PAVE I — 3ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Potência total: $6\cdot100=600\text{ W}=0{,}6\text{ kW}$. Energia em um dia:

$$E=P\cdot\Delta t=0{,}6\text{ kW}\cdot4\text{ h}=2{,}4\text{ kWh}$$

$$\text{Custo}=2{,}4\cdot0{,}50=\text{R\$ }1{,}20$$

I (verdadeira): em equilíbrio eletrostático, o excesso de carga de um condutor fica na superfície externa.

II (verdadeira): a rigidez dielétrica é o valor do campo elétrico a partir do qual o isolante (o ar) passa a conduzir corrente, ou seja, o valor mínimo para que ele se torne condutor.

III (falsa): pela Lei de Coulomb, $F=k\,\dfrac{|q_1\,q_2|}{d^2}$: a força é proporcional ao produto das cargas, e não das massas.

IV (verdadeira): dentro do condutor em equilíbrio, $\vec E=\vec 0$, e portanto o potencial é constante.

Com $\Delta t=10\text{ min}=600\text{ s}$:

$$i=\frac{\Delta q}{\Delta t}=\frac{6{,}0\cdot10^{3}}{600}=10\text{ A}$$

Pela Lei de Ohm:

$$U=R\,i=1{,}0\cdot10^{2}\cdot10=1{,}0\cdot10^{3}\text{ V}$$

As pilhas estão associadas em paralelo, e, como são idênticas e de resistência interna desprezível, a associação equivale a uma única pilha de $1{,}5\text{ V}$.

Desconectando uma delas, a tensão aplicada à lâmpada continua $1{,}5\text{ V}$. Com a mesma resistência $R$, a corrente $i=U/R$ e a potência $P=U^2/R$ não mudam. (A diferença é só que a pilha restante passa a fornecer toda a corrente.)

Para a trajetória ser retilínea, a força elétrica e a força magnética sobre cada elétron devem se equilibrar (mesmo módulo e sentidos opostos):

$$q\,E=q\,v\,B\;\Rightarrow\;v=\frac{E}{B}$$

Isso vale só para a velocidade $v=E/B$. Com outra velocidade as forças não se equilibram e a trajetória se curva. A força magnética não é nula, pois os elétrons se movem no campo $B$.