Provas Anteriores | UNIUBE PIAS 2023 · 3ª Etapa | Física

Q28

Eletricidade — Eletrostática — Eletrização por Contato

A eletrização por contato consiste em fazer com que objetos condutores entrem em contato, na condição de que pelo menos um deles esteja previamente eletrizado. Esse tipo de eletrização acontece com maior frequência entre materiais condutores, uma vez que neles os elétrons encontram-se livres e, portanto, dotados de grande mobilidade.

Considere três esferas condutoras A, B e C, idênticas de mesmo raio, que possuem cargas elétricas, respectivamente, iguais a $-4\text{ μC}$, $-20\text{ μC}$ e $24\text{ μC}$.

A esfera A é colocada em contato com a esfera B e, em seguida, as duas são afastadas. Após um intervalo de tempo, a esfera A é posta em contato com a esfera C.

Levando-se em conta que as esferas trocaram cargas entre si, ao final do processo, a carga elétrica da esfera C será de

A)$-9\text{ μC}$

B)$-4\text{ μC}$

C)$+3\text{ μC}$

D)$+6\text{ μC}$

E)$+8\text{ μC}$

Gabarito oficial — PIAS 2023 — 3ª Etapa

D

Resolução

No primeiro contato, as esferas A e B são idênticas. A carga total é

$Q_{AB}=-4-20=-24\text{ μC}$.

Assim, após o contato, cada uma fica com

$Q_A=Q_B=\dfrac{-24}{2}=-12\text{ μC}$.

Depois, A, com $-12\text{ μC}$, entra em contato com C, que possui $+24\text{ μC}$. A carga total do novo par é

$Q_{AC}=-12+24=12\text{ μC}$.

Como A e C também são idênticas, cada uma fica com

$Q_A=Q_C=\dfrac{12}{2}=6\text{ μC}$.

Alternativa D.

Q29

Eletromagnetismo — Campo Magnético — Campo no Interior de Solenoide

Um solenoide é um dispositivo eletromagnético que consiste em um fio enrolado em forma de bobina ou espiral, geralmente em torno de um núcleo. Ele é usado para criar um campo magnético uniforme em seu interior quando uma corrente elétrica passa por ele.

Um aluno do curso de Engenharia Elétrica da Uniube deseja criar um campo magnético uniforme com $2{,}0\text{ T}$, sendo que ele irá utilizar um solenoide de $3200$ voltas por centímetro. Qual é, aproximadamente, a intensidade de corrente elétrica deve percorrer esse dispositivo?

Dados: $\pi=3$; $\mu_0=4\pi\times10^{-7}\text{ T·m/A}$.

A)$5{,}2\text{ A}$

B)$7{,}6\text{ A}$

C)$9{,}2\text{ A}$

D)$10{,}4\text{ A}$

E)$14{,}2\text{ A}$

Gabarito oficial — PIAS 2023 — 3ª Etapa

E

Resolução

Auditoria: o gabarito oficial indica E, porém os dados impressos conduzem à alternativa A.

Para um solenoide longo,

$B=\mu_0 nI$.

A densidade de espiras deve ser expressa por metro:

$n=3200\text{ espiras/cm}=320000\text{ espiras/m}=3{,}2\times10^5\text{ m}^{-1}$.

Como $\pi=3$:

$\mu_0=4\pi\times10^{-7}=12\times10^{-7}=1{,}2\times10^{-6}\text{ T·m/A}$.

Logo,

$I=\dfrac{B}{\mu_0 n}=\dfrac{2{,}0}{(1{,}2\times10^{-6})(3{,}2\times10^5)}$

$I\approx5{,}2\text{ A}$.

Portanto, pelos dados do enunciado, a alternativa fisicamente compatível é A. O gabarito oficial publicado pela Uniube registra E.

Q30

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência Elétrica e Corrente

Um grupo de estudantes do ensino médio visitou a Uniube Aberta e, durante o trajeto, percorreram um laboratório de Engenharia Elétrica. Nesse espaço, foram solicitados a verificar a corrente elétrica que se estabelece em cinco aparelhos distintos: uma geladeira duplex, um aquecedor de água de passagem, um grill, um chuveiro elétrico e uma secadora de roupas.

Para a atividade, foram informados os valores da potência elétrica e da tensão de cada equipamento, conforme a tabela:

Aparelho	Potência (W)	Tensão (V)
Geladeira Duplex	500	120
Aquecedor de Água de Passagem	6000	120
Grill	1200	220
Chuveiro Elétrico	4400	220
Secadora de Roupas	3500	120

A partir das informações disponíveis, a turma concluiu que a maior corrente elétrica se estabelece no(a)

A)geladeira duplex.

B)aquecedor de água de passagem.

C)chuveiro elétrico.

D)secadora de roupas.

E)grill.

Gabarito oficial — PIAS 2023 — 3ª Etapa

B

Resolução

Usamos a relação entre potência, tensão e corrente:

$P=Ui\Rightarrow i=\dfrac{P}{U}$.

Calculando para cada aparelho:

Geladeira: $i=\dfrac{500}{120}\approx4{,}2\text{ A}$.

Aquecedor: $i=\dfrac{6000}{120}=50\text{ A}$.

Grill: $i=\dfrac{1200}{220}\approx5{,}5\text{ A}$.

Chuveiro: $i=\dfrac{4400}{220}=20\text{ A}$.

Secadora: $i=\dfrac{3500}{120}\approx29{,}2\text{ A}$.

A maior corrente é $50\text{ A}$, no aquecedor de água de passagem.

Alternativa B.