3ª série do Ensino Médio · Questões de Física 45 a 52.
Na figura, os anéis concêntricos A, B, C, de raios respectivamente iguais a 1 m, 2 m e 3 m, representam regiões equipotenciais geradas devido à presença de uma carga elétrica positiva colocada no ponto central Q.
Se o potencial em A tem valor V, o potencial em C tem valor
O potencial de uma carga puntiforme é kQ/r. Como C está a uma distância três vezes maior que A, Vᴄ = Vᴀ/3. Alternativa D.
Um casal utiliza diariamente o chuveiro da casa duas vezes. O marido demora 10 minutos em seu banho, utilizando o chuveiro na posição inverno, e sua esposa demora 20 minutos, utilizando o chuveiro na posição verão. Quando o chuveiro está na posição verão, sua potência é 1 500 W, enquanto, na posição inverno, sua potência é 3 000 W. Diante disso, é possível determinar que, diariamente, o banho do marido envolve uma quantidade de energia igual
Marido: 3 000 × 10 = 30 000 W·min. Esposa: 1 500 × 20 = 30 000 W·min. As energias são iguais, embora as potências sejam diferentes. Alternativa C.
Resistores idênticos de valor 20 Ω e alguns pedaços de fio de resistência elétrica desprezível foram soldados aleatoriamente por um garoto que brincava com o ferro de soldar de seu pai, sendo obtido o arranjo representado a seguir.
A resistência equivalente entre os pontos A e B desse circuito tem valor
O fio ideal liga A diretamente ao nó anterior ao resistor da direita. Os demais resistores formam percursos desviados por esse fio e não alteram a resistência entre A e B. Resta apenas um resistor de 20 Ω. Alternativa A.
A figura mostra a conexão de três lâmpadas idênticas a duas pilhas ideais, de mesmo tamanho e diferença de potencial.
Esquematicamente, essa montagem pode ser representada por
O desenho apresenta três lâmpadas em um mesmo percurso, portanto em série. As duas pilhas também estão em série com polaridades concordantes. O esquema equivalente é D.
Três resistores I, II e III foram submetidos a um ensaio de tensão e corrente, a partir do qual foi construído o gráfico a seguir.
O resistor que possui maior resistência elétrica e que tem um comportamento ôhmico é o
Um resistor ôhmico apresenta reta passando pela origem no gráfico U × i. II e III são ôhmicos; II tem maior inclinação. Sua resistência é 3/6 = 0,5 Ω. Alternativa C.
Três esferas condutoras idênticas X, Y e Z foram utilizadas para a elaboração de uma experiência com pêndulo.
As esferas X e Z estão apoiadas sobre hastes não condutoras, enquanto a esfera Y, pendurada por um fio não condutor, pode realizar um movimento pendular ideal, sendo capaz de tocar as esferas X e Z quando sua oscilação atinge a maior amplitude. O pêndulo é abandonado na posição indicada na figura, sendo que nesse momento as cargas de X e Y são nulas e Z possui carga elétrica de 64 C. Após uma oscilação completa, a carga da esfera Z será
Na figura, X está aterrado. O contato inicial de Y com X mantém Y neutra; ao tocar Z, a carga de 64 C divide-se igualmente e Z fica com 32 C. O retorno de Y a X descarrega Y na Terra e não altera novamente Z nessa primeira oscilação completa. Alternativa A.
A figura representa uma montagem feita com fios metálicos condutores, dispostos como as arestas de um cubo.
Uma carga elétrica negativa foi fixada no ponto P e outra, também negativa, mas livre, foi abandonada sobre um ponto aleatório do fio condutor. Dado o tempo necessário para a interação entre as duas cargas e, desconsiderando qualquer outro tipo de interação, é correto afirmar que a posição de equilíbrio da carga abandonada aleatoriamente será no ponto indicado pela letra
Ressalva editorial (DEF): O modelo de carga puntiforme confinada ao fio não decorre automaticamente de uma malha condutora.
A intenção do gabarito E é escolher V, vértice espacialmente mais distante da carga negativa em P, minimizando kq₁q₂/r. Contudo, a malha é descrita como condutora: cargas livres se redistribuem pela superfície e o problema não se reduz, em geral, a duas cargas puntiformes movendo-se em fios como trilhos. Sem esse modelo adicional, a posição única não é fisicamente garantida.
Em um mol de zinco estão disponíveis aproximadamente 6 × 1023 átomos desse elemento. Quando o zinco é ionizado, ele perde dois elétrons, tornando-se o íon Zn+2. Considerando que a carga elétrica fundamental vale 1,6 × 10–19 C, o valor absoluto da carga elétrica acumulada pelos elétrons extraídos de um mol de zinco é, aproximadamente,
Cada átomo perde dois elétrons. O módulo da carga é Q = 2 × 6 × 10²³ × 1,6 × 10⁻¹⁹ = 1,92 × 10⁵ C. Alternativa A.