Título: Professor: Turma: 2ª Lista de Física II Tadeu 3ª Ano

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1 Título: Professor: Turma: 2ª Lista de Física II Tadeu 3ª Ano Questão 1 Três esferas metálicas iguais estão carregadas eletricamente e localizadas no vácuo. Inicialmente, as esferas A e B possuem, cada uma delas, carga +Q, enquanto a esfera C tem carga -Q. Considerando as situações ilustradas, determine: a) a carga final da esfera C, admitindo que as três esferas são colocadas simultaneamente em contato e a seguir afastadas; b) o módulo da força elétrica entre as esferas A e C, sabendo que primeiramente essas duas esferas são encostadas, como mostra a figura I, e, em seguida, elas são afastadas por uma distância D, conforme a figura II. Questão 3 Duas cargas, q e -q, são mantidas fixas a uma distância d uma da outra. Uma terceira carga q³ é colocada no ponto médio entre as duas primeiras, como ilustra a figura A. Nessa situação, o módulo da força eletrostática resultante sobre a carga q³ vale FÛ. A carga q³ é então afastada dessa posição ao longo da mediatriz entre as duas outras até atingir o ponto P, onde é fixada, como ilustra a figura B. Agora, as três cargas estão nos vértices de um triângulo equilátero. Nessa situação, o módulo da força eletrostática resultante sobre a carga q³ vale F½. Calcule a razão FÛ/F½. Questão 4 Questão 2 Nos vértices de um triângulo isósceles, de lado L = 3,0 cm e ângulo de base 30, são colocadas as cargas pontuais qû = 2,0 C e q½ = qý = 3,0 C. Qual a intensidade da força elétrica, em N, que atua sobre a carga qû? Considere duas pequenas esferas condutoras iguais, separadas pela distância d=0,3m. Uma delas possui carga Q =1 10 ªC e a outra Q =-5 10 C. Utilizando 1/(4 ³)=9 10ªN.m /C, a) calcule a força elétrica F de uma esfera sobre a outra, declarando se a força é atrativa ou repulsiva. b) A seguir, as esferas são colocadas em contato uma com a outra e recolocadas em suas posições originais. Para esta nova situação, calcule a força elétrica F de uma esfera sobre a outra, declarando se a força é atrativa ou repulsiva. Questão 5 Duas partículas com carga 5 x 10 C cada uma estão separadas por uma distância de 1 m. Dado K = 9 x 10ª Nm /C, determine a) a intensidade da força elétrica entre as partículas; b) o campo elétrico no ponto médio entre as partículas. 1

2 Questão 6 Todas as diferentes forças que se observam na natureza podem ser explicadas em termos de quatro interações básicas das partículas elementares: 1. a força gravitacional 2. a força eletromagnética 3. a força nuclear forte 4. a força nuclear fraca As forças observadas na vida diária entre os corpos macroscópicos se devem ou à força gravitacional ou à força eletromagnética. Ambas comportam-se segundo a lei do inverso do quadrado da distância entre os corpos que (Adaptado de Paul Tipler. "Física". v. 1. Rio de Janeiro: LTC. p.83) Duas pequenas esferas A e B, de mesmo diâmetro e inicialmente neutras, são atritadas entre si. Devido ao atrito, 5,0. 10 elétrons passam da esfera A para a B. Separando-as, em seguida, a uma distância de 8,0 cm a força de interação elétrica entre elas tem intensidade, em newtons, de Dados: carga elementar = 1,6. 10 ª C constante eletrostática = 9. 10ª N. m /C a) 9,0. 10 b) 9,0. 10 c) 9,0. 10 d) 9,0. 10 e) 9,0. 10 Questão 7 ENERGIA A quase totalidade da energia utilizada na Terra tem sua origem nas radiações que recebemos do Sol. Uma parte é aproveitada diretamente dessas radiações (iluminação, aquecedores e baterias solares, etc.) e outra parte, bem mais ampla, é transformada e armazenada sob diversas formas antes de ser usada (carvão, petróleo, energia eólica, hidráulica, etc). A energia primitiva, presente na formação do universo e armazenada nos elementos químicos existentes em nosso planeta, fornece, também, uma fração da energia que utilizamos (reações nucleares nos reatores atômicos, etc). (Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga. "Curso de Física". v.2. S. Paulo: Scipione, p. 433) Três esferas estão eletrizadas com cargas p, m, g, tais que g + m = 9 C g + p = 8 C m + p = 5 C A carga elétrica g em microcoulombs vale: a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 2 Questão 8 Dispõe-se de uma placa metálica M e de uma esferinha metálica P, suspensa por um fio isolante, inicialmente neutras e isoladas. Um feixe de luz violeta é lançado sobre a placa retirando partículas elementares da mesma. As figuras (1) a (4) adiante, ilustram o desenrolar dos fenômenos ocorridos. Podemos afirmar que na situação (4): a) M e P estão eletrizadas positivamente. b) M está negativa e P neutra. c) M está neutra e P positivamente eletrizada. d) M e P estão eletrizadas negativamente. e) M e P foram eletrizadas por indução. Questão 9 Uma esfera condutora eletricamente neutra, suspensa por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo tamanho e eletrizadas com cargas Q, 3Q/2, e 3Q, respectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada, a carga da primeira esfera é igual a a) Q/4 b) Q/2 c) 3Q/4 d) Q e) 2Q 2

3 Questão 10 Uma pequena esfera, leve e recoberta por papel alumínio, presa a um suporte por um fio isolante, funciona como eletroscópio. Aproxima-se da esfera um corpo carregado A, que a atrai até que haja contato com a esfera. A seguir, aproxima-se da esfera outro corpo B, que também provoca a atração da esfera. d) os nêutrons da pessoa passam para o eletroscópio. e) os prótons do eletroscópio passam para a pessoa. Questão 13 onsidere as afirmações a seguir I. A e B podem ter cargas de sinais opostos. II. A e B estão carregados positivamente. III. A esfera estava, inicialmente, carregada. Pode-se afirmar que APENAS a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e III são corretas. e) II e III são corretas. Questão 11 Em uma experiência de laboratório, constatou-se que um corpo de prova estava eletricamente carregado com uma carga cujo módulo era de 7,2x10 ªC. Considerando-se que a carga do elétron é 1,6 x 10 ªC, pode-se afirmar que: a) o corpo está carregado positivamente. b) a medida está indicando a carga de vários prótons. c) a medida está errada e não merece confiança. d) o corpo está carregado negativamente. Questão 12 O eletroscópio de folhas representado na figura está carregado positivamente; se uma pessoa tocar na esfera A ele se descarrega porque: a) os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio. b) os prótons da pessoa passam para o eletroscópio. c) os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa. Uma esfera isolante está eletrizada com uma carga de -3,2 C. Sabendo que a carga elementar vale 1,6.10 ªC, é correto afirmar que a esfera apresenta. a) excesso de 2,0.10 elétrons. b) falta de 2,0.10 elétrons. c) excesso de 5,0.10 prótons. d) falta de 5,0.10 prótons. e) excesso de 5,0.10 elétrons. Questão 14 Três esferas condutoras A, B e C têm o mesmo diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão carregadas com cargas Q½=1,2 C e QÝ = 1,8 C. Com a esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois C. As cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são, respectivamente, a) 0,60 C, 0,60 C e 1,8 C b) 0,60 C, 1,2 C e 1,2 C c) 1,0 C, 1,0 C e 1,0 C d) 1,2 C, 0,60 C e 1,2 C e) 1,2 C, 0,8 C e 1,0 C Questão 15 Considere dois corpos sólidos envolvidos em processos de eletrização. Um dos fatores que pode ser observado tanto na eletrização por contato quanto na por indução é o fato de que, em ambas, a) torna-se necessário manter um contato direto entre os corpos. b) deve-se ter um dos corpos ligado temporariamente a um aterramento. c) ao fim do processo de eletrização, os corpos adquirem cargas elétricas de sinais opostos. 3

4 d) um dos corpos deve, inicialmente, estar carregado eletricamente. e) para ocorrer, os corpos devem ser bons condutores elétricos. Questão 16 Três cargas elétricas puntiformes q, q e qƒ estão eqüidistantes, fixas ao longo de um eixo, como na figura: último problema onde se pedia o cálculo da constante eletrostática em um determinado meio, arranca a folha que ainda estava presa em seu caderno e a entrega ao professor. Durante a correção da segunda questão, o professor não pôde considerar cem por cento de acerto, devido à falta da unidade correspondente à grandeza física solicitada. O pedaço faltante que daria a totalidade do acerto para a segunda questão, dentre os apresentados, seria s cargas q e q são iguais, possuindo módulo q. Para que a força resultante sobre a carga q seja nula, o módulo da carga qƒ deve ser a) 6q b) 4q c) 3q d) 2q e) q Questão 17 Qual dos gráficos a seguir melhor representa a variação da força elétrica que uma carga puntiforme exerce sobre outra carga puntiforme quando a distância é alterada entre elas? Questão 19 Inicialmente, a força elétrica atuando entre dois corpos A e B, separados por uma distância d, é repulsiva e vale F. Se retirarmos metade da carga do corpo A, qual deve ser a nova separação entre os corpos para que a força entre eles permaneça igual a F? a) d. b) d/2. c) d/ë2. d) d/ë3. e) d/3. Questão 20 A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20cm uma da outra, é 0,030N. Esta força aumentará para 0,060N se a distância entre as cargas for alterada para a) 5,0 cm b) 10 cm c) 14 cm d) 28 cm e) 40 cm Questão 18 Já havia tocado o sinal quando o professor dera o ultimato. - "Meninos, estou indo embora!...". Desesperadamente, um aluno, que terminara naquele momento a resolução do Questão 21 Dois prótons de uma molécula de hidrogênio distam cerca de 1,0 10 m. Qual o módulo da força elétrica que um exerce sobre o outro, em unidades de 10 ªN? a) 13 4

5 b) 18 c) 20 d) 23 e) 28 Questão 22 O gráfico a seguir mostra a intensidade da força eletrostática entre duas esferas metálicas muito pequenas, em função da distância entre os centros das esferas. Se as esferas têm a mesma carga elétrica, qual o valor desta carga? a) 0,86 C b) 0,43 C c) 0,26 C d) 0,13 C e) 0,07 C Questão 23 Oito cargas positivas, +Q, são uniformemente dispostas sobre uma circunferência de raio R, como mostra a figura a seguir. Uma outra carga positiva, +2Q, é colocada exatamente no centro C da circunferência. A força elétrica resultante sobre esta última carga é proporcional a: a) (8Q )/R b) (10Q )/R c) (2Q )/R d) (16Q )/R e) zero Questão 24 Assinale a alternativa que apresenta o que as forças dadas pela Lei da Gravitação Universal de Newton e pela Lei de Coulomb têm em comum. a) Ambas variam com a massa das partículas que b) Ambas variam com a carga elétrica das partículas que c) Ambas variam com o meio em que as partículas d) Ambas variam com o inverso do quadrado da distância entre as partículas que e) Ambas podem ser tanto de atração como de repulsão entre as partículas que Questão 25 O átomo de hidrogênio é constituído por um próton e um elétron. A estabilidade desse átomo é possível à atuação da força centrípeta que, nesse caso, é exatamente a força elétrica. Indique qual o gráfico que melhor representa o comportamento da força elétrica F, em relação à distância d, entre o núcleo do hidrogênio e o elétron da eletrosfera. 5