Questões de Vestibular Sobre eletrostática e lei de coulomb. força elétrica. em física

As células são as unidades básicas da vida. O entendimento do funcionamento delas é muito importante dos pontos de vista físico e químico, a fim de saber como funcionam os seres vivos e como eles reagem frente a diversos estímulos externos. Um dos avanços do ponto de vista físico foi à descoberta da existência de excesso de íons positivos, na parede externa, e excesso de íons negativos na parede interna da membrana celular. Essa descoberta indica que a membrana celular, se comporta, efetivamente, como um capacitor elétrico, que podemos chamar “capacitor celular”. Sabe-se, também, que a diferença de potencial elétrico entre as paredes da membrana de uma célula nervosa varia entre 55 mV e 100 mV, para animais de sangue quente. Suponha que o capacitor celular pode ser aproximado por um capacitor de placas paralelas e que a espessura da membrana celular é de 7 nm (1 nm = 10^-9m). Escolha o item correto:

As corridas de aventura constituem uma nova prática desportiva, baseada no trinômio aventura – desporto – natureza. Antes de iniciar uma dessas corridas, a equipe Vida Viva recebeu a instrução de que, quando chegasse a um ponto X, deveria tomar o rumo nordeste (NE) e seguir para o Posto de Controle 2 (PC2), conforme a figura abaixo. Ao ler o indicador da bússola, o navegador da equipe não percebeu que, sobre o ponto X, passava uma linha de transmissão de corrente contínua de sentido sul – norte.

Considere que a interferência causada pela corrente da linha de transmissão no campo magnético da bússola, cuja agulha antes apontava para o norte magnético, fez que ela passasse a apontar para o campo magnético da referida linha de transmissão. Após a leitura da bússola, a equipe Vida Viva, seguindo a direção indicada por esse instrumento, se deslocou do ponto X na direção

Uma célula de fibra nervosa exibe uma diferença de potencial entre o líquido de seu interior e o fluido extracelular. Essa diferença de potencial, denominada potencial de repouso, pode ser medida por meio de microeletrodos localizados no líquido interior e no fluido extracelular, ligados aos terminais de um milivoltímetro, conforme a Figura 1.

Num experimento de medida do potencial de repouso de uma célula de fibra nervosa, obteve-se o gráfico desse potencial em função da posição dos eletrodos, conforme a Figura 2.



A partir dessas informações, pode-se afirmar que o vetor campo elétrico, no interior da membrana celular, tem módulo igual a

A figura representa um fio longo e retilíneo que se encontra no vácuo e transporta uma corrente de intensidade 2,0A. Uma partícula carregada com carga q = 8,0μC é lançada com velocidade ν = 3,0.10⁵ m/s, paralelamente ao fio e a uma distância d = 20,0cm.

Sabendo-se que a permeabilidade magnética no vácuo é μo = 4π.10⁻⁷ Tm/A, é correto afirmar que a intensidade da força magnética sobre a partícula, nesse instante, em μN, é igual a

Uma espira quadrada de lado 20,0cm está em uma região onde existe um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da espira.

Sabendo-se que, em um intervalo de tempo Δt = 4,0s, a intensidade do campo magnético aumenta de 0,4T para 0,8T e que a resistência da espira R = 2,0Ω, é correto afirmar que a carga elétrica que passou pela espira nesse intervalo de tempo, em mC, é igual a

Dois capacitores, C₁ e C₂ de capacitâncias respectivamente iguais a 6μF e 4μF, são ligados em paralelo e submetidas a uma diferença de potencial de 6,0V.

Nessas condições, é correto afirmar que a energia potencial armazenada no sistema, em 10⁻⁴ J, é igual a

O átomo de hidrogênio tem um próton em seu núcleo e um elétron em sua órbita. Cada uma dessas partículas possui carga de módulo q = 1,6.10⁻¹⁹C e o elétron tem uma massa m = 9.10⁻³¹kg.

Sabendo-se que a constante eletrostática do meio é igual a 9.10⁹ Nm²/C²  , a órbita do elétron é circular e que a distância entre as partículas d = 9,0.10⁻¹⁰m, é correto afirmar que a velocidade linear do elétron, em 10⁶ m/s, é, aproximadamente, igual a

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. 

No mundo atual, é muito difícil viver sem a eletricidade e seus benefícios. No entanto, o seu uso adequado envolve o domínio técnico associado a conceitos e princípios físicos. Neste sentido, considere um ramo de um circuito residencial montado por estudantes em uma aula prática de eletricidade, composto pelos seguintes elementos : um disjuntor (D), uma lâmpada (L), um interruptor (I), o fio neutro e o fio fase.
O circuito que está corretamente montado é o representado pela opção

Uma das aplicações dos capacitores é no circuito eletrônico de um flash de máquina fotográfica. O capacitor acumula carga elétrica por um determinado tempo (alguns segundos) e, quando o botão para tirar a foto é acionado, toda carga acumulada é “despejada” sobre a lâmpada do flash, daí o seu brilho intenso, porém de curta duração.
Se nesse circuito houver um capacitor de dados nominais 315V e 100µF, corresponderá a uma carga, em coulomb, máxima, acumulada de

Raios cósmicos constantemente arrancam elétrons das moléculas do ar da atmosfera terrestre. Esses elétrons se movimentam livremente, ficando sujeitos às forças eletrostáticas associadas ao campo elétrico existente na região que envolve a Terra. Considere que, em determinada região da atmosfera, atue um campo elétrico uniforme de intensidade E = 100 N/C, conforme representado na figura.

Se um elétron de carga 1,6 × 10^–19 C e de massa desprezível, sujeito a uma força constante, se movimenta verticalmente para cima nessa região, percorrendo uma distância d = 500 m, a variação de energia potencial elétrica sofrida por ele, nesse trajeto, será de

Dois fios retilíneos, paralelos, longos e percorridos por uma corrente elétrica de intensidade constante i, fazem a conexão entre um gerador de corrente contínua e a carga alimentada por esse gerador, conforme a figura abaixo.


O ponto P está situado no ponto médio da distância entre os dois fios. Qual é a direção e o sentido do campo magnético em P, gerado pela passagem da corrente elétrica?

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

A dinâmica da vida na Terra, os fenômenos físicos naturais e os processos tecnológicos são compreendidos como transformações de energia.
Considerando processos que envolvem transformações de energia, analise as afirmativas a seguir.
I - Uma lâmpada incandescente consome mais energia elétrica para produzir a mesma quantidade de luz que uma fluorescente porque emite muita radiação ultravioleta.
II - Ao aquecer uma xícara de chá num microondas a energia eletromagnética emitida pelo eletrodoméstico provoca a agitação térmica das partículas aquecendo o conteúdo da xícara.
III - A energia proveniente do Sol, além de iluminar, também aquece. O processo de propagação dessa energia, do Sol para a Terra, é chamado de irradiação.
IV- A energia eólica, que gera a eletricidade com a força dos ventos, é de origem solar, isto é, os ventos são originados pelo aquecimento desigual da superfície terrestre pelo Sol, que provoca o deslocamento das massas de ar de regiões frias para regiões quentes.

Assinale a alternativa correta.

Um estudante de um curso técnico em eletrônica resolveu usar seus conhecimentos de eletricidade para construir um aquecedor de água para garrafas térmicas. Para confeccionar o resistor ele dispõe de um fio de níquel-cromo, fio normalmente usado como elemento de aquecimento elétrico, de comprimento suficiente para obter a potência desejada. Primeiramente o estudante submete as extremidades do fio a uma forte tração, deixando-o estirado. Este procedimento aumenta o comprimento do fio e reduz ligeiramente seu diâmetro de maneira uniforme. Em seguida, monta o aquecedor para seu uso.

Com relação ao aquecedor e seu funcionamento, devido ao estiramento provocado no fio do resistor, considere as seguintes afirmativas.

I - A resistência elétrica do resistor será menor.
II - A intensidade da corrente elétrica que o percorre será menor.
III - A potência de aquecimento será maior.

Assinale a alternativa correta. 

Duas partículas idênticas eletrizadas positivamente com carga q estão fixas sobre uma circunferência, distantes 5d uma da outra. A linha que liga uma partícula a outra passa pelo centro C da circunferência. Considere um ponto P pertencente à mesma circunferência, distante 4d de uma das partículas, como representa a figura.


Sendo k a constante eletrostática do meio e desprezando a ação de quaisquer outras cargas, o potencial elétrico gerado no ponto P por essas duas partículas eletrizadas tem intensidade

Dois capacitores de capacidades eletrostáticas C1 = 3 µF e C2 = 6 µF estão associados em série e ligados a uma fonte que fornece uma diferença de potencial constante de 20 V. Qual a capacidade eletrostática do capacitor equivalente?

Dois fios condutores retos, muito compridos, paralelos e muito próximos entre si, são percorridos por correntes elétricas constantes, de sentidos opostos e de intensidades 2A e 6A, conforme esquematizado na figura. A razão entre os módulos das forças magnéticas de um fio sobre o outro e o tipo de interação entre essas forças é igual a:

No circuito ideal esquematizado na figura, o gerador fornece uma tensão contínua de 200 V. As resistências dos resistores ôhmicos são R₁ = R₃ = 20 Ω, R₂ = 60 Ω e a capacitância do capacitor é C = 2,0.10^–6 F.

Nessas condições, a quantidade de carga acumulada no capacitor será, em C, igual a