Programa de Ingresso por Avaliação Seriada · prova aplicada em 5 de dezembro de 2020 · Física objetiva: Q28–Q30.
Q28
Eletrostática — Capacitores — Capacitância de Placas Paralelas
Os Capacitores são elementos utilizados para o armazenamento de cargas elétricas. Existem capacitores de diversos formatos e capacitâncias. Eles podem ser utilizados em diversas aplicações tecnológicas, tais como componentes de circuitos elétricos de inúmeros aparelhos, como, por exemplo, máquinas fotográficas, computadores e televisores. A função dos capacitores é essencial em circuitos ressonantes e circuitos retificadores, assim como em divisores de frequência.
Em relação aos capacitores de placas paralelas, assinale o que for correto.
A)A capacitância é inversamente proporcional à área dos capacitores.
B)A capacitância original, para um capacitor de placas planas e paralelas, ficará cinco vezes maior se dobrarmos a área das placas dos capacitores e dobrarmos a separação entre elas.
C)A capacitância é inversamente proporcional à permissividade elétrica do meio onde está o capacitor.
D)A capacitância é inversamente proporcional à distância entre as placas dos capacitores.
E)A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor não depende da capacitância, apenas da diferença de potencial estabelecida entre as placas de um capacitor.
Gabarito oficial — PIAS 2020 — 3ª Etapa
D
Resolução
Para um capacitor de placas paralelas,
$C=\dfrac{\varepsilon A}{d}$.
Assim, a capacitância é diretamente proporcional à permissividade elétrica $\varepsilon$ e à área $A$, e inversamente proporcional à distância $d$ entre as placas.
Logo, a afirmação correta é a que diz que a capacitância diminui quando a distância entre as placas aumenta.
Alternativa D.
Q29
Eletrodinâmica — Associação de Resistores — Paralelo
Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos tais como resistores, indutores, capacitores, diodos, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de corrente e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica.
Considere o circuito mostrado na figura abaixo:
Nesse circuito, uma bateria de $45\text{ V}$ alimenta uma associação de três resistores ligados em paralelo. Os valores da resistência equivalente e da corrente elétrica medida pelo amperímetro A são, respectivamente, iguais a:
A)$10\text{ Ω}$ e $9{,}5\text{ A}$
B)$20\text{ Ω}$ e $8{,}5\text{ A}$
C)$10\text{ Ω}$ e $4{,}5\text{ A}$
D)$12\text{ Ω}$ e $6{,}5\text{ A}$
E)$18\text{ Ω}$ e $8{,}5\text{ A}$
Gabarito oficial — PIAS 2020 — 3ª Etapa
C
Resolução
Os três resistores têm $30\text{ Ω}$ e estão ligados em paralelo. Para três resistores idênticos em paralelo:
O voltímetro ideal não desvia corrente e, portanto, não altera esse resultado.
Alternativa C.
Q30
Magnetismo — Campo Magnético — Fios Retilíneos Paralelos
O campo magnético é uma região do espaço onde as cargas elétricas em movimento são sujeitas à ação de uma força magnética, capaz de alterar a direção do vetor velocidade.
Considere a figura abaixo, que representa dois condutores retilíneos muito longos colocados paralelamente. Os dois condutores estão submetidos a uma corrente elétrica de intensidades $i_1=2\text{ A}$ e $i_2=3\text{ A}$. Conforme mostra a figura a seguir, a intensidade do campo magnético resultante no ponto A vale (considere a permeabilidade magnética $\mu=4\pi\times10^{-7}\text{ T·m/A}$):
A)$3\times10^{-9}\text{ T}$
B)$0\text{ T}$
C)$9\times10^{-6}\text{ T}$
D)$2\times10^{-8}\text{ T}$
E)$2\times10^{-6}\text{ T}$
Gabarito oficial — PIAS 2020 — 3ª Etapa
E
Resolução
O campo magnético produzido por um fio retilíneo muito longo a uma distância $r$ é
$B=\dfrac{\mu i}{2\pi r}$.
O ponto A está a $0{,}5\text{ m}$ de cada fio. Pela regra da mão direita, como as correntes têm sentidos opostos, os campos magnéticos produzidos pelos dois fios no ponto A têm o mesmo sentido. Portanto, seus módulos se somam.
