Questão 5 (1.5 pontos) - Escreva V (Verdadeiro) ou F (Falso) para cada uma das sentenças a seguir:
(1) Dentre todas as interações fundamentais da natureza, o Eletromagnetismo é a mais intensa delas.
(2) Dizer que um corpo está eletricamente neutro, é o mesmo que dizer que este corpo não possui cargas.
(3) Um objeto carregado é capaz de aplicar forças elétricas em outros objetos, mesmo se
o outro objeto não estiver eletricamente carregado.
(4) Ao atritarmos um corpo sólido com um tecido, o tecido pode adquirir carga líquida positiva ou então negativa, isso dependerá do material de que os constitui.
(5) A direção da Força elétrica que uma carga q1 faz sobre uma carga q2, é sempre perpendicular à reta que une as duas cargas.
(6) O domínio da validade da Lei de Coulomb supera o domínio da validade das Leis de Newton.
(7) Quanto maior a massa de um objeto, maior será o seu campo elétrico.
(8) Num dipolo elétrico, a carga positiva tem o dobro da intensidade da sua carga negativa.
(9) Quando um dipolo elétrico adentra numa região com um campo elétrico, ele sofre um torque que tende a alinhá-lo perpendicularmente às linhas de campo.
(10)
campo elétrico dentro de uma esfera condutora maciça de raio
e carga líquida
é nulo.
(11) As linhas de campo elétrico apontam para regiões onde o potencial elétrico de um sistema aumenta.
(12) Uma partícula de carga negativa produz um potencial elétrico negativo.
(13) Um capacitor de carga
possui carga líquida igual a zero.
(14) O sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo do deslocamento dos elétrons num circuito elétrico.
(15) Se num circuito elétrico, dois resistores estão acoplados em série, a resistência equivalente deste circuito será maior do que as resistências individuais.
(1) Dentre todas as interações fundamentais da natureza, o Eletromagnetismo é a mais intensa delas.
(2) Dizer que um corpo está eletricamente neutro, é o mesmo que dizer que este corpo não possui cargas.
(3) Um objeto carregado é capaz de aplicar forças elétricas em outros objetos, mesmo se
o outro objeto não estiver eletricamente carregado.
(4) Ao atritarmos um corpo sólido com um tecido, o tecido pode adquirir carga líquida positiva ou então negativa, isso dependerá do material de que os constitui.
(5) A direção da Força elétrica que uma carga q1 faz sobre uma carga q2, é sempre perpendicular à reta que une as duas cargas.
(6) O domínio da validade da Lei de Coulomb supera o domínio da validade das Leis de Newton.
(7) Quanto maior a massa de um objeto, maior será o seu campo elétrico.
(8) Num dipolo elétrico, a carga positiva tem o dobro da intensidade da sua carga negativa.
(9) Quando um dipolo elétrico adentra numa região com um campo elétrico, ele sofre um torque que tende a alinhá-lo perpendicularmente às linhas de campo.
(10)
(11) As linhas de campo elétrico apontam para regiões onde o potencial elétrico de um sistema aumenta.
(12) Uma partícula de carga negativa produz um potencial elétrico negativo.
(13) Um capacitor de carga
(14) O sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo do deslocamento dos elétrons num circuito elétrico.
(15) Se num circuito elétrico, dois resistores estão acoplados em série, a resistência equivalente deste circuito será maior do que as resistências individuais.
Passo 1
O enunciado apresenta 15 sentenças numeradas de (1) a (15) e pede que eu escreva V (Verdadeiro) ou F (Falso) para cada uma.
Lista das sentenças (copiadas do enunciado):
(1) Dentre todas as interações fundamentais da natureza, o Eletromagnetismo é a mais intensa delas.
(2) Dizer que um corpo está eletricamente neutro, é o mesmo que dizer que este corpo não possui cargas.
(3) Um objeto carregado é capaz de aplicar forças elétricas em outros objetos, mesmo se o outro objeto não estiver eletricamente carregado.
(4) Ao atritarmos um corpo sólido com um tecido, o tecido pode adquirir carga líquida positiva ou então negativa, isso dependerá do material de que os constitui.
(5) A direção da Força elétrica que uma carga faz sobre uma carga
, é sempre perpendicular à reta que une as duas cargas.
(6) O domínio da validade da Lei de Coulomb supera o domínio da validade das Leis de Newton.
(7) Quanto maior a massa de um objeto, maior será o seu campo elétrico.
(8) Num dipolo elétrico, a carga positiva tem o dobro da intensidade da sua carga negativa.
(9) Quando um dipolo elétrico adentra numa região com um campo elétrico, ele sofre um torque que tende a alinhá-lo perpendicularmente às linhas de campo.
(10) O campo elétrico dentro de uma esfera condutora maciça de raio e carga líquida
é nulo.
(11) As linhas de campo elétrico apontam para regiões onde o potencial elétrico de um sistema aumenta.
(12) Uma partícula de carga negativa produz um potencial elétrico negativo.
(13) Um capacitor de carga possui carga líquida igual a zero.
(14) O sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo do deslocamento dos elétrons num circuito elétrico.
(15) Se num circuito elétrico, dois resistores estão acoplados em série, a resistência equivalente deste circuito será maior do que as resistências individuais.
Lista das sentenças (copiadas do enunciado):
(1) Dentre todas as interações fundamentais da natureza, o Eletromagnetismo é a mais intensa delas.
(2) Dizer que um corpo está eletricamente neutro, é o mesmo que dizer que este corpo não possui cargas.
(3) Um objeto carregado é capaz de aplicar forças elétricas em outros objetos, mesmo se o outro objeto não estiver eletricamente carregado.
(4) Ao atritarmos um corpo sólido com um tecido, o tecido pode adquirir carga líquida positiva ou então negativa, isso dependerá do material de que os constitui.
(5) A direção da Força elétrica que uma carga
(6) O domínio da validade da Lei de Coulomb supera o domínio da validade das Leis de Newton.
(7) Quanto maior a massa de um objeto, maior será o seu campo elétrico.
(8) Num dipolo elétrico, a carga positiva tem o dobro da intensidade da sua carga negativa.
(9) Quando um dipolo elétrico adentra numa região com um campo elétrico, ele sofre um torque que tende a alinhá-lo perpendicularmente às linhas de campo.
(10) O campo elétrico dentro de uma esfera condutora maciça de raio
(11) As linhas de campo elétrico apontam para regiões onde o potencial elétrico de um sistema aumenta.
(12) Uma partícula de carga negativa produz um potencial elétrico negativo.
(13) Um capacitor de carga
(14) O sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo do deslocamento dos elétrons num circuito elétrico.
(15) Se num circuito elétrico, dois resistores estão acoplados em série, a resistência equivalente deste circuito será maior do que as resistências individuais.
A partir daqui vou analisar cada sentença, explicando passo a passo a teoria necessária e decidindo V ou F.
Passo 2
Sentença (1): “Dentre todas as interações fundamentais da natureza, o Eletromagnetismo é a mais intensa delas.”
Explicação e teoria: existem quatro interações fundamentais conhecidas: a interação forte (força nuclear forte), a interação eletromagnética, a interação fraca e a gravitação. Quando falamos em “intensidade” geralmente comparamos as magnitudes das forças entre partículas elementares numa mesma escala (por exemplo, numa escala nuclear ou atômica). A interação forte mantém prótons e nêutrons ligados no núcleo e é, em sua escala apropriada, muito mais forte que o eletromagnetismo. Em ordens de grandeza típicas (valores relativos usadas em física): interação forte >> eletromagnética >> fraca >> gravitacional (na escala de partículas). Portanto dizer que o eletromagnetismo é a mais intensa está incorreto.
Conclusão: a sentença (1) é Falsa.
Explicação e teoria: existem quatro interações fundamentais conhecidas: a interação forte (força nuclear forte), a interação eletromagnética, a interação fraca e a gravitação. Quando falamos em “intensidade” geralmente comparamos as magnitudes das forças entre partículas elementares numa mesma escala (por exemplo, numa escala nuclear ou atômica). A interação forte mantém prótons e nêutrons ligados no núcleo e é, em sua escala apropriada, muito mais forte que o eletromagnetismo. Em ordens de grandeza típicas (valores relativos usadas em física): interação forte >> eletromagnética >> fraca >> gravitacional (na escala de partículas). Portanto dizer que o eletromagnetismo é a mais intensa está incorreto.
Conclusão: a sentença (1) é Falsa.
Passo 3
Sentença (2): “Dizer que um corpo está eletricamente neutro, é o mesmo que dizer que este corpo não possui cargas.”
Explicação e teoria: “eletricamente neutro” significa que o total algébrico de cargas do corpo é zero: a soma das cargas positivas menos as negativas dá zero. Isso não implica ausência local de cargas individuais: o corpo pode ter cargas separadas (dipolos, cargas distribuídas internamente), ou regiões com excesso de elétrons e regiões com deficiência, desde que o total seja zero. Exemplo prático: uma fita plástica neutra pode ter elétrons deslocados internamente (polarização) mas carga líquida zero. Logo, dizer “neutro” ≠ “não possui cargas”.
Conclusão: a sentença (2) é Falsa.
Explicação e teoria: “eletricamente neutro” significa que o total algébrico de cargas do corpo é zero: a soma das cargas positivas menos as negativas dá zero. Isso não implica ausência local de cargas individuais: o corpo pode ter cargas separadas (dipolos, cargas distribuídas internamente), ou regiões com excesso de elétrons e regiões com deficiência, desde que o total seja zero. Exemplo prático: uma fita plástica neutra pode ter elétrons deslocados internamente (polarização) mas carga líquida zero. Logo, dizer “neutro” ≠ “não possui cargas”.
Conclusão: a sentença (2) é Falsa.
Passo 4
Sentença (3): “Um objeto carregado é capaz de aplicar forças elétricas em outros objetos, mesmo se o outro objeto não estiver eletricamente carregado.”
Explicação e teoria: sim — um objeto carregado pode induzir polarização em um objeto neutro (por exemplo, deslocar elétrons localmente num condutor ou induzir dipolos em um isolante). Essa polarização cria distribuições de carga que resultam em uma força atraente entre o objeto carregado e o neutro. Exemplo clássico: aproximar um bastão carregado de pequenas bolinhas neutras de papel faz com que as bolinhas sejam atraídas. A interação é elétrica mesmo sem carga líquida no segundo corpo. Portanto a afirmação é correta.
Conclusão: a sentença (3) é Verdadeira.
Explicação e teoria: sim — um objeto carregado pode induzir polarização em um objeto neutro (por exemplo, deslocar elétrons localmente num condutor ou induzir dipolos em um isolante). Essa polarização cria distribuições de carga que resultam em uma força atraente entre o objeto carregado e o neutro. Exemplo clássico: aproximar um bastão carregado de pequenas bolinhas neutras de papel faz com que as bolinhas sejam atraídas. A interação é elétrica mesmo sem carga líquida no segundo corpo. Portanto a afirmação é correta.
Conclusão: a sentença (3) é Verdadeira.
Passo 5
Sentença (4): “Ao atritarmos um corpo sólido com um tecido, o tecido pode adquirir carga líquida positiva ou então negativa, isso dependerá do material de que os constitui.”
Explicação e teoria: o atrito pode transferir elétrons entre materiais (efeito triboelétrico). Dependendo da natureza dos materiais (posição relativa na série triboelétrica), um deles perde elétrons (fica com carga positiva) e o outro ganha elétrons (fica com carga negativa). Portanto o sinal da carga adquirida depende dos materiais envolvidos. Exemplos: ao esfregar vidro com seda, o vidro tende a ficar positivo; ao esfregar plástico com lã, o plástico tende a ficar negativo.
Conclusão: a sentença (4) é Verdadeira.
Explicação e teoria: o atrito pode transferir elétrons entre materiais (efeito triboelétrico). Dependendo da natureza dos materiais (posição relativa na série triboelétrica), um deles perde elétrons (fica com carga positiva) e o outro ganha elétrons (fica com carga negativa). Portanto o sinal da carga adquirida depende dos materiais envolvidos. Exemplos: ao esfregar vidro com seda, o vidro tende a ficar positivo; ao esfregar plástico com lã, o plástico tende a ficar negativo.
Conclusão: a sentença (4) é Verdadeira.
Passo 6
Sentença (5): “A direção da Força elétrica que uma carga
faz sobre uma carga
, é sempre perpendicular à reta que une as duas cargas.”
Explicação e teoria: a Lei de Coulomb diz que a força entre duas cargas puntiformes é radial, isto é, atua ao longo da reta que une as duas cargas. A forma vetorial da força é
Explicação e teoria: a Lei de Coulomb diz que a força entre duas cargas puntiformes é radial, isto é, atua ao longo da reta que une as duas cargas. A forma vetorial da força é
onde
é a distância entre as cargas e
é o versor que aponta de
para
. Isso significa que a força é paralela (ou anti-paralela) à reta que une as cargas, não perpendicular. A única vez que seria perpendicular é em problemas com campos ou componentes adicionais, mas para a interação direta entre duas cargas puntuais é radial.
Conclusão: a sentença (5) é Falsa.
Conclusão: a sentença (5) é Falsa.
Passo 7
Sentença (6): “O domínio da validade da Lei de Coulomb supera o domínio da validade das Leis de Newton.”
Explicação e teoria: tanto a Lei de Coulomb quanto as Leis de Newton são leis clássicas com domínios limitados. A Lei de Coulomb é válida para eletroestática clássica (cargas em repouso, distâncias não extremas) e é generalizada por equações de Maxwell quando há movimento e por Eletrodinâmica Quântica (QED) em escalas quânticas. As Leis de Newton (mecânica clássica) funcionam bem em escalas macroscópicas não relativísticas e falham em regimes relativísticos ou quânticos. Não faz sentido afirmar que uma “supera” a outra de forma geral — ambas são aproximações em domínios específicos; nenhuma possui um domínio de validade universal maior que a outra em todos os contextos. A sentença apresenta uma comparação absoluta sem especificar contexto, por isso é incorreta.
Conclusão: a sentença (6) é Falsa.
Explicação e teoria: tanto a Lei de Coulomb quanto as Leis de Newton são leis clássicas com domínios limitados. A Lei de Coulomb é válida para eletroestática clássica (cargas em repouso, distâncias não extremas) e é generalizada por equações de Maxwell quando há movimento e por Eletrodinâmica Quântica (QED) em escalas quânticas. As Leis de Newton (mecânica clássica) funcionam bem em escalas macroscópicas não relativísticas e falham em regimes relativísticos ou quânticos. Não faz sentido afirmar que uma “supera” a outra de forma geral — ambas são aproximações em domínios específicos; nenhuma possui um domínio de validade universal maior que a outra em todos os contextos. A sentença apresenta uma comparação absoluta sem especificar contexto, por isso é incorreta.
Conclusão: a sentença (6) é Falsa.
Passo 8
Sentença (7): “Quanto maior a massa de um objeto, maior será o seu campo elétrico.”
Explicação e teoria: o campo elétrico de um objeto depende de sua carga elétrica, não de sua massa. A relação é que o campo elétrico criado por uma carga em distância
(para carga pontual) é
Explicação e teoria: o campo elétrico de um objeto depende de sua carga elétrica, não de sua massa. A relação é que o campo elétrico criado por uma carga
Não aparece massa na expressão. A menos que exista uma relação específica entre massa e carga no problema (por exemplo, partículas com carga proporcional à massa), em geral massa não determina campo elétrico. Portanto a sentença é incorreta.
Conclusão: a sentença (7) é Falsa.
Conclusão: a sentença (7) é Falsa.
Passo 9
Sentença (8): “Num dipolo elétrico, a carga positiva tem o dobro da intensidade da sua carga negativa.”
Explicação e teoria: um dipolo elétrico elementar é formado por duas cargas opostas de mesma magnitude, isto é, uma carga e outra
separadas por uma distância. A característica do dipolo é o momento dipolar
(onde
é o vetor de separação). Não existe a definição de que uma das cargas tenha intensidade dupla da outra; isso quebraria a ideia de dipolo neutro (soma das cargas seria
). Portanto a afirmação é errada.
Conclusão: a sentença (8) é Falsa.
Explicação e teoria: um dipolo elétrico elementar é formado por duas cargas opostas de mesma magnitude, isto é, uma carga
Conclusão: a sentença (8) é Falsa.
Passo 10
Sentença (9): “Quando um dipolo elétrico adentra numa região com um campo elétrico, ele sofre um torque que tende a alinhá-lo perpendicularmente às linhas de campo.”
Explicação e teoria: o torque sobre um dipolo elétrico de momento dipolar
em um campo elétrico
uniforme é dado por
Explicação e teoria: o torque
Esse torque tende a girar o dipolo até que
fique paralelo a
(mínimo de energia), não perpendicular. Portanto o dipolo tende a alinhar-se na mesma direção das linhas de campo (paralelo), e não perpendicularmente. A sentença que diz “perpendicularmente” está equivocada.
Conclusão: a sentença (9) é Falsa.
Conclusão: a sentença (9) é Falsa.
Passo 11
Sentença (10): “O campo elétrico dentro de uma esfera condutora maciça de raio
e carga líquida
é nulo.”
Explicação e teoria: em regime eletrostático, o interior de um condutor maciço em equilíbrio tem campo elétrico . As cargas residem na superfície externa do condutor. Para uma esfera condutora isolada com carga líquida
, o campo interno é zero e o campo fora, à distância
, é como se toda a carga estivesse concentrada no centro:
. O fato interno
é um resultado fundamental (o interior não sustenta campo elétrico em equilíbrio).
Conclusão: a sentença (10) é Verdadeira.
Explicação e teoria: em regime eletrostático, o interior de um condutor maciço em equilíbrio tem campo elétrico
Conclusão: a sentença (10) é Verdadeira.
Passo 12
Sentença (11): “As linhas de campo elétrico apontam para regiões onde o potencial elétrico de um sistema aumenta.”
Explicação e teoria: existe a relação entre campo elétrico e potencial elétrico:
Explicação e teoria: existe a relação entre campo elétrico e potencial elétrico:
Isso significa que o campo elétrico aponta na direção de decrescimento mais rápido do potencial; em outras palavras, o campo aponta no sentido onde
diminui. Portanto as linhas de campo apontam para regiões de potencial menor, não para onde o potencial aumenta. A afirmação dada (apontam para onde potencial aumenta) é o oposto do correto.
Conclusão: a sentença (11) é Falsa.
Conclusão: a sentença (11) é Falsa.
Passo 13
Sentença (12): “Uma partícula de carga negativa produz um potencial elétrico negativo.”
Explicação e teoria: para uma carga pontual com referência de potencial
, o potencial elétrico em distância
é
Explicação e teoria: para uma carga pontual
Se
(carga negativa), então
para todo
. Logo, uma partícula de carga negativa produz potencial negativo (relativamente à referência zero no infinito). Observação: o sinal do potencial depende da escolha da referência, mas o padrão em problemas é
, e com essa escolha a afirmação é verdadeira.
Conclusão: a sentença (12) é Verdadeira.
Conclusão: a sentença (12) é Verdadeira.
Passo 14
Sentença (13): “Um capacitor de carga
possui carga líquida igual a zero.”
Explicação e teoria: um capacitor ideal consiste em duas placas separadas: se uma placa tem carga a outra terá
(quando isolado), de modo que as cargas totais somadas dão zero:
. Então o capacitor como sistema isolado tem carga líquida zero, embora haja cargas não nulas em cada placa. Há situações em que um dispositivo capacitor pode ter carga líquida diferente de zero se conectado a fontes externas de forma particular, mas a formulação típica "um capacitor de carga
" significa que as placas têm
e o total líquido é zero. Portanto, na interpretação usual da física básica, a sentença é verdadeira.
Conclusão: a sentença (13) é Verdadeira.
Explicação e teoria: um capacitor ideal consiste em duas placas separadas: se uma placa tem carga
Conclusão: a sentença (13) é Verdadeira.
Passo 15
Sentença (14): “O sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo do deslocamento dos elétrons num circuito elétrico.”
Explicação e teoria: o sentido convencional da corrente elétrica foi definido historicamente como o sentido do fluxo de cargas positivas. Em condutores metálicos os portadores de carga móveis são os elétrons, que têm carga negativa e se movem no sentido oposto ao do corrente convencional. Portanto o deslocamento real dos elétrons é no sentido contrário ao da corrente convencional. A sentença que afirma serem iguais está errada.
Conclusão: a sentença (14) é Falsa.
Explicação e teoria: o sentido convencional da corrente elétrica foi definido historicamente como o sentido do fluxo de cargas positivas. Em condutores metálicos os portadores de carga móveis são os elétrons, que têm carga negativa e se movem no sentido oposto ao do corrente convencional. Portanto o deslocamento real dos elétrons é no sentido contrário ao da corrente convencional. A sentença que afirma serem iguais está errada.
Conclusão: a sentença (14) é Falsa.
Passo 16
Sentença (15): “Se num circuito elétrico, dois resistores estão acoplados em série, a resistência equivalente deste circuito será maior do que as resistências individuais.”
Explicação e teoria: para resistores em série, a resistência equivalente é a soma das resistências:
Explicação e teoria: para resistores em série, a resistência equivalente é a soma das resistências:
Como soma de números positivos,
é maior ou igual ao maior dos resistores individuais (de fato maior que cada um, se todos os
). Portanto a resistência equivalente de dois resistores em série será maior do que qualquer uma das resistências individuais (assumindo resistências positivas). Exemplo:
,
→
, que é maior que
e
.
Conclusão: a sentença (15) é Verdadeira.
Conclusão: a sentença (15) é Verdadeira.
Resposta
1: F
2: F
3: V
4: V
5: F
6: F
7: F
8: F
9: F
10: V
11: F
12: V
13: V
14: F
15: V
2: F
3: V
4: V
5: F
6: F
7: F
8: F
9: F
10: V
11: F
12: V
13: V
14: F
15: V