Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 3 o ano Disciplina: Física Eletrostática 01 - (MACK SP) Fixam-se as cargas puntiformes q 1 e q 2, de mesmo sinal, nos pontos A e B, ilustrados acima. Para que no ponto C o vetor campo elétrico seja nulo, é necessário que a) q 2 = 9 1 q 1 b) q 2 = 3 1 q 1 c) q 2 = 3 q 1 d) q 2 = 6 q 1 e) q 2 = 9 q 1 02 - (PUC RJ) Duas cargas pontuais q 1 = 3,0 C e q 2 = 6,0 C são colocadas a uma distância de 1,0 m entre si. Calcule a distância, em metros, entre a carga q 1 e a posição, situada entre as cargas, onde o campo elétrico é nulo. Considere k C = 9 10 9 Nm 2 /C 2 a) 0,3 b) 0,4 c) 0,5 d) 0,6 e) 2,4 03 - (UEMA) O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica em um ponto P é igual a E. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto P, por meio do afastamento da carga e dobrando-se também o valor da carga, o módulo do vetor campo elétrico, nesse ponto, muda para: a) 8E b) E/4 c) 2E d) 4E e) E/2 1
04 - (UDESC) 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 C c) + 40 mc d) 40 C e) 40 mc 05 - (MACK SP) Uma pequena esfera de isopor, de massa 0,512 g, está em equilíbrio entre as armaduras de um capacitor de placas paralelas, sujeito às ações exclusivas do campo elétrico e do campo 2 gravitacional local. Considerando g 10m/s, pode-se dizer que essa pequena esfera possui a) um excesso de 1,0 10 12 elétrons, em relação ao número de prótons. b) um excesso de 6,4 10 12 prótons, em relação ao número de elétrons. c) um excesso de 1,0 10 12 prótons, em relação ao número de elétrons. d) um excesso de 6,4 10 12 elétrons, em relação ao número de prótons. e) um excesso de carga elétrica, porém, impossível de ser determinado. 06 - (UEFS BA) O campo elétrico entre as placas mostradas na figura é E = 2,0 10 4 N/C e a distância entre elas é d = 7,0mm. Considere que um elétron seja liberado, a partir do repouso, nas proximidades da placa negativa, a carga do elétron em módulo igual a 1,6 10 19 C e a sua massa igual 9,1 10 31 kg. Nessas condições, o módulo da velocidade do elétron, em m/s, ao chegar à placa positiva, é de 2
a) 3,6 10 3 b) 3,6 10 6 c) 5,0 10 6 d) 7,0 10 6 e) 12,6 10-6 07 - (UECE) Uma partícula carregada negativamente é posta na presença de um campo elétrico de direção vertical, com sentido de cima para baixo e módulo constante E, nas proximidades da superfície da Terra. Denotando-se por g o módulo da aceleração da gravidade, a razão entre a carga e a massa da partícula para que haja equilíbrio estático deve ser a) b) c) d) E g g E E 9,8g 9,8E g 08 - (UFV MG) Um feixe contendo radiações alfa ( ), beta ( ) e gama ( ) entra em uma região que possui um campo elétrico uniforme E (como mostra a figura abaixo). Considerando apenas a interação das radiações com o campo elétrico, a alternativa que representa CORRETAMENTE a trajetória seguida por cada tipo de radiação dentro da região com campo elétrico é: a) b) c) 3
d) 09 - (UNINOVE SP) A distância entre duas placas planas e paralelas é de 1,0 cm. O potencial elétrico dos pontos da placa A é nulo e o da placa B é 220 V. O ponto C está localizado bem no centro e a meia distância das placas. A intensidade, em V/m, do campo elétrico em C está corretamente representada na alternativa: a) 2,2.10 5. b) 2,2.10 4. c) 2,2.10 3. d) 2,2.10 2. e) 2,2.10. 10 - (UNIFESP SP) A presença de íons na atmosfera é responsável pela existência de um campo elétrico dirigido e apontado para a Terra. Próximo ao solo, longe de concentrações urbanas, num dia claro e limpo, o campo elétrico é uniforme e perpendicular ao solo horizontal e sua intensidade é de 120 V/m. A figura mostra as linhas de campo e dois pontos dessa região, M e N. O ponto M está a 1,20m do solo, e N está no solo. A diferença de potencial entre os pontos M e N é a) 100 V. b) 120 V. c) 125 V. d) 134 V. e) 144 V. 11 - (UNCISAL) Entre duas placas planas e paralelas A e B, distanciadas de 1,0 cm uma da outra, há um campo 4 elétrico uniforme de intensidade 5,0 10 N/C. Considerando nulo o potencial elétrico da placa A, o potencial elétrico da placa B, em volts, é igual a 4
a) 5,0. b) 50. c) 2,5 10 2. d) 5,0 10 2. e) 2,5 10 3. 12 - (MACK SP) Um aluno, ao estudar Física, encontra no seu livro a seguinte questão: No vácuo (k = 9.10 9 Nm 2 /C 2 ), uma carga puntiforme Q gera, à distância D, um campo elétrico de intensidade 360 N/C e um potencial elétrico de 180 V, em relação ao infinito. A partir dessa afirmação, o aluno determinou o valor correto dessa carga como sendo a) 24 C b) 10 C c) 30 nc d) 18 nc e) 10 nc 13 - (UCS RS) Em uma experiência com colisões de partículas, um próton, partindo do repouso, foi acelerado por um campo elétrico, até atingir determinado alvo. Se o próton sofreu essa aceleração por 15 km, antes da colisão, e se o valor do campo nessa distância era constante e equivalia a 1 x 10 5 N/C, qual o valor da energia cinética que ele possuía no instante do impacto? Considere a carga elétrica do próton como 1,6 x 10 19 C. a) 1,6 x 10 15 J b) 24 x 10 11 J c) 15 x 10 07 J d) 32 x 10 05 J e) 32 x 10 10 J 14 - (UEFS BA) No campo elétrico criado por uma esfera eletrizada com carga Q, o potencial varia com a distância ao centro dessa esfera, conforme o gráfico. 5
Considerando-se a constante eletrostática do meio igual a 1,0 10 10 N m 2 /C 2, a carga elétrica, em Coulomb, existente na esfera é igual a a) 6,0 10 4 b) 6,0 10 5 c) 6,0 10 6 d) 6,7 10 9 e) 6,7 10 16 15 - (UFPR) Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial V igual a 32 V. Considerando a massa do próton igual a 1,6 x 10-27 kg e sua carga igual a 1,6 x 10-19 C, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2. a) 2,0 x 10 4 m/s. b) 4,0 x 10 4 m/s. c) 8,0 x 10 4 m/s. d) 1,6 x 10 5 m/s. e) 3,2 x 10 5 m/s. 16 - (FAMECA SP) Uma carga puntiforme q = 4 C é abandonada do repouso no ponto A, dentro de um campo elétrico uniforme horizontal de intensidade 100 V/m. Devido à ação da força elétrica que a partícula recebe, ela é acelerada até atingir o ponto B, a 20 cm de A. No trajeto entre A e B, a partícula eletrizada sofreu uma redução de energia potencial elétrica, em joules, igual a a) 2 x 10 5. 6
b) 4 x 10 5. c) 8 x 10 5. d) 5 x 10 4. e) 6 x 10 4. 17 - (PUC MG) São necessários 60 Joules de trabalho para mover 5 Coulombs de carga entre dois pontos em um campo elétrico. A diferença de potencial entre esses dois pontos é, em Volts: a) 5 b) 300 c) 60 d) 12 TEXTO: 1 - Comum à questão: 18 Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s². 18 - (UPE) Um elétron é projetado na mesma direção e sentido de um campo elétrico uniforme de 6 intensidade E 1000N/C, com uma velocidade inicial Vo 3,2 10 m/s. Considerando que a carga do -19-31 elétron vale 1,6.10 e sua massa vale 9,11 10 kg, a ordem de grandeza da distância percorrida em metros pelo elétron, antes de atingir momentaneamente o repouso, vale a) 10 16 b) 10 13 c) 10-8 d) 10 10 e) 10 2 TEXTO: 2 - Comum à questão: 19 Os Dez Mais Belos Experimentos da Física A edição de setembro de 2002 da revista Physics World apresentou o resultado de uma enquete realizada entre seus leitores sobre o mais belo experimento da Física. Na tabela abaixo são listados os dez experimentos mais votados. 7
1)Experiment o da dupla fendade Young, realizadocomelétrons. 2)Experiment o da queda dos corpos,realizadapor Galileu. 3)Experiment o da gota de óleo,realizadapor Millikan. 4)Decomposiçãoda luz solar comum prisma, realizadapor Newton. 5) Experiment o da interferência da luz, realizadapor Young. 6) Experiment o coma balançade torsão, realizada por Cavendish. 7)Medida da circunferência da T erra,realizadapor Erastóstenes. 8) Experiment o sobreo movimentode corposnum planoinclinado,realizado por Galileu. 9)Experiment o de Rutherford. 10) Experiênci a do pêndulode Foucault. 19 - (UEG GO) Embora as experiências realizadas por Millikan tenham sido muito trabalhosas, as ideias básicas nas quais elas se apoiam são relativamente simples. Simplificadamente, em suas experiências, R. Millikan conseguiu determinar o valor da carga do elétron equilibrando o peso de gotículas de óleo eletrizadas, colocadas em um campo elétrico vertical e uniforme, produzido por duas placas planas ligadas a uma fonte de voltagem, conforme ilustrado na figura abaixo. Carga do elétron (em módulo) e = 1,6 10 19 C g = 10 m/s 2 Supondo que cada gotícula contenha cinco elétrons em excesso, ficando em equilíbrio entre as placas separadas por d = 1,50 cm e submetendo-se a uma diferença de potencial V AB = 600 V, a massa de cada gota vale, em kg: a) 1,6x10 15 b) 3,2x10 15 c) 6,4x10 15 d) 9,6x10 15 TEXTO: 3 - Comum à questão: 20 Dados: Aceleração da gravidade: 10 m/s 2 Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm 3 Pressão atmosférica: 1,0x10 5 N/m 2 Constante eletrostática: k 0 = 1/4 0 = 9,0x10 9 N.m 2 /C 2 8
20 - (UFPE) O gráfico mostra a dependência do potencial elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, em função da distância à carga. Determine o valor da carga elétrica. Dê a sua resposta em unidades de 10 9 C. GABARITO: 1) Gab: E 2) Gab: B 3) Gab: E 4) Gab: D 5) Gab: A 6) Gab: D 7) Gab: B 8) Gab: A 9) Gab: B 10) Gab: E 11) Gab: D 12) Gab: E 13) Gab: B 14) Gab: C 15) Gab: C 16) Gab: C 17) Gab: D 18) Gab: E 19) Gab: B 20) Gab: Q = 5 nc 9