PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 43 da UFPR 2007

1ª fase · Física: Campo elétrico

O século XIX foi de extrema importância para o desenvolvimento da física. A partir das experiências pioneiras de alguns físicos, entre eles Coulomb e Oersted, a vida do homem começou a mudar radicalmente. Era o eletromagnetismo tomando sua forma e finalmente se materializando nos trabalhos de Maxwell, Faraday, Lenz, Ampère e outros. Nos dias de hoje, o eletromagnetismo é uma das bases científicas da vida moderna, fundamentando o funcionamento de dispositivos tão simples como uma lâmpada ou tão sofisticados como computadores e telefones celulares. Com relação ao eletromagnetismo, considere as seguintes afirmativas:

  1. Um corpo eletricamente carregado possui excesso de cargas elétricas de um dado sinal. Tais cargas elétricas dão origem a um campo vetorial conhecido como campo elétrico, cujas linhas de campo começam ou terminam nessas cargas elétricas.
  2. Para aproximar duas cargas elétricas de mesmo sinal com velocidade constante deve-se, necessariamente, aplicar uma força. Nesse processo, a energia potencial elétrica do sistema diminui.
  3. Uma espira circular percorrida por corrente elétrica comporta-se como um ímã, apresentando dois pólos, um norte e um sul. O sentido do campo magnético produzido é definido pelo sentido da corrente que circula na espira.

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
  2. B
    Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
  3. C
    Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
  4. D
    Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
  5. E
    Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
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Resolução comentada

Vamos julgar cada afirmativa.

Afirmativa 1. Verdadeira. Um corpo carregado tem excesso de cargas de um sinal e cria um campo elétrico. As linhas de campo saem das cargas positivas e chegam às negativas, ou seja, começam ou terminam nas cargas.

Afirmativa 2. Falsa. Cargas de mesmo sinal se repelem. Para aproximá-las com velocidade constante, é preciso aplicar uma força externa que equilibre a repulsão. Essa força realiza trabalho positivo sobre o sistema, e a energia potencial elétrica aumenta, pois:

U = \frac{k\,q_1 q_2}{d}

com q_1q_2>0, e U cresce quando d diminui. A primeira parte da frase está certa, mas a conclusão de que a energia diminui está errada.

Afirmativa 3. Verdadeira. Uma espira com corrente gera um campo magnético semelhante ao de um ímã, com um polo norte e um polo sul (uma face e outra). Pela regra da mão direita, o sentido do campo é determinado pelo sentido da corrente: invertendo a corrente, invertem-se os polos.

Assim, são verdadeiras apenas as afirmativas 1 e 3.

Alternativa A.

Pegadinha: A afirmativa 2 começa correta (é preciso aplicar força) e erra só no final, ao dizer que a energia potencial diminui; a alternativa C engana quem não lê até o fim.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BIgnora que a espira com corrente se comporta como ímã, com polos definidos pelo sentido da corrente (afirmativa 3 é verdadeira).
  • CConsidera a afirmativa 2 verdadeira, mas aproximar cargas de mesmo sinal aumenta a energia potencial, não diminui.
  • DToma como verdadeira só a 2, que é falsa, e descarta as corretas 1 e 3.
  • EEsquece que a afirmativa 1 também é verdadeira: as linhas de campo começam ou terminam nas cargas.

Assuntos: Campo elétrico, Potencial elétrico e energia potencial elétrica, Campo magnético: ímãs e correntes.

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Fonte: UFPR 2007 · 1ª fase. Prova oficial ↗