PUC Minas 2015 (2º semestre, Física II) — questão 28 de Física
Enunciado em texto
Em um programa de TV sobre eletricidade, foram veiculadas três informações apresentadas a seguir:
I. Os materiais isolantes não permitem a passagem da corrente elétrica.
II. O ar atmosférico comporta-se como um isolante.
III. Os raios constituem-se de descargas elétricas com correntes elétricas da ordem de amperes que transferem uma carga elétrica entre a nuvem e a Terra de aproximadamente 20C.
Sobre essas informações, é CORRETO afirmar que elas são:
(A) coerentes e que o intervalo de duração de uma descarga elétrica é da ordem de s.
(B) coerentes e que o intervalo de duração de uma descarga elétrica é superior a 20s.
(C) conflitantes e que intervalo de duração de uma descarga elétrica é superior a 2,0s.
(D) conflitantes e que a descarga elétrica é da ordem da velocidade da luz.
(Enunciado: Vestibular PUC Minas 2015 (2º semestre) — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar se as três informações combinam entre si e calcular a duração de um raio.
Passo 1 — as informações I e II. Um isolante, em condições normais, não conduz corrente; e o ar, em condições normais, é isolante. Não há conflito com o raio: numa tempestade, a diferença de potencial entre nuvem e solo é tão grande que o ar sofre ruptura dielétrica, fica ionizado e passa a conduzir só no canal da descarga. Fora dessas condições extremas, o ar continua isolante. As informações são coerentes.
Passo 2 — a duração do raio. Corrente é carga por tempo:
Um raio dura cerca de 2 milésimos de segundo, compatível com o “clarão” rápido que vemos.
Por que não as outras: (B) e (C) dão durações de segundos, centenas de vezes maiores do que a conta mostra (e nenhum raio dura 20 s); (D) compara uma descarga (uma quantidade de carga) com uma velocidade, o que nem faz sentido físico.
⚠️ A armadilha: achar que o raio “prova” que o ar é condutor e marcar “conflitantes”. O ar só conduz quando o campo elétrico ultrapassa o limite de ruptura; depois disso volta a ser isolante. Também é comum multiplicar Q por i (20 × 10⁴), o que não dá tempo nenhum.
A ideia em uma frase: o tempo de uma descarga é a carga transportada dividida pela corrente: Δt = Q/i = 20/10⁴ = 2 ms.
Resposta: alternativa A (coerentes; duração da ordem de 2 × 10⁻³ s).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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