Gaiola de Faraday e Poder das Pontas

Gaiola de Faraday e Poder das Pontas
1. (Uftm 2010) Na época das navegações, o fenômeno conhecido como “fogo de santelmo”
assombrou aqueles que atravessavam os mares, com suas espetaculares manifestações nas
extremidades dos mastros das embarcações. Hoje, sabe-se que o fogo de santelmo é uma
consequência da eletrização e do fenômeno conhecido na Física como o “poder das pontas”.
Sobre os fenômenos eletrostáticos, considerando-se dois corpos, é verdade que
a) são obtidas cargas de igual sinal nos processos de eletrização por contato e por indução.
b) toda eletrização envolve contato físico entre os corpos a serem eletrizados.
c) para que ocorra eletrização por atrito, um dos corpos necessita estar previamente eletrizado.
d) a eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro
corpo.
e) um corpo não eletrizado é também chamado de corpo neutro, por não possuir carga elétrica.
2. (Ueg 2007) Os recentes motins em presídios brasileiros chamaram a atenção de modo geral
para a importância das telecomunicações na operação de estruturas organizacionais. A
necessidade de se impossibilitar qualquer tipo de comunicação, no caso de organizações
criminosas, tornou-se patente. Embora existam muitos sistemas de comunicação móvel, o foco
centrou-se em celulares, em virtude de suas pequenas dimensões físicas e da facilidade de
aquisição e uso. Várias propostas foram colocadas para o bloqueio das ondas
eletromagnéticas ou de rádio. A primeira delas consiste em envolver o presídio por uma "gaiola
de Faraday", ou seja, "embrulhá-lo" com um material que seja bom condutor de eletricidade
ligado à terra. Uma segunda proposta era utilizar um aparelho que gerasse ondas
eletromagnéticas na mesma faixa de frequência utilizada pelas operadoras de telefonia móvel.
Essas ondas seriam espalhadas por meio de antenas, normalmente instaladas nos muros do
presídio.
Acerca das informações contidas no texto acima, julgue a validade das afirmações a seguir.
I. Uma "gaiola de Faraday" é uma blindagem elétrica, ou seja, uma superfície condutora que
envolve uma dada região do espaço e que pode, em certas situações, impedir a entrada de
perturbações produzidas por campos elétricos e/ou magnéticos externos.
II. A eficiência da "gaiola de Faraday" depende do comprimento de onda das ondas
eletromagnéticas da telefonia celular, pois isso definirá as dimensões da malha utilizada em
sua construção.
III. A segunda proposta citada no texto é a geração de ondas nas mesmas frequências
utilizadas pelas operadoras de telefonia móvel. Com isso, através de interferências destrutivas,
compromete-se a comunicação entre a ERB (torre celular ou estação de rádio) e o telefone.
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Assinale a alternativa CORRETA:
a) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.
b) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras.
c) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.
d) Todas as afirmações são verdadeiras.
3. (Uff 2002) Em 1752, o norte-americano Benjamin Franklin, estudioso de fenômenos
elétricos, relacionou-os aos fenômenos atmosféricos, realizando a experiência descrita seguir.
Durante uma tempestade, Franklin soltou uma pipa em cuja ponta de metal estava amarrada a
extremidade de um longo fio de seda; da outra extremidade do fio, próximo de Franklin, pendia
uma chave de metal. Ocorreu, então, o seguinte fenômeno: quando a pipa captou a
eletricidade atmosférica, o toque de Franklin na chave, com os nós dos dedos, produziu faíscas
elétricas.
Esse fenômeno ocorre sempre que em um condutor:
a) as cargas se movimentam, dando origem a uma corrente elétrica constante na sua
superfície;
b) as cargas se acumulam nas suas regiões pontiagudas, originando um campo elétrico muito
intenso e uma consequente fuga de cargas;
c) as cargas se distribuem uniformemente sobre sua superfície externa, fazendo com que em
pontos exteriores o campo elétrico seja igual ao gerado por uma carga pontual de mesmo
valor;
d) as cargas positivas se afastam das negativas, dando origem a um campo elétrico no seu
interior;
e) as cargas se distribuem uniformemente sobre sua superfície externa, tornando nulo o campo
elétrico em seu interior.
4. (Ufsc 2001) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):
01) O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático, é nulo.
02) O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado, é sempre diferente de zero,
fazendo com que o excesso de carga se localize na superfície do condutor.
04) Uma pessoa dentro de um carro está protegida de raios e descargas elétricas, porque uma
estrutura metálica blinda o seu interior contra efeitos elétricos externos.
08) Numa região pontiaguda de um condutor, há uma concentração de cargas elétricas maior
do que numa região plana, por isso a intensidade do campo elétrico próximo às pontas do
condutor é muito maior do que nas proximidades de regiões mais planas.
16) Como a rigidez dielétrica do ar é 3x106N/C, a carga máxima que podemos transferir a uma
esfera de 30cm de raio é 10microCoulombs.
32) Devido ao poder das pontas, a carga que podemos transferir a um corpo condutor
pontiagudo é menor que a carga que podemos transferir para uma esfera condutora que
tenha o mesmo volume.
5. (Unirio 2000) Michael Faraday, um dos fundadores da moderna teoria da eletricidade,
introduziu o conceito de campo na Filosofia Natural. Uma de suas demonstrações da existência
do campo elétrico se realizou da seguinte maneira: Faraday construiu uma gaiola metálica
perfeitamente condutora e isolada do chão e a levou para uma praça. Lá ele se trancou dentro
da gaiola e ordenou a seus ajudantes que a carregassem de eletricidade e se afastassem.
Com a gaiola carregada, Faraday caminhava sem sentir qualquer efeito da eletricidade
armazenada em suas grades, enquanto quem de fora encostasse nas grandes sem estar
devidamente isolado sofria uma descarga elétrica dolorosa. Por que Faraday nada sofreu,
enquanto as pessoas fora da gaiola podiam levar choques?
a) O potencial elétrico dentro e fora da gaiola é diferente de zero, mas dentro da gaiola este
potencial não realiza trabalho.
b) O campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo, no entanto
fora da gaiola existe um campo elétrico não nulo.
c) O campo elétrico não é capaz de produzir choques em pessoas presas em lugares
fechados.
d) O valor do potencial elétrico e do campo elétrico são constantes dentro e fora da gaiola.
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e) A diferença de potencial elétrico entre pontos dentro da gaiola e entre pontos da gaiola com
pontos do exterior é a mesma, mas, em um circuito fechado, a quantidade de carga que é
retirada é igual àquela que é posta.
6. (Uff 1997) Considere a seguinte experiência:
"Um cientista construiu uma grande gaiola metálica, isolou-a da Terra e entrou nela. Seu
ajudante, então, eletrizou a gaiola, transferindo-lhe grande carga."
Pode-se afirmar que:
a) o cientista nada sofreu, pois o potencial da gaiola era menor que o de seu corpo
b) o cientista nada sofreu, pois o potencial de seu corpo era o mesmo que o da gaiola
c) mesmo que o cientista houvesse tocado no solo, nada sofreria, pois o potencial de seu corpo
era o mesmo que o do solo
d) o cientista levou choque e provou com isso a existência da corrente elétrica
e) o cientista nada sofreu, pois o campo elétrico era maior no interior que na superfície da
gaiola
7. (Faap 1996) A figura mostra, em corte longitudinal, um objeto metálico oco, eletricamente
carregado.
Em qual das regiões assinaladas há maior concentração de carga?
a) E
b) D
c) C
d) B
e) A
8. (Ufv 1996) 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 descarga 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.
e) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um para-raios em
sua carroceria.
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
A eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro
corpo, para que ele absorva parte das cargas do corpo e se eletrize novamente.
Resposta da questão 2:
[D]
Resposta da questão 3:
[B]
Resposta da questão 4:
01 + 04 + 08 + 32 = 45
Resposta da questão 5:
[B]
Resposta da questão 6:
[B]
Resposta da questão 7:
[A]
Resposta da questão 8:
[D]
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