UFAM PSC 2018 | 3ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Num experimento realizado no laboratório de eletricidade, os alunos dispunham de duas esferas condutoras iguais, A, inicialmente neutra, e B, com uma carga $+Q$, apoiadas em suportes isolantes e separadas por uma distância muito maior que o raio das mesmas, de modo que a força eletrostática entre elas pudesse ser desprezada. Foram realizados os seguintes procedimentos:

(1) As esferas foram colocadas em contato e, em seguida, dispostas em suas posições iniciais.
(2) Sem alterar a disposição das esferas, a esfera B foi momentaneamente aterrada e, em seguida, a ligação com a terra foi desfeita.

Podemos afirmar que:

I. As duas esferas condutoras terminaram o procedimento (1) com cargas de mesmo sinal e mesmo valor absoluto.
II. A transferência de carga entre as esferas, durante o procedimento (1), cessou quando a carga da esfera A aumentou para $+Q/2$, devido à transferência da carga $-Q/2$ da esfera A para a esfera B.
III. No procedimento (2), quando a esfera B foi aterrada, elétrons com carga total igual a $-Q/2$ migraram da terra para a esfera B, deixando-a neutra.
IV. Quando a ligação com a terra foi removida no procedimento (2), a força eletrostática entre as esferas voltou a ser desprezível, por conta da distância entre as mesmas.

Assinale a alternativa correta:

A figura a seguir mostra três pares de placas condutoras paralelas, separadas pela mesma distância, e o valor do potencial elétrico em cada placa. O campo elétrico entre as placas de cada par é uniforme e perpendicular às placas.

Considere as seguintes afirmativas:

I. O módulo do campo elétrico entre as placas é maior no par de placas (2).
II. Nos pares de placas (1) e (2), o vetor campo elétrico aponta da direita para a esquerda.
III. Se uma carga de prova negativa for liberada, a partir do repouso, a meia distância entre as duas placas do par (3), será inicialmente acelerada em direção à placa da direita.
IV. Uma carga de prova negativa liberada, a partir do repouso, a meia distância entre as placas do par (2), experimentará maior variação da energia potencial elétrica ao se deslocar sob a ação do campo elétrico, em comparação com os outros pares.
V. Para qualquer carga de prova, positiva ou negativa, que se desloque de um ponto para outro, na região entre as placas de cada par, o trabalho realizado pela força elétrica não dependerá da trajetória da carga de prova entre os dois pontos.

Assinale a alternativa correta:

Um raio, ou descarga elétrica atmosférica, é produzido entre regiões eletricamente carregadas na atmosfera pelas altíssimas diferenças de potencial elétrico. Um raio pode ocorrer do solo para a nuvem ou entre nuvens. O relâmpago é a parte visível do raio e apresenta trajetórias sinuosas com ramificações irregulares. Ao longo do caminho percorrido pelo raio, a temperatura do ar se eleva bruscamente para cerca de $30.000^\circ\text{C}$, causando expansão explosiva do meio e resultando em ondas de choque, que denominamos de trovão. Considere a situação na qual um raio é produzido quando a diferença de potencial entre a nuvem e o solo é de $1{,}0\times10^{9}\text{ V}$ e que a carga transferida pelo raio para o solo seja de $36\text{ C}$. Se toda a energia elétrica liberada pelo raio pudesse ser armazenada em uma "bateria", com o objetivo de suprir uma residência, com consumo médio mensal de $500\text{ kW}\cdot\text{h}$, daria para fornecer energia elétrica por:

Um capacitor de $100\text{ pF}$ é ligado a uma bateria de $12\text{ V}$ até ficar completamente carregado. Em seguida, a bateria é desconectada e o capacitor ligado em paralelo com um segundo capacitor, inicialmente descarregado. Considerando que a diferença de potencial entre as placas do primeiro capacitor cai para $4{,}8\text{ V}$ quando foi ligado com o segundo capacitor, podemos afirmar que a capacitância do segundo capacitor vale:

Um estudante do terceiro ano do Ensino Médio desenhou, com a ajuda de um computador, as linhas de força do campo magnético produzido por dois ímãs em quatro situações, conforme indicado na figura a seguir:

Assinale a alternativa correta:

O cartão magnético é um recurso indispensável nas transações bancárias, ou mesmo para ingressar em determinados locais. A tarja de um cartão é composta de partículas magnéticas à base de ferro espalhadas por uma película. Cada partícula magnética se assemelha a uma pequena barra (bastonete) muito estreita, com aproximadamente $0{,}50\text{ }\mu\text{m}$ de comprimento. No momento em que o cartão magnético é lido, a máquina eletrônica descodifica os dados do cartão. As "cabeças" de leitura consistem em pequenas espiras que identificam o comprimento do bastonete magnético pela força eletromotriz induzida quando o cartão é movimentado (ou quando as "cabeças" de leituras são movimentadas), interpretando o código binário gravado no cartão. Se os dados conferem, a transação bancária, ou a liberação da catraca, é concretizada. A força eletromotriz induzida nas pequenas espiras na "cabeça" de leitura é consequência da: