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A força elétrica segundo Coulomb: No universo da física, poucas descobertas são tão fundamentais e onipresentes quanto a que descreve a interação entre cargas elétricas. Essa força, conhecida como força elétrica, foi precisamente determinada e quantificada pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb no século XVIII. Seus experimentos meticulosos e sua formulação matemática lançaram as bases para o estudo do eletromagnetismo e são essenciais para compreendermos desde o funcionamento de um simples ímã até a estrutura atômica da matéria. A força elétrica é uma interação fundamental da natureza que ocorre entre partículas que possuem uma propriedade intrínseca chamada carga elétrica. Existem dois tipos de carga elétrica: repulsão (positiva) e atração (negativa). É essa força de atração ou repulsão que Coulomb conseguiu medir e descrever com exatidão. O grande feito de Coulomb foi formular uma lei matemática que quantifica essa força. A Lei de Coulomb estabelece que a magnitude da força elétrica entre duas cargas pontuais é diretamente proporcional ao produto das magnitudes das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Essa relação matemática nos mostra que, se aumentarmos o valor das cargas, a força entre elas se torna maior. Por outro lado, se as cargas estiverem mais afastadas, a força diminui drasticamente, pois ela é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Isso significa que, se você dobrar a distância entre as cargas, a força elétrica entre elas será quatro vezes menor. A Lei de Coulomb é uma das pedras angulares da física. Ela não apenas descreve a interação entre cargas em repouso (eletrostática), mas também serviu de base para o desenvolvimento das teorias do eletromagnetismo por cientistas como Michael Faraday e James Clerk Maxwell. A partir das informações indicadas no parágrafo, julgue os itens em verdadeiro e falso:

• A) V, V, F, V, V

• B) V, F, F, F, V

• C) V, F, V, F, V

• D) V, V, F, F, V

• E) F, V, F, V, F

As forças fundamentais da natureza: Existem quatro forças principais que atuam em tudo o que acontece no universo. Essas forças são essenciais para entender como o universo funciona em diferentes escalas. A partir das informações associe a coluna 1 à coluna 2:

• Força nuclear forte

• Força responsável pelo decaimento radioativo.

• Força elétrica

• Força que mantém os planetas orbitando o Sol.

• Força nuclear fraca

• Força que mantém os prótons e nêutrons unidos dentro do núcleo atômico.

• Força gravitacional

• Força atua entre cargas elétricas.

Campos em Física: Na física, o conceito de campo é usado para explicar como as forças atuam em diferentes regiões do espaço, mesmo quando os objetos não estão tocando uns aos outros. Um campo é uma área onde uma grandeza, como força, pode estar presente e influenciar objetos que estão dentro dela. Por exemplo, o campo gravitacional é a região ao redor de um corpo com massa, como a Terra, onde a força da gravidade atua sobre outros objetos, puxando-os em direção ao centro do planeta. Esse campo explica por que as coisas caem no chão e por que os planetas orbitam o Sol. O campo elétrico existe ao redor de cargas elétricas. Ele faz com que as cargas próximas possam se mover ou sentir força, mesmo sem contato direto. Assim, cargas de sinais opostos se atraem, enquanto cargas iguais se repelem. O campo magnético é criado por ímãs ou por cargas em movimento, como na eletricidade. Ele faz com que os materiais magnéticos sejam atraídos ou repelidos, além da influência das bússolas, que apontam na direção do campo magnético da Terra. Esses campos são essenciais para entender muitas forças invisíveis que atuam no universo, explicando como podem objetos ser influenciados à distância. Dessa forma qual das alternativas abaixo descrevem corretamente uma característica do campo elétrico?

• O campo elétrico atua apenas com contato direto entre cargas.

• O campo elétrico é uma área onde cargas podem se mover ou sentir força, mesmo sem contato.

• O campo elétrico só existe na presença de cargas metálicas.

• O campo elétrico é uma força que só atua na direção do movimento das cargas.

Campos gerados por cargas positivas e negativas: As cargas elétricas criam ao redor de um campo elétrico, que é uma região onde outras cargas podem sentir força. A direção e o sentido desse campo dependem do tipo de carga que o gera. Para uma carga positiva, o campo elétrico se espalha para fora dela, como se as setas saíssem da carga. Isso significa que uma carga de prova colocada nesse campo sentiria uma força puxando-a para longe da carga positiva, um campo de afastamento. Já para uma carga negativa, o campo elétrico se dirige para ela, como se as setas apontassem para dentro da carga. Assim, uma carga de prova colocada perto de uma carga negativa sentiria uma força puxando-a para dentro, em direção à carga negativa, um campo de aproximação. Resumindo, o campo de uma carga positiva se espalha para fora, enquanto o campo de uma carga negativa aponta para dentro, sempre indicando a direção em que uma carga de prova sentiria força se estivesse nesse campo. Com essas informações assinale a alternativa que indica a representação correta do campo elétrico, determinado qual a carga elétrica (positiva ou negativa) está representada:

• A carga geradora é uma carga negativa e campo elétrico é de aproximação.

• A carga geradora é uma carga positiva e campo elétrico é de afastamento.

• A carga geradora é uma carga negativa e campo elétrico é de afastamento.

• A carga geradora é uma carga positiva e campo elétrico é de aproximação.

• a carga é nula

Campos gerados por cargas positivas e negativas: As cargas elétricas criam ao redor de um campo elétrico, que é uma região onde outras cargas podem sentir força. A direção e o sentido desse campo dependem do tipo de carga que o gera. Para uma carga positiva, o campo elétrico se espalha para fora dela, como se as setas saíssem da carga. Isso significa que uma carga de prova colocada nesse campo sentiria uma força puxando-a para longe da carga positiva, um campo de afastamento. Já para uma carga negativa, o campo elétrico se dirige para ela, como se as setas apontassem para dentro da carga. Assim, uma carga de prova colocada perto de uma carga negativa sentiria uma força puxando-a para dentro, em direção à carga negativa, um campo de aproximação. Resumindo, o campo de uma carga positiva se espalha para fora, enquanto o campo de uma carga negativa aponta para dentro, sempre indicando a direção em que uma carga de prova sentiria força se estivesse nesse campo. Com essas informações assinale a alternativa que indica a representação correta do campo elétrico, determinado qual a carga elétrica (positiva ou negativa) está representada:

• A carga geradora é uma carga negativa e campo elétrico é de aproximação.

• A carga geradora é uma carga positiva e campo elétrico é de afastamento.

• A carga geradora é uma carga negativa e campo elétrico é de afastamento.

• A carga geradora é uma carga positiva e campo elétrico é de aproximação.

• a carga é nula

Por que não se deve se aproximar ou tocar em sistemas elétricos de alta tensão que acumulam grandes quantidades de cargas elétricas?

• Porque eles são protegidos por uma blindagem que impede qualquer contato.

• Porque uma grande diferença de potencial pode causar uma descarga elétrica muito forte, causando acidentes graves.

• Porque eles funcionam com baixa tensão e não representam risco.

Em instalações de alta tensão, como subestações, é comum o uso de cercas metálicas condutoras ao redor do local. Essas cercas funcionam como uma espécie de gaiola de Faraday, ajudando a proteger as pessoas contra descargas elétricas e a evitar interferências externas. Considerando esse conceito, qual das alternativas abaixo está correta?

• A cerca metálica distribui cargas elétricas de forma uniforme, criando um campo elétrico intenso no interior da subestação.

• A cerca metálica forma uma blindagem que cancela o campo elétrico externo, mantendo o interior da instalação com campo elétrico nulo.

• A cerca metálica atua como uma barreira que impede a passagem de cargas elétricas, protegendo o interior contra descargas e interferências, devido à redistribuição das cargas em sua superfície.

O interior de um automóvel (não conversível) é um bom abrigo durante uma tempestade com raios porque:

• O metal do carro conduz a eletricidade diretamente para o solo, protegendo os ocupantes.

• O carro é isolado do solo pelos pneus, impedindo a passagem da eletricidade.

• O campo elétrico no interior do carro é nulo devido ao efeito de blindagem, protegendo os ocupantes.

• O vidro das janelas impede a entrada de eletricidade.

Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos automóveis, conforme citado no texto?

• Isolamento elétrico dos pneus.

• Aterramento pelo fio terra da bateria.

• Efeito de para-raios da antena.

• Escoamento da água pela lataria

• Blindagem pela carcaça metálica.

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, guardarem 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

• metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.

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

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

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

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