Questões de Física - Eletricidade

     A eletricidade está presente em tudo que está à sua volta. Os átomos possuem cargas próprias que podem se movimentar com velocidades impressionantes. Essas cargas aparecem em situações cotidianas, quando menos se espera. Por exemplo, ao se movimentar rapidamente em dia muito seco e, em seguida, ao tocar a maçaneta metálica da porta de um carro, é possível observar um fenômeno eletrostático.

     A respeito da eletricidade, analise as assertivas a seguir:

I - Basicamente, os átomos são constituídos de um núcleo contendo prótons carregados, nêutrons neutros e elétrons leves que orbitam o núcleo em altas velocidades. Tanto os prótons quanto os nêutrons possuem a mesma grandeza de carga, que é 8,85.10-12C.

II - A energia potencial elétrica é a energia armazenada em campos elétricos. Em um capacitor de placas paralelas, as linhas de campo do campo elétrico saem das cargas negativas em direção às cargas positivas, então, uma carga positiva abandonada entre essas placas adquire energia potencial movendo-se entre elas.

III - A lei de Coulomb fornece a grandeza da força elétrica entre duas cargas. Embora a força seja uma grandeza vetorial, quando as cargas possuem o mesmo sinal, interpretamos a força entre elas como positiva, significando que elas se repelem. Se as cargas possuírem sinais opostos, a força entre elas é interpretada como negativa, indicando que há uma atração entre elas.

Em relação às assertivas analisadas, assinale a única alternativa correta:

Nas questões em que for necessário o uso da aceleração da gravidade, adote 𝑔 = 10 𝑚/𝑠².

Quando necessário, utilize para a constante elétrica do ar o valor 𝑘_𝑎𝑟 = 9,0 × 10⁹𝑁 ∙ 𝑚² ⁄  𝐶².

Para realizar um experimento no laboratório de eletricidade, um grupo de alunos dispunha de dois anéis metálicos idênticos, com 90𝑔 cada. Usando luvas de material isolante, um dos alunos eletrizou, por contato, um dos anéis com uma carga elétrica +𝑄. Em seguida, colocou os anéis em contato e depois em um dispositivo feito de material isolante, conforme indicado na figura a seguir:

Com o auxílio de uma régua, outro aluno do grupo verificou que o anel superior flutuava sobre o inferior mantendo uma distância fixa de 2,0𝑐𝑚.

A partir dessas informações, podemos concluir que o valor da carga elétrica adquirida pelos anéis antes de serem colocados no dispositivo é:

Elementos radioativos emitem diferentes tipos de radiações, tais como a radiação alfa, gama, elétrons e nêutrons, visando atingir sua estabilidade energética. Suponha que uma substância radioativa hipotética esteja emitindo um feixe com diferentes partículas que passam por um contador/identificador de radiação e atinge uma garrafa metálica que possui a propriedade de acumular totalmente a radiação que chega no seu interior. Todo o experimento está numa região de vácuo, como mostra a figura a seguir. Após um certo tempo, o detector indica que o elemento radioativo emitiu 3,0 × 106 partículas alfa, 4,5 × 10⁶ fótons gama, 6,0 × 10⁶ elétrons e 1,5 × 10⁶ nêutrons.

Se e é a carga elementar, assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE a carga total armazenada pela garrafa ao final do experimento.

Quantos elétrons ganhou um corpo cuja carga diminuiu de 9,8 x 10⁶ para 2,2 x 10⁵ Coulombs? Dado: Carga elementar = +/- 1,6 x 10^-19 Coulombs.

Considere que duas esferas metálicas de raios R₁ e R₂ (com R₁ > R₂) estão. em princípio, isoladas e no vácuo. Considere ainda que elas foram eletrizadas com cargas elétricas positivas e iguais. Num dado momento, elas são postas em contato e, logo em seguida, afastadas.

Pode-se afirmar, entã0, em relação às cargas Q₁ e Q₂ e potenciais V₁ e V₂ das esferas 1 e 2, respectivamente, que:

Durante um projeto de pesquisa, os acadêmicos de Engenharia Física da UFMS desenvolveram um protótipo de minilâmpada, cuja corrente elétrica no filamento é de 8000 mA. Em 30 minutos, passam pelo filamento da minilâmpada:

(Considere a carga elementar igual a 1,6x10^-19.)