PAVE XIX — 3ª Etapa · Física | Prof. Ricardo Bastos

Eletrostática — Lei de Coulomb e Campo Elétrico

No século XVIII, Charles-Augustin de Coulomb fez importantes contribuições para a eletrostática com a formulação da Lei de Coulomb.

Referência: GASPAR, Alberto. Física, volume único. 1. ed. São Paulo: Ática, 2005.

Tendo em mente suas descobertas, considere que em um campo elétrico estão posicionadas duas cargas elétricas puntiformes $Q_1$ e $Q_2$, de cargas $5\,\mu\text{C}$ e $-4\,\mu\text{C}$, respectivamente. Elas estão separadas por uma distância de $3\,\text{m}$ no vácuo. Dados: constante eletrostática $k=9\times10^9\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.

Assinale a alternativa que indica, respectivamente, o valor da força elétrica entre as cargas, o tipo de interação e o campo elétrico a uma distância de $2\,\text{m}$ de $Q_1$.

(a) $0{,}2\,\text{N}$; atração eletrostática; $11{,}25\times10^4\,\text{N/C}$.

(b) $0{,}02\,\text{N}$; atração eletrostática; $1{,}125\times10^4\,\text{N/C}$.

(d) $0{,}2\,\text{N}$; repulsão eletrostática; $11{,}25\times10^3\,\text{N/C}$.

(e) $0{,}02\,\text{N}$; atração eletrostática; $1{,}125\times10^3\,\text{N/C}$.

(f) I.R.

Gabarito oficial

(b)

Resolução comentada

O módulo da força de Coulomb é:

$$F=k\frac{|Q_1Q_2|}{d^2}=9\times10^9\frac{(5\times10^{-6})(4\times10^{-6})}{3^2}=0{,}02\,\text{N}$$

Como as cargas têm sinais opostos, a interação é atrativa. O campo criado por $Q_1$ a $2\,\text{m}$ vale:

$$E=k\frac{|Q_1|}{r^2}=9\times10^9\frac{5\times10^{-6}}{2^2}=1{,}125\times10^4\,\text{N/C}$$

Alternativa correta: (b).

Eletrodinâmica — Corrente Elétrica

Observe a tabela a seguir, que mostra os efeitos fisiológicos diretos da eletricidade.

Intensidade	Efeito	Causas
1 a 3 mA	Percepção	A passagem da corrente provoca formigamento. Não existe perigo.
3 a 10 mA	Eletrização	A passagem da corrente provoca movimentos.
10 mA	Tetanização	A passagem da corrente provoca contrações musculares, agarramento ou repulsão.
25 mA	Parada respiratória	A corrente atravessa o cérebro.
25 a 30 mA	Asfixia	A corrente atravessa o tórax.
60 a 75 mA	Fibrilação ventricular	A corrente atravessa o coração.

Fonte: adaptado de https://manualdotrabalhoseguro.blogspot.com/2014/07/quais-sao-os-efeitos-do-choque-eletrico.html. Acesso em: 25/05/2024.

Considere que por um fio passam $2{,}8\times10^{-1}\,\text{C}$ de carga. Se uma pessoa, por acidente, encostar nesse fio por $10\,\text{s}$,

Quais os efeitos da corrente no seu corpo?

(a) Percepção.

(b) Asfixia.

(d) Tetanização.

(e) Parada respiratória.

(f) I.R.

Gabarito oficial

(b) Asfixia

Resolução comentada

A corrente elétrica é:

$$i=\frac{\Delta Q}{\Delta t}=\frac{2{,}8\times10^{-1}}{10}=2{,}8\times10^{-2}\,\text{A}=28\,\text{mA}$$

De acordo com a tabela, $28\,\text{mA}$ está no intervalo de 25 a 30 mA, associado à asfixia. Alternativa correta: (b).

Magnetismo — Campo e Força Magnética

O magnetismo é uma área da Física que investiga os fenômenos e propriedades dos materiais e forças associados aos campos magnéticos, tendo inúmeras aplicações práticas e tecnológicas em diversas áreas.

Referência: GASPAR, Alberto. Física, volume único. 1. ed. São Paulo: Ática, 2005.

Considere as seguintes afirmações sobre as características do magnetismo.

I. A intensidade do campo magnético é medida em tesla (T).
II. Os polos magnéticos de um ímã podem ser separados, obtendo-se um polo norte e um polo sul isoladamente.
III. A força magnética sobre uma carga em movimento é máxima quando a velocidade da carga é perpendicular ao campo magnético.
IV. As linhas de campo magnético emergem do polo sul e penetram no polo norte de um ímã.
V. Materiais paramagnéticos são fortemente atraídos por ímãs e mantêm a magnetização após a remoção do campo externo.

Está(ão) correta(s):

(a) I, II e IV apenas.

(b) II apenas.

(d) I e III apenas.

(e) V apenas.

(f) I.R.

Gabarito oficial

(d) I e III apenas

Resolução comentada

I é verdadeira: a unidade SI do campo magnético é o tesla. II é falsa: não se observam monopolos magnéticos isolados; ao dividir um ímã, formam-se novos dipolos. III é verdadeira, pois $F=|q|vB\sin\theta$ é máxima para $\theta=90^\circ$. IV é falsa: externamente ao ímã, as linhas saem do norte e entram no sul. V é falsa: essa descrição não corresponde aos materiais paramagnéticos.

Alternativa correta: (d).

Dados da prova