Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PAVE IV — 3ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2007–2009 · Aplicação: 20/12/2009

Questões 16 a 20 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.

Q16
Eletricidade — Eletrostática — Eletrização por contato

Corpos ficam eletrizados por diferentes processos. Em muitas situações diárias, podemos constatar esses processos como, por exemplo, quando recebemos um choque elétrico, ao tentar sair ou entrar em um automóvel; ao abrir ou fechar o registro da água durante o banho; ao colocar objetos metálicos pontiagudos nas tomadas, etc.

Nesse contexto, considere seis esferas condutoras idênticas, A, B, C, D, E e F , em ambiente seco. A esfera A está carregada com 32 µC, e as demais estão eletricamente neutras. A esfera carregada é posta em contato com cada uma das demais, uma a uma, sucessivamente.

É correto afirmar que a carga de cada esfera, em µC, após o contato com a esfera A, é, respectivamente,

(a)32, 16, 8, 4, 2, 1
(b)32, 32, 32, 32, 32, 32
(c)1, 2, 4, 8, 16, 32
(d)1, 16, 8, 4, 2, 1
(e)16, 16, 8, 4, 2, 1
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

Esferas condutoras idênticas dividem igualmente a carga total no contato. A cada contato, A fica com metade do que tinha:

$$A+B:\;32\to16\text{ e }16\quad A+C:\;16\to8\text{ e }8\quad A+D:\;8\to4\text{ e }4\quad A+E:\;4\to2\text{ e }2\quad A+F:\;2\to1\text{ e }1$$

Assim, ao final, as cargas de A, B, C, D, E e F são, em $\mu\text{C}$, $1,\;16,\;8,\;4,\;2,\;1$.

Q17
Eletricidade — Eletromagnetismo — Campo magnético e indução eletromagnética

Analise as afirmativas abaixo:

I) Dentro de um tubo de televisão, os elétrons são acelerados por um campo magnético, adquirindo velocidades de grande valor.

II) O aparecimento de um campo magnético devido à variação com o tempo de um campo elétrico constitui indução eletromagnética.

III) Um ímã, caindo e passando através da área limitada por uma espira de fio condutor, faz aparecer uma corrente elétrica circulando nesta espira.

IV) Uma espira de fio condutor, circundando um fio retilíneo, no qual passa uma corrente contínua, não produz o aparecimento de uma corrente elétrica circulando na espira.

Estão corretas apenas as afirmativas

(a)I, III e IV.
(b)II e IV.
(c)II e III.
(d)I, II e IV.
(e)III e IV.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)
Resolução comentada

I (falsa): a força magnética é sempre perpendicular à velocidade e não realiza trabalho, então não aumenta a velocidade. Os elétrons são acelerados por um campo elétrico.

II (falsa): a indução eletromagnética é o aparecimento de uma força eletromotriz (e corrente) por variação do fluxo magnético.

III (verdadeira): o ímã em queda varia o fluxo magnético pela espira, induzindo nela uma corrente.

IV (verdadeira): com corrente contínua, o campo magnético é constante, o fluxo pela espira não varia, e nenhuma corrente é induzida.

Q18
Eletricidade — Eletrostática — Campo e potencial de duas cargas

Duas cargas elétricas puntuais, + Q e – Q, de módulos iguais, estão separadas por uma certa distância d e colocadas sobre a reta AB, como mostra a figura abaixo.

Reta AB com a carga +Q no ponto A e a carga −Q no ponto B, separadas pela distância d

É correto afirmar que, em um ponto situado sobre a reta AB,

(a)à esquerda de A, o campo elétrico se anula, e o potencial elétrico é diferente de zero.
(b)à meia distância entre A e B, o campo elétrico se anula, e o potencial elétrico é diferente de zero.
(c)à direita de B, o campo elétrico é diferente de zero, e o potencial elétrico se anula.
(d)à meia distância entre A e B, o campo elétrico é diferente de zero, e o potencial elétrico, nulo.
(e)à direita de B, o campo elétrico se anula, e o potencial elétrico é diferente de zero.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

No ponto médio, os campos de $+Q$ e de $-Q$ têm o mesmo sentido (saem de $+Q$ e chegam a $-Q$) e se somam: $E=2\,k\,Q/(d/2)^2\neq0$. Os potenciais, escalares, têm mesmo módulo e sinais opostos e se cancelam:

$$V=\frac{k\,Q}{d/2}-\frac{k\,Q}{d/2}=0$$

Fora do segmento AB, o campo da carga mais próxima é sempre mais intenso que o da mais distante (e de módulo $Q$ igual), então o campo total não se anula em nenhum ponto da reta fora do segmento.

Q19
Eletricidade — Magnetismo — Força magnética sobre carga em movimento

Uma partícula carregada desloca-se através de um campo magnético, perpendicularmente a esse.

O efeito que esse campo magnético produz sobre a partícula é

(a)mudar a direção do vetor velocidade, mantendo sua energia cinética constante.
(b)manter a direção do vetor velocidade, aumentando sua energia cinética.
(c)mudar a direção do vetor velocidade, aumentando sua energia cinética.
(d)manter a direção do vetor velocidade, mantendo sua energia cinética constante.
(e)mudar a direção do vetor velocidade, diminuindo sua energia cinética.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)
Resolução comentada

Com $\vec v\perp\vec B$, a força magnética tem módulo $F=|q|\,v\,B$ e é sempre perpendicular à velocidade. Como a força é perpendicular ao deslocamento, seu trabalho é nulo, e o módulo da velocidade (portanto a energia cinética) não muda.

A força apenas muda a direção da velocidade, funcionando como força centrípeta e levando a uma trajetória circular, de raio $R=\dfrac{m\,v}{|q|\,B}$.

Q20
Eletricidade — Eletrodinâmica — Circuito com gerador e associação de resistores

A figura abaixo representa um circuito elétrico em que, como indicado, foi instalado um amperímetro. A f.e.m. do circuito tem módulo de 9V, e sua resistência interna é nula.

Circuito com gerador de ε = 9 V, resistor de 1 Ω em série com a associação em paralelo dos resistores de 6 Ω e de 3 Ω, com um amperímetro A no ramo de 3 Ω e os pontos A e B nos terminais da associação em paralelo

Com base no texto e sobre Eletrodinâmica, é correto afirmar que

(a)a corrente elétrica, registrada no amperímetro do circuito da figura, vale 3A.
(b)a ddp, entre os pontos A e B, é de 9V.
(c)a ddp, no resistor de 1 Ω, é de 6V.
(d)a corrente elétrica, registrada no amperímetro do circuito da figura, vale 2A.
(e)o amperímetro não registrará corrente elétrica, pois a resistência interna do gerador é nula.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

O amperímetro ideal não altera o circuito. Resistência da associação em paralelo:

$$R_{AB}=\frac{6\cdot3}{6+3}=2\text{ }\Omega\qquad\Rightarrow\qquad R_{eq}=1+2=3\text{ }\Omega$$

Corrente total e ddp entre A e B:

$$i=\frac{\varepsilon}{R_{eq}}=\frac{9}{3}=3\text{ A},\qquad U_{AB}=R_{AB}\cdot i=2\cdot3=6\text{ V}$$

Na ddp de $6\text{ V}$, o ramo de $3\text{ }\Omega$ (onde está o amperímetro) é percorrido por $i=\dfrac{6}{3}=2\text{ A}$. A ddp no resistor de $1\text{ }\Omega$ é $1\cdot3=3\text{ V}$ (e $3\text{ A}$ é a corrente total, não a do amperímetro).

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