Questões Militares Sobre cargas elétricas e eletrização em física

Em missão de treinamento de pouso e decolagem no Porta Aviões São Paulo, entre um pouso e uma decolagem, a aeronave TA-4KU (SKYHAWK) do Esquadrão VF-1, proveniente da Base Aérea Naval de São Pedro da Aldeia, é reabastecida. O Marinheiro responsável, conhecedor do processo de eletrização por atrito à qual toda aeronave fica sujeita em voo e conhecedor das normas de segurança que regulamentam o abastecimento de aeronaves, realiza o procedimento correto: antes de introduzir a mangueira de combustível no bocal do tanque, liga por meio de um fio condutor (fio terra) a aeronave a uma haste metálica no convés do São Paulo. Marque a opção que melhor descreve o processo de eletrização por atrito considerando para tal um sistema eletricamente isolado e constituído de dois corpos.

Dois fios longos de comprimento L conduzem correntes iguais, I . O primeiro fio é fixo no eixo x do sistema de referência enquanto o segundo gira lentamente com frequência angular w num plano paralelo ao plano xy, com seu ponto médio fixo em z = d, sendo d > 0. Supondo que os dois fios sejam paralelos com correntes no mesmo sentido em t = 0, e definindo K = μ₀I²L/(2πd), assinale a opção com a figura que melhor representa a dependência temporal da força F que o fio fixo exerce sobre o outro.

Duas partículas A e B, carregadas eletricamente com mesmos valores de cargas positivas, partem da origem em velocidade nula no instante t = 0, e têm suas componentes de aceleração em relação aos eixos X e Y regidas pelas seguintes equações temporais:

O instante t _min , onde 0 ≤ t _min < 2π , em que a força de repulsão entre as cargas é mínima é 

Como mostra a Figura 1, uma partícula de carga positiva se move em um trilho sem atrito e sofre a interação de forças elétricas provocadas por outras partículas carregadas fixadas nos pontos A, B, C e D. Sabendo que as cargas das partículas situadas em B e D são iguais e que uma parte do gráfico da velocidade da partícula sobre o trilho, em função do tempo, está esboçada na Figura 2, o gráfico completo que expressa a velocidade da partícula está esboçado na alternativa:

Observações:

• r<< d ;

• em t = 0, a partícula que se move no trilho está à esquerda da partícula situada no ponto A;

• considera-se positiva a velocidade da partícula quando ela se move no trilho da esquerda para a direita.

Com relação aos conceitos da física, assinale a opção correta.

Na figura a seguir, temos um capacitor de placas paralelas de área A separadas pela distância d. Inicialmente, o dielétrico entre as placas é o ar e a carga máxima suportada é Q_a. Para que esse capacitor suporte uma carga máxima Q_b, foi introduzida uma placa de porcelana de constante dielétrica k e espessura d/2. Considerando que seja mantida a diferença de potencial entre as placas, determine a razão entre as cargas Q_b e Q_a.

Uma carga - q , de massa m, é lançada em uma região de campo magnético . No instante t=0s, a carga possui velocidade inicial v • î e está situada na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. Os vetores î e são unitários nas direções dos eixos X e Z , respectivamente. Após o intervalo de tempo de , pode-se afirmar que a posição da carga no plano x y é:

Quando uma diferença de potencial é aplicada entre dois pontos de um condutor qualquer, um campo elétrico é estabelecido em seu interior, fazendo com que as cargas elétricas livres no condutor entrem em movimento.

Esse fluxo de carga por unidade e tempo é denominado de 

Pedrinho visitou o laboratório de Física de sua escola e se encantou com um experimento denominado pêndulo eletrostático, que é constituído por uma esfera pequena e leve, suspensa por um fio fino e isolante, é utilizado para detectar se um corpo está ou não eletrizado. Resolvendo brincar com o experimento, Pedrinho aproxima do pêndulo um bastão e observa que a esfera é atraída por ele. Considere as afirmações a seguir sobre a observação de Pedrinho:

1 – A esfera e o bastão estão carregados com cargas de mesmo sinal.

2 – A esfera possui carga de sinal contrário ao do bastão.

3– A esfera pode estar descarregada.

4 – O bastão pode estar carregado positivamente.

A alternativa que apresenta a(s) afirmação(ões) correta(s) é:

Uma esfera metálica neutra isolada é aproximada de um bastão de vidro com carga positiva sem contudo encostar no bastão. Após atingir o equilíbrio eletrostático, e ainda próxima do bastão, a esfera é aterrada. A esfera é então desaterrada e afastada do bastão. Nessa situação final é correto afirmar que a carga da esfera é:

Uma esfera imóvel possui uma carga elétrica negativa Q1. A uma distância d, encontra-se outra esfera, com carga positiva Q2, que sofre uma força de atração F em relação à primeira esfera. Em seguida, duplicou-se a carga Q1, triplicou-se a Q2 e dobrou-se a distância d. Assinale a alternativa que corresponde à nova força de atração entre as duas esferas.

Analise a figura abaixo.

Na figura acima temos uma esfera AB, maciça, de material isolante elétrico, dividida em duas regiões concêntricas, A e B. Em B há um excesso de carga elétrica Q, de sinal desconhecido. A região A está eletricamente neutra. No pêndulo eletrostático temos a esfera metálica C aterrada por um fio metálico. Ao se aproximar a esfera isolante AB da esfera metálica C pela direita, conforme indica a figura, qual será a inclinação Ø do fio metálico?

Uma esfera condutora de raio R possui no seu interior duas cavidades esféricas, de raio a e b, respectivamente, conforme mostra a figura. No centro de uma cavidade há uma carga puntual q_a e no centro da outra, uma carga também puntual q_b, cada qual distando do centro da esfera condutora de x e y, respectivamente. E correto afirmar que 

                                                  

Considere as cargas elétricas q₁ = 1 C, situada em x = −2 m, e q₂ = −2 C, situada em x = −8 m. Então, o lugar geométrico dos pontos de potencial nulo é

Um elétron é acelerado do repouso através de uma diferença de potencial V e entra numa região na qual atua um campo magnético, onde ele inicia um movimento ciclotrônico, movendo-se num círculo de raio R_E com período T_E. Se um próton fosse acelerado do repouso através de uma diferença de potencial de mesma magnitude e entrasse na mesma região em que atua o campo magnético, poderíamos afirmar sobre seu raio R_P e período T_P que

Considere uma esfera metálica oca com 0,1 m de raio, carregada com 0,01 C de carga elétrica, em equilíbrio eletrostático e com vácuo no seu interior. O valor do campo elétrico em um ponto situado no centro dessa esfera tem intensidade de ____ N/C.

Quatro esferas idênticas (A, B, C e D) têm cargas elétricas respectivamente iguais a 8Q, 4Q, 2Q e Q.

Determine a carga final de D após contatos sucessivos com A, em seguida com B, e finalmente com C, uma esfera de cada vez.

Considere três esferas idênticas A, B e C, separadas umas das outras, formando um sistema eletricamente isolado, e que A está eletricamente carregada com carga Q, enquanto B e C estão eletricamente neutras. Coloca-se a esfera A em contato somente com B, em seguida somente com C, depois simultaneamente com B e C e, por fim, elas são separadas novamente.

Com base nos Princípios da Eletrostática, qual a carga total do sistema depois de todo o processo?

Em um laboratório de Física, tem-se três pêndulos eletrostáticos: A, B e C.

Aproximando-se os pêndulos, dois a dois, verificou-se que:

- A e B sofrem atração entre si.

- A e C sofrem atração entre si.

- B e C sofrem repulsão entre si.

Dessas observações, quatro grupos de alunos chegaram a diferentes conclusões que estão descritas nas alternativas a seguir.

Assinale a alternativa que está fisicamente correta, sem margem de dúvida.

As figuras abaixo mostram as condições iniciais e finais de um processo de eletrização feito com dois corpos.

Com base nas condições acima, analise as afirmativas abaixo.

I - A eletrização foi feita por indução.

II - A eletrização foi feita por atrito.

III - A eletrização foi feita por contato.

IV - O bastão de vidro ganhou prótons.

V - A lã ganhou elétrons.

Assinale a opção correta.