Questão 8
ITA 2017
(ITA - 2017 - 1ª FASE)
Em um experimento no vácuo, um pulso intenso de laser incide na superfície de um alvo sólido, gerando uma nuvem de cargas positivas, elétrons e átomos neutros. Uma placa metálica, ligada ao terra por um resistor R de 50 Ω, é colocada a 10 cm do alvo e intercepta parte da nuvem, sendo observado no osciloscópio o gráfico da variação temporal da tensão sobre o resistor. Considere as seguintes afirmativas:
I. A área indicada por M no gráfico é proporcional à carga coletada de elétrons, e a indicada por N é proporcional à de cargas positivas coletadas.
II. A carga total de elétrons coletados que atinge a placa é aproximadamente do mesmo valor (em módulo) que a carga total de cargas positivas coletadas, e mede aproximadamente 1 nC.
III. Em qualquer instante a densidade de cargas positivas que atinge a placa é igual à de elétrons.
Esta(ão) correta(as) apenas
I
II
III
I e II
II e III
Gabarito:
I e II
Resolução:
I) Sabemos que mas também podemos escrever a corrente como:
,
substituindo, temos:
Perceba que V. ΔT é a área do gráfico, pois temos o eixo y multiplicado pelo eixo x que nos fornece a área do gráfico e é proporcional ao ΔQ. Portanto, correta.
II) Podemos aproximar o número de quadrados que estão nas áreas M e N em 10 quadradinhos, então a área de M é igual a 10 vezes a área de cada quadradinho, logo colocando o tempo em segundo (s) temos:
. Correta.
III) Perceba que do instante 0 até 1 temos apenas cargas negativas enquanto de 1
até 2
temos apenas carga positivas, então a densidade de cargas não são iguais em qualquer instante de tempo, tem instantes que temos apenas elétrons e instantes que temos apenas cargas positivas. Incorreta.