Questões de Vestibular de Física - Eletricidade

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 10³ V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10^-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem

Note e adote:

carga do elétron = -1,6 x 10^-19 C c

arga do próton = + 1,6 x 10^-19 C

aceleração local da gravidade = 10 m/s²

Uma rede elétrica fornece tensão eficaz de 100 V a uma sala com três lâmpadas, L1, L2 e L3.Considere as informações da tabela a seguir:





As três lâmpadas, associadas em paralelo, permanecem acesas durante dez horas, sendo E₁, E₂ e E, as energias consumidas, respectivamente, por L₁, L₂ e L₃.A relação entre essas energias pode ser expressa como:

Modelos elétricos são frequentemente utilizados para explicar a transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (figura 1), células delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular do meio extracelular. A parte interna da membrana é negativamente carregada e a parte externa possui carga positiva (figura 2), de maneira análoga ao que ocorre nas placas de um capacitor.

                        

A figura 3 representa um fragmento ampliado dessa membrana, de espessura d, que está sob ação de um campo elétrico uniforme, representado na figura por suas linhas de força paralelas entre si e orientadas para cima. A diferença de potencial entre o meio intracelular e o extracelular é V. Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de potássio K⁺, indicado na figura 3, sob ação desse campo elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica cujo módulo pode ser escrito por

Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U = 0 V. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t = 0 s. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R = 0,5 kΩ para t = 400 ms é igual a

                        

Duas partículas de cargas elétricas


estão separadas no vácuo por uma distância dem. Sendo a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de