TD DE FÍSICA 2 Questões de Campo elétrico PROF.: João Vitor

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1 1. (Udesc 2014) Analise as proposições relacionadas às linhas de campo elétrico e às de campo magnético. I. As linhas de força do campo elétrico se estendem apontando para fora de uma carga pontual positiva e para dentro de uma carga pontual negativa. II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam os campos elétricos. III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente, onde a intensidade do respectivo campo é maior. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa II é verdadeira. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 2. (Ufsc 2014) A figura 1 mostra um caminhão-tanque que pode ser utilizado no transporte de combustível das refinarias para os postos de combustível. O tanque usado para o transporte de combustível é todo metálico, com aberturas em cima para a colocação do combustível e inspeção e com saídas na parte de baixo para a transferência do combustível figura 2 para os postos de combustível. A transferência do combustível do caminhão para o posto segue uma norma de procedimentos que servem para garantir a segurança de todos, principalmente no sentido de evitar fagulhas que possam dar início a uma explosão. Um dos principais procedimentos é aterrar o tanque ao solo. Considerando o exposto acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) O potencial elétrico no interior do tanque eletricamente carregado pode ser analisado como um condutor metálico eletricamente carregado. Representa-se graficamente o potencial elétrico, dentro e fora do tanque, da seguinte forma: 02) Estando o tanque eletricamente neutro, ele não possui cargas elétricas. Página 1 de 9

2 04) Durante uma viagem, o tanque adquire uma carga elétrica de módulo 270μ C. O valor do campo elétrico e do potencial elétrico a 200,0 m do tanque vale, aproximadamente e 4 respectivamente, 1,21 N / C e 60,75 V. 08) O aterramento do tanque visa fazer com que o caminhão-tanque fique com uma carga elétrica resultante igual a zero, porque, em função dos pneus, feitos de borracha, e do seu atrito com o ar, o caminhão pode ficar eletricamente carregado. 16) Admitindo que o caminhão-tanque esteja carregado eletricamente, o campo elétrico no interior do tanque é zero e o potencial elétrico é constante, pois as cargas elétricas se encontram em repouso na superfície externa do tanque. 3. (Ita 2014) Considere as afirmações a seguir: I. Em equilíbrio eletrostático, uma superfície metálica é equipotencial. II. Um objeto eletrostaticamente carregado induz uma carga uniformemente distribuída numa superfície metálica próxima quando em equilíbrio eletrostático. III. Uma carga negativa desloca-se da região de maior para a de menor potencial elétrico. IV. É nulo o trabalho para se deslocar uma carga teste do infinito até o ponto médio entre duas cargas pontuais de mesmo módulo e sinais opostos. Destas afirmações, é (são) correta(s) somente a) I e II. b) I, II e III. c) I, II e IV. d) I e IV. e) III. 4. (Uem 2013) As imagens obtidas por ressonância magnética, como aquelas oriundas de exames de ressonância nuclear magnética, têm sido cada vez mais empregadas na análise de tecidos humanos. A respeito dos conceitos relacionados a ressonância, campo magnético e histologia, assinale o que for correto. 01) O fenômeno da ressonância é observado quando a frequência da fonte externa coincide com a frequência natural de oscilação do sistema que entra em ressonância. 02) Cargas elétricas estáticas geram campos magnéticos estáticos, que interagem com campos magnéticos uniformes. 04) O tecido muscular é constituído por células alongadas que são altamente contráteis devido ao encurtamento de filamentos proteicos citoplasmáticos dispostos ao longo de seu comprimento. 08) No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vetor campo magnético, B, denomina-se tesla. 16) O tecido nervoso forma os diversos componentes do sistema nervoso central, constituído pelo encéfalo e pela medula espinhal, e do sistema nervoso periférico, constituído pelos nervos e gânglios nervosos. 5. (Unesp 2013) Uma carga elétrica q > 0 de massa m penetra em uma região entre duas grandes placas planas, paralelas e horizontais, eletrizadas com cargas de sinais opostos. Nessa região, a carga percorre a trajetória representada na figura, sujeita apenas ao campo elétrico uniforme E, representado por suas linhas de campo, e ao campo gravitacional terrestre g. Página 2 de 9

3 É correto afirmar que, enquanto se move na região indicada entre as placas, a carga fica sujeita a uma força resultante de módulo a) q E m g. b) q E g. c) q E m g. d) m q E g. e) m E g. 6. (Ufrgs 2012) As cargas elétricas +Q, -Q e +2Q estão dispostas num círculo de raio R, conforme representado na figura abaixo. Com base nos dados da figura, é correto afirmar que, o campo elétrico resultante no ponto situado no centro do círculo está representado pelo vetor a) E 1. b) E 2. c) E 3. d) E 4. e) E (Uem 2012) Assinale o que for correto. 01) Cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, deslocam-se para a região de menor potencial elétrico. 02) Cargas elétricas negativas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, movem-se na direção e no sentido do campo. 04) Linhas de força de campo elétrico são sempre perpendiculares às superfícies equipotenciais. 08) Aos campos de forças conservativas, como o campo elétrico, associa-se o conceito de potencial. Página 3 de 9

4 16) Em um campo conservativo, como o campo elétrico, o trabalho realizado por uma força conservativa para deslocar uma partícula de um ponto a outro do campo independe da trajetória da partícula. 8. (Upf 2012) Uma pequena esfera de 1,6 g de massa é eletrizada retirando-se um número n de elétrons. Dessa forma, quando a esfera é colocada em um campo elétrico uniforme de 9 1 N C, na direção vertical para cima, a esfera fica flutuando no ar em equilíbrio. Considerando que a aceleração gravitacional local g é m/s 2 e a carga de um elétron é 19 1,6 C, pode-se afirmar que o número de elétrons retirados da esfera é: a) 1 b) 1 c) d) 1 7 e) 1 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Dados: Aceleração da gravidade: Densidade do mercúrio: Pressão atmosférica: 2 m/s. 3 13,6 g/cm ,0 N/m Constante eletrostática: k 1 4πε 9,0 N m /C (Ufpe 2012) Três cargas elétricas, q1 16 C, q2 1,0 C e q3 4,0 C, são mantidas fixas no vácuo e alinhadas, como mostrado na figura. A distância d = 1,0 cm. Calcule o módulo do campo elétrico produzido na posição da carga q 2, em V/m.. (Ufpe 2011) Uma carga elétrica puntiforme gera campo elétrico nos pontos P 1 e P 2. A figura a seguir mostra setas que indicam a direção e o sentido do vetor campo elétrico nestes pontos. Contudo, os comprimentos das setas não indicam os módulos destes vetores. O modulo do campo elétrico no ponto P 1 e 32 V/m. Calcule o modulo do campo elétrico no ponto P 2, em V/m. 11. (Ufsm 2011) A luz é uma onda eletromagnética, isto é, a propagação de uma perturbação dos campos elétrico e magnético locais. Analise as afirmações a seguir, que estão relacionadas com as propriedades do campo Página 4 de 9

5 elétrico. I. O vetor campo elétrico é tangente às linhas de força. II. Um campo elétrico uniforme se caracteriza por ter as linhas de força paralelas e igualmente espaçadas. III. O número de linhas de força por unidade de volume de um campo elétrico é proporcional à quantidade de cargas do corpo. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas I e II. d) apenas III. e) I, II e III. 12. (Udesc 2011) A carga elétrica de uma partícula com 2,0 g de massa, para que ela permaneça em repouso, quando colocada em um campo elétrico vertical, com sentido para baixo e intensidade igual a 500 N/C, é: a) + 40 nc b) + 40 μ C c) + 40 mc d) - 40 μ C e) - 40 mc TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado na figura a seguir. Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raios-x. 13. (Unicamp 2011) No ar, a ruptura dielétrica ocorre para campos elétricos a partir de E = 3,0 x 6 V/m. Suponha que ocorra uma descarga elétrica entre a fita e o rolo para uma diferença de potencial V = 9 kv. Nessa situação, pode-se afirmar que a distância máxima entre a fita e o rolo vale a) 3 mm. b) 27 mm. c) 2 mm. d) 37 nm. 14. (Ufjf 20) Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra é E =150 N / C e está dirigido para baixo como mostra a figura. Adotando a aceleração da gravidade como sendo g = m / s 2 e desprezando a resistência do ar, a massa m, em gramas, de uma esfera de carga q 4 μc, para que ela fique em equilíbrio no campo gravitacional da Terra, é: Página 5 de 9

6 a) 0, 06. b) 0, 5. c) 0,03. d) 0,02. e) 0, (Ufpe 20) Nos vértices de um triângulo isósceles são fixadas três cargas puntiformes iguais a Q 1 = +1,0-6 C; Q 2 = - 2,0-6 C; e Q 3 = +4,0-6 C. O triângulo tem altura h = 3,0 mm e base D = 6,0 mm. Determine o módulo do campo elétrico no ponto médio M, da base, em unidades de 9 V/m. 16. (Unirio 20) Como é que um copo interage com outro, mesmo à distância? Com o desenvolvimento da ideia do Campo Gravitacional criado por uma massa, passou a se explicar a força de atração gravitacional com mais clareza e melhor entendimento: uma porção de matéria cria em torno de si um campo gravitacional, onde a cada ponto é associado um vetor aceleração da gravidade. Quando um outro corpo é colocado neste ponto, passa a sofrer a ação de uma força de origem gravitacional. Ideia semelhante se aplica para o campo elétrico gerado por uma carga Q, com uma carga de prova q colocada num ponto P, próximo a Q, que sofre a ação de uma força elétrica F. Página 6 de 9

7 Com relação às três figuras, na ordem em que elas aparecem e, ainda com relação ao texto enunciado, analise as afirmativas a seguir. I. Para que o corpo de massa m seja atraído pela Terra, é necessário que ele esteja eletrizado. II. Para que a carga elétrica q da segunda figura seja submetida à força indicada, é necessário que ela esteja carregada positivamente. III. Se o corpo de massa m, da primeira figura, estiver negativamente carregado, ele sofrerá uma força de repulsão. IV. Não importa a carga do corpo de massa m, da primeira figura, matéria sempre atrai matéria na razão inversa do produto de suas massas. V. A carga elétrica de q, na terceira figura, com toda certeza é negativa. Pode-se afirmar que: a) Somente IV é verdadeira. b) Somente II e V são verdadeiras. c) Somente II, II e V são verdadeiras. d) Somente I e Iv são verdadeiras. e) Todas são verdadeiras. 17. (Ita 20) Uma esfera condutora de raio R possui no seu interior duas cavidades esféricas, de raio a e b, respectivamente, conforme mostra a figura. No centro de uma cavidade há uma carga puntual q a e no centro da outra, uma carga também puntual q b,cada qual distando do centro da esfera condutora de x e y, respectivamente. E correto afirmar que a) a força entre as cargas q a e q b é k 0 q a q b /(x 2 + y 2 2xy cos è). b) a força entre as cargas q a e q b é nula. c) não é possível determinar a força entre as cargas, pois não há dados suficientes. Página 7 de 9

8 d) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, q c, esta não sentiria força alguma. e) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, q c, a força entre q a e q b seria alterada. 18. (Fatec 20) Leia o texto a seguir. Técnica permite reciclagem de placas de circuito impresso e recuperação de metais Circuitos eletrônicos de computadores, telefones celulares e outros equipamentos poderão agora ser reciclados de forma menos prejudicial ao ambiente graças a uma técnica que envolve a moagem de placas de circuito impresso. O material moído é submetido a um campo elétrico de alta tensão para separar os materiais metálicos dos não-metálicos, visto que a enorme diferença entre a condutividade elétrica dos dois tipos de materiais permite que eles sejam separados. ( acessado em Adaptado.) Considerando as informações do texto e os conceitos físicos, pode-se afirmar que os componentes a) metálicos, submetidos ao campo elétrico, sofrem menor ação deste por serem de maior b) metálicos, submetidos ao campo elétrico, sofrem maior ação deste por serem de maior c) metálicos, submetidos ao campo elétrico, sofrem menor ação deste por serem de menor d) não-metálicos, submetidos ao campo elétrico, sofrem maior ação deste por serem de maior e) não-metálicos, submetidos ao campo elétrico, sofrem menor ação deste por serem de maior 19. (Uepg 20) Uma carga elétrica em repouso cria, no espaço a sua volta, um campo elétrico E. Se uma carga de prova q o (positiva) é abandonada nesse espaço, sobre ela atuará uma força elétrica devida ao campo elétrico. Suponha que a carga de prova q o se desloca de um ponto A para um ponto B. Sobre este fenômeno físico, assinale o que for correto. 01) O trabalho realizado pelo campo elétrico, sobre a carga de prova, é em módulo igual à variação da sua energia potencial elétrica. 02) O campo elétrico não realiza trabalho sobre a carga de prova enquanto esta se desloca do ponto A para o ponto B. 04) A carga de prova tende a se deslocar do ponto de maior potencial elétrico para o ponto de menor potencial elétrico. 08) A intensidade do trabalho realizado pelo campo elétrico sobre a carga de prova, ao se deslocar entre os pontos A e B, depende do caminho seguido ao ir de um ponto ao outro. 16) Se a carga de prova se desloca sobre uma superfície equipotencial, o trabalho realizado pelo campo elétrico sobre ela é, em módulo, maior que o trabalho realizado para provocar o mesmo deslocamento entre duas superfícies sujeitas a diferentes potenciais. 20. (Ufjf 20) Um pêndulo simples é construído com uma esfera metálica de massa m = 1,0 x -4 kg, carregada positivamente com uma carga q = 3,0x 5 C e um fio isolante de comprimento l de massa desprezível. Quando um campo elétrico uniforme e constante E é aplicado verticalmente para cima, em toda a região do pêndulo, o seu período T =2 π de valor. Considere g = m/s 2. l g dobra Página 8 de 9

9 a) Calcule a aceleração resultante, na presença dos campos elétrico e gravitacional. b) Calcule a intensidade do campo elétrico. Página 9 de 9