Estudar 048

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Estudar 048
Questão 1
Considerada como futura alternativa para geração de energia elétrica a partir da queima de biomassa, a geração magneto-
hidrodinâmica utiliza um fluxo de gás ionizado (íons positivos e elétrons), que passa com velocidade, , através de um campo
magnético intenso, .
A ação da força magnética desvia essas partículas para eletrodos metálicos distintos, gerando, entre eles, uma diferença de
potencial elétrico capaz de alimentar um circuito externo. O esquema a seguir mostra um gerador magneto-hidrodinâmico no qual
estão identificados a direção do fluxo do gás, os polos do imã gerador do campo magnético e quatro eletrodos coletores dos íons e
dos elétrons. 
Nessas condições, pode-se afirmar que os íons e os elétrons são desviados, respectivamente, para os eletrodos
A) IV e II.
B) III e I. 
C) II e IV.
D) I e III.
Gabarito:
D
Resolução:
Pela regra da mão esquerda, orienta-se o dedo indicador com o campo magnético (direção vertical) e o dedo médio com a
velocidade (horizontal entrando no campo). O dedo polegar indicará a força aplicada em cargas positivas (íons) e o sentido oposto
será a força aplicada em cargas negativas (elétrons). Logo, a força aplicada nos íons será horizontal, no sentido da placa I, e a força
aplicada nos elétrons será no sentido da placa III.
Questão 2
Um dos meios de transporte de passageiros mais eficiente e moderno é o trem Maglev, que utiliza
interações magnéticas para levitar e mover os vagões. O vagão é montado sobre um trilho localizado
na parte inferior do veículo, que abriga os ímãs para a levitação e os ímãs-guia. A porção inferior do
trem envolve a deslizadeira, e os sistemas que controlam os ímãs asseguram que o veículo
permaneça próximo dela, mas sem tocá-la. A principal fonte de resistência para um veículo Maglev é
o ar, problema que pode ser amenizado por ajustes aerodinâmicos. Os inovadores sistemas de guias
e de propulsão eliminam a necessidade de rodas, freios, motores e dispositivos para captar, converter
e transmitir a energia elétrica. O processo de levitação esquematizado na figura I mostra a guia e o
braço de acoplamento ao trem, que contém dois magnetos de mesma polaridade (S), além de duas
placas de um capacitor. O capacitor é usado para se saber a que altura o trem está da guia. A figura II
representa um passageiro que, em pé em um vagão do Maglev, observa um pêndulo de massa m =
0,5 kg preso ao teto do vagão por meio de uma haste de massa desprezível, a qual faz um ângulo 
com a vertical.
Internet (com adaptações).
 
Considerando as figuras e o texto apresentados, julgue os itens a seguir (certo ou errado), sabendo
que a permissividade elétrica do ar 0 = 9 × 10–12 C2 · N–1 · m–2; a aceleração da gravidade local g =
10 m/s2; e tomando 9,87 como valor aproximado para .
 
• Infere-se do texto que os trens Maglev são mais silenciosos e menos sujeitos ao desgaste que os
trens tradicionais.
• Se, na figura I, o ‘S’ na guia representa o polo sul de um imã, então, necessariamente, na mesma
guia, deve haver um N, representando o polo norte.
 
• Se a distância entre as placas do capacitor diminuir 10%, então a sua capacitância aumentará mais
que 12%.
• Considere que, com o trem parado, o passageiro tenha observado que o pêndulo, liberado a partir
de um ângulo muito pequeno, tenha voltado a essa posição 2 vezes em 5 segundos. Nesse caso,
desconsiderando perdas de energia, é correto afirmar que o braço do pêndulo tem comprimento
inferior a 1,44 m.
 
• Se, logo após a partida do trem, o pêndulo tiver se mantido parado na posição = 30° por algum
tempo, então, se ele tivesse sido posto a oscilar durante esse tempo, o seu período de oscilação teria
sido maior que na situação do trem parado.
Gabarito:
C C E E C
Resolução:
• C – O fato de o trem não tocar o solo ou levitar vai deixá-lo mais silencioso. Assim como nos
momentos de frenagens, que não serão as convencionais. 
• C – Um imã é feito de dois polos inseparáveis. 
• E – .................. = 1,11 · C, ou seja um aumento de 11,1
%. 
• E – O período do pêndulo será 2,5 segundos. Dado , então, substituindo T = 2,5 s; g =
10 m/s2 e = 9,87, vem: . Elevando ambos os membros ao quadrado ficará:
62,5 = 2 · 9,87 · L......L = 1,58m. 
• C – No referencial acelerado, a gravidade aparente g’ é maior que no referencial em repouso, de tal
forma que, comparativamente, teremos g T’. Em outras palavras, o tempo passa mais devagar nos referenciais
acelerados. Essa dilatação temporal significa um tempo maior de realização do mesmo evento.
Portanto, período de oscilação teria sido maior que na situação do trem parado.
Questão 3
A figura I mostra um aparelho utilizado para se determinar a razão carga/massa (e/m) do elétron.
Nesse equipamento, um feixe de elétrons produzido por um canhão de elétrons é injetado em uma
região de campo magnético criado por um par de bobinas. Dependendo da velocidade dos elétrons e
da intensidade do campo magnético, os elétrons podem realizar um movimento circular entre as
bobinas. Essa situação é ilustrada esquematicamente na figura II, que mostra a estrutura do canhão
acelerador de elétrons e duas trajetórias diferentes obtidas em condições distintas do aparelho, em
um sistema de coordenadas cartesianas xOy. No canhão de elétrons, um filamento incandescente
aquece uma placa metálica no cátodo, para liberar elétrons de sua superfície. Esses elétrons são,
então, acelerados em direção ao ânodo por um potencial acelerador. Ao chegarem ao ânodo, eles
passam por uma abertura e são ejetados do canhão para dentro da região de campo magnético, onde
o feixe se curva. O gráfico da figura III mostra a relação entre a diferença de potencial e a corrente
elétrica do filamento do canhão. Na figura II, os pontos P = (5, 5), Q = (10, 0), R = e S =
(17, 0) têm os valores dados em centímetros.
Considerando as informações e sabendo que a massa e a carga do elétron são iguais a 9,1 × 10–31 kg
e 1,6 × 10–19 C, respectivamente, julgue os itens a seguir (certo ou errado).
• A força magnética que atua sobre o elétron no ponto T da figura II aponta no sentido TB, que forma
um ângulo de 90o com o vetor velocidade v.
 
• Na situação da figura II, o campo magnético gerado pelas bobinas tem direção perpendicular ao
plano xy e aponta para dentro da folha de papel.
 
• Na região de campo magnético entre as bobinas, o módulo do vetor velocidade do elétron é
constante e, portanto, o movimento do elétron não é acelerado nessa região.
Gabarito:
C C E
Resolução:
• C – A força magnética trabalha centripetamente, permitindo ao elétron deslocar-se em movimento
circular. 
• C – A carga negativa será defletida na direção TB, perpendicular ao vetor velocidade. Fazendo uso
da regra da mão direita ou do “tapa”, o vetor campo magnético estando perpendicular ao plano XY,
que é o plano da folha, com o sentido "entrando" no plano, a carga negativa "levará um tapa com as
costas das mãos" e, desta forma, a força que executa esta deflexão ou tapa deverá estar na direção
de TB, com o sentido de T para B.
Na regra da mão direita, os dedos simbolizam o vetor campo magnético, a velocidade é simbolizada
pelo polegar e a força magnética aparece em direção perpendicular ao plano da mão, e seu sentido
será o de um tapa com as costas da mão. 
• E – O módulo do vetor velocidade não é alterado porque a ação da força magnética é centrípeta.
Mas, a direção do vetor será continuamente alterada, uma vez que a força magnética impõe uma
aceleração centrípeta.
Questão 4
Uma corrente I flui em quatro das arestas do cubo da figura (a) e produz no seu centro um campo
magnético de magnitude B na direção y, cuja representação no sistema de coordenadas é (0, B, 0).
Considerando um outro cubo (figura b) pelo qual uma corrente de mesma magnitude I flui através do
caminho indicado, podemos afirmar que o campo magnético no centro desse cuboserá dado por:
A) (–B, –B, –B). 
B) (–B, B, B). 
C) (B, B, B). 
D) (0, 0, B). 
E) (0, 0, 0).
Gabarito:
B
Resolução:
Denominamos as correntes do problema de a conforme as figuras abaixo.
As correntes criam, no centro do cubo, campos de mesmas intensidades, com projeções em x, y ou z
de módulos . 
A diferença nos campos criados por cada corrente se dá nos sentidos, como mostrado no exemplo a
seguir.
Pela Regra da Mão Direita, determinamos o sentido do campo criado pela corrente :
Da mesma forma, a direção dos campos criados pelas outras correntes são determinadas como:
Disso resulta diretamente que o campo criado na situação (a) por e é:
 . Como é dado que a intensidade desse campo mede B, então, concluímos que 
.
O campo criado na situação (b) é: 
Questão 5
A transmissão da energia para mover motores e dispositivos elétricos sem o uso de fios, prevista pelo
prof. Labouriau, foi recentemente demonstrada, mas ainda não está disponível em escala comercial.
A solução atual ainda é o uso intensivo de cabos elétricos. As figuras I e II ilustram dois projetos de
distribuição de energia elétrica a partir da usina hidrelétrica às cidades A, B e C, com os respectivos
circuitos elétricos. A energia gerada em uma usina hidrelétrica é distribuída, por cabos, para as
cidades A, B e C. A cidade B está a 200 km, em linha reta, da cidade A, e a cidade C localiza-se a 100
km do ponto médio entre as cidades A e B, e está equidistante delas. Nos circuitos mostrados, RA, RB e
RC são resistências que simulam o consumo de energia nas cidades A, B e C, respectivamente, e R1 e
R2 correspondem às resistências dos fios nos trechos correspondentes.
A partir dos dois projetos de distribuição de energia apresentados, julgue os itens a seguir (certo ou
errado), assumindo que o fio utilizado seja do mesmo tipo em ambos os projetos e desconsiderando a
distância da usina hidrelétrica à cidade A.
• As resistências dos fios entre as cidades A e C nos projetos I e II diferem em mais de 50%.
• Caso as três cidades recebam a mesma corrente elétrica, as perdas por efeito joule nas linhas de
transmissão serão maiores se adotado o projeto I que as que ocorreriam se adotado o projeto II.
• A partir dos projetos I e II, é correto inferir que as tensões na rede que chegam à cidade B
independem do consumo de energia na cidade C.
• Se as resistências dos fios das linhas de transmissão fossem desprezadas, os circuitos equivalentes
dos dois projetos de distribuição de energia seriam iguais.
• Considerando-se que a cidade B tenha 10 mil habitantes, que cada habitante consuma, em média,
200 W, que, em horários de pico, essa média aumente para 2.000 W e que a tensão na linha de
transmissão seja igual a 100 kV, é correto concluir que o fio dessa linha deve ser capaz de suportar
uma corrente de 1,0 kA.
• Considere que, ao longo das linhas de transmissão, ocorra redução gradual de tensão e que,
adotando-se o projeto II, sejam usados transformadores para reduzir a tensão fornecida às cidades B
e C a um mesmo valor. Nesse caso, a razão Np/Ns entre o número de espiras do primário (Np) e o do
secundário (Ns) dos transformadores deve ser maior na cidade C que na cidade B.
Gabarito:
E E E C E C
Resolução:
• E – Figura I – A e C estão à distância 100 km + 100 km = 200 km. Duas resistências por caminho,
proporcionalmente. Figura II – A e C: o gasto de energia também equivale a 2 resistências, porque
também serão 100 km e mais 100 km ao lado. Logo, as resistências não diferem em 50%.
• E – As distâncias dos fios por onde se perde energia por transmissão não são modificadas. Isso
porque as resistências são iguais por serem proporcionais às distâncias, ou às mesmas distâncias.
Então, a perda por efeito Joule é a mesma.
• E – As tensões dependem do consumo de energia de C, pela forma de ligação às cidades que os
projetos demonstram a partir da alimentação. Esta passa por C para B de forma, portanto,
dependente. 
• C – Se a resistência depende das distâncias e elas podem ser desprezadas, qualquer caminho será
bom para a transmissão de energia.
• E – Se em horários de pico chega-se a 2.000 W em média por habitante, então nesta cidade o valor
da média sobe a 20.000.000 W. Assim, para V = 100.000 V, é preciso dividir os 20 milhões de watts
pelos 100 mil volts para encontrar a correte de 200 A.
• C – O número de espiras é proporcional à voltagem. Se a razão entre o número de espiras do
primário para o secundário é maior para o primário, então a voltagem se reduz do primário para o
secundário. Portanto, a razão deve ser maior em C do que em B.
Questão 6
Michael Faraday
O inglês Michael Faraday (1791-1867) pode ser considerado um dos mais influentes cientistas de
todos os tempos e seus trabalhos científicos ainda hoje têm repercussão na sociedade científico-
tecnológica. Um dos mais importantes desses trabalhos é a lei de indução eletromagnética que leva
seu nome – Lei de Faraday –, que trata de uma situação experimental envolvendo o ímã e uma espira.
Essa lei pode ser enunciada como: “a força eletromotriz induzida em uma espira fechada é
proporcional à variação do fluxo magnético que a atravessa e inversamente proporcional ao intervalo
de tempo em que ocorre essa variação”. 
Em relação à lei referida no texto, é correto afirmar que a força eletromotriz induzida na espira 
A) depende do produto da variação do fluxo magnético através da espira pelo intervalo de tempo.
B) não depende do movimento relativo entre o ímã e a espira.
C) depende do movimento relativo entre o ímã e a espira.
D) não depende da razão entre a variação do fluxo magnético através da espira pelo intervalo de
tempo.
Gabarito:
C
Resolução:
A) Incorreta; o próprio enunciado informa que essas grandezas são inversamente proporcionais.
B) Incorreta; depende do movimento relativo entre o ímã e a espira.
C) Correta.
D) Incorreta; como o enunciado informa, fluxo magnético e intervalo de tempo são grandezas
inversamente proporcionais.
Questão 7
Uma partícula carregada negativamente é posta na presença de um campo elétrico de direção
vertical, com sentido de cima para baixo e módulo constante E, nas proximidades da superfície da
Terra. Denotando-se por g o módulo da aceleração da gravidade, a razão entre a carga e a massa da
partícula para que haja equilíbrio estático deve ser
A) 
B) 
C) 
D) 
Gabarito:
B
Resolução:
E = . Sendo F = força peso: .
Questão 8
Uma carga de 106 C está uniformemente distribuída sobre a superfície terrestre. Considerando-se que
o potencial elétrico criado por essa carga é nulo a uma distância infinita, qual será aproximadamente
o valor desse potencial elétrico sobre a superfície da Lua?
(Dados: DTerra-Lua ≈ 3,8 x 108 m; k0 = 9 x 109 Nm2 / C2.)
(A) –2,4 x 107 V.
(B) –0,6 x 10-1 V.
(C) –2,4 x 10-5 V.
(D) –0,6 x 107 V.
(E) –9,0 x 106 V.
Gabarito:
A
Resolução:
(Resolução oficial)
O potencial elétrico medido a partir do infinito até a posição da Lua é calculado pela carga total da
Terra e pela distância da Terra à Lua:
Questão 9
Uma espira, percorrida pela corrente i = 2,0 A, se encontra numa região de campo magnético
uniforme B= 0,5 T. Devido às forças magnéticas que atuam sobre a espira, ela pode girar em torno
do eixo que passa pelos pontos médios dos lados AD e BC, conforme indicado. Determine o torque
resultante que atua sobre a espira no instante mostrado na figura. Considere L1 = 2L2 = 1,0 m.
A) 0,2 N.m
B) 0,3 N.m
C) 0,4 N.m
D) 0,5 N.m
E) 0,6 N.m
Gabarito:
D
Resolução:
Não há força atuando sobre os lados AD e BC. Sobre o lado AB atua uma força perpendicular ao plano
da espira cujo sentido é para fora do papel. Sobre o lado CD, a força tem o mesmo módulo, mas tem
sentido oposto. O módulo da força magnética sobre cada um dos lados da espira é F = BiL1 . O
momento resultante das forças é
M=2xFx =BiL1L2=0,5x2,0x1,0x0,5=0,5 N.m
 
Questão 10
Uma barra isolante possui quatro encaixes, nos quais são colocadas cargas elétricas de mesmo
módulo, sendo as positivas nos encaixes claros e as negativasnos encaixes escuros. A certa distância
da barra, a direção do campo elétrico está indicada na figura à esquerda. Uma armação foi construída
com quatro dessas barras, formando um quadrado, como representado à direita. Se uma carga
positiva for colocada no centro P da armação, a força elétrica que agirá sobre a carga terá sua
direção e sentido indicados por
Desconsidere eventuais efeitos de cargas induzidas.
Gabarito:
B
Resolução:
Representação do campo elétrico gerado por cada barra.
Como a partícula tem carga positiva, a força elétrica sobre ela terá as características apresentadas na
alternativa B.
Questão 11
Um objeto de ferro, de pequena espessura e em forma de cruz, está magnetizado e apresenta dois
polos Norte (N) e dois polos Sul (S). Quando esse objeto é colocado horizontalmente sobre uma mesa
plana, as linhas que melhor representam, no plano da mesa, o campo magnético por ele criado, são
as indicadas em
Gabarito:
A
Resolução:
Em um campo magnético gerado por ímãs, as linhas de indução magnética são orientadas no sentido
Norte – Sul.
Então as linhas que melhor representam, no plano da mesa, o campo magnético por ele criado, são
as indicadas na alternativa A.
Questão 12
Uma esfera de cobre com raio da ordem de micrômetros possui uma carga da ordem de dez mil
cargas elementares, distribuídas uniformemente sobre sua superfície. Considere que a densidade
superficial é mantida constante. Assinale a alternativa que contém a ordem de grandeza do número
de cargas elementares em uma esfera de cobre com raio da ordem de milímetros.
 
A) 1019.
B) 1016.
C) 1013.
D) 1010.
E) 101. 
Gabarito:
D
Resolução:
A densidade superficial de carga numa esfera de raio r é determinada por , sendo =
constante, e a carga Q = Ne (N = número de cargas elementares, e = carga elementar). Igualando-se
as densidades superficiais nas esferas de raio micrométrico e milimétrico, obtém-se: 
Questão 13
Uma casca esférica perfeitamente condutora, positivamente carregada (Q > 0), tem uma carga
puntiforme negativamente carregada situada em seu interior (qint 0) (ver figura). Há vácuo nas demais regiões do
espaço, e não há contato físico entre a casca e as cargas. Denotando por F1 a força elétrica entre a
carga exterior e a carga interior, e por F2 a força elétrica entre a casca esférica e a carga interior, é
correto afirmar que:
A) F1 é atrativa e F2 é repulsiva.
B) F1 e F2 são nulas.
C) F1 é repulsiva e F2 é atrativa.
D) F1 e F2 são atrativas.
E) F1 é atrativa e F2 é nula.
Gabarito:
B
Resolução:
A casca esférica perfeitamente condutora blinda eletricamente a carga interior, de modo que, no
interior da casca, o campo elétrico é nulo, e a carga interior não sofre a ação de qualquer força
elétrica.
Questão 14
Uma corrente constante de valor i = 1 A percorre um fio retilíneo, delgado, infinito e horizontal (ver
figura). Uma partícula de carga 10−19 C e peso 10−30 N move-se no vácuo horizontalmente, com
velocidade constante de módulo 10−5 m/s. Sabendo que a permeabilidade magnética no vácuo vale
4π × 10−7 Tm/A, qual a distância D, em metros, da partícula ao fio?
A) 0,1
B) 0,2
C) 0,3
D) 0,4
E) 0,5
Gabarito:
B
Resolução:
O campo magnético gerado pelo fio tem módulo B = μ0i/(2πD). Na presença de tal campo, a partícula
com velocidade horizontal sofrerá uma força magnética vertical para cima, de módulo F = qvB. Para
que o movimento da partícula seja retilíneo, essa força deve se anular com a força peso, de modo que
P = F, ou seja, P = qvμ0i/(2πD), de onde obtemos D = qvμ0i/(2πP) = 0,2 m.
Questão 15
Atualmente, podem-se encontrar no mercado filtros de ar baseados nas interações eletrostáticas
entre cargas. Um possível esquema para um desses filtros é apresentado na figura A, na qual a placa
circular 1 mantém-se carregada negativamente e a placa 2, positivamente. O ar contendo os
poluentes é forçado a passar através dos furos nos centros das placas, no sentido indicado na figura.
No funcionamento desses filtros, as partículas de poeira ou gordura contidas no ar são eletrizadas ao
passar pela placa 1. Na região entre as duas placas existe um campo elétrico E, paralelo ao eixo x, de
modo que, quando as partículas carregadas passam por essa região, ficam sujeitas a uma força
elétrica, que desvia seu movimento e faz com que se depositem na superfície da placa 2.
Investigando o campo elétrico produzido no interior de um desses filtros, obteve-se o gráfico B, no
qual está representado o módulo do campo E em função da distância x entre um ponto P e a placa 1.
A B
Com base no gráfico, a força elétrica que age sobre uma partícula de carga q = 3,2 × 10–6 C situada
dentro do filtro e a
3,0 mm da placa 1 é:
A) 0,64 N
B) 1,82 N
C) 0,24 N
D) 6,00 N
E) 0,48 N
Gabarito:
E
Resolução:
Observando o gráfico do campo elétrico para distância igual a 3 mm da placa 1 e considerando a
origem zero.
Se para 4 mm o campo é 2,0 . 105 N/C, então para 3mm será:
 E = 1,5 · 105 N/C.
 
Como F = q · E = 3,2.10–6 · 1,5 · 105 = 4,8 · 10–1 = 0,48 N
Questão 16
Uma partícula carregada negativamente está se movendo na direção +x quando entra em um campo
elétrico uniforme atuando nessa mesma direção e sentido. Considerando que sua posição em t = 0 s
é x = 0 m, qual gráfico representa melhor a posição da partícula como função do tempo durante o
primeiro segundo?
(A)
 
(B) 
(C)
(D)
(E) 
Gabarito:
E
Resolução:
A força elétrica que age sobre a partícula tem sentido oposto ao do movimento. Portanto, a
aceleração também terá. Assim, o gráfico da posição em função do tempo é uma parábola com
concavidade voltada para baixo.
Questão 17
Uma haste metálica com 5,0 kg de massa e resistência de 2,0 Ω desliza sem atrito sobre duas barras
paralelas separadas de 1,0 m, interligadas por um condutor de resistência nula e apoiadas em um
plano de 30º com a horizontal, conforme a figura. Tudo encontra-se imerso num campo magnético 
, perpendicular ao plano do movimento, e as barras de apoio têm resistência e atrito desprezíveis.
Considerando que após deslizar durante um certo tempo a velocidade da haste permanece constante
em 2,0 m/s, assinale o valor do campo magnético.
 
A ( ) 25,0 T
B ( ) 20,0 T
C ( ) 15,0 T
D ( ) 10,0 T
E ( ) 5,0 T
Gabarito:
E
Resolução:
O fluxo magnético varia conforme a haste metálica desce, surgindo uma corrente elétrica induzida,
dada por:
 (1)
 
A haste desce com velocidade constante. Assim:
 (2)
 
Substituindo (1) em (2), temos:
Questão 18
Uma corrente elétrica passa por um fio longo, L, coincidente com o eixo y no sentido negativo. Uma
outra corrente de mesma intensidade passa por outro fio longo, M, coincidente com o eixo x no
sentido negativo, conforme mostra a figura. O par de quadrantes nos quais as correntes produzem
campos magnéticos em sentidos opostos entre si é
A ( ) I e II
B ( ) II e III
C ( ) I e IV
D ( ) II e IV
E ( ) I e III
Gabarito:
E
Resolução:
No quadrante I: M – o campo entra; L – o campo sai.
No quadrante II: M e L – o campo entra.
No quadrante III: M – o campo sai; L – o campo entra.
No quadrante IV: M e L – o campo sai.
Portanto, somente nos quadrantes (I e III).
Questão 19
O DNA contém o código genético para todos os tipos de moléculas biológicas.
Estudos revelam que o código contido nas moléculas de DNA também pode controlar a forma final de
nanoestruturas inteiramente metálicas.
Segmentos de DNA foram usados para dirigir o processo de formação de nanopartículas de
ouro, dando-lhes os mais diversos formatos.
O alfabeto do DNA contém quatro letras A, T, G e C, as iniciais de adenina, timina, guanina e citosina. 
As "palavras" são formadas segundo uma regra simples: A sempre se liga a T, e C sempre se liga a G.
Experimentos mostraram que as fitas de DNA com sequências de A produzem
nanopartículas redondas e rugosas. As sequências de T formam estrelas.As sequências de C geram
discos planos. E, finalmente, as sequências de G formam hexágonos. Atualmente, nanopartículas de
ouro são largamente utilizadas em medicina.
O DNA contém o código genético para todos os tipos de moléculas biológicas. Disponível em:
. Acesso em: 15 out. 2012. Adaptado.
A partir da análise das propriedades físicas das nanoestruturas metálicas, de formas geométricas
diferenciadas pelo código contido nas moléculas de DNA, é correto afirmar:
01) As cargas elétricas permanecem em repouso e equidistantes uma da outra, na superfície de
uma nanopartícula de ouro neutra com formato de estrela.
02) A uma distância, d, da periferia de uma nanopartícula de ouro com formato de disco, eletrizada
com carga Q, atua um campo elétrico de módulo igual a kQ(d + R)−2, sendo k a constante
eletrostática do meio e R o raio médio da nanopartícula.
03) O módulo do campo elétrico no centro de uma nanopartícula de ouro, de forma redonda e
eletrizada com carga Q, é igual a kQ/R2, sendo R, o raio médio da partícula.
04) As nanopartículas de ouro, dotadas de elétrons livres, ao serem colocadas em repouso em uma
região de um campo magnético uniforme passam a apresentar uma corrente induzida.
05) O campo elétrico da região que circunda as nanopartículas de ouro, com formas geométricas
diferentes e eletrizadas com carga Q, é representado com as linhas de força de mesma configuração. 
Gabarito:
02
Resolução:
Considerando que a nanopartícula possui um raio R e que, além deste raio, há uma distância de
separação d, o campo elétrico a uma distância R + d do centro das nanopartículas é de:
Questão 20
Grandes recalls de fabricantes de baterias de íons de lítio para notebooks suscitaram questões sobre
como essas fontes de energia podem aquecer a ponto de pegar fogo. Igualmente válida é a dúvida
sobre por que os acidentes não são mais frequentes: são poucos proporcionalmente às centenas de
milhões de baterias vendidas anualmente.
As células eletroquímicas de íons de lítio empregam vários materiais, mas quase todas são
recarregáveis, como as usadas em câmeras fotográficas e telefones celulares, que utilizam óxido de
lítio-cobalto no cátodo e grafite no ânodo. Embora essa formulação seja "de certo modo
inerentemente insegura", a fabricação cuidadosa e os dispositivos de segurança embutidos limitaram
os acidentes a poucas ocorrências. Mesmo assim, os fabricantes de baterias têm aumentado a
capacidade de carga em determinada célula devido à demanda dos fabricantes de eletrônicos por
maior durabilidade. Portanto, agora a margem de erros é ainda menor. Aumentando o número de íons
na célula, os fabricantes quadruplicaram a capacidade energética desde seu lançamento comercial
em 1991.
FISCHETTI, Mark. Energia explosiva. Scientific American Brasil – Aula Aberta, Ano II, n. 15, p. 10-11,
2013.
Considere uma pilha de íon-lítio utilizada em marca-passos cardíacos, bastante leve, hermeticamente
fechada para não liberar gases, com durabilidade em torno de 10 anos, e com alta densidade de
carga de 0,8 Ah/cm3. Sabendo-se que o valor da carga de um elétron, em módulo, é igual a 1,6 · 10−19
C, é correto afirmar que a ordem de grandeza do número de elétrons existentes na pilha, com volume
de 1,0 cm3, é igual a
01) 1014
02) 1015
03) 1018
04) 1020
05) 1022
Gabarito:
05
Resolução:
Interpretando a unidade de medida explorada no enunciado e considerando que :
Verificamos que, por centímetro cúbico, existem 2.800 C de carga elétrica, equivalente a um número
de elétrons próximo a
 elétrons.