Lista de Eletrostática - Ufpel Ufrgs Ufrs Ufsm

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1 Lista de Eletrostática - Ufpel Ufrgs Ufrs Ufsm 1. (Ufrs 1997) Uma partícula, com carga elétrica q, encontra-se a uma distância d de outra partícula, com carga -3q. Chamando de F1 o módulo da força elétrica que a segunda carga exerce sobre a primeira e de F2 o módulo da força elétrica que a primeira carga exerce sobre a segunda, podemos afirmar que 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. 2. (Ufrs 1997) Três esferas metálicas idênticas, mantidas sobre suportes isolantes, encontram-se inicialmente afastadas umas das outras, conforme indica a figura ( a ). Duas das esferas estão eletricamente carregadas, uma com 9x10-6 C e a outra com 15x10-6 C, enquanto a terceira está descarregada. As três esferas são então colocadas em contato, de modo que se toquem mutuamente, conforme indica a figura (b). carregada é colocada no ponto médio do segmento de reta que une os centros das duas esferas. O valor da força eletrostática que a pequena esfera sofre por parte da carga q1 é a) igual ao valor da força que ela sofre por parte da carga q2. b) quatro vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. c) quatro vezes menor do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. d) dezesseis vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. e) dezesseis vezes menor do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q2. 5. (Ufrs 1998) Duas partículas, cada uma com carga elétrica positiva q, estão colocadas nas posições A e B, conforme indica a figura a seguir. Outra partícula, com carga elétrica negativa -q, ocupa a posição C. A força elétrica exercida sobre a carga em B, devido às cargas em A e C, tem módulo 2F. Assinale a alternativa que fornece os valores corretos das cargas elétricas que as esferas apresentam após terem sido postas em contato: a) 0 C, 0 C, 0 C b) 9 x 10-6 C, 15 x 10-6 C, 0 C c) 12 x 10-6 C, 12 x 10-6 C, 0 C d) 8 x 10-6 C, 8 x 10-6 C, 8 x 10-6 C e) 2 x 10-6 C, 2 x 10-6 C, 2 x 10-6 C 3. (Ufrs 1996) Analise as afirmativas, a seguir, identificando a INCORRETA. a) Quando um condutor eletrizado é colocado nas proximidades de um condutor com carga total nula, existirá força de atração eletrostática entre eles. b) Um bastão eletrizado negativamente é colocado nas imediações de uma esfera condutora que está aterrada. A esfera então se eletriza, sendo sua carga total positiva. c) Se dois corpos, inicialmente neutros, são eletrizados atritando-se um no outro, eles adquirirão cargas totais de mesma quantidade, mas de sinais opostos. d) O para-raio é um dispositivo de proteção para os prédios, pois impede descargas elétricas entre o prédio e as nuvens. e) Dois corpos condutores, de formas diferentes, são eletrizados com cargas de -2Ć e +1Ć. Depois que esses corpos são colocados em contato e afastados, a carga em um deles pode ser -0,3Ć. 4. (Ufrs 1996) Considere um sistema de duas cargas esféricas positivas (q1 e q2), onde q1 = 4 q2. Uma pequena esfera Se a carga que está em A for colocada na posição P, a força elétrica exercida sobre a carga em B terá módulo a) 1 F b) 2 F c) 3 F d) 4 F e) 5 F 6. (Ufrs 1998) Duas grandes placas planas carregadas eletricamente, colocadas uma acima da outra paralelamente ao solo, produzem entre si um campo elétrico que pode ser considerado uniforme. O campo está orientado verticalmente e aponta para baixo. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir. Uma partícula com carga negativa é lançada horizontalmente na região entre as placas. À medida que a partícula avança, sua trajetória..., enquanto o módulo de sua velocidade.... (Considere que os efeitos da força gravitacional e da influência do ar podem ser desprezados.) a) se encurva para cima - aumenta b) se encurva para cima - diminui c) se mantém retilínea - aumenta d) se encurva para baixo - aumenta e) se encurva para baixo - diminui 7. (Ufrs 1998) Uma carga elétrica puntiforme positiva é deslocada ao longo dos três segmentos indicados na figura a seguir, AB,BC e CA, em uma região onde existe um campo elétrico uniforme, cujas linhas de força estão também representadas na figura. 1

2 Assinale a alternativa correta. a) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga de um trabalho negativo. b) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga de um trabalho nulo. c) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho de módulo igual a IWCAIcosè, onde IWCAI é o módulo do trabalho realizado por esta força entre C e A. d) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho nulo. e) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um trabalho igual àquele realizado entre A e B. 8. (Ufsm 1999) Duas cargas puntiformes q1 e q2 estão separadas por uma distância de 6cm. Se, a 2cm da carga q1, em um ponto da linha que une as cargas, o campo elétrico é nulo, a razão q1/q2 vale a) 1/4. b) 1/3. c) 1. d) -1/3. e) -1/4. 9. (Ufrs 2000) A figura a seguir representa, em corte, três objetos de formas geométricas diferentes, feitos de material bom condutor, que se encontram em repouso. Os objetos são ocos, totalmente fechados, e suas cavidades internas se acham vazias. A superfície de cada um dos objetos está carregada com carga elétrica estática de mesmo valor Q. Em quais desses objetos o campo elétrico é nulo em qualquer 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. 10. (Ufrs 2000) A superfície de uma esfera isolante é carregada com carga elétrica positiva, concentrada em um dos seus hemisférios. Uma esfera condutora descarregada é, então, aproximada da esfera isolante. Assinale, entre as alternativas a seguir, o esquema que melhor representa a distribuição final de cargas nas duas esferas. é atraída por um corpo carregado eletricamente. Afirma-se, então, que I. o corpo está carregado necessariamente com cargas positivas. II. a esfera pode estar neutra. III. a esfera está carregada necessariamente com cargas negativas. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas I e III. 12. (Ufsm 2002) Considere as seguintes afirmativas: I. Um corpo não-eletrizado possui um número de prótons igual ao número de elétrons. II. Se um corpo não-eletrizado perde elétrons, passa a estar positivamente eletrizado e, se ganha elétrons, negativamente eletrizado. III. Isolantes ou dielétricos são substâncias que não podem ser eletrizadas. Está(ão) correta(s) a) apenas I e II. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III. 13. (Ufsm 2002) Uma partícula com carga de 8 x 10-7 C exerce uma força elétrica de módulo 1,6 x 10-2 N sobre outra partícula com carga de 2 x 10-7 C. A intensidade do campo elétrico no ponto onde se encontra a segunda partícula é, em N/C, a) 3,2 x 10-9 b) 1,28 x 10-8 c) 1,6 x 10 4 d) 2 x 10 4 e) 8 x (Ufsm 2002) Uma partícula com carga q = 2 x 10-7 C se desloca do ponto A ao ponto B, que estão numa região em que existe um campo elétrico. Durante esse deslocamento, a força elétrica realiza um trabalho W = 4 x 10-3 J sobre a partícula. A diferença de potencial VB - VA entre os dois pontos considerados vale, em V, a) -8 x b) 8 x c) - 2 x 10 4 d) 2 x 10 4 e) 0,5 x (Ufrs 2001) A figura (I) representa, em corte, uma esfera maciça de raio R, contendo carga elétrica Q, uniformemente distribuída em todo o seu volume. Essa distribuição de carga produz no ponto P1, a uma distância d do centro da esfera maciça, um campo elétrico de intensidade E1. A figura (II) representa, em corte, uma casca esférica de raio 2R, contendo a mesma carga elétrica Q, porém uniformemente distribuída sobre sua superfície. Essa distribuição de carga produz no ponto P2, à mesma distância d do centro da casca esférica, um campo elétrico de intensidade E (Ufsm 2001) Uma esfera de isopor de um pêndulo elétrico 2

3 Selecione a alternativa que expressa corretamente a relação entre as intensidades de campo elétrico E1 e E2. a) E2 = 4 E1 b) E2 = 2 E1 c) E2 = E1 d) E 2 E1 e) E2 E1 2 4 eletrizadas com cargas de mesmo valor, Q, e de mesmo sinal. Nessa situação, o módulo da força eletrostática entre as cascas é... k(q 2 /10.000R 2 ), onde k é a constante eletrostática. A seguir, as cascas são aproximadas até atingirem a configuração final representada na figura a seguir. 16. (Ufrs 2002) O módulo da força eletrostática entre duas cargas elétricas elementares - consideradas puntiformes - separadas pela distância nuclear típica de m é 2, N. Qual é o valor aproximado da carga elementar? (Constante eletrostática k = (4đå0) -1 = N.m 2 /C 2 ) a) 2, C. b) 2, C. c) 1, C. d) 3, C. e) 1, C. 17. (Ufrs 2002) Duas cargas elétricas puntiformes, de valores +4q e -q, são fixadas sobre o eixo dos x, nas posições indicadas na figura a seguir. Sobre esse eixo, a posição na qual o campo elétrico é nulo é indicada pela letra a) a. b) b. c) c. d) d. e) e. Nessa nova situação, o módulo da força eletrostática entre as cascas é... k(q 2 /9R 2 ). a) igual a - menor do que b) igual a - igual a c) igual a - maior do que d) maior do que - igual a e) maior do que - menor do que 21. (Ufrs 2004) Duas cargas elétricas, A e B, sendo A de 2 Ć e B de -4 Ć, encontram-se em um campo elétrico uniforme. Qual das alternativas representa corretamente as forças exercidas sobre as cargas A e B pelo campo elétrico? 18. (Ufsm 2003) Dois corpos condutores esféricos de raios R1 e R2, carregados, são conectados através de um fio condutor. A relação Q2/Q1, depois do contato, vale a) R2/R1 b) R1/R2 c) R1R2 d) R1 2 /R2 2 e) R2 2 /R (Ufrs 2004) A figura a seguir representa a vista lateral de duas placas metálicas quadradas que, em um ambiente desumidificado, foram eletrizadas com cargas de mesmo valor e de sinais contrários. As placas estão separadas por uma distância d = 0,02 m, que é muito menor do que o comprimento de seus lados. Dessa forma, na região entre as placas, existe um campo elétrico praticamente uniforme, cuja intensidade é aproximadamente igual a 5 x 10 3 N/C. Para se transferir uma carga elétrica positiva da placa negativamente carregada para a outra, é necessário realizar trabalho contra o campo elétrico. Esse trabalho é função da diferença de potencial existente entre as placas. Quais são, respectivamente, os valores aproximados da diferença de potencial entre as placas e do trabalho necessário para transferir uma carga elétrica de 3 x 10-3 C da placa negativa para a positiva? a) 15 V e 0,2 J. b) 75 V e 0,2 J. c) 75 V e 0,3 J. d) 100 V e 0,3 J. e) 100 V e 0,4 J. 20. (Ufrs 2004) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que elas aparecem. Duas cascas esféricas finas, de alumínio, de mesmo raio R, que estão a uma distância de 100R uma da outra, são 22. (Ufrs 2006) A figura a seguir representa duas cargas elétricas puntiformes positivas, +q e +4q, mantidas fixas em suas posições. Para que seja nula a força eletrostática resultante sobre uma terceira carga puntiforme, esta carga deve ser colocada no ponto a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 23. (Ufrs 2006) Entre 1909 e 1916, o físico norte-americano Robert Milikan ( ) realizou inúmeras repetições de seu famoso experimento da "gota de óleo", a fim de determinar o valor da carga do elétron. O experimento, levado a efeito no interior de uma câmara a vácuo, consiste em contrabalançar o peso de uma gotícula eletrizada de óleo pela aplicação de um campo elétrico uniforme, de modo que a gotícula se movimente com velocidade constante. O valor obtido por Milikan para a carga eletrônica foi de aproximadamente 1, C. Suponha que, numa repetição desse experimento, uma determinada gotícula de óleo tenha um excesso de cinco elétrons, e que seu peso seja de 4, N. Nessas circunstâncias, para que a referida gotícula se movimente com velocidade constante, a intensidade do campo elétrico aplicado 3

4 deve ser de aproximadamente a) 5, V/m. b) 2, V/m. c) 5, V/m. d) 2, V/m. e) 5, V/m. 27. (Ufrs 2007) Três cargas elétricas puntiformes idênticas, Q1, Q2 e Q3, são mantidas fixas em suas posições sobre uma linha reta, conforme indica a figura a seguir. 24. (Ufrs 2005) Três cargas puntiformes, de valores +2Q, +Q e -2Q, estão localizadas em três vértices de um losango, do modo indicado na figura a seguir. Sabendo-se que o módulo da força elétrica exercida por Q1 sobre Q2 é de 4, N, qual é o módulo da força elétrica resultante sobre Q2? a) 4, N. b) 8, N. c) 1, N. d) 1, N. e) 2, N. 28. (Ufrs 2007) A figura a seguir representa duas cargas elétricas puntiformes, mantidas fixas em suas posições, de valores + 2q e - q, sendo q o módulo de uma carga de referência. Sabendo-se que não existem outras cargas elétricas presentes nas proximidades desse sistema, qual das setas mostradas na figura representa melhor o campo elétrico no ponto P, quarto vértice do losango? a) A seta 1. b) A seta 2. c) A seta 3. d) A seta 4. e) A seta (Ufrs 2005) A figura a seguir representa uma esfera metálica oca, de raio R e espessura desprezível. A esfera é mantida eletricamente isolada e muito distante de quaisquer outros objetos, num ambiente onde se fez vácuo. Em certo instante, uma quantidade de carga elétrica negativa, de módulo Q, é depositada no ponto P da superfície da esfera. Considerando nulo o potencial elétrico em pontos infinitamente afastados da esfera e designando por k a _ "constante eletrostática", podemos afirmar que, após terem decorrido alguns segundos, o potencial elétrico no ponto S, situado à distância 2R da superfície da esfera, é dado por a) -kq/2r. b) -kq/3r. c) +kq/3r. d) -kq/9r 2. e) +kq/9r (Ufrs 2007) Duas pequenas esferas metálicas idênticas e eletricamente isoladas, X e Y, estão carregadas com cargas elétricas + 4 C e - 8 C, respectivamente. As esferas X e Y estão separadas por uma distância que é grande em comparação com seus diâmetros. Uma terceira esfera Z, idêntica às duas primeiras, isolada e inicialmente descarregada, é posta em contato, primeiro, com a esfera X e, depois, com a esfera Y. As cargas elétricas finais nas esferas X, Y e Z são, respectivamente, a) + 2 C, - 3 C e - 3 C. b) + 2 C, + 4 C e - 4 C. c) + 4 C, 0 e - 8 C. d) 0, - 2 C e - 2 C. e) 0, 0 e - 4 C. Considerando-se zero o potencial elétrico no infinito, é correto afirmar que o potencial elétrico criado pelas duas cargas será zero também nos pontos a) I e J. b) I e K. c) I e L. d) J e K. e) K e L. 29. (Ufpel 2007) De acordo com a Eletrostática e seus conhecimentos, é correto afirmar que a) a densidade de carga, nos cantos de uma caixa cúbica condutora, eletricamente carregada, é menor do que nos centros de suas faces. b) duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma certa distância. Para que a intensidade do potencial elétrico se anule num ponto do segmento de reta que as une, ambas deverão apresentar sinais iguais. c) o campo elétrico criado por duas distribuições uniformes de carga, próximas e de sinais contrários, é uniforme, na região entre elas, se as cargas se encontram distribuídas sobre uma pequena esfera e uma placa adjacente. d) uma esfera metálica eletricamente neutra, ao ser aproximada de um bastão de vidro positivamente carregado, sofre uma força de atração elétrica. e) a Lei de Coulomb estabelece que a força elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. 30. (Ufrgs 2008) A figura a seguir representa um campo elétrico uniforme E existente entre duas placas extensas, planas e paralelas, no vácuo. Uma partícula é lançada horizontalmente, com velocidade de módulo constante, a partir do ponto P situado a meia distância entre as placas. As curvas 1, 2 e 3 indicam possíveis trajetórias da partícula. Suponha que ela não sofra ação da força gravitacional. Com base nesses dados, assinale a alternativa que preenche 4

5 corretamente as lacunas do seguinte enunciado. A trajetória indica que a partícula. a) 3 - está carregada negativamente b) 3 - está carregada positivamente c) 1 - está carregada positivamente d) 1 - não está carregada e) 2 - está carregada positivamente 31. (Ufrgs 2008) Uma carga de C está uniformemente distribuída sobre a superfície terrestre. Considerando-se que o potencial elétrico criado por essa carga é nulo a uma distância infinita, qual será aproximadamente o valor desse potencial elétrico sobre a superfície da Lua? (Dados: DTerra-Lua 3, ; k0 = Nm 2 /C 2.) a) - 2, V. b) - 0, V. c) - 2, V. d) - 0, V. e) - 9, V. 32. (Ufrgs 2010) Um aluno recebe um bastão de vidro e um pedaço de seda para realizar uma demonstração de eletrização por atrito. Após esfregar a seda no bastão, o aluno constata que a parte atritada do bastão ficou carregada positivamente. Nesse caso, durante o processo de atrito, cargas elétricas a) positivas foram transferidas da seda para o bastão. b) negativas foram transferidas do bastão para a seda. c) negativas foram repelidas para a outra extremidade do bastão. d) negativas foram destruídas no bastão pelo calor gerado pelo atrito. e) positivas foram criadas no bastão pelo calor gerado pelo atrito. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: A ÁGUA NA ATMOSFERA O calor proveniente do Sol por irradiação atinge o nosso Planeta e evapora a água que sobe, por ser ela, ao nível do mar, menos densa que o ar. Ao encontrar regiões mais frias na atmosfera, o vapor se condensa, formando pequenas gotículas de água que compõem, então, as nuvens, podendo, em parte, solidificar-se em diferentes tamanhos. Os ventos fortes facilitam o transporte do ar próximo ao chão - a temperatura, em dias de verão, chega quase a 40 - para o topo das nuvens, quando a temperatura alcança 70 C. Há um consenso, entre pesquisadores, de que, devido à colisão entre partículas de gelo, água e granizo, ocorre a eletrização da nuvem, sendo possível observar a formação de dois centros: um de cargas positivas e outro de cargas negativas. Quando a concentração de cargas nesses centros cresce muito, acontecem, então, descargas entre regiões com cargas elétricas opostas. Essas descargas elétricas - raios - podem durar até 2s, e sua voltagem encontra-se entre 100 milhões e 1 bilhão de volts, sendo a corrente da ordem de 30 mil amperes, podendo chegar a 300 mil amperes e a C de temperatura. A luz produzida pelo raio chega quase instantaneamente, enquanto que o som, considerada sua velocidade de 300 m/s, chega num tempo 1 milhão de vezes maior. Esse trovão, no entanto, dificilmente será ouvido, se acontecer a uma distância superior a 35 km, já que tende seguir em direção à camada de ar com menor temperatura. Física na Escola, vol. 2, nº 1, 2001 [adapt.] 33. (Ufrgs 2010) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem. Na figura que segue, um próton (carga +e) encontra-se inicialmente fixo na posição A em uma região onde existe um campo elétrico uniforme. As superfícies equipotenciais associadas a esse campo estão representadas pelas linhas tracejadas. Na situação representada na figura, o campo elétrico tem módulo... e aponta para..., e o mínimo trabalho a ser realizado por um agente externo para levar o próton até a posição B é de.... a) 1000 V/m direita -300 ev b) 100 V/m direita -300 ev c) 1000 V/m direita +300 ev d) 100 V/m esquerda -300 ev e) 1000 V/m esquerda +300 ev 34. (Ufpel 2005) Com base no texto e em seus conhecimentos, analise as seguintes afirmativas. I. Um condutor só pode ser carregado por indução. II. O campo elétrico, dentro de um condutor isolado e carregado, é sempre nulo. III. As linhas de força do campo elétrico são perpendiculares às superfícies equipotenciais. IV. Descargas elétricas ocorrem em consequência do rompimento da rigidez dielétrica do ar. Estão corretas a) apenas I, II e III. b) apenas I, III e IV. c) apenas II e IV. d) apenas II, III e IV. e) todas as afirmativas. 35. (Ufpel 2005) A eletrização que ocorre nas gotículas existentes nas nuvens, pode ser observada em inúmeras situações diárias, como quando, em tempo seco, os cabelos são atraídos para o pente, ou quando ouvimos pequenos estalos, por ocasião da retirada do corpo de uma peça de lã. Nesse contexto, considere um bastão de vidro e quatro esferas condutoras, eletricamente neutras, A, B, C e D. O bastão de vidro é atritado, em um ambiente seco, com uma flanela, ficando carregado positivamente. Após esse processo, ele é posto em contato com a esfera A. Esta esfera é, então, aproximada das esferas B e C - que estão alinhadas com ela, mantendo contato entre si, sem tocar-se. A seguir, as esferas B e C, que estavam inicialmente em contato entre si, são separadas e a B é aproximada da D - ligada à terra por um fio 5

6 condutor, sem tocá-la. Após alguns segundos, esse fio é GABARITO cortado. A partir da situação, é correto afirmar que o sinal da carga das 1- C 2- D 3- D 4- B esferas A, B, C e D é, respectivamente, a) +, +, +, -. b) -, -, +, +. c) +, +, -, E 6- A 7- D 8- A d) -, +, -, +. e) +, -, +, E 10- E 11- B 12- A A história da maioria dos municípios gaúchos coincide com a chegada dos primeiros portugueses, alemães, italianos e de outros povos. No entanto, através dos vestígios materiais encontrados nas pesquisas arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores aos citados, protagonizaram a nossa história. Diante da relevância do contexto e da vontade de valorizar o nosso povo nativo, "o índio", foi selecionada a área temática CULTURA e as questões foram construídas com base na obra Os Primeiros Habitantes do Rio Grande do Sul (Custódio, L. A. B., organizador. Santa Cruz do Sul: EDUNISC; IPHAN, 2004). "O povo indígena cultuava a natureza como ninguém, navegava, divinizava os fenômenos naturais, como raios, trovões, tempestades." 36. (Ufsm 2006) Em tempestades, quando ocorre a descarga elétrica que se caracteriza como raio, pode-se afirmar que a) a corrente elétrica é constante. b) o potencial é constante. c) o campo elétrico é uniforme. d) a rigidez dielétrica do ar é rompida. e) a resistência do ar é uniforme. Não só a tecnologia contribui para identificar os procedimentos mais adequados à saúde. É preciso também domínio das particularidades do ser humano. 37. (Ufsm 2007) A ddp que acelera os elétrons entre o filamento e o alvo de um tubo de raios X é de V. Qual a energia, em J, ganha por elétron (e = 1, C)? a) b) 1, c) d) 6, e) 2, E 14- C 15- C 16- C 17- E 18- A 19- D 20- A 21- B 22- B 23- C 24- B 25- B 26- A 27- C 28- E 29- D 30- B 31- A 32- B 33- A 34- D 35- E 36- D 37- D 6