Provas Anteriores | PAVE X — 3ª Etapa

Q16

Eletricidade — Eletrostática — Indução eletrostática em condutor neutro

Uma carga de prova positiva de 1 coulomb é aproximada de uma esfera condutora neutra. A esfera de massa desprezível está suspensa por um fio isolante ideal. Considerando que não há contato entre a esfera e a carga de prova, é correto afirmar que a esfera

(a)será repelida, pois a carga de prova irá induzir uma carga positiva no lado da esfera mais próximo à carga de prova.

(b)permanecerá em repouso, porque ela é eletricamente neutra e não interage com a carga de prova.

(c)será atraída, pois a carga de prova irá induzir uma carga negativa no lado da esfera mais próximo à carga de prova.

(d)será atraída porque irá adquirir uma carga total de um coulomb negativa.

(e)será repelida porque irá adquirir uma carga total de um coulomb positiva.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(c)

Resolução comentada

Na indução eletrostática, as cargas livres do condutor se reorganizam sem que a esfera ganhe ou perca carga: ela continua neutra no total.

A carga positiva atrai os elétrons livres para o lado mais próximo (carga induzida negativa) e deixa o lado oposto positivo. Como a face negativa está mais perto, a atração supera a repulsão, e a esfera é atraída.

Q17

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência elétrica de um chuveiro

Um chuveiro elétrico tem um resistor que foi projetado para trabalhar com uma diferença de potencial de 220V. Em seu manual, o fabricante informa que esse chuveiro deve ser ligado em um circuito elétrico com um disjuntor de 40A.

A potência máxima, na qual o chuveiro foi projetado para trabalhar, será

(a)5,5W.

(b)260W.

(c)180W.

(d)8800W.

(e)4400W.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)

Resolução comentada

O disjuntor de $40\text{ A}$ limita a corrente máxima. Com a tensão de projeto de $220\text{ V}$:

$$P=U\cdot i=220\cdot40=8800\text{ W}$$

Q18

Eletricidade — Magnetismo — Partículas em campo magnético uniforme

Na figura abaixo, encontram-se destacadas as trajetórias do movimento de duas partículas A e D carregadas com cargas de mesmo módulo, q, e massas m_A e m_D, respectivamente. As partículas A e D penetram com velocidades iguais V em uma região do espaço onde um campo magnético B uniforme está orientado perpendicularmente para dentro do plano da figura (representado pelo símbolo X).

Partículas D e A entram com velocidade V para a direita em uma região de campo magnético para dentro do plano; D descreve uma semicircunferência menor, curvando para baixo, e A uma maior, curvando para cima

Com base nas trajetórias descritas pelo movimento das partículas, conclui-se que

(a)a partícula A tem carga –q, a partícula D tem carga +q, e que m_A>m_D.

(b)a partícula A tem carga +q, a partícula D tem carga –q, e que m_A>m_D.

(c)a partícula A tem carga +q, a partícula D tem carga –q, e que m_A<m_D.

(d)a partícula A tem carga +q, a partícula D tem carga -q, e que m_A = m_D.

(e)a partícula A tem carga +q, a partícula D tem carga +q, e que m_A<m_D.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)

Resolução comentada

Sinal da carga: a força magnética é $\vec F=q\,\vec v\times\vec B$. Com $\vec v$ para a direita e $\vec B$ entrando no plano, a regra da mão direita dá, para carga positiva, força para cima. A partícula A curva para cima, então é positiva, e D curva para baixo, então é negativa.

Massas: o raio da trajetória circular é

$$R=\frac{m\,v}{|q|\,B}$$

Como $v$, $|q|$ e $B$ são iguais, o raio é proporcional à massa. A trajetória de A tem raio maior que a de D, então $m_A>m_D$.

Q19

Eletricidade — Eletrostática — Potencial elétrico de uma esfera condutora

Um estudante está em um laboratório fazendo medidas e obtém o gráfico abaixo. Esse gráfico representa o comportamento do potencial elétrico em função da posição V(r) tomado a partir do centro de uma esfera metálica.

Gráfico V (volts) em função de r (m): potencial constante e positivo de r = 0 até r = R, e decrescente, com a forma de uma hipérbole, para r maior que R

A partir do gráfico, o estudante afirma que

(a)a esfera tem raio R e está carregada positivamente.

(b)a esfera tem raio R e está carregada negativamente.

(c)a esfera tem raio R e está eletricamente neutra.

(d)a esfera não tem carga, uma vez que ela é condutora e não armazena cargas.

(e)não é possível determinar o raio da esfera e o sinal da carga.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)

Resolução comentada

Em um condutor em equilíbrio eletrostático, o potencial é constante em todo o volume. No gráfico, isso ocorre de $r=0$ até $r=R$ e então $R$ é o raio da esfera.

Fora da esfera, o potencial varia como $V=\dfrac{k\,Q}{r}$, e o gráfico mostra $V$ positivo e decrescente, o que corresponde a $Q>0$, isto é, esfera carregada positivamente.

Q20

Eletricidade — Eletrodinâmica — Gráfico U × i e Primeira Lei de Ohm

O gráfico da diferença de potencial V(volts) em função da corrente elétrica i(A), abaixo apresentado, destaca o comportamento da resistência elétrica R de um resistor.

Gráfico V (volts) por i (A): reta que passa pela origem, com V = 2 V para i = 1,0 A, V = 4 V para i = 2,0 A e V = 6 V para i = 3,0 A

Considerando o comportamento da resistência elétrica representado no gráfico, em relação aos aspectos gerais do resistor, é correto afirmar que ele é

(a)não ôhmico, com R=0,5Ω.

(b)não ôhmico, com R=2,0Ω.

(c)ôhmico, com R=1,5Ω.

(d)ôhmico, com R>2Ω.

(e)ôhmico, com R=2,0Ω.

(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)

Resolução comentada

A relação $V\times i$ é uma reta que passa pela origem, e então $V$ é proporcional a $i$ e o resistor é ôhmico.

A resistência é o coeficiente angular da reta:

$$R=\frac{V}{i}=\frac{2}{1{,}0}=\frac{4}{2{,}0}=\frac{6}{3{,}0}=2{,}0\ \Omega$$

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

Dados da prova