QUESTAO_casa_campo_eletrico

Interbits – SuperPro ® Web
1. (Pucrj 2013) Duas cargas pontuais q1 = 3,0 μC e q2 = 6,0 μC são colocadas a uma
distância de 1,0 m entre si.
Calcule a distância, em metros, entre a carga q1 e a posição, situada entre as cargas, onde o
campo elétrico é nulo.
9
a) 0,3
b) 0,4
c) 0,5
d) 0,6
e) 2,4
2
Considere kC = 9 × 10 Nm /C
2. (Ufrgs 2013) Na figura abaixo, está mostrada uma série de quatro configurações de linhas
de campo elétrico.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas da sentença abaixo, na ordem
em que aparecem.
Nas figuras __________, as cargas são de mesmo sinal e, nas figuras __________, as cargas
têm magnitudes distintas.
a) 1 e 4 - 1 e 2
2
Interbits – SuperPro ® Web
b) 1 e 4 - 2 e 3
c) 3 e 4 - 1 e 2
d) 3 e 4 - 2 e 3
e) 2 e 3 - 1 e 4
3. (Unesp 2013) Uma carga elétrica q > 0 de massa m penetra em uma região entre duas
grandes placas planas, paralelas e horizontais, eletrizadas com cargas de sinais opostos.
Nessa região, a carga percorre a trajetória representada na figura, sujeita apenas ao campo
ur
elétrico uniforme E , representado por suas linhas de campo, e ao campo gravitacional terrestre
r
g.
É correto afirmar que, enquanto se move na região indicada entre as placas, a carga fica
sujeita a uma força resultante de módulo
a) q ⋅ E + m ⋅ g.
b) q ⋅ (E − g) .
c) q ⋅ E − m ⋅ g.
d) m ⋅ q ⋅ (E − g ) .
e) m ⋅ (E − g) .
4. (Ufrgs 2012) As cargas elétricas +Q, -Q e +2Q estão dispostas num círculo de raio R,
conforme representado na figura abaixo.
Com base nos dados da figura, é correto afirmar que, o campo elétrico resultante no ponto
situado no centro do círculo está representado pelo vetor
a) E1.
b) E2.
c) E3.
Interbits – SuperPro ® Web
d) E4.
e) E5.
5. (Upf 2012) Uma pequena esfera de 1,6 g de massa é eletrizada retirando-se um número n
de elétrons. Dessa forma, quando a esfera é colocada em um campo elétrico uniforme de
1× 109 N C, na direção vertical para cima, a esfera fica flutuando no ar em equilíbrio.
2
Considerando que a aceleração gravitacional local g é 10 m/s e a carga de um elétron é
1,6 × 10−19 C, pode-se afirmar que o número de elétrons retirados da esfera é:
a) 1× 1019
b) 1× 1010
c) 1× 109
d) 1× 108
e) 1× 107
6. (Unimontes 2011) Duas cargas puntiformes Q e q são separadas por uma distância d, no
vácuo (veja figura). Se, no ponto P, o campo elétrico tem módulo nulo, a relação entre Q e q é
igual a
Dado:
9
2
2
K0 = 9 x10 Nm /C
a) Q = −q
b) q = −Q
c) Q = −q
( x + d)
2
.
d2
( x + d)
2
x2
( x + d)
d) Q = −2q
2
x2
( x + d)
x2
.
.
2
.
7. (Udesc 2011) 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 μ C
c) + 40 mC
d) - 40 μ C
e) - 40 mC
8. (Ufjf 2010) Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra é E =150 N / C e está
dirigido para baixo como mostra a figura. Adotando a aceleração da gravidade como sendo g
2
=10 m / s e desprezando a resistência do ar, a massa m, em gramas, de uma esfera de carga
q = −4 μC , para que ela fique em equilíbrio no campo gravitacional da Terra, é:
Interbits – SuperPro ® Web
a) 0, 06.
b) 0, 5.
c) 0,03.
d) 0,02.
e) 0, 4.
9. (Ita 2009) Uma partícula carregada negativamente está se movendo na direção +x quando
entra em um campo elétrico uniforme atuando nessa mesma direção e sentido. Considerando
que sua posição em t = 0 s é x = 0 m, qual gráfico representa melhor a posição da partícula
como função do tempo durante o primeiro segundo?
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
"Nuvens, relâmpagos e trovões talvez estejam entre os primeiros fenômenos naturais
observados pelos humanos pré-históricos. [...]. A teoria precipitativa é capaz de explicar
convenientemente os aspectos básicos da eletrificação das nuvens, por meio de dois
processos [...]. No primeiro deles, a existência do campo elétrico atmosférico dirigido para
baixo [...]. Os relâmpagos são descargas de curta duração, com correntes elétricas intensas,
que se propagam por distâncias da ordem de quilômetros [...]".
Interbits – SuperPro ® Web
(FERNANDES, W. A.; PINTO Jr. O; PINTO, I. R. C. A. Eletricidade e poluição no ar. Ciência
Hoje. v. 42, n. 252. set. 2008. p. 18.)
10. (Uel 2009) Revistas de divulgação científica ajudam a população, de um modo geral, a se
aproximar dos conhecimentos da Física. No entanto, muitas vezes alguns conceitos básicos
precisam ser compreendidos para o entendimento das informações. Nesse texto, estão
explicitados dois importantes conceitos elementares para a compreensão das informações
dadas: o de campo elétrico e o de corrente elétrica.
Assinale a alternativa que corretamente conceitua campo elétrico.
a) O campo elétrico é uma grandeza vetorial definida como a razão entre a força elétrica e a
carga elétrica.
b) As linhas de força do campo elétrico convergem para a carga positiva e divergem da carga
negativa.
c) O campo elétrico é uma grandeza escalar definida como a razão entre a força elétrica e a
carga elétrica.
d) A intensidade do campo elétrico no interior de qualquer superfície condutora fechada
depende da geometria desta superfície.
e) O sentido do campo elétrico independe do sinal da carga Q, geradora do campo.
11. (Fatec 2008) Um elétron é colocado em repouso entre duas placas paralelas carregadas
com cargas iguais e de sinais contrários. Considerando desprezível o peso do elétron, pode-se
afirmar que este:
a) Move-se na direção do vetor campo elétrico, mas em sentido oposto do vetor campo elétrico.
b) Move-se na direção e sentido do vetor campo elétrico.
c) Fica oscilando aleatoriamente entre as placas.
d) Move-se descrevendo uma parábola.
e) Fica em repouso.
ur
12. (Ufrgs 2008) A figura a seguir representa um campo elétrico uniforme E existente entre
duas placas extensas, planas e paralelas, no vácuo. Uma partícula é lançada horizontalmente,
com velocidade de módulo constante, a partir do ponto P situado a meia distância entre as
placas. As curvas 1, 2 e 3 indicam possíveis trajetórias da partícula. Suponha que ela não sofra
ação da força gravitacional.
Com base nesses dados, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do
seguinte enunciado.
A trajetória _________ indica que a partícula __________.
a) 3 - está carregada negativamente
b) 3 - está carregada positivamente
c) 1 - está carregada positivamente
d) 1 - não está carregada
Interbits – SuperPro ® Web
e) 2 - está carregada positivamente
13. (Pucrj 2007) Duas esferas metálicas contendo as cargas Q e 2Q estão separadas pela
distância de 1,0 m. Podemos dizer que, a meia distância entre as esferas, o campo elétrico
gerado por:
a) ambas as esferas é igual.
b) uma esfera é 1/2 do campo gerado pela outra esfera.
c) uma esfera é 1/3 do campo gerado pela outra esfera.
d) uma esfera é 1/4 do campo gerado pela outra esfera.
e) ambas as esferas é igual a zero.
14. (Ufms 2007) O vento desloca uma nuvem, carregada, com velocidade V constante e
horizontal, próximo da superfície da Terra (veja a figura). A nuvem está carregada
negativamente com uma distribuição de cargas uniforme. Suponha que, devido à evaporação
de água, moléculas de água estejam flutuando próximo à superfície da Terra. Como o centro
de cargas positivas dos dois átomos de hidrogênio não coincide com o centro de cargas
negativas do átomo de oxigênio que constituem cada molécula d'água, podemos considerar
cada molécula d'água como um dipolo elétrico com cargas + 2e e - 2e, onde e é a carga do
elétron. Esses dipolos estão inicialmente em repouso, e com orientações aleatórias. Considere
sempre uniformes os campos gravitacional, produzido pela Terra, e elétrico, produzido pela
nuvem. Com relação aos fenômenos físicos que ocorrerão, quando a nuvem passar sobre os
dipolos, assinale a alternativa correta.
a) O vetor que representa o campo elétrico produzido pela nuvem, possuirá sentido da nuvem
para a superfície da terra.
b) Os dipolos serão alinhados pelo campo elétrico, atraídos e arrastados até a nuvem.
c) A força elétrica resultante em cada dipolo será nula.
d) Durante o alinhamento dos dipolos, a força elétrica não realiza trabalho nos dipolos.
e) Os dipolos ficarão alinhados predominantemente na direção horizontal.
15. (Unesp 2007) Um dispositivo para medir a carga elétrica de uma gota de óleo é constituído
de um capacitor polarizado no interior de um recipiente convenientemente vedado, como
ilustrado na figura.
Interbits – SuperPro ® Web
A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do repouso no interior do capacitor, onde
existe um campo elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo elétrico, a gota inicia
um movimento de queda com aceleração 0,2 g, onde g é a aceleração da gravidade. O valor
absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através da expressão
a) Q = 0,8 mg/E.
b) Q = 1,2 E/mg.
c) Q = 1,2 m/gE.
d) Q = 1,2 mg/E.
e) Q = 0,8 E/mg.
Interbits – SuperPro ® Web
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[B]
Observe a figura abaixo.
r
r
Para que o campo elétrico no ponto assinalado seja nulo, E1 = E2 . Portanto:
kq1
x
2
=
kq2
2
(1 − x)
→
3
x
2
=
6
2
(1 − x)
→
1
x
2
=
2
1 − 2x + x 2
2x 2 = x2 − 2x + 1 → x 2 + 2x − 1 = 0
x=
− 2 ± 2 2 − 4 x1x (−1) − 2 ± 8 − 2 + 2 2
=
=
= 2 − 1 ≅ 0,4m
2
2
2
Resposta da questão 2:
[A]
Na figura 1 as linhas de força emergem das duas cargas, demonstrando que elas são positivas.
Observe que o número de linhas de força emergente da carga da direita é maior do que as que
“morrem” na carga da esquerda evidenciando que o módulo da carga da direita é maior
Na figura 2 as linhas de força emergem da carga da esquerda (positiva) e “morrem” na carga
da direita (negativa). Observe que o número de linhas de força “morrendo” na carga da direita é
maior do que as que emergem da carga da esquerda evidenciando que o módulo da carga da
direita é maior
Na figura 3 as linhas de força emergem da carga da esquerda (positiva) e “morrem” na carga
da direita (negativa). Observe que o número de linhas de força “morrendo” na carga da direita é
igual àquele do que as que emergem da carga da esquerda evidenciando que os módulos das
cargas são iguais.
Na figura 4 as linhas de força emergem de ambas as cargas evidenciando que elas são
positivas. Observe que o número de linhas de força que emergem das cargas é igual
evidenciando que os módulos das cargas são iguais.
Resposta da questão 3:
[C]
Na partícula agem a força peso e a força elétrica, como mostrado na figura.
Interbits – SuperPro ® Web
Se ela desvia para cima, a intensidade da força elétrica é maior que a intensidade do peso.
Então, a resultante das forças é:
FR = FE − P ⇒ FR = q E − m g.
Resposta da questão 4:
[B]
A Fig. 1 mostra o campo elétrico de cada uma das cargas no centro do círculo, sendo o
comprimento da seta proporcional à intensidade do campo. A Fig. 2 mostra o campo elétrico
v
resultante, no sentido de E 2 .
Resposta da questão 5:
[D]
Dados: m = 1,6 g = 1,6 × 10 –3 kg; e = 1,6 × 10 –19 C; E = 1× 109 N C; g = 10 m/s .
2
Como a esfera está em equilíbrio, a força eletrostática equilibra o peso:
F = P ⇒ |q|E = m g ⇒ n eE = m g ⇒ n =
n=
1,6 × 10−3 × 10
1,6 × 10
−19
× 10
9
⇒ n = 1× 108.
Resposta da questão 6:
[C]
mg
eE
⇒
Interbits – SuperPro ® Web
r
r
As cargas devem ter sinais contrários e E1 = E2
kQ
(d + x)2
=
kq
x2
→ Q = q
(d + x)2
x2
→ Q = −q
(d + x)2
x2
Resposta da questão 7:
[D]
A figura mostra o campo elétrico e as forças que agem na partícula. Observe que a carga deve
ser negativa.
Para haver equilíbrio é preciso que:
mg 2 × 10 −3 × 10
Fe = P → q E = mg → q =
=
= 4 × 10 −5 C = 40µC
E
500
q = −40µC
Resposta da questão 8:
[A]
P = Felet
⇒
m g =| q | E
⇒
m=
| q | E 4 × 10−6 × 150
=
= 60 × 10−6 kg = 6 × 10 −2 g ⇒
g
10
m = 0,06 g.
Resposta da questão 9:
[E]
Se a partícula é carregada negativamente e está se movendo na direção e sentido do campo
elétrico existe uma força constante de sentido oposto atuando sobre a partícula. Desta forma a
partícula apresentará uma aceleração constante e negativa, o que está caracterizado no
diagrama de aparência parabólica de concavidade para baixo.
Resposta da questão 10:
[A]
Interbits – SuperPro ® Web
É bom lembrar que E = F/q ou F = q.E
Resposta da questão 11:
[A]
Resolução
Como o elétron possui carga negativa a força que atua sobre ele tem sentido oposto ao do
vetor campo elétrico.
Resposta da questão 12:
[B]
Resolução
Como o campo elétrico possui direção vertical e sentido para baixo conclui-se que a placa
superior é positiva e a inferior é negativa. Desta forma a trajetória 1 é possível para uma carga
negativa, a 2 para uma partícula sem carga elétrica e a trajetória 3 para uma partícula positiva.
Resposta da questão 13:
[B]
Resposta da questão 14:
[C]
Resposta da questão 15:
[A]