UEG SAS 2013/3 | Física — Questões de Física comentadas — Método TEF

Sistema de Avaliação Seriado — SAS/UEG 2013/3 · Questões selecionadas de Física.

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Q27
Eletricidade — Eletrostática — Capacitores: associação em paralelo

Analise o circuito didático de capacitores, sendo que $C_1=6{,}0\,F$ e $C_2=3{,}0\,F$.

Associação equivalente entre os pontos $a$ e $b$ é

Dois capacitores, C1 e C2, ligados em paralelo entre os pontos a e b — questão 27, UEG SAS 2013/3
A)$2{,}0\,F$
B)$3{,}0\,F$
C)$9{,}0\,F$
D)$18\,F$

Gabarito — UEG SAS 2013/3

C
Resolução

Pela figura, $C_1$ e $C_2$ ligam os mesmos dois pontos, $a$ e $b$: estão em paralelo. Em paralelo, as capacitâncias se somam: $C_{eq}=C_1+C_2=6{,}0+3{,}0=9{,}0\,F$. Alternativa C.

A ($2{,}0\,F$) seria o resultado em série, $\dfrac{6\cdot3}{6+3}$, e D ($18\,F$) é apenas o produto das capacitâncias.

Q28
Física moderna — Relatividade — Equivalência massa-energia: bomba atômica

No dia 6 de agosto de 1945, há 70 anos, explodiu na cidade de Hiroshima, no Japão, a primeira arma de destruição em massa criada pela humanidade, a bomba atômica. A bomba possuía uma massa total de 4 toneladas, sendo que só de urânio eram 50 kg. Sabe-se que uma pequena parte da massa de urânio se desintegrou transformando-se em energia. Se considerarmos que apenas 2% da massa se transformaram em energia, constatamos que a quantidade de energia emitida pela bomba foi de

A)$3\cdot10^{8}$ J
B)$5\cdot10^{16}$ J
C)$6\cdot10^{8}$ J
D)$9\cdot10^{16}$ J

Gabarito — UEG SAS 2013/3

D
Resolução

O enunciado diz que a parte desintegrada é a massa de urânio: $\Delta m=2\%\cdot50\text{ kg}=1{,}0\text{ kg}$. Pela equivalência massa-energia de Einstein:

$E=\Delta m\,c^2=1{,}0\cdot(3\cdot10^{8})^2=9\cdot10^{16}\text{ J}$. Alternativa D.

Tomar 2% dos 4 000 kg daria 80 kg, mais do que o urânio disponível (50 kg), o que é fisicamente impossível.

Q29
Eletricidade — Eletrostática — Linhas de campo de duas cargas puntiformes

As linhas de campo elétrico de duas partículas pontuais $Q_1$ e $Q_2$ são apresentadas na figura a seguir.

Os valores das cargas devem ser

Linhas de campo elétrico: duas saem de Q2 e chegam a Q1, e outras quatro chegam a Q1 vindas do infinito — questão 29, UEG SAS 2013/3
A)$Q_1=-3Q$ e $Q_2=Q$
B)$Q_1=-9Q$ e $Q_2=2Q$
C)$Q_1=2Q$ e $Q_2=Q$
D)$Q_1=6Q$ e $Q_2=2Q$

Gabarito — UEG SAS 2013/3

A
Resolução

As linhas de campo saem das cargas positivas e chegam às negativas. Na figura, as linhas que ligam as cargas vão de $Q_2$ para $Q_1$ e as demais chegam a $Q_1$ vindas do infinito: $Q_2$ é positiva e $Q_1$ é negativa. Isso elimina C e D.

O número de linhas é proporcional ao módulo da carga. $Q_2$ emite 2 linhas e $Q_1$ recebe 6 (as 2 de $Q_2$ e mais 4 vindas do infinito), então $|Q_1|=3\,|Q_2|$. Com $Q_2=Q$, resulta $Q_1=-3Q$. Alternativa A.

B teria razão 9 para 2 (4,5), incompatível com a contagem de linhas.

Q30
Eletromagnetismo — Campo magnético — Campo magnético no centro de uma espira circular

Considere uma espira circular de raio $R=4\pi$ cm sendo percorrida com uma intensidade de corrente elétrica de 4,0 A. A intensidade do vetor campo magnético, em tesla, no centro dessa espira será

Adote: $\mu_0=4\pi\cdot10^{-7}\,\dfrac{\text{T}\,\text{m}}{\text{A}}$

A)$3{,}0\times10^{-7}$
B)$2{,}0\times10^{-5}$
C)$4{,}0\times10^{-8}$
D)$16\pi\times10^{-7}$

Gabarito — UEG SAS 2013/3

B
Resolução

No centro de uma espira circular, $B=\dfrac{\mu_0\,i}{2R}$. Com $R=4\pi\text{ cm}=4\pi\cdot10^{-2}\text{ m}$:

$B=\dfrac{4\pi\cdot10^{-7}\cdot4{,}0}{2\cdot4\pi\cdot10^{-2}}=\dfrac{16\pi\cdot10^{-7}}{8\pi\cdot10^{-2}}=2{,}0\cdot10^{-5}\text{ T}$. Alternativa B.

D ($16\pi\cdot10^{-7}$) é o numerador, sem a divisão por $2R$.

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