UFU 2011-2 — questão 20 de Física
Enunciado em texto
Para proteção contra danos oriundos de raios, as construções dispõem, principalmente, de dois sistemas. Um deles, instalado em uma residência A, é constituído, principalmente, de uma longa haste, chamada de captor, montada sobre um mastro, cuja altura deve ser calculada conforme as dimensões da edificação. O outro sistema, instalado na residência B, é constituído por um conjunto de captores interligados por condutores, que criam uma espécie de malha de captação, envolvendo a residência.
Sobre esses dois sistemas de proteção e o princípio físico nos quais se pautam, é correto afirmar que
A) na residência A, emprega-se para-raios no método Gaiola de Faraday, que tem como princípio físico a diferença de potencial; na residência B, emprega-se o método Franklin, com uso de um para-raio, que tem como princípio físico o poder das pontas.
B) na residência A, empregam-se para-raios no método Gaiola de Faraday, que tem como princípio físico a blindagem eletrostática; na residência B, emprega-se o método Franklin, com uso de um para-raio, que tem como princípio físico o poder das pontas.
C) na residência A, emprega-se o método Franklin, com uso de um para-raio, que tem como princípio físico a capacitância; na residência B, também se empregam para-raios, mas o método é o da Gaiola de Faraday, que tem como princípio físico a diferença de potencial.
D) na residência A, emprega-se o Método Franklin, com uso de um para-raio, que tem como princípio físico o poder das pontas; na residência B, também se empregam para-raios, mas o método é o da Gaiola de Faraday, que tem como princípio físico a blindagem eletrostática.
(Enunciado: Processo Seletivo UFU 2011-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: identificar qual sistema é o de Franklin e qual é a gaiola de Faraday, e o princípio físico de cada um.
Passo 1 — residência A: haste pontuda num mastro. É o para-raios de Franklin. Ele se baseia no poder das pontas: num condutor carregado, as cargas se concentram nas regiões pontiagudas, onde o campo elétrico fica muito intenso. Isso ioniza o ar em volta da ponta e oferece ao raio um caminho preferencial, que é levado à terra por um cabo.
Passo 2 — residência B: malha de condutores envolvendo a casa. É a gaiola de Faraday. Ela se baseia na blindagem eletrostática: em equilíbrio, o campo elétrico no interior de um condutor oco é nulo, e as cargas ficam na superfície externa. A descarga corre pela malha até a terra, sem atravessar o interior da construção.
Por que não as outras: A e B trocam os sistemas (chamam a haste de gaiola e a malha de Franklin). C põe a capacitância como princípio do Franklin e a diferença de potencial como princípio da gaiola; diferença de potencial existe em qualquer descarga, mas não é o princípio que explica nenhum dos dois métodos.
⚠️ A armadilha: a alternativa B tem os dois princípios certos (blindagem e poder das pontas), mas ligados às residências erradas. Associe pela forma: ponta é Franklin; malha que envolve é Faraday.
A ideia em uma frase: a haste de Franklin atrai o raio pelo poder das pontas; a malha de Faraday protege o interior pela blindagem eletrostática.
Resposta: alternativa D (A: Franklin, poder das pontas; B: gaiola de Faraday, blindagem eletrostática).
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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