ELETRIZAÇÃO E FORÇA ELÉTRICA

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1 CIENCIAS DA NATUREZA LISTA: FÍSICA 07 3ª série Ensino Médio Professor: SANDRO SANTANA Turma: A ( ) / B ( ) Aluno(a): Segmento temático: 01 - (UFTM/01) Em uma festa infantil, o mágico resolve fazer uma demonstração que desperta a curiosidade das crianças ali presentes. Enche uma bexiga com ar, fecha-a, e, a seguir, após esfregá-la vigorosamente nos cabelos de uma das crianças, encosta o balão em uma parede lisa e perfeitamente vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Qual foi a mágica? a) O ar da bexiga interage com a parede, permitindo o repouso da bexiga. b) Ao ser atritada, a bexiga fica eletrizada e induz a distribuição das cargas da parede, o que permite a atração. c) O atrito estático existente entre a bexiga e a parede é suficiente para segurá-la, em repouso, na parede. d) A bexiga fica eletrizada, gerando uma corrente elétrica que a segura à parede. e) Por ser bom condutor de eletricidade, o ar no interior da bexiga absorve energia elétrica da parede, permitindo a atração. 0 - (FUVEST SP/011) A lei de conservação da carga elétrica pode ser enunciada como segue: a) A soma algébrica dos valores das cargas positivas e negativas em um sistema isolado é constante. b) Um objeto eletrizado positivamente ganha elétrons ao ser aterrado. c) A carga elétrica de um corpo eletrizado é igual a um número inteiro multiplicado pela carga do elétron. d) O número de átomos existentes no universo é constante. e) As cargas elétricas do próton e do elétron são, em módulo, iguais (UFTM/011) A indução eletrostática consiste no fenômeno da separação de cargas em um corpo condutor (induzido), devido à proximidade de outro corpo eletrizado (indutor). Preparando-se para uma prova de física, um estudante anota em seu resumo os passos a serem seguidos para eletrizar um corpo neutro por indução, e a conclusão a respeito da carga adquirida por ele. PASSOS A SEREM SEGUIDOS: I. Aproximar o indutor do induzido, sem tocá-lo. II. Conectar o induzido à Terra. III. Afastar o indutor. IV. Desconectar o induzido da Terra. ELETRIZAÇÃO E FORÇA ELÉTRICA CONCLUSÃO: No final do processo, o induzido terá adquirido cargas de sinais iguais às do indutor. Ao mostrar o resumo para seu professor, ouviu dele que, para ficar correto, ele deverá a) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está correta. b) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão está errada. c) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está errada. d) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está correta. e) inverter o passo II com III, e que sua conclusão está errada. DIA: MÊS: (UEPG PR/011) Considere quatro esferas metálicas idênticas e isoladas uma da outra. Três esferas (a,b,c) estão, inicialmente, descarregadas e a quarta esfera (d) está eletrizada com carga igual a Q. A seguir a esfera d é posta sucessivamente em contato com as esferas a, b e c. No final todas as esferas estão eletrizadas. Sobre as cargas adquiridas pelas esferas, ao final do processo, assinale o que for correto.

2 01. As quatro esferas estarão igualmente eletrizadas. 0. A esfera a estará eletrizada com carga igual a Q/. 04. As esferas c e d estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/ As esferas a, b e c estarão eletrizadas com cargas iguais a Q/ A esfera b estará eletrizada com carga igual a Q/ (UFTM/010) Na época das navegações, o fenômeno conhecido como fogo de santelmo assombrou aqueles que atravessavam os mares, com suas espetaculares manifestações nas extremidades dos mastros das embarcações. Hoje, sabe-se que o fogo de santelmo é uma consequência da eletrização e do fenômeno conhecido na Física como o poder das pontas. Sobre os fenômenos eletrostáticos, considerando-se dois corpos, é verdade que a) são obtidas cargas de igual sinal nos processos de eletrização por contato e por indução. b) toda eletrização envolve contato físico entre os corpos a serem eletrizados. c) para que ocorra eletrização por atrito, um dos corpos necessita estar previamente eletrizado. d) a eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro corpo. e) um corpo não eletrizado é também chamado de corpo neutro, por não possuir carga elétrica (UCS RS/009) Uma pessoa está no aeroporto, levando uma grande mochila de material sintético em um carrinho constituído de uma estrutura metálica com duas rodas, pneus de borracha e duas empunhaduras também de borracha. A pessoa empurra o carrinho, segurando-o pelas empunhaduras, sem perceber que os pneus estão raspando numa parte da mochila. De repente, essa pessoa, ao colocar a mão na superfície metálica do carrinho, leva um choque elétrico. Isso ocorre porque a) a sola do sapato da pessoa é do mesmo material dos pneus. b) o atrito das rodas com a mochila criou um campo magnético permanente, cujo pólo norte está nas rodas e o pólo sul, na mochila. c) o atrito das rodas com a mochila colocou a pessoa, o carrinho e o chão no mesmo potencial elétrico. d) o atrito das rodas com a mochila colocou a pessoa, o carrinho e o chão em diferentes potenciais elétricos. e) como a pessoa, a mochila, os pneus de borracha e a Terra são condutores, naturalmente surge uma corrente elétrica quando são postos em contato (UFG GO/009) Por causa do atrito com o ar, durante o voo, uma abelha fica eletrizada com carga positiva. Ao pousar em uma flor, que é eletricamente neutra, o campo elétrico da abelha produz uma carga induzida em alguns grãos de pólen fazendo com que saltem pelo ar e fiquem presos aos pêlos deste inseto. A parte da flor na qual ocorre a coleta do grão de pólen e a menor força para que o grão de pólen fique preso à abelha, considerando que a massa do grão de pólen é de aproximadamente gramas, são, respectivamente, a) antera e N b) antera e N c) estigma e N d) estigma e N e) ovário e N 08 - (UFAM) Considere as seguintes afirmações a respeito dos processos de eletrização: I. Na eletrização por contato, os corpos ficam eletrizados com cargas de mesmo sinal. II. Na eletrização por atrito, os dois corpos ficam carregados com cargas iguais, porém de sinais contrários. III. No processo de indução eletrostática, o corpo induzido se eletrizará sempre com cargas de sinal contrário às do indutor. Com a relação as três afirmativas acima, podemos dizer que: a) Somente II e III são verdadeiras. b) I, II e III são verdadeiras. c) Somente I e III são verdadeiras. d) Somente I é verdadeira. e) Somente II é verdadeira (UFMT) No século XVIII, Charles-François du Fay, superintendente dos jardins do rei da França, descobriu que, ao colocar um pedaço de metal na forma de fio, em que estavam penduradas duas pequenas lâminas de ouro (eletroscópio), em contato com um corpo carregado eletricamente, as folhas de ouro se afastavam uma da outra. Em relação a esse fenômeno, pode se afirmar: a) Ambas as lâminas adquirem cargas do mesmo sinal que o da carga do corpo carregado eletricamente.

3 b) A carga líquida adquirida por ambas as lâminas será negativa, pois o ouro somente pode ser carregado negativamente. c) Se as lâminas de ouro podem se mover de modo a formar um ângulo entre elas, o cosseno do ângulo será proporcional à quantidade de cargas adquiridas pelas lâminas. d) Se o corpo eletrificado tiver carga oposta à do corpo utilizado por du Fay, a força entre as lâminas será atrativa. e) Uma vez que o número total de cargas deve se conservar, a carga elétrica adquirida pelas lâminas é oposta à do corpo (UECE/01) Quatro cargas elétricas fixas, com valores +q, +q, +3q e +4q, são dispostas nos vértices de um quadrado de lado d. As cargas são posicionadas na ordem crescente de valor, percorrendo-se o perímetro do quadrado no sentido horário. Considere que este sistema esteja no vácuo e que e 0 é a permissividade elétrica nesse meio. Assim, o módulo do campo elétrico resultante no centro do quadrado é 1 q a). 4 e q b). e 1 q c). e 4 q d). e 11 - (UEG GO/01) Duas partículas de massas m 1 e m estão presas a uma haste retilínea que, por sua vez, está presa, a partir de seu ponto médio, a um fio inextensível, formando uma balança em equilíbrio. As partículas estão positivamente carregadas com carga Q 1 = 3,0 C e Q = 0,3 C. Diretamente acima das partículas, a uma distância d, estão duas distribuições de carga Q 3 = -1,0 C e Q 4 = -6,0 C, conforme descreve a figura. Dado: k 0 = 9,0 x 10 9 N.m /C Sabendo que o valor de m 1 é de 30 g e que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s, determine a massa m. 1 - (FEPECS DF/01) Em três dos quatro vértices de um quadrado de lado a estão fixas partículas carregadas como indica a Figura I, que apresenta também as posições iniciais e os valores das cargas dessas partículas. Seja F 1 o módulo da força eletrostática resultante sobre a partícula de carga q. Suponha agora que essa partícula seja deslocada até o centro do quadrado e permaneça fixa nesse ponto, como ilustra a Figura II. Seja F a força eletrostática resultante sobre ela nessa situação. A razão F / F 1 é igual a: a) 0; b) /5; c) 3/5; d) 4/5; e) (MACK SP/011) Duas cargas elétricas puntiformes, quando separadas pela distância D, se repelem com uma força de intensidade F. Afastando-se essas cargas, de forma a duplicar a distância entre elas, a intensidade da força de repulsão será igual a

4 a) F b) F c) F d) F 4 e) F (FEPECS DF/011) Três cargas de valores Q, q e Q estão alinhadas como mostra a figura abaixo. A distância entre as extremidades, onde se encontram cargas Q, é D, e a carga q se encontra no ponto médio desse segmento. Para que as resultantes das forças eletrostáticas em cada carga seja nula, o valor da carga q deve ser: a) Q/4; b) 4Q; c) Q/4; d) 4Q; e) Q/ (UNIFOR CE/010) No modelo clássico nuclear, o átomo de hidrogênio é constituído de um núcleo contendo um próton e um nêutron, e um elétron orbitando este núcleo com uma velocidade escalar v. Considere que as cargas do próton e do elétron têm módulo q e que o elétron tem massa m. Baseados nestas informações, podemos concluir que o movimento do elétron é circular uniforme com um raio igual a: a) r = k o q/mv b) r = k o q/mv c) r = k o q /mv d) r = k o q /mv e) r = k o q/m v 16 - (ITA SP/010) Considere uma balança de braços desiguais, de comprimentos 1 e, conforme mostra a figura. No lado esquerdo encontra-se pendurada uma carga de magnitude Q e massa desprezível, situada a uma certa distância de outra carga, q. No lado direito encontra-se uma massa m sobre um prato de massa desprezível. Considere as cargas como pontuais e desprezível a massa do prato da direita, o valor de q para equilibrar a massa m é dado por a) mg d /(k 0 Q 1 ) b) 8mg d /(k 0 Q 1 ) c) 4mg d /(3k 0 Q 1 ) d) mg d /( 3 k 0 Q 1 ) e) 8mg d /( 3 3 k 0 Q 1 ) 17 - (UFTM/009) Duas cargas elétricas de valores QA 4 C e QB C e são mantidas no vácuo, separadas por uma distância de 0,m. 19 N.m Sendo a constante eletrostática do vácuo, 9x10, determine: C a) a intensidade da força elétrica que uma carga exerce sobre a outra. b) o módulo do trabalho que deve ser realizado sobre a carga A, para que ela seja levada, a partir de sua posição original, a uma distância de 0,1m da carga B (UNESP/009)

5 No vácuo, duas partículas, 1 e, de cargas respectivamente iguais a Q 1 e Q, estão fixas e separadas por uma distância de 0,50 m, como indica o esquema. Uma terceira partícula, de carga Q 3, é colocada entre as partículas 1 e, na mesma reta. Considerando 1,4, sabendo que as três cargas têm sinais iguais e que a carga Q 1 = Q, a distância de Q 1 em que deverá ser colocada a carga Q 3 para que ela permaneça em equilíbrio eletrostático será de a) 0,10 m. b) 0,0 m. c) 0,30 m. d) 0,40 m. e) 0,50 m (UNIFESP SP/009) Considere a seguinte unidade de medida: a intensidade da força elétrica entre duas cargas q, quando separadas por uma distância d, é F. Suponha em seguida que uma carga q 1 = q seja colocada frente a duas outras cargas, 3q e q 4q, segundo a disposição mostrada na figura. q 3 A intensidade da força elétrica resultante sobre a carga q 1, devido às cargas q e q 3, será a) F. b) 3F. c) 4F. d) 5F. e) 9F. 0 - (UNICAMP SP/009) O fato de os núcleos atômicos serem formados por prótons e nêutrons suscita a questão da coesão nuclear, uma vez que os -19 prótons, que têm carga positiva q 1,6 x 10 C, se repelem através da força eletrostática. Em 1935, H. Yukawa propôs uma teoria para a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém os núcleos coesos. a) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois prótons F N é igual a vinte vezes o módulo da força eletrostática entre eles F e, ou seja, F 0F. O módulo da força eletrostática entre dois prótons separados por uma N E q 9 distância d é dado por FE K onde K 9,0 x 10 N m /C. Obtenha o módulo da força nuclear forte F N entre os d 15 dois prótons, quando separados por uma distância d 1,6x10 m, que é uma distância típica entre prótons no núcleo. b) As forças nucleares são muito maiores que as forças que aceleram as partículas em grandes aceleradores como o LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico aplicado na 6 direção do movimento. Sabendo que um campo elétrico de módulo E,0 x 10 N/C age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton. 1 - (FEI SP) Duas cargas puntiformes q 1 5 C e q 10 C estão fixas em pontos separados por uma distância de 50 cm no vácuo. Se 9 Nm a constante eletrostática do vácuo é K0 9x10 C, podemos afirmar que a força entre as cargas é de: Adote g = 10 m/s a) atração com módulo 3,6 N. b) repulsão com módulo 3,6 N. c) atração com módulo 1,8 N. d) repulsão com módulo 0,9 N. e) repulsão com módulo 1,8 N. - (UNIMONTES MG)

6 A figura abaixo ilustra um sistema em equilíbrio no qual duas esferas de massa M, carregadas com carga positiva Q, estão em vértices de um triângulo isósceles em que o ângulo entre os dois lados iguais é 90º. A alternativa em que a relação entre D e as grandezas K (constante elétrica), Q, M e g (módulo da aceleração da gravidade) está CORRETA é a) D Q K / Mg b) D K Q/ Mg c) D Q K / Mg d) KQ D Mg 3 - (UFG GO) Duas esferas idênticas são suspensas por fios de comprimento l, com os pontos de suspensão separados por l. Os fios são isolantes, inextensíveis e de massas desprezíveis. Quando as esferas estão carregadas com cargas Q de mesmo sinal, os fios fazem um ângulo de 30 com a vertical. Descarregando as esferas e carregando-as com cargas q de sinais opostos, os fios formam novamente um ângulo de 30 com a vertical. De acordo com as informações apresentadas, calcule o módulo da razão Q/q. 4 - (UFPE/011) Considerando que as três cargas da figura estão em equilíbrio, determine qual o valor da carga Q 1 em unidades de 10 9 C. Considere Q 3 = C. GABARITO: 1) Gab: B ) Gab: A 3) Gab: B 4) Gab: 5) Gab: D 6) Gab: D 7) Gab: B 8) Gab: B 9) Gab: A 10) Gab: B 11) Gab: m = 18 g 1) Gab: B 13) Gab: D 14) Gab: C 15) Gab: D 16) Gab: E 17) Gab: a) 1,8 N b) 1,8 J 18) Gab: C 19) Gab: D 0) Gab: a) 1.800N b) 3, x N 1) Gab: E ) Gab: C Q 3) Gab: 3 q 4) Gab: Q 1 = C