A Eletrostática e a Eletrodinâmica são partes da Eletricidade que estudam os fenômenos ligados a portadores de carga elétrica em repouso e em movimento, respectivamente. Levando em conta esses campos de estudo, assinale o que for correto.
- Uma partícula de massa
e com carga positiva q gira, em órbita circular uniforme, em torno de uma partícula de massa
carregada com carga - q. Sendo o raio da órbita igual a
, então podemos afirmar que a frequência do movimento será:
, onde
é a constante eletrostática.
- Sobre a eletrização por atrito podemos afirmar: (I) Os corpos se eletrizam sempre com cargas elétricas de sinais contrários; (II) As quantidades de carga elétrica dos corpos eletrizados, após o processo, têm sempre o mesmo valor absoluto.
- O conjunto de grandezas {campo elétrico, potencial elétrico, força elétrica} contém exclusivamente grandezas vetoriais.
- A unidade da grandeza potencial elétrico no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o J/C, enquanto a da grandeza campo elétrico é o N/C.
- Uma partícula carregada com carga negativa é lançada com certa velocidade que forma um ângulo de
com o vetor campo magnético. Logo, podemos afirmar que essa partícula fica submetida a um movimento helicoidal uniforme (MHU).
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nessa questão sobre Eletrostática e Eletrodinâmica, que são ramos da eletricidade que estudam cargas elétricas em repouso e em movimento, respectivamente. A gente vai precisar analisar cada uma das cinco afirmações para ver quais estão corretas. Vamos lá!
Passo 2
Afirmação 1: Uma partícula de massa
e com carga positiva
gira, em órbita circular uniforme, em torno de uma partícula de massa
carregada com carga
. Sendo o raio da órbita igual a
, então podemos afirmar que a frequência do movimento será:
, onde
é a constante eletrostática.
Vamos analisar essa afirmação. Para uma órbita circular uniforme, a força centrípeta que mantém a partícula em movimento é fornecida pela força eletrostática de Coulomb:
A força centrípeta também é dada por:
Onde
é a velocidade angular. Igualando as duas expressões:
Resolvendo para
:
A frequência
está relacionada à velocidade angular por
:
Então, a afirmação está correta.
Passo 3
Afirmação 2: Sobre a eletrização por atrito podemos afirmar: (I) Os corpos se eletrizam sempre com cargas elétricas de sinais contrários; (II) As quantidades de carga elétrica dos corpos eletrizados, após o processo, têm sempre o mesmo valor absoluto.
Vamos analisar cada parte:
-
I) “Os corpos se eletrizam sempre com cargas elétricas de sinais contrários.” – Isso não é verdade. No atrito, um corpo perde elétrons e o outro ganha, resultando em cargas opostas, mas nem sempre são de sinais contrários, pois depende do material.
-
II) “As quantidades de carga elétrica dos corpos eletrizados, após o processo, têm sempre o mesmo valor absoluto.” – Isso também não é necessariamente verdadeiro, pois a quantidade de carga transferida depende das propriedades dos materiais e das condições do atrito.
Portanto, ambas as partes estão incorretas.
Passo 4
Afirmação 3: O conjunto de grandezas {campo elétrico, potencial elétrico, força elétrica} contém exclusivamente grandezas vetoriais.
Vamos verificar:
- Campo elétrico (
) – Grandeza vetorial. - Força elétrica (
) – Grandeza vetorial. - Potencial elétrico (
) – Grandeza escalar.
Como o potencial elétrico não é vetorial, a afirmação está incorreta.
Passo 5
Afirmação 4: A unidade da grandeza potencial elétrico no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o J/C, enquanto a da grandeza campo elétrico é o N/C.
Vamos confirmar:
- Potencial elétrico (
) – Unidade no SI é o Joule por Coulomb (J/C). - Campo elétrico (
) – Unidade no SI é o Newton por Coulomb (N/C).
Portanto, essa afirmação está correta.
Passo 6
Afirmação 5: Uma partícula carregada com carga negativa é lançada com certa velocidade que forma um ângulo de
com o vetor campo magnético. Logo, podemos afirmar que essa partícula fica submetida a um movimento helicoidal uniforme (MHU).
Quando uma carga se move em um campo magnético com uma velocidade que não é perpendicular nem paralela ao campo, o movimento resultante é helicoidal. A componente da velocidade perpendicular ao campo magnético causa uma força centrípeta, resultando em movimento circular, enquanto a componente paralela permanece constante, fazendo o movimento helicoidal.
Portanto, essa afirmação está correta.
Resposta
As afirmações 1, 4 e 5 estão corretas.