Questões de Concurso Comentadas sobre eletricidade em física

Qual é, aproximadamente, a potência necessária para um ciclista com velocidade de 10 m/s superar a força de arrasto do vento que recebe ao seu redor? Considere coeficiente de arrasto 0,8, área (projeção perpendicular ao vento) do ciclista 1,8 m² e densidade do ar 1,225 kg/m³. 

Considere uma região do espaço em que há um campo elétrico uniforme E = 2,0 x 10⁴N/C, apontando na direção positiva do eixo x. Um objeto carregado positivamente é colocado nessa região e, inicialmente, está em repouso no ponto A(−4m, 0, 0). O objeto é então liberado e se move sob a ação do campo elétrico. Considere a massa do objeto como sendo m = 0,5 kg e sua carga q = 4,0 × 10⁻⁶ C. Supondo que não há outras forças atuando sobre ele além da força elétrica, determine o trabalho realizado pela força elétrica e a velocidade final do objeto quando este se move do ponto A até o ponto B(4m, 0, 0), assumindo que a resistência do meio seja desprezível. 

A Ponte de Wheatstone é um circuito amplamente utilizado na medição de resistências elétricas. Ela é projetada para encontrar o equilíbrio de um circuito de ponte, em que as correntes em diferentes ramos se anulam. No entanto, em alguns casos, a ponte não está em equilíbrio. Considere uma Ponte de Wheatstone em que as resistências R1 , R2 R3 e R4 são conhecidas, conforme Figura 7 abaixo. Suponha que a ponte não esteja em equilíbrio e, portanto, uma diferença de potencial V é observada entre os pontos A e B. 


Com base nesse contexto, determine a diferença de potencial V entre os pontos A e B da Ponte de Wheatstone, dado que  = 120V  R₁ = 100  R₂ = 200  R₃ = 150  e R₄ = 100.

Considere uma associação de capacitores formada por três capacitores: C₁ = 4F, C₂ = 12 F e C₃ = 32F. Os capacitores estão associados da seguinte forma: C₁ e C₂ estão em série, e C₃ está associado em paralelo com os anteriores. Inicialmente, os capacitores estão descarregados. Um gerador de tensão V = 150 V é conectado à associação de capacitores, carregando-os até a tensão de equilíbrio. A partir dessa configuração, deseja-se calcular a energia total acumulada nos capacitores. Qual o valor aproximado da energia acumulada (U) na associação de capacitores?

Considere uma situação hipotética em que dois cilindros infinitos de material isolante, com espessura desprezível, são dispostos de forma coaxial e estão carregados positivamente. O cilindro interno, de raio R₁, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₁ ao longo de sua superfície externa. O cilindro externo, de raio R₂, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₂ ao longo de sua superfície externa. Deseja-se calcular o campo elétrico no interior e no exterior do cilindro utilizando a equação de Gauss. Assinale a alternativa que descreve corretamente o campo elétrico (E) em função da distância r do eixo do cilindro. 

A figura representa duas cargas pontuais: Q, localizada no ponto A, e q, localizada no ponto B, sendo |Q| = |q|.

Na figura a seguir, estão representados os segmentos orientados do campo elétrico em A (E^￫_A de módulo igual a E_o) e da força de origem elétrica F^￫ que atua sobre a carga q.

O módulo do campo elétrico E^￫_M no ponto médio M do segmento AB, é igual a

Uma barra cilíndrica e homogênea AB, de seção uniforme e de peso P, é articulada, pela extremidade A, a um piso horizontal. A barra é mantida em repouso, formando 45o com o piso horizontal, presa a uma parede vertical por um fio ideal horizontal JK, como ilustra a figura. 

Se a distância AK é igual a 3/4 AB, a tensão no fio vale

No circuito esquematizado na figura, um gerador de força eletromotriz ε e resistência interna r alimenta um resistor de 15Ω.

Com a chave C aberta o voltímetro (ideal) -V- indica 48V. Com a chave C fechada o amperímetro (ideal) -A- indica 3A.

A resistência interna do gerador r é igual a

A figura representa uma linha de força (lf) de um campo eletrostático.

Analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Uma carga pontual, para se mover exclusivamente sob a ação desse campo elétrico, se for abandonada no ponto A, irá se deslocar de A até B ao longo dessa linha de força.

( ) Os pontos A e B dessa linha de força podem pertencer a uma superfície equipotencial desse campo elétrico.

( ) O potencial elétrico do ponto A é maior que o do ponto B.

As afirmativas são, respectivamente, 

Dispõem-se de três resistores: R₁ = 6Ω, R₂ = 18Ω e R₃ = 36Ω; para alimentá-los, dispõe-se ainda de uma fonte de tensão capaz de manter em seus terminais uma diferença de potencial constante sob quaisquer condições.

Inicialmente os resistores são ligados à fonte de tensão como ilustra o esquema a seguir.

Nesse caso, os três resistores consomem uma potência P₁.

A seguir os resistores são ligados à fonte de tensão como ilustra o esquema a seguir.

Nesse caso, os três resistores consomem uma potência P₂.

Essas potências consumidas são tais que

No circuito a seguir, cada uma das resistências tem uma resistência de R=3,6 kΩ e pode dissipar um máximo de 4 W sem se danificar.

Nessas condições, qual é, em watts, a potência máxima que o circuito pode dissipar?

Um equipamento do laboratório precisa de uma fonte de corrente alternada de 55 Volts. A tensão na rede do laboratório é de 220 volts. O técnico resolveu montar um transformador e, para isso, ele conta com o seguinte conjunto de bobinas: bobina 1: 200 voltas; bobina 2: 600 voltas; bobina 3: 1.200 voltas; e bobina 4: 2.400 voltas. A combinação de bobinas que deve ser usada no primário e no secundário é respectivamente:

Considere que a resistência R é muito baixa e que R² << L/C, sendo os efeitos de resistência desprezíveis nos momentos iniciais de acionamento da chave do circuito. Assinale a alternativa que melhor esboça o comportamento da corrente desse circuito nesses momentos iniciais, onde I0 é a corrente quando a chave é fechada.

Considere o circuito abaixo: 

As baterias das extremidades têm uma diferença de potencial igual a ε = 50V e a bateria central tem o dobro deste valor. Além disso, os resistores R são todos iguais a 10Ω.

Os valores, em ampères, das correntes elétricas I₁, I₂ e I₃ indicadas no circuito elétrico acima são, respectivamente,

Considere 12 cargas elétricas, iguais em módulo, colocadas sobre os números equidistantes do centro de um relógio de ponteiro. Nos números 3 e 12 são colocadas as cargas negativas e, nos demais números, as positivas.
Se colocarmos uma carga negativa no centro do relógio, a força inicial sentida por ela terá direção e sentido apontando para o horário de 

O multímetro digital é um instrumento muito versátil e extremamente útil no estudo de circuitos elétricos. Essa versatilidade se dá devido às diferentes maneiras em que o equipamento pode ser conectado e às diversas funções em que ele pode ser configurado , tornando possível a medição de diferentes grandezas e escalas em um único equipamento.
Considere o texto referente à utilização de um multímetro digital num experimento da Lei de Faraday.
Na primeira parte do experimento, ligou-se, em série, uma bobina pequena, um LED e o multímetro. Em seguida, mostrou-se que, durante a aproximação de um imã (ferromagneto) da bobina pequena, o LED acendia ligeiramente, e a leitura do multímetro variava brevemente com a luz quando configurado no modo ____________, enquanto no modo____________ lia-se um valor constante.
Na segunda parte do experimento, mantido o arranjo, posicionou-se a bobina pequena dentro de uma bobina de Helmholtz, de forma que se fez necessário, para a leitura correta, trocar a leitura de tensão de___________  para_________ do modo voltímetro.
A sequência que preenche, corretamente, as lacunas do texto é

O amperímetro é um aparelho constituído por um galvanômetro ao qual se associa um resistor de resistência baixa denominado shunt. Em um laboratório, há somente um galvanômetro de resistência 0,60 Ω cujo fundo de escala é de 2,0 mA. Sabendo-se que, em um experimento, é necessário medir intensidades de corrente elétrica de até 6,0 mA, assinale a alternativa correta para o valor da resistência elétrica do shunt que deve ser associado ao galvanômetro.

Uma parte da energia elétrica de um banho é desperdiçada na fiação que conecta o chuveiro até o quadro de distribuição. Para este problema, analise as afirmativas abaixo.
I. A corrente que percorre a fiação é a nominal de funcionamento do chuveiro na sua potência máxima.
II. O comprimento do conduíte que contém a fiação em questão é de 8m.
III. A fiação é de cobre com resistividade de 2.10-8 Ω.m e bitola de 4 mm².
IV. A tarifa elétrica média de R$1,00/kWh.
Assinale a alternativa correta que contém o valor da energia e do custo financeiro desperdiçado na fiação em um banho de 10 min com um chuveiro que contém as informações nominais de funcionamento de 220V e 6600W.

Analise a imagem a seguir de um capacitor eletrolítico.

Assinale a alternativa que indica a quantidade de carga e energia que é possível armazenar nesse capacitar, considerando as informações nominais indicadas em sua carcaça.

É comum o uso da unidade de resistividade elétrica dos materiais das fiações serem dadas em Ω.mm² /m, o que facilita a relação com as bitolas dos fios que são dadas em mm² , apesar de não ser a unidade convencionada no Sistema Internacional de Unidades (SI). A resistividade do cobre nessa unidade, por exemplo, é dada por 0,0172 Ω.mm²/m. Assinale a alternativa que corresponde a resistividade do cobre na unidade do SI.