Leia atentamente as afirmativas a seguir:
I- No processo de eletrização por atrito, os corpos, após serem atritados, possuem cargas que se repelem.
II- Se dois corpos metálicos carregados e de mesmas dimensões sofrem eletrização por contato, a carga final dos dois é a mesma.
III- Na eletrização por indução, o corpo indutor (que induz a separação de cargas) gera, no corpo induzido, após o aterramento sob indução, cargas de sinal oposto.
Está(ão) CORRETA(S) apenas a(s) afirmativa(s)
I (falsa): na eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de sinais opostos (um perde elétrons e fica positivo, o outro ganha e fica negativo), portanto se atraem, não se repelem.
II (verdadeira): por simetria, dois condutores metálicos idênticos em contato dividem a carga total igualmente entre si — a carga final de cada um é a mesma.
III (verdadeira): na eletrização por indução, o corpo induzido, após ser aterrado ainda sob a influência do indutor e depois desconectado do terra, fica com carga de sinal oposto ao do corpo indutor.
Corretas: II e III — alternativa D.
No circuito misto ao lado, se a potência total dissipada é de 1200 W, cada resistor R tem valor, em ohms, de
img/paes25-3/paes25-3-q18_fig1.webp.
Pelo esquema, os dois resistores R estão em paralelo entre si, e essa associação está em série com o resistor R/2. A resistência equivalente do paralelo é $R_{par}=\dfrac{R}{2}$, que somada em série ao R/2 dá $R_{eq}=\dfrac{R}{2}+\dfrac{R}{2}=R$.
Pela potência total dissipada: $P=\dfrac{V^2}{R_{eq}} \Rightarrow R_{eq}=\dfrac{V^2}{P}=\dfrac{120^2}{1200}=\dfrac{14400}{1200}=12\ \Omega$.
Como $R_{eq}=R$, cada resistor R vale $12\ \Omega$ — alternativa B.
Instrução: Analise as figuras a seguir para responder a esta questão.
img/paes25-3/paes25-3-q19_fig1.webp.
Assinale a alternativa CORRETA.
Esta questão depende diretamente da leitura das três figuras (contagem de sinais + e − na Figura 1, estado de indução da placa na Figura 2, e posição do ponto C/D em relação às cargas induzidas na Figura 3), ainda pendentes de inserção nesta página.
Pelo gabarito oficial, a leitura correta das figuras indica: na Figura 1 a carga positiva é, em módulo, maior que a negativa; na Figura 2 a placa permanece neutra, com carga resultante nula (a indução apenas separa as cargas internamente, sem alterar a carga total); e na Figura 3, o ponto C está numa posição de simetria em que os campos elétricos das cargas induzidas se cancelam, resultando em campo elétrico nulo em C — alternativa A.
Nota de revisão: esta resolução será revisada e detalhada assim que a figura for inserida nesta página.
Um feixe de elétrons penetra numa região limitada por um retângulo. Na figura, estão indicadas quatro trajetórias dentro do retângulo. No interior dessa região, existe um campo magnético uniforme perpendicular à folha de papel "entrando" na folha. Marque a alternativa que indica uma trajetória possível a ser percorrida pelo feixe de elétrons, dentro da região.
img/paes25-3/paes25-3-q20_fig1.webp.
A força magnética sobre uma carga em movimento é $\vec{F}=q\vec{v}\times\vec{B}$. Como o elétron tem carga negativa, o sentido da força é invertido em relação ao que se obteria para uma carga positiva pela regra da mão direita — a trajetória deve curvar consistentemente para um único lado (sempre o mesmo sentido de curvatura, formando um arco de círculo), nunca mudando de sentido de curvatura dentro de um campo uniforme.
Das quatro trajetórias apresentadas na figura, apenas a trajetória 3 é compatível com essa curvatura constante no sentido correto para um elétron nesse campo — alternativa C.
Nota de revisão: esta resolução será revisada e detalhada assim que a figura for inserida nesta página.
Dois corpos com cargas iguais se repelem com uma força de 10 N a uma distância d. Se o campo elétrico de um dos corpos isolado for de 10 N/C a uma distância d, a carga desse corpo vale
Sendo q a carga de cada corpo (iguais), a força de repulsão é $F=\dfrac{kq^2}{d^2}=10\ \text{N}$, e o campo elétrico de um corpo isolado, na posição do outro, é $E=\dfrac{kq}{d^2}=10\ \text{N/C}$.
Note que $F=q\cdot E$, pois $F=\dfrac{kq^2}{d^2}=q\cdot\dfrac{kq}{d^2}=q\cdot E$. Logo, $10=q\times10 \Rightarrow q=1\ \text{C}$ — alternativa A.
Um elemento resistivo desconhecido dissipa 1000 W de potência se ligado em paralelo com outro idêntico. Se ambos forem ligados em série no mesmo potencial elétrico, a nova potência dissipada é
Sendo R cada resistor e V a tensão aplicada (mesma nos dois casos): em paralelo, $R_{eq}=\dfrac{R}{2}$, e $P_{par}=\dfrac{V^2}{R/2}=\dfrac{2V^2}{R}=1000\ \text{W} \Rightarrow \dfrac{V^2}{R}=500\ \text{W}$.
Em série, $R_{eq}=2R$, e $P_{ser}=\dfrac{V^2}{2R}=\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{V^2}{R}=\dfrac{1}{2}\times500=250\ \text{W}$ — alternativa C.
Vários equipamentos utilizados, em nossas casas, emitem ondas eletromagnéticas, por exemplo, o ferro de passar roupas quando está ligado e aquecido, emitindo calor; o forno de micro-ondas quando está aquecendo alimentos; e o fogão a gás quando está emitindo uma luz azulada. Marque a alternativa em que a ordem dos dispositivos indica a ordem crescente das frequências das ondas eletromagnéticas produzidas e mencionadas neste enunciado.
No espectro eletromagnético, a frequência cresce na ordem: micro-ondas < infravermelho (calor) < luz visível.
O forno de micro-ondas emite micro-ondas (menor frequência); o ferro de passar roupas aquecido emite radiação infravermelha (frequência intermediária); e o fogão a gás com chama azulada emite luz visível na faixa do azul, que tem frequência maior que a luz vermelha e, portanto, maior que o infravermelho.
Ordem crescente de frequência: forno de micro-ondas, ferro de passar roupas, fogão a gás — alternativa D.
Uma espira está imersa num local onde existe um campo magnético. O campo magnético está representado na figura, a seguir, pelas bolinhas, indicando que ele é perpendicular ao plano da folha de papel e aponta para fora da folha. A intensidade do campo começa a variar com o tempo, de modo que seu fluxo, através da espira, aumenta. Sobre a corrente elétrica induzida na espira, é CORRETO afirmar que
img/paes25-3/paes25-3-q24_fig1.webp.
Pela Lei de Lenz, a corrente induzida se opõe à variação do fluxo magnético que a gerou. Como o campo aponta para fora da folha e seu fluxo está aumentando, a corrente induzida deve criar, no interior da espira, um campo magnético induzido apontando para dentro da folha, de modo a se opor a esse aumento.
Pela regra da mão direita, para gerar um campo induzido entrando na folha, a corrente deve circular no sentido horário — alternativa C.
A mecânica quântica, desenvolvida no século XX, constitui um marco na história da ciência e permitiu explicar fenômenos que não podiam ser explicados pela chamada física clássica; por exemplo, a radiação térmica emitida por corpo negro, o efeito fotoelétrico e as ondas de matéria. A respeito da mecânica quântica, marque a alternativa CORRETA.
A mecânica quântica trata de sistemas microscópicos (átomos, partículas subatômicas), eliminando as alternativas C e D, que falam de sistemas macroscópicos.
Seu princípio central é a quantização: muitas grandezas físicas (energia, momento angular, carga elétrica) só assumem valores discretos, múltiplos inteiros de uma quantidade elementar (o quantum) — e não valores contínuos e arbitrários, como propunha a física clássica. Isso explica, por exemplo, os espectros discretos de emissão dos átomos e a quantização da energia na radiação de corpo negro (hipótese de Planck).
Alternativa B.