –Q, também terá campo E. Dessa forma,
acima da placa de cima não há campo devido às cargas, nem abaixo da placa de baixo. Entre as
placas o vetor resultante será E + E = 2E, o que nos leva à alternativa C.
Questão 5
A figura representa a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e
B.
Assinale a linha da tabela que apresenta as indicações corretas para as convenções gráficas que
ainda não estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão
apresentadas (linhas cheias e tracejadas).
 
carga da
partícula
A
carga da
partícula
B
linhas cheias
com setas
linhas
tracejadas
(A) (+) (+) linha de força superfície
equipotencial
(B) (+) (-) superfície
equipotencial linha de força
(C) (-) (-) linha de força superfície
equipotencial
(D) (-) (+) superfície
equipotencial linha de força
(E) (+) (-) linha de força superfície
equipotencial
Gabarito:
E
Resolução:
A figura mostra as linhas cheias como as linhas de força estabelecidas pela influência de duas cargas
pontuais, A e B, cujos sinais serão positivo para a carga A e negativo para a carga B, porque as linhas
de força, por convenção, nascem nas cargas positivas e morrem nas negativas.
 
As linhas tracejadas revelam a existência de superfícies equipotenciais, por influência da proximidade
de duas cargas pontuais. Comprovam também a sua existência pois as linhas de força são
perpendiculares a essas superfícies no ponto de contato (imaginário).
Questão 6
A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos polos magnéticos da Terra, indica
também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está.
Bússolas como essa se inclinam αE em regiões próximas ao equador, αT em regiões próximas aos
trópicos e αP em regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo
magnético terrestre (veja a figura)
pode-se afirmar que:
(A) αP > αT > αE.
(B) αT > αP > αE.
(C) αP > αE > αT.
(D) αT > αE > αP.
(E) αE > αT > αP.
Gabarito:
A
Resolução:
A agulha da bússola estará alinhada com o vetor campomMagnético da Terra. 
 
O plano horizontal é tangente à superfície da Terra. O ângulo α é um ângulo do vetor Campo Magnético da Terra com esse plano. O
ângulo de uma reta com um plano será o ângulo da reta com sua projeção sobre o plano.
 
Na região do Equador, esse ângulo é zero, porque o vetor campo magnético estará no plano, ou será paralelo a este. Portanto, αT =
0.
 
Na região dos Trópicos, o ângulo do vetor campo magnético com a direção horizontal do plano tangente à superfície deverá estar
entre zero e 90º, portanto 0º αT > αE
Questão 7
A figura a seguir mostra um circuito elétrico formado por um capacitor, uma bateria e uma chave.
Após a chave ter ficado ligada por um longo período de tempo, a carga no capacitor, em μC, é
aproximadamente 
A) 0,5.
B) 2,0.
C) 72,0.
D) 12,0.
Gabarito:
C
Resolução:
C = 
Ou 
Q = C · U = 6 · 10–6 · 12 = 72 · 10–6 C = 72 μC
Questão 8
A figura a seguir mostra uma região onde existe um campo magnético , perpendicular ao plano do
papel. Um elétron, um próton e um nêutron penetram na região com velocidade . Devido ao
campo magnético, essas partículas executam trajetórias diferentes, designadas por 1, 2 e 3 . De
acordo com essas trajetórias, é CORRETO afirmar que: 
a) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, elétron e nêutron, respectivamente, e o campo está saindo do
papel.
b) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente, e o campo está saindo do
papel.
c) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, nêutron e elétron, respectivamente, e o campo está entrando
no papel.
d) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente, e o campo está entrando
no papel.
e) as partículas 1, 2 e 3 são: nêutron, elétron e próton, respectivamente, e o campo está saindo do
papel.
Gabarito:
B
Resolução:
O elétron e o próton devem estar separados entre si pelo nêutron (representado, portanto, pela
partícula 2).
 
Seguindo a regra da mão esquerda, quando o indicador (representando a velocidade) tem a direção e
o sentido mostrados na figura, o dedo médio (representando o campo magnético), aponta para fora
do papel.
Questão 9
A figura a seguir representa uma esfera condutora homogênea positivamente carregada.
Sobre omódulo do campo elétrico (E) gerado, nos pontos A (centro), B (superfície externa) e C
(exterior), pela carga da esfera, é correto afirmar:
a) EA .
Supondo que cada esfera, da parte superior da máquina, esteja eletrizada com carga de 2,0 × 10–6 C,
que a distância entre elas seja de 10 cm e considerando a constante eletrostática do ar igual a 9,0 ×
109 N · m2 / C2, a intensidade da força eletrostática, em newtons, entre as esferas é
(A) 0,018.
(B) 0,036.
(C) 0,18.
(D) 1,80
(E) 3,60.
Gabarito:
E
Resolução:
A intensidade da força eletrostática entre as esferas é dada por:
Fel = (k . q1 . q2) / d2
Fel = (9,0 × 109 . 2,0 × 10–6 . 2,0 × 10–6) / (10–1)2
Fel = 3,60 N
Questão 14
A figura mostra as linhas de força de um campo elétrico gerado por 2 partículas eletrizadas com
cargas de valores QA e QB.
Disponível em: . Adaptado.
Com relação às cargas mostradas na figura, é correto afirmar que
(A) QA é positiva, QB é negativa e |QA| > |QB|.
(B) QA é positiva, QB é negativa e |QA| |QB|.
(E) QA é negativa, QB é positiva e |QA| . Adaptado.
Suponha que o Sol emita um próton, que atinge o ponto A da figura, com velocidade perpendicular à
direção do campo magnético terrestre nesse ponto. Considerando as direções e sentidos da
velocidade do próton e do campo magnético no ponto A, representados na figura, a força magnética
que atua sobre esse próton tem sentido
a) oposto ao do campo magnético.
b) igual ao do campo magnético.
c) para fora do papel.
d) para dentro do papel.
e) oposto ao da velocidade.
Gabarito:
D
Resolução:
Aplicando-se a regra da mão esquerda e considerando-se a direção e o sentido do campo e da
velocidade indicados na figura, a força magnética que atua sobre esse próton tem direção horizontal
e sentido para dentro do papel.
Questão 16
A figura representa linhas de força entre duas cargas puntiformes.
(www.cienciasacm.xpg.com.br)
Assinale a alternativa correta.
a) Uma dessas cargas é negativa e a outra é nula.
b) Essas cargas possuem sinais contrários.
c) Essas cargas são necessariamente positivas.
d) Essas cargas são necessariamente negativas.
e) Uma dessas cargas é positiva e a outra é nula.
Gabarito:
B
Resolução:
O padrão de linhas de força presente na figura é típico de duas cargas puntiformes que apresentam
sinais opostos, sendo que as linhas de força são divergentes para a carga positiva, e convergentes
para a carga negativa.
Questão 17
A figura mostra uma espira circular, de raio a e resistência R, com centro situado sobre o eixo de um
solenoide muito longo, com n voltas por unidade de comprimento e raio b (bindica que a corrente elétrica fluindo
na espira, vista desde o ponto de suspensão do ímã, tem sentido horário/anti-horário. Em t = 0, o ímã
é liberado e cai. Considere três instantes de queda, (1), (2) e (3), mostrados a seguir.
Escolha a alternativa que indica, aproximadamente, a posição do ponteiro do galvanômetro nos
instantes mostrados.
Gabarito:
A
Resolução:
(Resolução oficial)
Quando o ímã começa a cair, o fluxo magnético através da bobina começa a aumentar. De acordo
com a lei de Faraday-Lenz, aplicada à situação esquematizada na figura (1), na bobina aparecerá uma
força eletromotriz induzida que originará uma corrente elétrica cujo campo magnético associado irá
se opor ao aumento do fluxo magnético externo, i.e., oposto ao campo magnético externo. Assim, o
campo magnético induzido aponta para cima, o que indica que a corrente elétrica induzida que o
criou circula no sentido anti-horário, quando vista do ponto indicado no enunciado, defletindo o
ponteiro do galvanômetro para a esquerda. No instante representado pela figura (2), o plano da
bobina divide o imã ao meio, tornando nula a variação do fluxo magnético na bobina. Nenhuma força
eletromotriz é induzida, e o ponteiro não é defletido da posição de repouso. Na figura (3), o ímã está
se afastando da bobina, diminuindo o fluxo magnético através dela. Para impedir essa diminuição, a
bobina tenta atrair o ímã criando um campo magnético induzido que aponta para baixo, i.e., através
de uma corrente elétrica que circula no sentido horário e, portanto, defletindo o ponteiro do
galvanômetro para a direita.
Questão 19
A figura é o esquema simplificado de um disjuntor termomagnético utilizado para a proteção de
instalações elétricas residenciais. O circuito é formado por um resistor de baixa resistência R; uma
lâmina bimetálica L, composta pelos metais X e Y; um eletroímã E; e um par de contatos C. Esse par
de contatos tende a abrir pela ação da mola M2, mas o braço atuador A impede, com ajuda da mola
M1. O eletroímã E é dimensionado para atrair a extremidade do atuador A somente em caso de
corrente muito alta (curto circuito) e, nessa situação, A gira no sentido indicado, liberando a abertura
do par de contatos C pela ação de M2.
De forma similar, R e L são dimensionados para que esta última não toque a extremidade de A
quando o circuito é percorrido por uma corrente até o valor nominal do disjuntor. Acima desta, o
aquecimento leva o bimetal a tocar o atuador A, interrompendo o circuito de forma idêntica à do
eletroímã.
Disponível em: . Adaptado.
Na condição de uma corrente elevada percorrer o disjuntor no sentido indicado na figura, sendo e
 os coeficientes de dilatação linear dos metais X e Y, para que o contato C seja desfeito, deve valer
a relação ______ e, nesse caso, o vetor que representa o campo magnético criado ao longo do eixo do
eletroímã apontará para a ______. Os termos que preenchem as lacunas estão indicados correta e
respectivamente na alternativa
a) X > Y … esquerda.
b) X Y … direita.
d) X = Y … direita.
e) X V(d) e a carga é positiva.
b) V(b) V(d) e a carga é negativa.
e) V(b) rb. No entanto, como a carga que origina o potencial é negativa, temos que o módulo
do potencial em b é maior do que o módulo do potencial em d. Como os potenciais são negativos, a
relação se torna
Vd > Vb.