ONGEP PRÉ-VESTIBULAR POPULAR FÍSICA EXTENSIVO 2005 Prof o Walescko ELETROSTÁTICA - Lista 2 01) Considerando-se a distribuição de cargas da figura a seguir e admitindo-se que as cargas Q sejam idênticas, podemos afirmar que: Nesse caso pode-se afirmar que: (a) somente a afirmativa I é correta. (b) as afirmaticas II e III são corretas. (c) as afirmativas I e III são corretas (d) somente a afirmativa III é correta. (e) nenhuma das alternativas é correta. 05) A figura a seguir mostra as esferas metãlicas, A e B, montadas em suportes isolantes. Elas estão em contato, de modo a formarem um único condutor descarregado. Um bastão isolante, carregado com carga negativa -q, trazido para perto da esfera A, sem toca-la. Em seguida, com o bastão na mesma posição, as duas esferas são separadas. Sobre a carga final em cada uma das esferas podemos afirma: (a) a carga q se move sobre a reta 1. (b) a carga q se move sobre a reta 2 (c) a carga q se move sobre a reta 3. (d) a carga q se move sobre a reta 4. (e) a carga q não se move. 02) A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20 cm uma da outra, é 0,030 N. Esta força aumentará para 0,060N se a distância entre as cargas alterada para: (a) 5,0 cm. (b) 10 cm. (c) 14 cm. (d) 28 cm. (e) 40 cm. 04) Um objeto metálico carregado positivamente, com carga +Q, é aproximado de um eletroscópio de folhas, que foi previamente carregado negativamente com carga igual a -Q. (a) a carga final em cada uma das esferas é nula. (b) a carga final em cada uma das esferas é negativa. (c) a carga final em cada uma das esferas é positiva. (d) a carga final positiva na esfera A e negatica na esfera B. (e) a carga final negatica na esfera A e positiva na esfera B. 06) Nos pontos A(2, 2), B(2, -1) e C(-2, -1) do plano cartesiano, são colocadas, respectivamente, as cargas eltricas puntiformes Q A = 1,2 µc, Q B = - 1,0 µc e Q C = 1,6 µc. Considerando que a experiência foi realizada no vácuo (k 0 = 9. 10 9 Nm 2 /C 2 ) e que as distâncias são medidas em metros, a intensidade da força elétrica resultante sobre a carga Q B, situada em B, é: (a) 0,9. 10-3 N. (b) 1,2. 10-3 N. (c) 1,5. 10-3 N. (d) 2,1. 10-3 N. (e) 4,5. 10-3 N. 07) Deseja-se, dispondo-se do material ilustrado abaixo, carregar esferas metálicas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos, sem encostar o bastão nas esferas. I. À medida que o objeto for se aproximando do esletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que já estavam. II. À medida que o objeto dor se aproximando, as folhas permanecem como estavam. III. Se o objeto tocar o terminal externo do eletroscópio, as folhas necessariamente vão fechar-se. Descreva, em etapas, e apresentando as respectivas ilustrações, o procedimento necessário para se atingir este objetivo.
(b) repulsão - maior do que o - repulsão. (c) repulsão - igual ao - atração. (d) repulsão - menor do que o - repulsão. (e) atração - menor do que o - atração. 12) Uma partícula, com carga elétrica q, encontra-se a uma distância d de outra partícula, com carga -3q. Chamando de F 1 o módulo da força elétrica que a segunda carga exerce sobre a primeira e F 2 o módulo da força elétrica que a primeira carga exerce sobre a segunda, podemos afirmar que 08) Ao tentar ler o parágrafo que trata das propriedades das linhas de força de um campo elétrico, Guilherme verificou que seu livro de Física apresentaca algumas falhas de impressão (lacunas). O prarágrafo encionado com as respectivas lacunas era o seguinte: As linhas de força saem de cargas, se cruzam e quanto mais maior é a intensidade do cmapo elétrico nessa região. (a) F 1 = 3F 2 e as forças são atrativas. (b) F 1 = 3F 2 e as forças são repulsivas. (c) F 1 = F 2 e as forças são atrativas. (d) F 1 = F 2 e as forças são repulsivas. (e) F 1 = F 2/3 e as forças são atrativas. 13) UFRGS 97) 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 9.10-6 C e a outra com 15.10-6 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). Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. (a) positivas, nunca, afastadas. (b) positivas, nunca, poximas. (c) positivas, sempre, próximas. (d) negativas, nunca, afsatadas. (e) negaticas, sempre, próximas. 10) No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, o elétron só pode ocupar órbitas circulares cujos raios são dados por r n = na o, onde n é um número inteiro (número quântico principal) e a o é o raio da órbita mais próxima do núcleo (raio de Bohr). Quando ocupa a órbita caracterizada por n = 1, o elétron sofre uma força elétrica de módulo F 1, devida ao núcleo, e sua energia potencial elétrica é U 1 (considerando-se o zero da energia potencial no infinito). Se o elétron ocupar a órbita caracterizada por n = 3, o módulo da força elétrica e a energia potencial elétrica serão, respectivamente, (a) 9 F 1 e 3 U 1. (b) 3 F 1 e 3 U 1. (c) F 1/3 e 3 U1. (d) F 1/3 e U 1/3. 9e) F 1/9 e U 1/3. 11) Em um átomo de hidrogênio, no seu estado fundamental, o módulo da força de... elétrica é... módulo da força de... gravitacional entre o núcleo e o elétron. figura (a) antes (vista lateral) figura (b) depois (vista superior) 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) 9.10-6 C; 15.10-6 C; 0 C c) 12.10-6 C; 12.10-6 C; 0 C d) 8.10-6 C; 8.10-6 C; 8.10-6 C e) 2.10-6 C; 2.10-6 C; 2.10-6 C 14) (UFRGS 96) Analise as afirmativas, abaixo, 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. (a) atração - maior do que o - atração.
(d) O pára-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 -2 C e +1C. Depois que esses corpos são colocados em contato e afastados, a carga em um deles pode ser - 0,3 C. 15) (UFRGS 96) Considere um sistema de duas cargas esféricas positivas (q 1 e q 2), onde q 1 = 4q 2. Uma pequena esfera 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 q 1 é (a) igual ao valor da força que ela sofre por parte da carga q 2. (b) quatro vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q 2. (c) quatro vezes menor do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q 2. (d)dezesseis vezes maior do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q 2. (e) dezesseis vezes menor do que o valor da força que ela sofre por parte da carga q 2. 16) A figura abaixo 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. I II III esfera cubo pirâmide 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. 16) A superfície de uma esfera isolante é carregada com carga elétrica positiva, concentrada em um de seus hemisférios. Uma esfera condutora descarregada é, então, aproximada da esfera isolante. Assinale, entre as alternativas abaixo, o esquema que melhor representa a distribuição final de cargas nas duas esferas. (a) (b) (c) (e) (d) 17) O método da eletrização por fricção (atrito) foi a primeira maneira descoberta pelo homem para obter corpos carregados eletricamente. O que os experimentadores da época faziam era segurar em suas mãos bastões de diversos materiais e atritá-los com peles de animais. Entretanto, até cerca de 1730, corpos metálicos não podiam ser eletrizados por esse método e eram denominados não eletrizáveis. A explicação correta para esse fato é que (a) nos metais, os elétrons estão fortemente ligados aos núcleos atômicos; não se pode, pois, arrancá-los por fricção. (b) os metais e o próprio corpo humano são bons condutores de eletricidade. (c) os metais são materiais não porosos; portanto, a eletricidade não pode neles penetrar. (d) os metais são capazes de desenvolver uma espécie de blindagem eletrostática, a qual impede que a eletricidade neles penetre. (e) nos bastões metálicos, as cargas elétricas dirigem-se para o interior; não há, pois, como detectá-las a partir da superfície do corpo. 18) Duas pequenas esferas metálicas, isoladas, idênticas e situadas no vácuo, estão inicialmente carregadas com +10 µc e -8 µc. As esferas são encostadas e, então, novamente separadas, com seus centros mantidos a 10 centímetros de distância um do outro. Que tipo de força eletrostática será exercida sobre essas esferas e qual o seu módulo? (1/4 o = 9.10 9 N.m 2 /C 2 ) (1C = 10-6 C) (a) atrativa, de módulo igual a 0,81 N. (b) atrativa, de módulo igual a 0,90 N. (c) atrativa, de módulo igual a 0,70 N. (d) repulsiva, de módulo igual a 0,81 N. (e) repulsiva, de módulo igual a 0,90 N. 19) Considere as afirmações abaixo. I Um corpo que tem o número de prótons diferente do número de elétrons está eletricamente carregado. II Na eletrização por atrito os corpos atritados podem adquirir cargas elétricas de sinais opostos. III Na eletrização por contato, os corpos adquirem, necessariamente, cargas elétricas de mesmo sinal. Quais são corretas?
(a) apenas I (b) apenas II (c) apenas III (d) apenas I e III (e) I, II e III 20) (UFRGS 91) Tem-se uma pequena esfera E eletricamente carregada pendurada por um fio isolante (figura 1). Ao aproximar-se um bastão X, a esfera E é por ele atraída (figura 2), logo após retirar-se o bastão X, aproxima-se um bastão Y. A esfera é então repelida pelo bastão Y (figura 3). (a) atração, sendo F 1 = F 2 (b) atração, sendo F 1 = 2F 2 (c) atração, sendo F 1 = F 2/2 (d) repulsão, sendo F 1 = F 2 (e) repulsão, sendo F 1 = 2F 2 23) A figura ilustrada duas cargas elétricas positivas iguais. A E + B + D C E X E Y E As cargas e os pontos estão localizados no plano da página. Em qual dos pontos representados, o campo elétrico resultantes é menos intenso? Figura 1 Figura 2 Figura 3 Qual a alternativa que apresenta uma possível distribuição predominante de cargas elétricas positivas (+) e negativas (-) na esfera e nos bastões? Esfera E bastão X bastão Y (a) + + - (b) + - + (c) + - - (d) - - + (e) - + + 21) Três esferas metálicas idênticas, X, Y e Z, estão colocadas sobre suportes feitos de isolante elétrico e Y está ligada à terra por um fio condutor, conforme mostra a figura. X Y Z X e Y estão descarregadas, enquanto Z está carregada com uma quantidade de carga elétrica q. Em condições ideais, faz-se a esfera Z tocar primeiro a esfera X e depois a Y. Logo após esse procedimento, as quantidades de carga elétrica nas esferas X, Y e Z são, respectivamente, (a) q/3, q/3 e q/3 (b) q/2, q/4 e q/4 (c) q/2, q/2 e nula (d) q/2, nula e q/2 (e) q/2, nula e nula 22) (UFRGS 92) Duas partículas, separadas entre sí por uma distância r, estão eletricamente carregadas com quantidades de cargas positivas q 1 e q 2, sendo q 1 = 2q 2. Considere F 1 o módulo da força elétrica exercida por q 2 sobre q 1 e F 2 o módulo da força elétrica de q 1 sobre q 2. Nessa situação, a força elétrica entre as partículas é de (a) A (b) B (c) C (d)d (e) E 24) Afigura mostra linhas eqüipotenciais de um campo elétrico uniforme: + 10 V A + 5 V 0 V - 5 V - 10 V B C - 15 V Uma carga elétrica puntiforme positiva de 2,0 coulomb é movimentada com velocidade constante sobre cada um dos trajetos de A até B, de B, até C, e de A até C. Nessas condições, o trabalho necessário para movimentar a carga (a) de A até B é maior do que de A até C. (b) de A até B é Igual ao de B até C. (c) de A até C é igual ao de B até C. (d)de A até B é nulo. (e)de B até C é nulo. 25) O módulo da força eletrostática entre duas cargas elétricas elementares consideradas puntiformes separadas pela distância nuclear típica de 10-15 m é 2,30. 10 2 N. Qual é o valor aproximado da carga elementar? (constante eletrostática k = 9. 10 9 N.m 2 /C 2 ) a) 2,56.10-38 C. b) 2,56.10-20 C. c) 1,60.10-19 C. d) 3,20.10-19 C.
e) 1,60.10-10 C.