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Eletromagnetismo

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A figura a seguir representa 3 esferas, a, b e c, com raios R, 2R e 3R, perfeitamente condutoras e eletricamente carregadas, e um fio f, também perfeitamente condutor e neutro, suspenso por uma corda isolante, em dois momentos distintos (I) e (II). As esferas estão em suportes isolantes e separadas por grandes distâncias. De início, no painel (I), a esfera a tem carga elétrica +2Q, a esfera b tem carga elétrica –3Q, a esfera c tem carga elétrica –2Q, e o fio está afastado das esferas. O fio f é então posto simultaneamente em contato com as três esferas, como mostra o painel (II). Após longo tempo nessa situação, o fio suspenso é afastado. As cargas elétricas nas esferas a, b e c são, aproximadamente,

(A) –3Q, –2Q, +2Q.
(B) –3Q, +Q, –Q.
(C) –2Q, +2Q, –3Q.
(D) –Q, –Q, –Q.
(E) –Q/2, –Q, –3Q/2.
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Desafios Para o Conhecimento

há 2 anos

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há 2 anos

Estudar 051
23 pág.

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há 2 anos

Vamos analisar a situação apresentada: 1. Cargas iniciais: - Esfera a: +2Q - Esfera b: -3Q - Esfera c: -2Q - Fio f: neutro (0) 2. Quando o fio f é colocado em contato com as esferas: - O fio, sendo condutor, permitirá que as cargas se redistribuam entre ele e as esferas até que todas as partes estejam no mesmo potencial elétrico. 3. Cálculo da carga total: - Carga total inicial = +2Q + (-3Q) + (-2Q) + 0 = -3Q. 4. Distribuição da carga: - Como o fio f é neutro e entra em contato com as esferas, a carga total (-3Q) será distribuída entre as esferas e o fio. Como as esferas têm diferentes raios, a carga se redistribuirá de acordo com a capacitância de cada esfera. 5. Capacitância das esferas: - A capacitância é proporcional ao raio. Assim, a esfera a (raio R) terá uma capacitância menor do que a esfera b (raio 2R) e a esfera c (raio 3R). Isso significa que a esfera c, sendo a maior, terá a maior parte da carga. 6. Redistribuição das cargas: - Após o contato, as esferas e o fio terão que ter o mesmo potencial. A carga se redistribuirá de forma que a soma total das cargas ainda seja -3Q. 7. Analisando as alternativas: - (A) –3Q, –2Q, +2Q. (Soma = -3Q, mas não faz sentido com a distribuição) - (B) –3Q, +Q, –Q. (Soma = -3Q, mas não faz sentido com a distribuição) - (C) –2Q, +2Q, –3Q. (Soma = -3Q, mas não faz sentido com a distribuição) - (D) –Q, –Q, –Q. (Soma = -3Q, mas não faz sentido com a distribuição) - (E) –Q/2, –Q, –3Q/2. (Soma = -3Q, mas não faz sentido com a distribuição) Após a análise, parece que as alternativas não refletem uma distribuição lógica das cargas após o contato. No entanto, a alternativa que mantém a soma total correta e é a mais plausível, considerando a distribuição de cargas, é a (B) –3Q, +Q, –Q, pois mantém a soma total de -3Q e sugere uma redistribuição que poderia ocorrer. Portanto, a alternativa correta é: (B) –3Q, +Q, –Q.

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A declinação do Campo Magnético Terrestre em Fortaleza, CE, é de aproximadamente 21o para o oeste, e a sua componente horizontal é de aproximadamente 0,25 G. Se um elétron é atirado com velocidade 106 m/s, verticalmente para cima, a magnitude, a direção e o sentido da força magnética atuando sobre ele são dados por. DADOS: 1 G = 10–4 T, cos(21o) = 0,93, sen(21o) = 0,36, e = 1,6 × 10–19 C. A) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Norte da direção Leste-Oeste, sentido Leste. B) 3,78 × 10–18 N na direção a 21o para o Sul da direção Leste-Oeste, sentido Leste. C) 1,45 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Norte. D) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Sul.

A) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Norte da direção Leste-Oeste, sentido Leste.
B) 3,78 × 10–18 N na direção a 21o para o Sul da direção Leste-Oeste, sentido Leste.
C) 1,45 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Norte.
D) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Sul.

Considere uma radiação infravermelha com frequência de 1,0 · 1013 Hz, que se propaga afastando-se da superfície terrestre, com velocidade de módulo igual a 3,0 · 105 km/s. Sabendo-se que, em determinado instante, o campo magnético da radiação tem intensidade igual a 6,0 · 10−5 T, e o sentido de sul para norte, é correto afirmar que, nesse instante, a característica vetorial do campo elétrico dessa radiação pode ser expressa como. 01) 3,0 · 10−8 V/m, direção vertical, de norte para sul. 02) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 60º com a horizontal. 03) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 45º com a horizontal. 04) 1,8 · 104 V/m, direção horizontal, de oeste para leste. 05) 1,8 · 104 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 30º com a horizontal.

01) 3,0 · 10−8 V/m, direção vertical, de norte para sul.
02) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 60º com a horizontal.
03) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 45º com a horizontal.
04) 1,8 · 104 V/m, direção horizontal, de oeste para leste.
05) 1,8 · 104 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 30º com a horizontal.

Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial ΔV igual a 32 V. Considerando a massa do próton igual a 1,6 × 10–27 kg e sua carga igual a 1,6 × 10–19 C, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.

a) 2,0 × 104 m/s.
b) 4,0 × 104 m/s.
c) 8,0 × 104 m/s.
d) 1,6 × 105 m/s.
e) 3,2 × 105 m/s.

Um sistema é constituído por três fios condutores retos e muito longos, fixados um ao outro perpendicularmente e isolados eletricamente entre si. Por cada fio passa uma corrente elétrica constante de mesma intensidade. Se o sistema é posto na presença de um campo magnético uniforme, constante e paralelo a um dos fios, pode-se afirmar corretamente que a força resultante no sistema é.

A) não nula e tende a deslocar o conjunto em linha reta.
B) nula, mas há um torque que tende a girar o conjunto em torno de um eixo paralelo ao campo magnético.
C) nula, mas há um torque que tende a girar o conjunto em torno de um eixo perpendicular ao campo magnético.
D) não nula e tende a girar o conjunto em uma trajetória espiral.

Um capacitor, para ser carregado, foi conectado nos pontos M e N do circuito apresentado a seguir, alimentado por uma bateria de f.e.m. E e resistência interna r. Quando o capacitor estiver totalmente carregado, armazenará uma energia elétrica de

a) 1 · 10 –4 J.
b) 12 · 10 –6 J.
c) 36 · 10 –6 J.
d) 6 · 10 –6 J.

Várias empresas que prestam serviços a residências, ou a outras empresas, oferecem a seus clientes os famosos ímãs de geladeira, justamente para serem lembrados nos momentos de necessidade. Certa dona de casa não grudou na geladeira um ímã que recebera, esquecendo-o numa gaveta de armário. Após certo tempo, ao deparar com o ímã na gaveta, tentou grudá-lo na geladeira, mas ele, desmagnetizado, desprendeu-se, caindo no chão. Para magnetizá-lo novamente, ela poderá atritá-lo com uma barra de ferro em movimentos

(A) circulares de um mesmo sentido.
(B) circulares de sentidos alternados.
(C) retilíneos de um mesmo sentido.
(D) retilíneos de sentidos alternados.
(E) parabólicos de sentidos alternados.

Uma partícula de carga elétrica Q = +3,2 × 10–19 C é arremessada, com uma energia cinética de 16 MeV (1 MeV = 1,6 × 10–13 J), contra uma segunda partícula de carga elétrica de mesmo sinal que se encontra fixada em um ponto muito distante da primeira partícula. O ponto mais próximo que a partícula de carga Q pode chegar da segunda partícula é representado por P, conforme figura a seguir: Com base no exposto, é correto afirmar que o potencial elétrico no ponto P é:

a) 4 × 106 V
b) 6 × 106 V
c) 8 × 106 V
d) 10 × 106 V
e) 12 × 106 V

A diferença de potencial entre os lados interno e externo da membrana plasmática de um neurônio é de 70 mV. A energia cinética de um íon cálcio (Ca2+) que atravessa essa diferença de potencial, desprezando-se qualquer dissipação, sofre um aumento, em unidades de 10–20 J, de

a) 0,16
b) 0,32
c) 1,12
d) 2,24
e) 3,20

A configuração do campo magnético terrestre causa um efeito chamado inclinação magnética. Devido a esse fato, a agulha magnética de uma bússola próxima à superfície terrestre, se estiver livre, não se mantém na horizontal, mas geralmente inclinada em relação à horizontal (ângulo α, na figura 2). A inclinação magnética é mais acentuada em regiões de maiores latitudes. Assim, no equador terrestre a inclinação magnética fica em torno de 0º, nos polos magnéticos é de 90º, em São Paulo é de cerca de 20º, com o polo norte da bússola apontado para cima, e em Londres é de cerca de 70º, com o polo norte da bússola apontado para baixo. Esse efeito deve-se ao fato de a agulha magnética da bússola alinhar-se sempre na direção

A perpendicular às linhas de indução do campo magnético da Terra e ao fato de o polo norte magnético terrestre estar próximo ao polo sul geográfico da Terra.
B tangente à Linha do Equador e no fato de o eixo de rotação da Terra coincidir com o eixo magnético que atravessa a Terra.
C tangente às linhas de indução do campo magnético da Terra e ao fato de o polo norte magnético terrestre estar próximo ao polo norte geográfico da Terra.
D tangente às linhas de indução do campo magnético da Terra e ao fato de o polo norte magnético terrestre estar próximo ao polo sul geográfico da Terra.
E paralela ao eixo magnético terrestre e ao fato de o polo sul magnético terrestre estar próximo ao polo norte geográfico da Terra.

Nesta questão, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use g = 10 m/s² para o módulo da aceleração gravitacional. O comportamento gráfico para o módulo do campo elétrico E numa dada região do espaço, em função da posição x dentro dessa região, é linear e está representado na figura a seguir. Considerando as informações apresentadas no enunciado e na figura, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da força elétrica F produzida por esse campo sobre uma carga Q = 1,6 µC colocada na posição x = 4 cm.

a) F = 8,0 N.
b) F = 6,4 N.
c) F = 4,8 N.
d) F = 3,2 N.
e) F = 1,6 N.

Com base no processo da produção de energia elétrica nas usinas nucleares, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) A produção de energia elétrica no gerador das usinas nuclear, termoelétrica e hidrelétrica segue o mesmo princípio de funcionamento.
( ) O sentido do campo magnético produzido por corrente induzida é igual ao sentido do campo magnético externo que produz a variação do fluxo magnético em um rotor do gerador.
( ) O princípio de funcionamento de um transformador de tensão é o da indução eletromagnética.
( ) A força eletromotriz induzida independe da resistência elétrica do fio da bobina de um rotor.
A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a
01. V V F F
02. V F V V
03. V F F V
04. F V V F
05. F F V V

01. V V F F
02. V F V V
03. V F F V
04. F V V F
05. F F V V

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