O funcionamento dos motores elétricos baseia-se em princípios do eletromagnetismo, especificamente na interação entre campos magnéticos e correntes elétricas. Sobre os princípios que regem os motores de Corrente Contínua (CC) e Corrente Alternada (CA), assinale a alternativa correta.

Um engenheiro projeta um solenoide para atuar como um eletroímã em um braço robótico. O solenoide é composto por um fio de cobre enrolado uniformemente em torno de um núcleo cilíndrico de material não magnético com comprimento L = 0,5 m. O enrolamento possui um total de 1000 espiras. O solenoide é conectado a uma fonte de tensão contínua ideal de 200 V. Inicialmente, à temperatura ambiente de 20 °C, a resistência elétrica do fio é de 40 Ω. No entanto, após alguns minutos de operação, devido ao efeito Joule, o fio se aquece e sua resistência aumenta para 50 Ω. Desprezando efeitos de borda e considerando µ₀ = 4π10^-7 Tm/A, determine a redução percentual na intensidade do campo magnético B no centro do solenoide provocada pelo aquecimento do fio.

Uma partícula de massa m e carga elétrica positiva q é lançada com velocidade de módulo v em uma região onde existe um campo magnético uniforme de intensidade B. A velocidade da partícula faz um ângulo θ com as linhas de indução do campo magnético. Sabe-se que a trajetória resultante é uma hélice cilíndrica. Considerando que a partícula completa uma volta inteira em torno do eixo da hélice, determine a distância percorrida pela partícula ao longo do eixo do campo magnético (o passo da hélice) durante esse intervalo de tempo e assinale a alternativa correta

Em um laboratório de altas energias, um pesquisador dispõe de quatro esferas metálicas idênticas (A, B, C e D), isoladas por suportes dielétricos. Inicialmente, a esfera A possui uma carga elétrica Q, enquanto as esferas B, C e D estão neutras. O experimento é conduzido nas seguintes etapas sequenciais:

1. A esfera A é colocada em contato simultâneo com as esferas B e C. Após o equilíbrio, elas são separadas. 2. A esfera C é aproximada de um eletroscópio de folhas inicialmente neutro, sem tocá-lo, enquanto a haste do eletroscópio é conectada temporariamente à terra e depois liberada. 3. A esfera B é colocada em contato com a esfera D. Após o equilíbrio, elas são separadas. 4. Por fim, a esfera A é colocada em contato com a esfera D.
Considerando que o sistema é isolado e não há troca de cargas com o ar, as cargas finais das esferas A, B, C e D são, respectivamente:

Um engenheiro eletricista está projetando o isolamento de um sistema de alta tensão. Para isso, ele analisa uma esfera condutora de raio R carregada com uma carga Q e imersa em um gás isolante homogêneo cuja rigidez dielétrica é definida como E_max. O sistema está em equilíbrio eletrostático. Considerando os processos de ionização por choque e as propriedades dos materiais dielétricos, assinale a alternativa que descreve corretamente o comportamento do sistema sob a iminência de uma ruptura dielétrica.

Em um laboratório de biologia molecular, um pesquisador utiliza uma centrífuga para separar organelas celulares de uma suspensão líquida. O equipamento possui um rotor que gira a uma frequência constante de 12000 rpm. Os tubos de ensaio são posicionados de forma que o fundo do tubo, onde ocorre a deposição do material mais denso, fique a uma distância de 10 cm do eixo de rotação. Considere π² = 10 para facilitar os cálculos. Sabendo que a eficiência da separação depende da aceleração centrípeta a que a amostra é submetida, determine a razão entre essa aceleração centrípeta no fundo do tubo e a aceleração da gravidade g = 10 m/s² .

O técnico de um laboratório coloca um objeto real diante de um espelho esférico côncavo, de raio de curvatura R_, a uma distância d do seu vértice. Observa-se que o espelho projeta em um anteparo uma imagem nítida com o triplo do tamanho do objeto. Se afastarmos o objeto em 10 cm de sua posição original, a nova imagem projetada no anteparo passa a ter o mesmo tamanho do objeto. Com base nessas informações, determine o raio de curvatura R do espelho.

Os fones de ouvido com tecnologia de Cancelamento de Ruído Ativo (ANC) tornaram-se ferramentas essenciais para trabalhadores e viajantes que buscam concentração em ambientes barulhentos. Diferente dos protetores auriculares comuns, que apenas barram fisicamente o som, o sistema ANC utiliza microfones externos para captar as ondas sonoras do ambiente (como o ruído de turbinas de avião). Um circuito eletrônico processa esse sinal e gera, por meio dos alto-falantes internos, uma nova onda sonora que é emitida simultaneamente ao ruído externo. Para que o cancelamento de ruído ocorra de forma eficiente no ouvido do usuário, a onda produzida pelo fone de ouvido deve apresentar, em relação à onda sonora do ruído ambiental,

Uma fonte pontual situada no ar (índice de refração n = 1) emite ondas esféricas periódicas com frequência f e comprimento de onda λ. Essas ondas incidem sobre uma superfície plana de um líquido dielétrico perfeitamente transparente. Sabe-se que, ao penetrar no líquido, a velocidade de propagação da onda é reduzida a 75% da sua velocidade no ar. No instante em que uma frente de onda atinge a superfície com um ângulo de incidência θi, tal que senθi = 0,8, um observador submerso analisa o comportamento da onda. Considerando essas afirmações, assinale a alternativa que descreve corretamente a razão entre o comprimento de onda no líquido e no ar, bem como o ângulo de refração θR sofrido pela frente de onda.

Em um experimento de laboratório, um bloco de massa 2 kg desliza sobre uma superfície horizontal sem atrito com velocidade constante Vi. À frente do bloco, encontra-se uma mola ideal de constante elástica k = 2000 N/m, fixa em um suporte. O trecho da superfície onde a mola está instalada possui atrito, com coeficiente de atrito cinético µ = 0,5. Ao atingir a mola, o bloco inicia o processo de compressão até parar momentaneamente, atingindo uma deformação máxima de 10 cm. Imediatamente após a parada, a mola empurra o bloco de volta. O bloco percorre novamente o trecho com atrito e é arremessado para fora da mola com uma velocidade final Vf. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 , determine │Vf - Vi│ aproximadamente.