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Física 3ª série Prova

Potencial elétrico, para-raios e blindagem eletrostática

Prova com 11 questões sobre potencial elétrico, trabalho da força elétrica, campo uniforme, elétron-volt, superfícies equipotenciais, poder das pontas, gaiola de Faraday e segurança em tempestades.

  • 11 questões
  • cerca de 70 minutos
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Física, 3ª série: Potencial elétrico, para-raios e blindagem eletrostática

  1. Uma carga pontual de 2,0 nC está fixa no vácuo (k = 9,0 · 109 N · m2/C2). O potencial elétrico gerado por ela em um ponto a 10 cm de distância, em relação a um ponto muito distante, é

    1. 1 800 V
    2. 180 V
    3. 18 V
    4. 1,8 · 10−7 V
    5. 18 000 V

  2. Uma carga de 2,0 μC é levada de um ponto A, de potencial 100 V, até um ponto B, de potencial 40 V. O trabalho realizado pela força elétrica nesse deslocamento é

    1. −1,2 · 10−4 J
    2. +2,8 · 10−4 J
    3. +1,2 · 102 J
    4. +3,0 · 101 J
    5. +1,2 · 10−4 J

  3. Duas placas metálicas paralelas, separadas por 5,0 mm, estão ligadas a uma bateria de 100 V, como mostra a figura.

    Duas placas metálicas verticais e paralelas, separadas por 5,0 mm, ligadas aos polos de uma bateria de 100 V. A placa da esquerda, ligada ao polo positivo, fica positiva, e a da direita, negativa. Entre elas, linhas de campo horizontais vão da placa positiva para a negativa.

    Entre as placas, longe das bordas, o campo elétrico é uniforme e tem intensidade

    1. 5,0 · 102 V/m
    2. 20 V/m
    3. 2,0 · 104 V/m
    4. 5,0 · 10−2 V/m
    5. 2,0 · 107 V/m

  4. Um elétron (carga de módulo 1,6 · 10−19 C), inicialmente em repouso, é acelerado por uma diferença de potencial de 100 V. A energia cinética que ele adquire é

    1. 100 eV, ou 1,6 · 10−21 J
    2. 1,6 · 10−19 eV, ou 100 J
    3. 100 eV, ou 1,6 · 10−17 J
    4. 6,25 · 1020 eV, ou 100 J
    5. 1 eV, ou 1,6 · 10−19 J

  5. Durante uma tempestade, um raio atinge um carro fechado, mas os ocupantes não sofrem choque. A principal explicação é que

    1. a carroceria metálica faz o campo elétrico interno ser praticamente nulo
    2. os pneus de borracha isolam o carro do solo e impedem a passagem da corrente
    3. o vidro das janelas absorve a energia do raio
    4. o motor desligado impede a circulação de corrente pela carroceria
    5. o ar dentro do carro conduz a corrente para longe dos ocupantes

  6. Os para-raios, inventados por Benjamin Franklin, são hastes metálicas pontiagudas instaladas no alto das construções e ligadas à terra por cabos condutores. Seu funcionamento se baseia

    1. no poder das pontas, que concentra cargas e intensifica o campo na haste
    2. na capacidade de repelir os raios, desviando-os para longe da construção protegida
    3. no isolamento elétrico da construção em relação ao solo
    4. na absorção da energia do raio pela haste, que a armazena
    5. na eliminação das nuvens carregadas acima da construção

  7. Entre as atitudes listadas, a mais segura para uma pessoa surpreendida por uma tempestade com raios é

    1. proteger-se embaixo de uma árvore alta e isolada no meio do campo
    2. deitar-se no chão de um campo aberto, segurando um guarda-chuva
    3. permanecer dentro da piscina até a chuva passar
    4. subir ao topo de um morro, para observar melhor a aproximação da tempestade
    5. abrigar-se dentro de um carro fechado ou de uma construção com para-raios

  8. Sobre as superfícies equipotenciais de um campo elétrico, é correto afirmar que

    1. são paralelas às linhas de campo, e o trabalho ao longo delas é máximo
    2. têm potencial que aumenta no sentido das linhas de campo
    3. existem apenas em campos uniformes, como na região entre duas placas paralelas
    4. são perpendiculares às linhas de campo, e nelas o trabalho elétrico é nulo
    5. cruzam as linhas de campo formando ângulos de 45°

  9. Um pássaro pousa sobre um único fio de uma rede elétrica de alta tensão e não sofre choque. A explicação é que

    1. as penas do pássaro são isolantes perfeitos
    2. não há diferença de potencial significativa entre seus pés, apoiados no mesmo fio
    3. a corrente elétrica no fio é muito pequena para causar choque
    4. o pássaro tem resistência elétrica nula
    5. a alta tensão só é perigosa para seres humanos

  10. Um desfibrilador usa um capacitor de 100 μF carregado com 2 000 V. A energia armazenada no capacitor, dada por E = C · U2 / 2, é

    1. 400 J
    2. 200 J
    3. 0,20 J
    4. 0,10 J
    5. 2,0 · 105 J

  11. Aviões em voo são atingidos por raios com alguma frequência, sem que os passageiros sofram choque.
    a) Explique, com base no comportamento das cargas em um condutor, por que a fuselagem metálica protege os passageiros.
    b) Por que, mesmo dentro de um carro durante uma tempestade, recomenda-se não tocar nas partes metálicas da carroceria?
    c) Explique por que um edifício alto e isolado em um campo deve ter para-raios e aterramento.

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