Força elétrica e campo elétrico Prof. Caio

Transcrição

1 1. (Fuvest) Os centros e quatro esferas iênticas, I, II, III e IV, com istribuições uniformes e carga, formam um quarao. Um feixe e elétrons penetra na região elimitaa por esse quarao, pelo ponto equiistante os centros as esferas III e IV, com velociae inicial v na ireção perpenicular à reta que une os centros e III e IV, conforme representao na figura. A trajetória os elétrons será retilínea, na ireção e v, e eles serão aceleraos com velociae crescente entro a região plana elimitaa pelo quarao, se as esferas I, II, III e IV estiverem, respectivamente, eletrizaas com cargas Note e aote: Q é um número positivo. a) Q, Q, Q, Q b) Q, Q, Q, Q c) Q, Q, Q, Q ) Q, Q, Q, Q e) Q, Q, Q, Q. (Unesp) Em um experimento e eletrostática, um estuante ispunha e três esferas metálicas iênticas, A, B e C, eletrizaas, no ar, com cargas elétricas 5Q, 3Q e Q, respectivamente. Utilizano luvas e borracha, o estuante coloca as três esferas simultaneamente em contato e, epois e separá-las, suspene A e C por fios e sea, manteno-as próximas. Verifica, então, que elas interagem eletricamente, permaneceno em equilíbrio estático a uma istância uma a outra. Seno k a constante eletrostática o ar, assinale a alternativa que contém a correta representação a configuração e equilíbrio envolveno as esferas A e C e a intensiae a força e interação elétrica entre elas. a) b) Página 1 e 5

2 c) ) e) 3. (Fuvest) A uma istância uma a outra, encontram-se uas esferinhas metálicas iênticas, e imensões esprezíveis, com cargas - Q e + 9 Q. Elas são postas em contacto e, em seguia, colocaas à istância. A razão entre os móulos as forças que atuam APÓS o contacto e ANTES o contacto é a) /3 b) 4/9 c) 1 ) 9/ e) 4 4. (Fuvest) Duas cargas pontuais positivas, q1 e q = 4q1, são fixaas a uma istância uma a outra. Uma terceira carga negativa q3 é colocaa no ponto P entre q1 e q, a uma istância X a carga q1, conforme mostra a figura. a) Calcule o valor e X para que a força sobre a carga q3 seja nula. b) Verifique se existe um valor e q3 para o qual tanto a carga q1 como a q permanecem em equilíbrio, nas posições o item a), sem necessiae e nenhuma outra força além as eletrostáticas entre as cargas. Caso exista, calcule este valor e q3; caso não exista, escreva "não existe" e justifique. 5. (Unicamp) Em 01 foi comemorao o centenário a escoberta os raios cósmicos, que são partículas provenientes o espaço. a) Os neutrinos são partículas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria o Sol. Sabeno-se que a istância o Sol à Terra é igual a 1, m, e consierano a velociae os neutrinos igual a 3, m/s, calcule o tempo e viagem e um neutrino solar até a Terra. Página e 5

3 b) As partículas ionizam o ar e um instrumento usao para meir esta ionização é o eletroscópio. Ele consiste em uas hastes metálicas que se repelem quano carregaas. De forma simplificaa, as hastes poem ser trataas como ois pênulos simples e mesma massa m e mesma carga q localizaas nas suas extremiaes. O móulo a força elétrica entre as cargas é ao por q k, seno k = N m /C. Para a situação ilustraa na figura abaixo, qual é a carga q, se m = 0,004 g? 6. (Unesp) Um ispositivo para meir a carga elétrica e uma gota e óleo é constituío e um capacitor polarizao no interior e um recipiente convenientemente veao, como ilustrao na figura. A gota e óleo, com massa m, é abanonaa a partir o repouso no interior o capacitor, one existe um campo elétrico uniforme E. Sob ação a graviae e o campo elétrico, a gota inicia um movimento e quea com aceleração 0, g, one g é a aceleração a graviae. O valor absoluto (móulo) a carga poe ser calculao através a expressão a) Q = 0,8 mg/e. b) Q = 1, E/mg. c) Q = 1, m/ge. ) Q = 1, mg/e. e) Q = 0,8 E/mg. Página 3 e 5

4 Gabarito: Resposta a questão 1: [C] Para que o movimento o feixe e elétrons seja retilíneo e acelerao no interior o quarao, a força elétrica eve ter o mesmo sentio a velociae inicial. Como se trata e carga negativas (elétrons), o vetor campo elétrico resultante eve ter, então, sentio oposto ao a força. Isso somente é conseguio com a istribuição e cargas mostraa na figura. E R representa o vetor campo elétrico resultante num ponto a trajetória. Resposta a questão : [B] Calculano a carga final (Q') e caa esfera é aplicano a lei e Coulomb; vem: ' ' ' ' QA QB QC 5Q 3Q Q ' QA QB QC Q Q Q. 3 3 ' ' k Q A QC k Q 4 k Q F F. Como as cargas têm mesmo sinal, as forças repulsivas (ação-reação) têm mesma intensiae. Resposta a questão 3: [B] Resposta a questão 4: a) x = 3. b) q3 = q1 Resposta a questão 5: ΔS a) Como V, teremos: 11 S 8 1,5x10 3 V Δ 3,0x10 0,5x10 s Resposta: b) T mg 0 5,0x10 s Página 4 e 5

5 Tg45 1 mg mg mg q Como k : q mg k mg De acoro com o enunciao: k = N m /C = 3 cm = 3x10 - m m = 0,004 g = 4x10-6 kg g = 10 m/s Substituino os valores: 9 q 9x10.q 6 18 k mg 4x10.10 q 4x10 (3x10 ) 9 Resposta: q,0x10 C Resposta a questão 6: [A] Página 5 e 5