ONGEP – PRÉ-VESTIBULAR POPULARFÍSICA – EXTENSIVO 2005

Profo Walescko

ELETROSTÁTICA - Lista 2

01) Considerando-se a distribuição de cargas da figura aseguir e admitindo-se que as cargas Q sejam idênticas,podemos afirmar que:

(a) a carga q se move sobre a reta 1.(b) a carga q se move sobre a reta 2(c) a carga q se move sobre a reta 3.(d) a carga q se move sobre a reta 4.(e) a carga q não se move.

02) A força de repulsão entre duas cargas elétricaspuntiformes, que estão a 20 cm uma da outra , é 0,030 N.Esta força aumentará para 0,060N se a distância entre ascargas alterada para:

(a) 5,0 cm.(b) 10 cm.(c) 14 cm.(d) 28 cm.(e) 40 cm.

04) Um objeto metálico carregado positivamente, comcarga +Q, é aproximado de um eletroscópio de folhas, quefoi previamente carregado negativamente com carga igual a-Q.

I. À medida que o objeto for se aproximando doesletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que jáestavam.

II. À medida que o objeto dor se aproximando, as folhaspermanecem como estavam.

III. Se o objeto tocar o terminal externo do eletroscópio, asfolhas necessariamente vão fechar-se.

Nesse caso pode-se afirmar que:

(a) somente a afirmativa I é correta.(b) as afirmaticas II e III são corretas.(c) as afirmativas I e III são corretas(d) somente a afirmativa III é correta.(e) nenhuma das alternativas é correta.

05) A figura a seguir mostra as esferas metãlicas, A e B,montadas em suportes isolantes. Elas estão em contato, demodo a formarem um único condutor descarregado. Umbastão isolante, carregado com carga negativa -q, trazidopara perto da esfera A, sem toca-la. Em seguida, com obastão na mesma posição, as duas esferas são separadas.Sobre a carga final em cada uma das esferas podemosafirma:

(a) a carga final em cada uma das esferas é nula.(b) a carga final em cada uma das esferas é negativa.(c) a carga final em cada uma das esferas é positiva.(d) a carga final positiva na esfera A e negatica na esferaB.(e) a carga final negatica na esfera A e positiva na esfera B.

06) Nos pontos A(2, 2), B(2, -1) e C(-2, -1) do planocartesiano, são colocadas, respectivamente, as cargaseltricas puntiformes QA = 1,2 µC, QB = - 1,0 µC e QC = 1,6µC. Considerando que a experiência foi realizada no vácuo(k0 = 9 . 109 Nm2/C2) e que as distâncias são medidas emmetros, a intensidade da força elétrica resultante sobre acarga QB, situada em B, é:

(a) 0,9 . 10-3N.(b) 1,2 . 10-3N.(c) 1,5 . 10-3N.(d) 2,1 . 10-3N.(e) 4,5 . 10-3N.

07) Deseja-se, dispondo-se do material ilustrado abaixo,carregar esferas metálicas com cargas de mesmo módulo esinais opostos, sem encostar o bastão nas esferas.

Descreva, em etapas, e apresentando as respectivasilustrações, o procedimento necessário para se atingir esteobjetivo.

08) Ao tentar ler o parágrafo que trata das propriedades daslinhas de força de um campo elétrico, Guilherme verificouque seu livro de Física apresentaca algumas falhas deimpressão (lacunas). O prarágrafo encionado com asrespectivas lacunas era o seguinte:

As linhas de força saem de cargas __________, _________se cruzam e quanto mais __________ maior é a intensidadedo cmapo elétrico nessa região.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

(a) positivas, nunca, afastadas.(b) positivas, nunca, poximas.(c) positivas, sempre, próximas.(d) negativas, nunca, afsatadas.(e) negaticas, sempre, próximas.

10) No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, oelétron só pode ocupar órbitas circulares cujos raios sãodados por rn = nao, onde n é um número inteiro (númeroquântico principal) e ao é o raio da órbita mais próxima donúcleo (raio de Bohr). Quando ocupa a órbita caracterizada por n = 1, o elétronsofre uma força elétrica de módulo F1, devida ao núcleo, esua energia potencial elétrica é U1 (considerando-se o zeroda energia potencial no infinito). Se o elétron ocupar aórbita caracterizada por n = 3, o módulo da força elétrica ea energia potencial elétrica serão, respectivamente,

(a) 9 F1 e 3 U1.(b) 3 F1 e 3 U1.(c) F1/3 e 3 U1.(d) F1/3 e U1/3.9e) F1/9 e U1/3.

11) Em um átomo de hidrogênio, no seu estadofundamental, o módulo da força de .......... elétrica é ..........módulo da força de .......... gravitacional entre o núcleo e oelétron.

(a) atração - maior do que o - atração.

(b) repulsão - maior do que o - repulsão.(c) repulsão - igual ao - atração.(d) repulsão - menor do que o - repulsão.(e) atração - menor do que o - atração.

12) Uma partícula, com carga elétrica q, encontra-se a umadistância d de outra partícula, com carga -3q. Chamandode F1 o módulo da força elétrica que a segunda cargaexerce sobre a primeira e F2 o módulo da força elétrica quea primeira carga exerce sobre a segunda, podemos afirmarque

(a) F1 = 3F2 e as forças são atrativas.(b) F1 = 3F2 e as forças são repulsivas.(c) F1 = F2 e as forças são atrativas.(d) F1 = F2 e as forças são repulsivas.(e) F1 = F2/3 e as forças são atrativas.

13) UFRGS 97) Três esferas metálicas idênticas, mantidassobre suportes isolantes, encontram-se inicialmenteafastadas umas das outras, conforme indica a figura (a).Duas das esferas estão eletricamente carregadas, uma com9.10-6 C e a outra com 15.10-6 C, enquanto a terceira estádescarregada. As três esferas são então colocadas emcontato, de modo que se toquem mutuamente, conformeindica a figura (b).

figura (a) figura (b)antes (vista lateral) depois (vista superior)

Assinale a alternativa que fornece os valores corretos dascargas elétricas que as esferas apresentam após terem sidopostas em contato:

a) 0 C; 0 C; 0 Cb) 9.10-6 C; 15.10-6 C; 0 Cc) 12.10-6 C; 12.10-6 C; 0 Cd) 8.10-6 C; 8.10-6 C; 8.10-6 Ce) 2.10-6 C; 2.10-6 C; 2.10-6 C

14) (UFRGS 96) Analise as afirmativas, abaixo,identificando a incorreta.

(a) Quando um condutor eletrizado é colocado nasproximidades de um condutor com carga total nula, existiráforça de atração eletrostática entre eles.(b) Um bastão eletrizado negativamente é colocado nasimediações de uma esfera condutora que está aterrada. Aesfera então se eletriza, sendo sua carga total positiva.(c) Se dois corpos, inicialmente neutros, são eletrizadosatritando-se um no outro, eles adquirirão cargas totais demesma quantidade, mas de sinais opostos.

(d) O pára-raio é um dispositivo de proteção para osprédios, pois impede descargas elétricas entre o prédio e asnuvens.(e) Dois corpos condutores, de formas diferentes, sãoeletrizados com cargas de -2 C e +1C. Depois que essescorpos são colocados em contato e afastados, a carga em umdeles pode ser - 0,3 C.

15) (UFRGS 96) Considere um sistema de duas cargasesféricas positivas (q1 e q2), onde q1 = 4q2. Uma pequenaesfera carregada é colocada no ponto médio do segmento dereta que une os centros das duas esferas. O valor da forçaeletrostática que a pequena esfera sofre por parte da cargaq1 é

(a) igual ao valor da força que ela sofre por parte da cargaq2.(b) quatro vezes maior do que o valor da força que ela sofrepor parte da carga q2.(c) quatro vezes menor do que o valor da força que ela sofrepor parte da carga q2.(d)dezesseis vezes maior do que o valor da força que elasofre por parte da carga q2.(e) dezesseis vezes menor do que o valor da força que elasofre por parte da carga q2.

16) A figura abaixo representa, em corte, três objetosde formas geométricas diferentes, feitos de materialbom condutor, que se encontram em repouso. Osobjetos são ocos, totalmente fechados, e suascavidades internas se acham vazias. A superfície decada um dos objetos está carregada com cargaelétrica estática de mesmo valor Q. I II III

esfera cubo pirâmideEm quais desses objetos o campo elétrico é nulo emqualquer ponto da cavidade interna?

(a) Apenas em I.(b) Apenas em II.(c) Apenas em I e II.(d)Apenas em II e III.(e) Em I, II e III.

16) A superfície de uma esfera isolante é carregada comcarga elétrica positiva, concentrada em um de seushemisférios. Uma esfera condutora descarregada é, então,aproximada da esfera isolante.Assinale, entre as alternativas abaixo, o esquema quemelhor representa a distribuição final de cargas nas duasesferas.

(a) (b)

(c) (d)

(e)

17) O método da eletrização por fricção (atrito) foi aprimeira maneira descoberta pelo homem para obter corposcarregados eletricamente. O que os experimentadores daépoca faziam era segurar em suas mãos bastões de diversosmateriais e atritá-los com peles de animais. Entretanto, atécerca de 1730, corpos metálicos não podiam ser eletrizadospor esse método e eram denominados “não eletrizáveis”.A explicação correta para esse fato é que

(a) nos metais, os elétrons estão fortemente ligados aosnúcleos atômicos; não se pode, pois, arrancá-los por fricção.(b) os metais e o próprio corpo humano são bons condutoresde eletricidade.(c) os metais são materiais não porosos; portanto, aeletricidade não pode neles penetrar.(d) os metais são capazes de desenvolver uma espécie de“blindagem eletrostática”, a qual impede que a eletricidadeneles penetre.(e) nos bastões metálicos, as cargas elétricas dirigem-se parao interior; não há, pois, como detectá-las a partir dasuperfície do corpo.

18) Duas pequenas esferas metálicas, isoladas, idênticas esituadas no vácuo, estão inicialmente carregadas com +10µC e -8 µC. As esferas são encostadas e, então,novamente separadas, com seus centros mantidos a 10centímetros de distância um do outro. Que tipo de forçaeletrostática será exercida sobre essas esferas e qual o seumódulo?(1/4 o = 9.109 N.m2/C2) (1C = 10-6 C)

(a) atrativa, de módulo igual a 0,81 N.(b) atrativa, de módulo igual a 0,90 N.(c) atrativa, de módulo igual a 0,70 N.(d) repulsiva, de módulo igual a 0,81 N.(e) repulsiva, de módulo igual a 0,90 N.

19) Considere as afirmações abaixo.I – Um corpo que tem o número de prótons diferente donúmero de elétrons está eletricamente carregado.II – Na eletrização por atrito os corpos atritados podemadquirir cargas elétricas de sinais opostos.III – Na eletrização por contato, os corpos adquirem,necessariamente, cargas elétricas de mesmo sinal. Quais são corretas?

(a) apenas I(b) apenas II(c) apenas III(d) apenas I e III(e) I, II e III

20) (UFRGS 91) Tem-se uma pequena esfera Eeletricamente carregada pendurada por um fio isolante(figura 1). Ao aproximar-se um bastão X, a esfera E é por eleatraída (figura 2), logo após retirar-se o bastão X,aproxima-se um bastão Y. A esfera é então repelida pelobastão Y (figura 3).

X E Y E E

Figura 1 Figura 2 Figura 3

Qual a alternativa que apresenta uma possível distribuiçãopredominante de cargas elétricas positivas (+) e negativas(-) na esfera e nos bastões? Esfera E bastão X bastão Y(a) + + -(b) + - +(c) + - -(d) - - +(e) - + +

21) Três esferas metálicas idênticas, X, Y e Z, estãocolocadas sobre suportes feitos de isolante elétrico e Y estáligada à terra por um fio condutor, conforme mostra afigura. X Y Z

X e Y estão descarregadas, enquanto Z está carregadacom uma quantidade de carga elétrica q. Em condiçõesideais, faz-se a esfera Z tocar primeiro a esfera X e depoisa Y. Logo após esse procedimento, as quantidades decarga elétrica nas esferas X, Y e Z são, respectivamente,

(a) q/3, q/3 e q/3(b) q/2, q/4 e q/4(c) q/2, q/2 e nula(d) q/2, nula e q/2(e) q/2, nula e nula

22) (UFRGS 92) Duas partículas, separadas entre sí por umadistância r, estão eletricamente carregadas com quantidadesde cargas positivas q1 e q2, sendo q1 = 2q2. Considere F1

o módulo da força elétrica exercida por q2 sobre q1 e F2 omódulo da força elétrica de q1 sobre q2. Nessa situação, aforça elétrica entre as partículas é de

(a) atração, sendo F1 = F2

(b) atração, sendo F1 = 2F2

(c) atração, sendo F1 = F2/2(d) repulsão, sendo F1 = F2

(e) repulsão, sendo F1 = 2F2

23) A figura ilustrada duas cargas elétricas positivas iguais.

A

E + B +

D C

As cargas e os pontos estão localizados no plano dapágina. Em qual dos pontos representados, o campoelétrico resultantes é menos intenso?

(a) A(b) B(c) C(d)D(e) E

24) Afigura mostra linhas eqüipotenciais de um campoelétrico uniforme:

+ 10 V A + 5 V 0 V - 5 V - 10 V B C - 15 V

Uma carga elétrica puntiforme positiva de 2,0 coulomb émovimentada com velocidade constante sobre cada um dostrajetos de A até B, de B, até C, e de A até C. Nessas condições, o trabalho necessário para movimentara carga

(a) de A até B é maior do que de A até C.(b) de A até B é Igual ao de B até C.(c) de A até C é igual ao de B até C.(d)de A até B é nulo.(e)De B até C é nulo.

25) O módulo da força eletrostática entre duas cargaselétricas elementares – consideradas puntiformes –separadas pela distância nuclear típica de 10-15 m é 2,30 .102 N. Qual é o valor aproximado da carga elementar?(constante eletrostática k = 9 . 109 N.m2/C2)

a) 2,56.10-38 C.b) 2,56.10-20 C.c) 1,60.10-19 C.d) 3,20.10-19 C.

e) 1,60.10-10 C.