Física — Eletromagnetismo Múltipla Escolha

Ao acionar um interruptor de uma lâmpada elétrica, esta se acende quase instantaneamente, embora possa estar a centenas de metros de distância. Isso acontece porque:

Ao acionar um interruptor de uma lâmpada elétrica, esta se acende quase instantaneamente, embora possa estar a centenas de metros de distância. Isso acontece porque:

  1. a velocidade dos elétrons na corrente elétrica é igual à velocidade da luz.
  2. a energia transmitida por um circuito elétrico se propaga na velocidade das ondas eletromagnéticas pelo campo elétrico formado pelo fio.
  3. a velocidade dos elétrons na corrente elétrica é muito elevada.
  4. há é necessário que os elétrons se movimentem para a lâmpada se acender.

Resolução completa

Explicação passo a passo

B
Alternativa B

Alternativa B - a energia transmitida por um circuito elétrico se propaga na velocidade das ondas eletromagnéticas pelo campo elétrico formado pela ddp do fio.

Análise Didática

Esta é uma questão clássica que explora a diferença fundamental entre o movimento dos portadores de carga e a propagação do sinal elétrico. Para entender por que a lâmpada acende instantaneamente, precisamos separar dois conceitos:

  1. Velocidade de Derma dos Elétrons:
  • É a velocidade real com que os elétrons físicos se deslocam dentro do metal.
  • Essa velocidade é extremamente lenta, da ordem de milímetros ou centímetros por segundo.
  • Portanto, as alternativas (A) e (C) estão incorretas, pois afirmam que os elétrons viajam rápido ou na velocidade da luz.
  1. Velocidade de Propagação do Sinal (Campo Elétrico):
  • Ao fechar o interruptor, estabelece-se uma diferença de potencial (ddp) na extremidade do fio.
  • Isso gera um campo elétrico que se propaga pelo condutor quase instantaneamente.
  • Essa propagação ocorre na velocidade da luz (no vácuo) ou próxima dela (no meio material), dependendo da constante dielétrica do isolante e geometria do fio.
  • Assim que o campo elétrico chega à lâmpada, ele exerce força sobre os elétrons já presentes no filamento, fazendo-os se movimentar e gerar calor/luz imediatamente.

Resumo da Lógica:

  • Não é preciso esperar que um elétron saia do interruptor e chegue até a lâmpada (isso levaria horas).
  • O que viaja rápido é o campo elétrico, que "empurra" os elétrons existentes em todo o circuito simultaneamente.

Conclusão:
A alternativa (B) é a única que descreve corretamente o mecanismo físico: a energia se propaga via campo eletromagnético/eletrico, e não pelo transporte físico rápido dos elétrons.

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