Força Magnética

O campo magnético B é definido pela Lei da Força de Lorentz e, especificamente, pela força magnética de uma carga em movimento:

As implicações dessa expressão incluem:

1. A força é perpendicular à velocidade v da carga qe ao campo magnético B.

2. A magnitude da força é F = qvB sinθ onde θ é o ângulo <180 graus entre a velocidade e o campo magnético. Isto implica que a força magnética em uma carga estacionária ou uma carga que se mova paralelamente ao campo magnético é zero.

3. A direção da força é dada pela regra da mão direita. A relação de força acima está na forma de um produto vetorial.

Quando a relação de força magnética é aplicada a um fio condutor de corrente, a regra da mão direita pode ser usada para determinar a direção da força no fio.

A partir da relação de forças acima, pode-se deduzir que as unidades de campo magnético são Newton segundos / (medidor de Coulomb) ou Newtons por amperímetro. Esta unidade é chamada de Tesla. É uma unidade grande, e a unidade menor Gauss é usada para pequenos campos como o campo magnético da Terra. Um Tesla é 10.000 Gauss. O campo magnético da Terra na superfície é da ordem de meio Gauss.

Lei da Força de Lorentz

Tanto o campo elétrico quanto o campo magnético podem ser definidos a partir da lei de força de Lorentz:

A força elétrica é direta, sendo na direção do campo elétrico se a carga é positiva, mas a direção da parte magnética da força é dada pela regra da mão direita.

Regra da mão direita:

A regra da mão direita é um mnemônico útil para visualizar a direção de uma força magnética como dada pela lei de força de Lorentz. Os diagramas acima são duas das formas usadas para visualizar a força em uma carga positiva em movimento. A força está na direção oposta para uma carga negativa se movendo na direção mostrada. Um fato a ter em mente é que a força magnética é perpendicular ao campo magnético e à velocidade de carga, mas isso deixa duas possibilidades. A regra da mão direita apenas ajuda você a determinar qual das duas direções se aplica.

Para aplicações em fios transportadores de corrente, a direção da corrente elétrica convencional pode ser substituída pela velocidade de carga v no digrama acima. 

 Para aplicações em fios transportadores de corrente, a direção da corrente elétrica convencional pode ser substituída pela velocidade de carga v no digrama acima.

Magnetismo Básico

“ Um deslumbramento desta natureza eu experimentei quando era uma criança de 4 ou 5 anos, quando meu pai me mostrou uma bússola. Que essa agulha se comportava daquela maneira decidida não se encaixava de modo nenhum com a natureza dos fatos, que pudesse encontrar um lugar no mundo inconsciente dos conceitos (efeitos ligados por “contato” direto). Eu ainda me lembro - ou ao menos acredito que me lembro - que esta experiência deixou uma impressão profunda e duradoura em mim. Algo profundamente escondido devia existir por trás das coisas." Albert Einstein - Auto biografia.

 

O magnetismo é uma força de atração ou repulsão que age à distância devido a um campo magnético, que é causado por partículas eletricamente carregadas. Também é inerente a objetos magnéticos, como um ímã.

Força de atração ou repulsão que age à distância. É devido a um campo magnético, que é causado por partículas eletricamente carregadas. Também é inerente a objetos magnéticos, como um ímã.

 

Um ímã é um objeto que exibe um forte campo magnético e atrai materiais como o ferro para ele. Os ímãs têm dois polos, chamados polos norte (N) e sul (S). Dois ímãs serão atraídos pelos polos opostos e cada um repelirá os polos iguais. O magnetismo tem muitos usos na vida moderna.

Campo magnético

Um campo magnético consiste em linhas imaginárias de fluxo provenientes do movimento ou da rotação de partículas eletricamente carregadas. Exemplos incluem o spin de um próton e o movimento de elétrons através de um fio em um circuito elétrico.

Na verdade, o que um campo magnético consiste é um mistério, mas sabemos que é uma propriedade especial do espaço.

 

Nomes de polos

As linhas do fluxo magnético fluem de uma extremidade do objeto para a outra. Por convenção, chamamos uma extremidade de um objeto magnético, o polo de busca N ou Norte, e o outro, o polo de busca S ou Sul, como relacionado aos polos magnéticos Norte e Sul da Terra. O fluxo magnético é definido como se movendo de N para S.

Nota: A Terra não segue a configuração magnética na ilustração acima. Em vez disso, as linhas de fluxo são opostas a partir de uma partícula carregada em movimento.

Ímãs

Embora partículas individuais, como os elétrons, possam ter campos magnéticos, objetos maiores, como um pedaço de ferro, também podem ter um campo magnético, como a soma dos campos de suas partículas. Se um objeto maior exibe um campo magnético suficientemente grande, ele é chamado de ímã.

Força magnética

O campo magnético de um objeto pode criar uma força magnética em outros objetos com campos magnéticos. Essa força é o que chamamos de magnetismo.

Quando um campo magnético é aplicado a uma carga elétrica em movimento, como um próton em movimento ou a corrente elétrica em um fio, a força na carga é chamada de força de Lorentz.

Atração

Quando dois ímãs ou objetos magnéticos estão próximos um do outro, há uma força que atrai os polos juntos.

Os ímãs também atraem fortemente os materiais ferromagnéticos, como ferro, níquel e cobalto.

Repulsão

Quando dois objetos magnéticos têm polos iguais um em frente ao outro, a força magnética os separa.

 

 

A Força empurra objetos magnéticos para longe.

Os ímãs também podem repelir fracamente os materiais diamagnéticos.

Campos magnéticos e elétricos

Os campos magnético e elétrico são semelhantes e diferentes. Eles também estão inter-relacionados.

Cargas elétricas e magnetismo semelhantes

Assim como as cargas elétricas positiva (+) e negativa (-) se atraem, os polos N e S de um ímã se atraem.

Em eletricidade como cargas de sinais iguais se repelem, em magnetismo polos iguais repelem.

Cargas elétricas e magnetismo diferentes

O campo magnético é um campo dipolar. Isso significa que todo ímã deve ter dois polos.

Por outro lado, uma carga elétrica positiva (+) ou negativa (-) pode ficar sozinha. As cargas elétricas são chamadas monopolos, uma vez que podem existir sem a carga oposta.

 

Algumas aplicações da Eletrostática no cotidiano

 

FILTRO ELETROSTÁTICO

As grandes indústrias lançam toneladas de poluentes na atmosfera através de suas chaminés. A força elétrica pode ser utilizada para diminuir essa poluição atmosférica causada pelas chaminés das indústrias ou para filtrar o ar de nossas casas.

 

Grande parte dos poluentes expelidos pelas chaminés das indústrias é formada por partículas sólidas muito pequenas. A maneira mais eficaz de limpar a fumaça é usar um precipitador (filtro) eletrostático. A fumaça ou ar contaminado passa através de eletrodos carregados que eletrizam as partículas poluentes. Em seguida elas são recolhidas por placas eletrizadas com cargas opostas. A placa coletora por ter carga contrária à carga das partículas poluentes, as atrai, fazendo com que essas partículas se depositem em sua superfície, limpando o ar. A figura acima mostra um esquema simplificado do processo.

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS: RAIOS

Descargas atmosféricas são descargas elétricas de grande extensão (alguns quilômetros) e de grande intensidade ( picos de intensidade de corrente acima de alguns quiloamperes) que ocorrem devido ao acúmulo de cargas elétricas em regiões localizadas da atmosfera, em geral dentro de tempestades.

Descargas atmosféricas podem ocorrer da nuvem para o solo, do solo para a nuvem, dentro da nuvem, da nuvem para um ponto qualquer na atmosfera, denominados descargas no ar, ou ainda entre nuvens.

De todos os tipos de descargas, as intra-nuvem são as mais frequentes, em parte devido ao fato de a capacidade isolante do ar diminuir com a altura em função da diminuição da densidade do ar, em parte divido às regiões de cargas opostas dentro da nuvem estarem mais próximas que no caso dos outros relâmpagos.

 
PINTURA ELETROSTÁTICA

A pintura eletrostática é uma das formas de pintura mais resistente e efetiva existente. Essa pintura utiliza um processo diferenciado por meio de cargas elétricas para a fixação da tinta.

Usualmente essa pintura é mais aplicada em superfícies metálicas, mas pode ser utilizada em qualquer material carregado eletricamente. A tinta utilizada é em pó e se subdivide em três tipos: Poliéster: Com ótima aderência e dificilmente fica amarelada, utilizada bastante em ambientes externos. Epóxi: Com grande resistência à corrosão. Hibrido: Que é a combinação das duas anteriores.

Para realizar é usado uma pistola de pintura, nela há um compartimento para a tinta em pó e antes do pó ser esguichado para fora o pó é carregado eletricamente com cargas positivas ou negativ

as e a superfície onde será aplicado será carregado eletricamente com cargas opostas as da tinta. Com isso, quando a tinta entra em contato com a superfície ocorre a atração entre as cargas opostas fazendo a tinta fixar na superfície. Depois desse processo o material é levado a uma estufa para ganhar perfeita uniformidade na superfície do material.

 

 

O GERADOR DE VAN DER GRAFFS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os geradores Van de Graaff (ou Van de Graaffs) não são apenas dispositivos espetaculares usados ​​para demonstrar alta voltagem devido à eletricidade estática - eles também são usados ​​para pesquisas sérias. O primeiro foi construído por Robert Van de Graaff em 1931 (baseado em sugestões originais de Lord Kelvin) para uso em pesquisa de física nuclear. a figura mostra um esquema de uma grande versão de pesquisa. Van de Graaffs usam superfícies lisas e pontiagudas e isoladores para gerar grandes cargas estáticas e, portanto, grandes tensões.
Uma carga excessiva muito grande pode ser depositada na esfera, porque ela se move rapidamente para a superfície externa. Limites práticos surgem porque os grandes campos elétricos polarizam e eventualmente ionizam os materiais circundantes, criando cargas livres que neutralizam o excesso de carga ou permitem que ele escape. No entanto, voltagens de 15 milhões de volts estão dentro dos limites práticos.Esquema do gerador de Van de Graaff. Uma bateria (A) fornece uma carga positiva em excesso a um condutor pontiagudo, cujos pontos borrifam a carga em uma correia isolante próxima ao fundo. O condutor pontiagudo (B) no topo da grande esfera apanha a carga. (O campo elétrico induzido nos pontos é tão grande que remove a carga da correia.) Isso pode ser feito porque a carga não permanece dentro da esfera condutora, mas se move para sua superfície externa. Uma fonte de íons dentro da esfera produz íons positivos, que são acelerados da esfera positiva a altas velocidades.

QUESTÕES ENEM LISTA 3 – FÍSICA 02 – ELETRICIDADE

Questão 1 – (Enem 2014) Em museus de ciências, é comum encontrarem-se máquinas que eletrizam materiais e geram intensas descargas elétricas. O gerador de Van de Graaff (Figura 1) é um exemplo, como atestam as faíscas (Figura 2) que ele produz. O experimento fica mais interessante quando se aproxima do gerador em funcionamento, com a mão, uma lâmpada fluorescente (Figura 3). Quando a descarga atinge a lâmpada, mesmo desconectada da rede elétrica, ela brilha por breves instantes. Muitas pessoas pensam que é o fato de a descarga atingir a lâmpada que a faz brilhar. Contudo, se a lâmpada for aproximada dos corpos da situação (Figura 2), no momento em que a descarga ocorrer entre eles, a lâmpada também brilhará, apesar de não receber nenhuma descarga elétrica.

 

A grandeza física associada ao brilho instantâneo da lâmpada fluorescente, por estar próxima a uma descarga elétrica, é o(a)

a) carga elétrica.

b) campo elétrico.

c) corrente elétrica.

d) capacitância elétrica.

e) condutividade elétrica.

 

Questão 2 – Campo elétrico. (Enem 2010) Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado.

Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de

a) madeira e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade.

b) metal e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.

c) metal e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia.

d) metal e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior.

e) madeira e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.

Questão 3. . (Enem 2a aplicação 2010) Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen). Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usados para reconhecer o toque de uma pessoa:

- O primeiro sistema consiste de um painel de vidro normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador.

- No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque.

Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acesso em: 18 set. 2010 (adaptado).

O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação cotidiana correspondente são, respectivamente,

a) receptores — televisor.

b) resistores — chuveiro elétrico.

c) geradores — telefone celular.

d) fusíveis — caixa de força residencial.

e) capacitores — flash de máquina fotográfica.

Questão 4 (Potencial)- (Enem cancelado 2009) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0, 1, 2 e 3.

O potencial de repouso dessa célula é -100 mV, e quando ocorre influxo de íons Na + e Ca 2+ , a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mV, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K + . Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização

celular, respectivamente?

a) Fases 0 e 2.

b) Fases 0 e 3.

c) Fases 1 e 2.

d) Fases 2 e 0.

e) Fases 3 e 1.

Questão 5 ( resistência)- (Enem PPL 2014) Recentemente foram obtidos os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, ser utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, representado na figura, pode ser aproximado por um pequeno cilindro de comprimento 0,5 nm (1nm = 10⁻⁹ m). A seção reta de um átomo de cobre é 0,05 nm² e a resistividade do cobre é 17Ω.nm. Um engenheiro precisa estimar se seria possível introduzir esses nanofios nos microprocessadores atuais.

Um nanofio utilizando as aproximações propostas possui resistência elétrica de

a) 170 nΩ

b) 0,17  nΩ

c) 1,7  nΩ

d) 17  nΩ

e) 170  Ω

 

CAPACITORES

Um capacitor é um dispositivo usado para armazenar carga elétrica. Os capacitores têm aplicações que vão desde a filtragem estática da recepção de rádio até o armazenamento de energia em desfibriladores cardíacos. Normalmente, os capacitores comerciais têm duas partes condutoras próximas umas das outras, mas sem tocar, como as que estão na figura 1. (Na maioria das vezes, um isolante é usado entre as duas placas para fornecer separação - veja a discussão sobre dielétricos abaixo.) Quando os terminais da bateria são conectados a um capacitor inicialmente não carregado, quantidades iguais de carga positiva e negativa, + Q e –Q, são separados em suas duas placas. O capacitor permanece neutro no geral, mas nos referimos a ele como armazenando uma carga ** Q ** nessa circunstância.

Capacitor:
 

Um capacitor é um dispositivo usado para armazenar carga elétrica.

Figura 1:

Ambos os capacitores mostrados aqui foram inicialmente descarregados antes de serem conectados a uma bateria. Eles agora têm cargas separadas de +  Q 12  e – 12 Q  em suas duas metades. (a) Um capacitor de placa paralela. (b) Um capacitor laminado com um material isolante entre suas duas folhas condutoras.

** A quantidade de carga Q que um capacitor pode armazenar depende de dois fatores principais: a tensão aplicada e as características físicas do capacitor, como seu tamanho.

Um sistema composto por duas placas condutoras paralelas idênticas, separadas por uma distância d, como na figura 2, é chamado de capacitor de placa paralela. É fácil ver a relação entre a tensão e a carga armazenada para um capacitor de placa paralela, como mostrado em na figura. Cada linha de campo elétrico inicia em uma carga positiva individual e termina em uma carga negativa, de modo que haverá mais linhas de campo se houver mais carga. (Desenhar uma única linha de campo por carga é apenas uma conveniência. Podemos desenhar muitas linhas de campo para cada carga, mas o número total é proporcional ao número de cargas.) A intensidade do campo elétrico é, portanto, diretamente proporcional a Q.

Figura 2:

Linhas de campo elétrico neste capacitor de placa paralela, como sempre, começam em cargas positivas e terminam em cargas negativas. Como a intensidade do campo elétrico é proporcional à densidade das linhas de campo, também é proporcional à quantidade de carga no capacitor.

O campo é proporcional à carga:   E ∝ Q

onde o símbolo ∝ significa “proporcional a”. Da discussão em Potencial Elétrico em um Campo Elétrico Uniforme, sabemos que a voltagem através de placas paralelas é  

V = E.d. 

 Portanto, 

V∝E.

Segue-se, então, que 

V ∝Q

 

Q∝V.

Isso é verdade, em geral: quanto maior a tensão aplicada a qualquer capacitor, maior a carga armazenada nele.
Diferentes capacitores armazenam diferentes quantidades de carga para a mesma tensão aplicada, dependendo de suas características físicas. Nós definimos sua capacitância C ser tal que a carga Q armazenada em um capacitor é proporcional a C. A carga armazenada em um capacitor é dada por
 

Q = CV.

Essa equação expressa os dois principais fatores que afetam a quantidade de carga armazenada. Esses fatores são as características físicas do capacitor, C e a voltagem * V

* Reorganizando a equação, vemos que * capacitância C

é a quantidade de carga armazenada por volt, * ou

C = Q/V

Capacitância C: 

É a quantidade de carga armazenada por volt, ou
 

C = Q / V

A unidade de capacitância é o Farad (F), nomeado por Michael Faraday (1791-1867), um cientista inglês que contribuiu para os campos de eletromagnetismo e eletroquímica. Como a capacitância é a carga por voltagem unitária, vemos que um Farad é um coulomb por volt, ou
 

1 F = 1 C/1 V.

Um capacitor de 1 farad seria capaz de armazenar 1 coulomb (uma quantidade muito grande de carga) com a aplicação de apenas 1 volt. Um Farad é, portanto, uma capacitância muito grande. Capacitores típicos variam de frações de um picofarad (1 pF = 10⁻¹²F) para millifarads (1 mF = 10⁻³F).
A figura 3 mostra alguns capacitores comuns. Os capacitores são feitos principalmente de cerâmica, vidro ou plástico, dependendo da finalidade e do tamanho. Materiais isolantes, chamados dielétricos, são comumente usados em sua construção.

Figura 3:

Alguns capacitores típicos. O tamanho e o valor da capacitância não estão necessariamente relacionados.

 

O capacitor de placa paralela mostrado na figura 4 tem duas placas condutoras idênticas, cada uma com uma área de superfície A, separadas por uma distância d (sem material entre as placas). Quando uma tensão V é aplicada ao capacitor, ele armazena uma carga ** Q **, como mostrado. Podemos ver como sua capacitância depende de A e d, considerando as características da Força de Coulomb. Sabemos que cargas iguais são repelidas, ao contrário das cargas diferentes, e a força entre cargas diminui com a distância. Assim, parece bastante razoável que, quanto maiores forem as placas, mais carga elas poderão armazenar - porque as cargas podem se espalhar mais. Assim, C deve ser maior para A maior. Da mesma forma, quanto mais próximas as placas estiverem juntas, maior será a atração das cargas opostas sobre elas. Então C deve ser maior para d menor.

Figura 4:

Capacitor de placa paralela com placas separadas por uma distância d. Cada placa tem uma área A.

 

Pode ser mostrado que para um capacitor de placa paralela existem apenas dois fatores (A e d) que afetam sua capacitância C. A capacitância de um capacitor de placa paralela na forma de equação é dada por 

 

A é a área de uma placa em metros quadrados e d é a distância entre as placas em metros. A constante ε é a permissividade do espaço livre; seu valor numérico em unidades SI é ε = 8,85 × 10⁻¹² F / m no vácuo.
 
As unidades de F / m são equivalentes a C² / N⋅m². O pequeno valor numérico de ε está relacionado ao tamanho grande do Farad (capacitância). Um capacitor de placa paralela deve ter uma área grande para ter uma capacitância que se aproxima de um Farad. (Observe que a equação acima é válida quando as placas paralelas estão separadas por ar ou espaço livre. Quando outro material é colocado entre as placas, a equação é modificada).

Exercícios Campo Elétrico Lista 2

1)Modelos elétricos são frequentemente utilizados para explicar a transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (fgura1), células delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular do meio extracelular.

Aparte interna da membrana é negativamente carregada e a parte externa possui carga positiva (figura 2),de maneira análoga ao que ocorre nas placas de um capacitor.

A figura 3 representa um fragmento ampliado dessa membrana, de espessura d, que está sob ação de um campo elétrico uniforme, representado na figura por suas linhas de força paralelas entre si e orientadas para cima. A diferença de potencial entre o meio intracelular e o extracelular é V. Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de potássio K+, indicado na figura 3, sob ação desse campo elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica cujo módulo pode ser escrito por

a) e.V.d

b) e.d/V

c) V.d/e

d) e/V.d

e) e.V/d

2) Duas cargas elétricas positivas puntuais, Q I = 4q e Q II = q , acham-se separadas por uma distância d. O ponto no qual o campo elétrico se anula dista

A) 2d/3 de Q I e está entre Q I e Q II

B) 2d/3 de Q I e é exterior a Q I e Q II

C) d/3 de Q I e está entre Q I e Q II

D) d/3 de Q I e é exterior a Q I e Q II

3) Abaixo está representado um campo elétrico criado por duas cargas puntiformes, através de suas linhas de força. Observando atentamente a figura, marque a única opção correta.

 

a) As duas cargas são negativas.
b) Uma carga é negativa e a outra é positiva.
c) No centro entre as duas cargas o campo elétrico é nulo.
d) A intensidade do campo elétrico é constante em toda a região mostrada.

4) Em um experimento, o Professor Ladeira observa o movimento de uma gota de óleo, eletricamente carregada, entre duas placas metálicas paralelas, posicionadas horizontalmente. A placa superior tem carga positiva e a inferior, negativa, como representado nesta figura:

Considere que o campo elétrico entre as placas é uniforme e que a gota está apenas sob a ação desse campo e da gravidade. Para um certo valor do campo elétrico, o Professor Ladeira observa que a gota cai com velocidade constante.

Com base nessa situação, é CORRETO afirmar que a carga da gota é
A) negativa e a resultante das forças sobre a gota não é nula.
B) positiva e a resultante das forças sobre a gota é nula.
C) negativa e a resultante das forças sobre a gota é nula.
D) positiva e a resultante das forças sobre a gota não é nula.

5) Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia.

Pode-se afirmar que os passageiros:

a) não sofrerão dano físico em decorrência deste fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus.
b) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade.
c) serão parcialmente atingidos, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do ônibus.
d) não sofrerão dano físico em decorrência deste fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como blindagem.

A carga é conservada

A lei de conservação de carga afirma que a carga elétrica não pode ser criada ou destruída. No entanto, uma carga pode ser transferida de um objeto para outro. 

Vamos considerar dois objetos, objeto A e objeto B. O objeto A possui número igual de elétrons e prótons. Então, é eletricamente neutro. Da mesma forma, o objeto B tem número igual de elétrons e prótons. Então, também é eletricamente neutro.

Quando o objeto A e o objeto B são esfregados um com o outro, cargas negativas do objeto A podem ser transferidas para o objeto B. Assim, o objeto B tem mais elétrons do que prótons devido ao ganho de elétrons extras. Da mesma forma, o objeto A tem menor número de elétrons do que prótons, devido à perda de alguns elétrons.

Portanto, o objeto A torna-se positivamente carregado e o objeto B torna-se carregado negativamente. No entanto, a carga total de um sistema isolado permanece constante.

Física do Equinócio no meio do mundo

Para os povos antigos, como os caldeus, fenícios, astecas, maias, incas e egípcios, a posição que o Sol ocupa na linha do horizonte tinha uma grande importância para o seu cotidiano. A partir da observação dos movimentos aparentes do Sol e do ciclo que realiza no intervalo de um ano foi possível para alguns destes povos a elaboração de calendários solares bastante complexos. Na astronomia, equinócio é definido como um dos dois momentos em que o Sol, em sua órbita aparente (como vista da Terra), cruza o plano do equador celeste (a linha do equador terrestre projetada na esfera celeste). Mais precisamente é o ponto onde a eclíptica cruza o equador celeste.

fig.1 movimento aparente do sol em relação ao plano terrestre

A palavra equinócio significa "noites iguais", ocasião em que o dia e a noite duram o mesmo período nos hemisfério Norte e Sul do planeta.

fig. 2 hemisférios igualmente iluminados

Ao medir a duração do dia, considera-se que o nascer do Sol (alvorada) é o instante em que metade do círculo solar está acima do horizonte e o pôr do Sol (crepúsculo) o instante em que o círculo solar encontra-se metade abaixo do horizonte. Com esta definição, o dia e a noite durante os equinócios têm igualmente 12 horas de duração. Os equinócios ocorrem nos meses de março e setembro e definem as mudanças de estação. No hemisfério norte o outono inicia em março e a primavera em setembro. No hemisfério sul é o contrário, o outono inicia em setembro e a primavera em março.

Fig. 3. Translação da Terra e a sucessão dos Equinócios

Verifica-se que a cada ciclo de quatro anos os equinócios tendem a atrasar-se. Isto implica, que ao longo do mesmo século, as datas dos equinócios tendem a ocorrer cada vez mais cedo. Assim, no século XXI só houve dois anos em que o equinócio de março aconteceu no dia 21 (2003 e 2007); nos demais, o equinócio tem ocorrido em 20 de março. Prevê-se que, por volta do ano 2040, passe a haver anos em que o equinócio aconteça no dia 19. Esta tendência só irá desfazer-se no fim do século, quando houver uma sequência de sete anos comuns consecutivos (2097 a 2103), em vez dos habituais três. Devido à órbita da Terra, as datas em que ocorrem os equinócios não dividem o ano em um número igual de dias.

Isto ocorre porque quando a Terra está mais próxima do Sol (periélio) viaja mais velozmente do que quanto está mais longe (afélio).

MACAPÁ NA LINHA DO EQUADOR

Macapá é a única capital do Brasil cortada pela linha do Equador. Assim parte da cidade está no hemisfério Norte e a outra no Sul, bem como o próprio Estado do Amapá. E pelo fato deste fenômeno ocorrer em Macapá foi aí construído o monumento Marco Zero do Equador no qual é possível observar o instante de ocorrência do Equinócio através da projeção da sombra do obelisco a qual se alinha com a linha imaginaria do equador.

 Apesar do Amapá ser dividido pela Linha imaginaria do equador, este Estado não experimenta as mudanças de estação decorrentes da sucessão dos equinócios visto que está situado na região do planeta onde ocorre maior incidência dos raios solares durante o ano e onde o clima é predominantemente quente e úmido.