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.
Exercícios relacionados
Considere um submarino como uma casca metálica esférica oca, capaz de atingir até 1000 m de profundidade em alto-mar. Os mecanismos de submersão e emersão consistem em deslocar água para dentro e para fora de um compartimento do submarino, respectivamente. Assinale o que for correto.
(Dados: Densidade da água é , densidade da água do mar é
, pressão atmosférica ao nível do mar é
, aceleração da gravidade é
)
(Dados: Densidade da água é
- Esse submarino suporta uma pressão de 10GPa.
- Em água não salgada, esse submarino consegue atingir profundidade superior a 1000m.
- A submersão e a emersão do submarino podem ser reguladas pela resultante do empuxo sobre ele e do peso dele.
- Caso esse submarino esteja em uma região com presença de campo elétrico não nulo e homogêneo, o campo elétrico observado dentro do submarino será inversamente proporcional à distância das extremidades dessa embarcação.
- Submarinos utilizam ondas eletromagnéticas para detectar objetos em alto-mar, empregando sonares.
As leis de Newton e a lei de Gravitação Universal orientam o estudo da Mecânica Clássica. No que se refere a esse assunto, assinale o que for correto.
- Inércia é a propriedade que a matéria tem de tender a manter o seu estado de repouso ou de movimento.
- A terceira lei de Newton afirma que não existe ação sem a respectiva reação. Como essas duas forças são de mesma intensidade e direção e com sentidos opostos, sempre irão se anular.
- Uma pessoa tem um peso igual a 750 N na superfície do planeta Terra. Num certo planeta
, no qual a aceleração da gravidade vale , seu peso, na superfície, seria maior que 2500 N . - As leis de Kepler não são válidas para todos os sistemas solares do nosso Universo, pois dependem do tamanho dos planetas que giram em torno da estrela.
Uma barra homogênea de massa
e comprimento
está livre para girar em torno de um eixo horizontal que passa, perpendicularmente, a uma distância
do seu centro, cf. mostra a figura. Determine para que valor de
o período é mínimo.
Sobre equilíbrio mecânico, assinale o que for correto.
- Quando um corpo se encontra em equilíbrio mecânico sob a ação de apenas três forças, elas são coplanares e concorrentes.
- Quando o momento resultante de um sistema de forças em relação a um ponto é nulo, isto significa que a resultante desse sistema é nula ou que o seu suporte passa pelo ponto considerado.
- Um corpo encontra-se em equilíbrio mecânico quando a soma vetorial das forças que agem sobre ele é nula.
- A condição para que um corpo se encontre em equilíbrio mecânico é que ele esteja em repouso.
- A resultante das forças que agem sobre um corpo em equilíbrio é nula.