Questão 1• Três cargas elétricas
puntiformes e idênticas, Q1, Q2 e Q3 são mantidas fixas em suas posições sobre uma linha reta, conforme indica a figura abaixo: Sabendo-se que o módulo da força elétrica exercida por Q1 sobre Q2 é de 4,0 x 10–5 N, qual é o módulo da força elétrica resultante sobre Q2?
• A - ( ) 4,0 x 10–5 N.• B - ( ) 8,0 x 10–5 N.• C - ( )1,2 x 10–4 N.• D - ( ) 1,6 x 10–4 N.• E - ( ) 2,0 x 10–4 N.
Resolução
LETRAC
NF
NF
Fd
QQKF
Parte
CQQC
d
QQKF
total4555
58
817921
1721
1714
959
5
9
5
21
219521
10.2,110.1210.410.840,15
10.840,1510.15840
)0025,0(
10.6.39
)²05,0(
10.44,410.9
²
2
10.44,410.44,410.00444,0
10.00444,010.9
10.04,0
10.9
)²1,0.(10.4
)²1,0(10.910.4
²
Questão 2• Pesquisas mostram que mais de 90% dos raios que
atingem o solo são cargas negativas que partem de nuvens, conforme a figura a seguir: Considere a diferença de potencial elétrico entre a distribuição de cargas negativas na base da nuvem e o solo como sendo da ordem de 106 V. De modo simplificado, considere uma altura de 2 km entre a base da nuvem e a terra. A melhor aproximação para o módulo do vetor campo elétrico entre a nuvem e o solo, em V/m, é:
• A - ( ) 5 . 102B - ( ) 5 . 106 C - ( ) 0,5 . 106D - ( ) 0,5 . 107
Questão 3
• A figura abaixo mostra as linhas de força, em uma região de campo elétrico uniforme E. A diferença de potencial entre os pontos A e B, distantes entre si 30 cm, é U = 6,0 V. Determine a intensidade de força elétrica sobre um elétron, que se encontra no ponto A.
• A - ( ) 1,0 x 10–18 N• B - ( ) 1,6 x 10–18 N• C - ( ) 2,4 x 10–18 N • D - ( ) 3,2 x 10–18 N• E - ( ) 4,0 x 10–18 N
Resolução
LetraD
NFNCC
NF
CNEd
UEdEU
CQQenQ
QEFQ
FE
181919
1919
10.2,310.3210.6,1.20
/203,0
6.
10.6,110.6,1.1.
.
Questão 4• Em um experimento, o professor Ladeira observa o movimento de uma gota
de óleo, eletricamente carregada, entre duas placas metálicas paralelas, posicionadas horizontalmente. A placa superior tem carga positiva e a inferior, negativa, como representado nesta figura: Considere que o campo elétrico entre as placas é uniforme e que a gota está apenas sob a ação desse campo e da gravidade.Para um certo valor do campo elétrico, o professor Ladeira observa que a gota cai com velocidade constante.Com base nessa situação, é correto afirmar que a carga da gota é:
• A - ( ) negativa e a resultante das forças sobre a gota não é nula;• B - ( ) positiva e a resultante das forças sobre a gota é nula;• C - ( ) negativa e a resultante das forças sobre a gota é nula;• D - ( ) positiva e a resultante das forças sobre a gota não é nula.
Resolução
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
-----------------------------------------------------------------------------
+-
Peso
-+
Legenda:
Força elétrica
Para a partícula se mover com velocidade constante, segundo a segunda lei de Newton, a resultante das forças deve ser igual a zero, para isso precisa haver uma força contrária ao peso que é a força elétrica, desta forma a partícula precisa ser carregada negativamente, conforme pode-se ver na figura acima.
Questão 5• Aplica-se uma diferença de potencial V a duas placas condutoras paralelas,
muito extensas e separadas por uma distância d. Entre elas, colocam-se três partículas A, B e C com velocidade inicial nula, conforme a figura abaixo. Desprezando as interações entre as partículas, é correto afirmar que:
• 1 -se a partícula A se movimentar para a placa à direita, ela terá carga positiva; • 2 -se a partícula B permanecer parada,
nada se concluirá sobre sua carga; • 4 -se a partícula C se movimentar para
a placa à esquerda, ela terá carga negativa;• 8 -todas as partículas se movimentarão para a placa à esquerda,
independentemente do sinal de suas cargas; • 16 -nenhuma das três partículas poderá
se movimentar horizontalmente, mesmo se forem carregadas;
• 32 -o campo elétrico é uniforme na região central entre as placas. Soma: ________
Resolução• As cargas opostas se atraem, portanto os itens 1 e 4
estão corretos.• Se a partícula permanecer parada significa que ela é
neutra, então 2 é neutra.• Pode-se concluir a partir do explicito anteriormente que
as questões 8 e 16 estão incorretas.• Como as placas estão igualmente carregadas o campo
entre elas é uniforme, então a questão 32 está correta.• Somatório: 1+4+32=37 pontos
Questão 6
•Nos vértices de um quadrado, são colocadas esferas eletrizadas com uma carga elétrica que, em módulo, vale “q”. Em A, já existe uma positiva. Desejam-se no centro do quadrado um potencial nulo e uma intensidade de campo não nula. Devemos então colocar em B, C e D, cargas, respectivamente: •A - ( ) positiva, positiva e positiva; •B - ( ) negativa, positiva e negativa;• C - ( ) positiva, negativa e negativa;• D - ( ) positiva, negativa e positiva;• E - ( ) negativa, positiva e positiva
Resolução
0...4
4
3
3
2
2
1
1321
d
KQ
d
KQ
d
KQ
d
KQVVVV
Resposta C
O campo elétrico sai das cargas positivas paras as negativas e portanto o campo no centro é não nulo
As flechas representam o campo elétrico.
Questão 7• Medidas elétricas indicam que o campo elétrico junto ao solo, e a céu
aberto, é uniforme e tem módulo igual a 150 N/C, com direção vertical e sentido descendente, conforme as linhas de força abaixo: Assinale a alternativa incorreta:
• A - ( ) A força elétrica sobre uma carga negativa neste campo tem sentido ascendente.
• B - ( ) O módulo da força elétrica sobre uma carga dobrará, se a carga diminuir à metade.
• C - ( ) O módulo da força elétrica sobre uma carga não muda, se a carga troca de sinal.
• D - ( ) As superfícies eqüipotenciais serão perpendiculares às linhas de força do campo elétrico.
• E - ( ) Dois pontos, A e B, conforme a figura, e separados pela distância d = 2 m, terão uma diferença de potencial igual a 300 V.
Resolução• (A) Se o campo elétrico vem de cima para baixo, por convenção, se diz que o campo
elétrico sai da parte positiva para a negativa, ou seja, a parte superior é positiva. Assim sobre uma partícula negativa a força seria de baixo para cima (ascendente).- Alternativa correta
• (B) A partir da lei de Coulomb, se a carga cai a metade a força também diminui a metade e não dobra. (alternativa falsa)
• (C) Quando muda-se o sinal da carga muda-se o sinal da força, entretanto como refere-se ao módulo esta alternativa é correta.
• (D) Já vimos que as superfícies equipotenciais são perpendiculares a força elétrica.• (E) U=E.d• U=150.2• U=300V
• Resposta B
²21
d
QQKFelétrica
Questão 8
• Duas partículas, eletricamente carregadas com + 8.10–6C cada uma, são colocadas no vácuo a uma distância de 30 cm, onde K = 9.109 N.m²/C² . A força de interação eletrostática entre essas cargas é:
• A - ( ) de repulsão e igual a 6,4 N; • B - ( ) de repulsão e igual a 1,6 N; • C - ( ) de atração e igual a 6,4 N; • D - ( ) de atração e igual a 1,6 N; • E - ( ) impossível de ser determinada.
Resolução
spostaA
NF
NF
d
QKQF
Re
4,6
4,610.6400
09,0
10.576
)²30,0(
10.8.10.8.10.9
²3
366921
A Força é de repulsão pois as duas cargas são positivas.
Questão 9• Considere dois pontos, M e N, de um campo elétrico
uniforme de intensidade 5,0 . 10³ N/C, conforme mostra o esquema abaixo. Sabendo que o potencial elétrico no ponto M vale 40 V, é correto afirmar que:
• A - ( ) o potencial elétrico no ponto N vale –10 V; • B - ( ) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma
cargaq = 2,0 . 10–6 C, de M até N, vale – 2,0 . 10–4 J;
• C - ( ) o potencial elétrico no ponto N vale 40 V; • D - ( ) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma
cargaq = 2,0 . 10–6 C, de M até N, vale 2,0 . 10–4 J;
• E - ( ) o potencial elétrico do ponto N vale 90 V.
Resolução
VV
V
V
dEVV
VdEVdEVV
dEU
N
N
N
MN
NMNM
MN
10
5040
01,0³.10.540
.
..
.
JT
JT4
3
6-
10.1
10.1,0
01,0³.10.5.2.10T
Q.E.dT
Resposta A
Questão 10
• Explique como funciona a partir da eletrostática:
• uma impressora.
• um precipitador eletrostático.
Resolução• As gotas de tinta são carregadas com cargas contrárias ao papel onde serão
impressas as imagens. Assim elas são atraídas pelo papel onde formam-se as imagens.
Simulação: http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloonsVídeo: http://www.youtube.com/watch?v=9FhNI-nV7Zk
• O precipitador eletrostático é utilizado para retirar partículas poluentes do ar. As partículas se atritam. Como vimos o atrito tira elétrons de um corpo ficando o corpo positivamente carregado e estas cargas passam para outro corpo que fica negativamente carregado. Nas paredes do precipitador há duas placas, uma carregada positivamente e outra carregada negativamente. As partículas carregadas negativamente são atraídas pela placa carregada positivamente e as partículas carregadas positivamente são atraídas pela placa negativa.
Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=KPZn-N1jzx0
Para maiores informações consulte o seu livro de Física.
Questão 11
• Escolha um dos experimentos apresentados em sala de aula e complete abaixo:
• Assunto.
• Funcionamento.
• Explicação
Resolução• Simulação:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/charges-and-fields
Assunto: carga elétrica, lei de Coulomb, campo elétrico, voltagem, superfícies equipotenciais.Funcionamento: pode-se escolher a quantidade de elétrons e prótons a colocar no sistema. Pode-se mudar a distância entre as cargas. E mede-se com um voltímetro a voltagem entre as cargas.Resumo da explicação: a medida que aumenta-se a distância entre as cargas diminui-se a voltagem, consequentemente a força elétrica. Segundo a lei de Coulomb a medida que aumenta-se a quantidade de cargas aumenta-se também a força elétrica, e se aumenta a distância entre as cargas diminui-se a força elétrica e a diferença de potencial.
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