Questões de Vestibular Comentadas sobre cargas elétricas e eletrização em física

Duas partículas eletrizadas com cargas elétricas positivas Q estão fixas sobre uma circunferência de raio R e centro C, conforme a figura.

Sendo k a constante eletrostática do meio, a intensidade do campo elétrico total criado por essas duas partículas no ponto P é

Entre 2011 e 2017, caíram, no Brasil, quase 78 milhões de raios, segundo levantamento do INPE. Muitos desses, infelizmente, foram fatais — para se ter ideia, a cada 50 mortes por raio no mundo, uma ocorre no país.
(“9 coisas que você precisa saber sobre raios”. https://super.abril.com.br, 15.08.2018. Adaptado.)
Os para-raios são essenciais para proteger pessoas e equipamentos elétricos de raios. Essa proteção é baseada

Dois fios condutores muito longos estão dispostos paralelamente, a uma distância D um do outro. Num determinado momento (situação I), o fio A passa a transportar uma corrente elétrica I_A e o fio B permanece sem transportar corrente alguma, ou seja, I_B = 0. Algum tempo depois, o fio B passa a transportar também uma corrente elétrica (situação II). Na figura, a representação da situação II é válida apenas para o exato momento em que a corrente IB é acionada.


Na situação II, algum tempo depois de acionada a corrente I_B, os fios:

Uma partícula de massa m = 4 × 10⁻⁶ kg está carregada com carga de módulo 6 × 10⁻⁶ C. A partícula é abandonada num local onde existe apenas um campo elétrico uniforme , direcionado verticalmente para cima. A partícula adquire uma aceleração de módulo a = 3 m/s² , de sentido oposto ao do campo (veja a figura). O módulo do campo elétrico e o tipo de carga da partícula são, respectivamente,

Duas cargas negativas e uma carga positiva, as três de mesmo módulo, estão arranjadas, em posições fixas, de três maneiras distintas, conforme representa a figura abaixo.


Assinale a alternativa que ordena corretamente os valores da energia potencial eletrostática armazenada U.

Considere uma esfera condutora carregada com carga Q, que possua um raio R. O potencial elétrico dividido pela constante eletrostática no vácuo dessa esfera em função da distância d, medida a partir do seu centro, está descrito no gráfico a seguir.


Qual é o valor da carga elétrica Q, em Coulomb?

A figura a seguir descreve um anel metálico, de raio a, carregado positivamente com carga Q, no ponto P, o campo elétrico dado pela expressão.


No limite de x >> a (leia-se: x muito maior que a), a expressão do campo elétrico E_P é equivalente

Uma esfera metálica de massa m e carga elétrica + q descansa sobre um piso horizontal isolante, em uma região em que há um campo elétrico uniforme e também horizontal, de intensidade E, conforme mostrado na figura. Em certo instante, com auxílio de uma barra isolante, a esfera é erguida ao longo de uma linha vertical, com velocidade constante e contra a ação da gravidade, a uma altura total h, sem nunca abandonar a região de campo elétrico uniforme.

Ao longo do movimento descrito, os trabalhos realizados pela força gravitacional e pela força elétrica sobre a esfera são, respectivamente:

Dois balões negativamente carregados são utilizados para induzir cargas em latas metálicas, alinhadas e em contato, que, inicialmente, estavam eletricamente neutras.

Conforme mostrado na figura, os balões estão próximos, mas jamais chegam a tocar as latas. Nessa configuração, as latas 1, 2 e 3 terão, respectivamente, carga total:

Note e adote:

O contato entre dois objetos metálicos permite a passagem de cargas elétricas entre um e outro.

Suponha que o ar no entorno seja um isolante perfeito.

A figura a seguir ilustra um gráfico da potência dissipada P por quatro diferentes resistores quando submetidos a uma passagem de corrente de intensidade i. Assim, é CORRETO afirmar que

Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica cuja intensidade varia em função do tempo, de acordo com o gráfico.
Com base nessas informações, é correto afirmar que a quantidade de carga que atravessa uma seção transversal do condutor no intervalo de tempo entre 0 e 10,0s, em mC, é igual a

A integridade da membrana plasmática é vital para que as células executem de forma eficiente suas funções. A membrana celular é uma estrutura composta por duas camadas lipídicas que separam o meio intracelular do extracelular. 

Disponível em:<http://cronodon.com/BioTech/Membranes.htm> .

Por ser uma estrutura em bicamada isolante e possuir a propriedade de separar soluções condutoras tanto do meio intra como do extracelular, a membrana plasmática é responsável pelas propriedades dielétricas das células e tem características capacitivas, demonstrando uma capacitância de 1 µF/cm² .

OBS.:Considere a permissividade do vácuo como sendo 9 x 10^–12 F/m e a constante dielétrica dos lipídios igual a 2.

Sobre o exposto acima, pode-se afirmar que a espessura d da membrana plasmática é, aproximadamente, igual a

Nos pontos I e II da figura representada são colocadas, em repouso e no vácuo, duas cargas puntiformes idênticas, A e B. Em seguida, B é deslocada para o ponto III, mantendo-se A na sua posição original. As distâncias entre os pontos I e II e entre II e III são iguais.
Sendo F₁ e F₂ os módulos das forças elétricas, entre A e B, antes e depois da mudança da posição de B, respectivamente, a razão F₁ / F₂ é igual a 

Duas cargas elétricas, q_A e q_B , de massas iguais são lançadas perpendicularmente às linhas de indução magnética no interior de um campo magnético constante no espaço e no tempo. Sabe-se que as cargas ficam sujeitas a forças magnéticas no interior desse campo.

A partir das trajetórias representadas na figura, em que x representa o campo magnético entrando perpendicularmente ao plano da página, é possível afirmar que a natureza elétrica das cargas A e B seja, respectivamente,

Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I,conforme mostra a figura 1.

Em um determinado instante, uma partícula de carga q positiva desloca‐se com velocidade instantânea perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.

O diagrama que representa corretamente asforças elétrica e magnética atuando sobre a partícula é:

O BMX, também conhecido como bicicross, é o caçula do ciclismo. A origem da modalidade data das décadas de 1960 e 1970, época em que as vertentes mais tradicionais do esporte — estrada e pista — já faziam parte dos Jogos Olímpicos. O BMX surgiu graças à admiração de jovens norteamericanos pelo MotoCross. A vontade de imitar as manobras dos ídolos, aliada à falta de equipamento, fez bicicletas serem utilizadas em pistas de terra. Nasceu, então, o Bicycle Moto Cross, ou simplesmente BMX. O BMX fez sua primeira aparição olímpica nos Jogos Olímpicos de Pequim2008, com disputas tanto no masculino quanto no feminino. No Rio de Janeiro-2016, foi a terceira vez em que o BMX distribuiu medalhas em uma edição dos Jogos.
Fonte: http://tecnologia.hsw.uol.com.br/fibras-opticas5.htm, acessado em: 14 de julho de 2016. (Adaptado).

Na montagem de uma estrutura de uma pista de BMX, uma barra de comprimento 2R e peso P está em equilíbrio, dentro de uma superfície semiesférica de raio R, conforme mostra a figura a seguir. Considerando-se que não há atrito no ponto de apoio A, ponto mais baixo da pista, qual é o valor do coeficiente de atrito estático no ponto de apoio B, na condição de deslizamento iminente?

Na figura abaixo, estão dispostas, no vácuo, três cargas elétricas de intensidade, q_A = − 2µC, q_B = 4µC e q_C = −1µC, qual das alternativas representa o potencial elétrico resultante no ponto P? Dado: k_o = 9,0 ⋅10⁹ N ⋅ m² /C²

Determinar a capacitância equivalente total C_eqt do circuito série abaixo:

Certo condutor elétrico cilíndrico encontra-se disposto verticalmente em uma região do espaço, percorrido por uma intensidade de corrente elétrica i, conforme mostra a figura ao lado. Próximo a esse condutor, encontra-se a agulha imantada de uma bússola, disposta horizontalmente. Observando-se a situação, acima do plano horizontal da figura, segundo a vertical descendente, assinale qual é o esquema que melhor ilustra a posição correta da agulha. 

Nas Ciências, muitas vezes, se inicia o estudo de um problema fazendo uma aproximação simplificada. Um desses casos é o estudo do comportamento da membrana celular devido à distribuição do excesso de íons positivos e negativos em torno dela. A figura mostra a visão geral de uma célula e a analogia entre o modelo biológico e o modelo físico, o qual corresponde a duas placas planas e paralelas, eletrizadas com cargas elétricas de tipos opostos.


Com base no modelo físico, considera-se que o campo elétrico no interior da membrana celular tem sentido para