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

III: três resistores iguais de $36\ \Omega$ em paralelo: $R_{p}=\dfrac{36}{3}=12\ \Omega$.

Resistência total do circuito (resistor de $12\ \Omega$, paralelo e resistência interna em série):

$$R_{tot}=1+12+12=25\ \Omega\;\Rightarrow\;i=\frac{\varepsilon}{R_{tot}}=\frac{25}{25}=1\text{ A}$$

II: o resistor de $12\ \Omega$ está em série com o gerador, então é percorrido por $i=1\text{ A}$.

I: o voltímetro ideal mede a ddp no paralelo: $U_{AB}=R_p\cdot i=12\cdot1=12\text{ V}$.

IV: $U_{CB}=U_{CA}+U_{AB}=12\cdot1+12=24\text{ V}$.

Em série, a carga $Q$ é a mesma em todos os capacitores e as ddps se somam: $U=U_1+U_2$. Logo

$$\frac{Q}{C_{eq}}=\frac{Q}{C_1}+\frac{Q}{C_2}\;\Rightarrow\;C_{eq}=\frac{C_1\cdot C_2}{C_1+C_2}$$

Nas demais: em série a ddp total é a soma das ddps (não dos inversos); em paralelo a capacidade total é a soma das capacidades (não dos inversos) e a ddp é a mesma em todos (não proporcional às capacidades); e a energia total é a soma das energias de cada capacitor (não dos inversos).

I (verdadeira): faltam elétrons em relação aos prótons, então a carga líquida é positiva.

II (verdadeira): cargas de mesmo sinal se repelem, e a carga central é repelida por cada uma das outras duas.

III (verdadeira): por indução, a esfera neutra se polariza e a face mais próxima do bastão fica com carga negativa, de modo que a atração supera a repulsão e há força de atração.

IV (falsa): entre cargas de sinais contrários, no segmento que as une, os campos de ambas têm o mesmo sentido e se somam, e portanto o campo não se anula nesse segmento (o ponto de campo nulo fica fora dele, no caso de cargas de sinais opostos).

A magnetita é um ímã natural e o níquel é ferromagnético, então o níquel se imanta por indução e é atraído.

As forças de atração entre os dois formam um par ação-reação (3ª Lei de Newton): têm o mesmo módulo, a mesma direção e sentidos opostos, aplicadas em corpos diferentes. Portanto a atração do níquel pela magnetita é igual à da magnetita pelo níquel.

O níquel não é paramagnético (é ferromagnético) e a indução sempre resulta em atração, e não em repulsão.

Campo elétrico: sobre uma carga positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido do campo ($\vec F=q\,\vec E$). O desvio para a direita indica $\vec E$ horizontal para a direita.

Campo magnético: a força magnética $\vec F=q\,\vec v\times\vec B$ é perpendicular a $\vec v$ e a $\vec B$. Para uma carga lançada na horizontal e desviada lateralmente, o campo magnético é vertical, e o sentido do desvio depende do sentido de $\vec B$ (regra da mão direita).

Como a 1ª carga desvia para a esquerda e a 3ª para a direita, com a mesma velocidade inicial, os campos magnéticos têm sentidos opostos: um vertical para baixo e o outro vertical para cima, na ordem em que produzem os desvios descritos.