simulado - Rede La Salle

SIMULADO 1
1
Física
2
(Uespi-PI)
(Uespi-PI)
Três esferas metálicas, apoiadas em suportes isolantes,
são colocadas próximas, como no desenho abaixo, porém
sem se tocarem. Um bastão carregado positivamente é
aproximado da primeira esfera.
Três pequenas esferas idênticas e de raios desprezíveis,
carregadas positivamente com carga Q, cada uma, encontram-se em equilíbrio no vácuo, de acordo com o arranjo
da figura. As esferas B e C estão fixas a uma distância de
10 cm da esfera A. Sobre a esfera A, atuam apenas a sua
força peso, de módulo 0,9 N, e as forças eletrostáticas.
Assinale o diagrama que melhor representa a distribuição
de cargas nas esferas.
Sabendo que a constante elétrica no vácuo vale 9 ⋅ 109
1
3
Nm2/C2, que sen (30º) =
e que cos (30º) =
, o valor
2
2
de Q, em coulombs, é igual a:
a) 10−6
a)
b) 10−1
c) 1
d) 10
b)
e) 103
Resolução
Forças que atuam na esfera com carga Q em A:
P = 0,9 N
Q2
Q2
= 9 ⋅ 109
N
2
0, 01
d
Na direção vertical, a resultante é dada por:
P = 2Fel ⋅ sen 30º
Q2 1
0, 9 = 2 ⋅ 9 ⋅ 109
⋅
0, 01 2
c)
FelAB = FelAC = k
0,1 = 1011 ⋅ Q2
d)
Q2 = 10−12
Q = 10−6 C
e)
Resolução
Por indução elétrica, ocorre a polarização das esferas condutoras, e as cargas se distribuem conforme o esquema da alternativa a. Não há troca de cargas, pois elas não estão em contato.
1
SIMULADO 1
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Física
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(Mack-SP)
Na determinação do valor de uma carga elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado ponto do
campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico é de
18 kV e a intensidade do vetor campo elétrico é de 9,0 kN/C.
Se o meio é o vácuo (k0 = 9 ⋅ 109 Nm2/C2), o valor dessa
carga é:
a) 4,0 uC
(Unioeste-PR)
A figura abaixo representa a região central de duas placas
paralelas idênticas (P1 e P2), de espessura desprezível e
carregadas eletricamente com igual quantidade de carga,
porém de sinais opostos. A carga em cada placa está uniformemente distribuída e, como consequência, existe, entre as placas, um campo elétrico uniforme de intensidade
E = 1,0 ⋅ 104 V/m, cuja orientação está indicada na figura.
b) 3,0 uC
c) 2,0 uC
d) 1,0 uC
e) 0,5 uC
Resolução
Q
= 18000 V
d
Q
E = k 2 = 9000 N /C
d
Q 1
E = k ⋅ = 9000
d d
1
E = 18000 ⋅ = 9000
d
d= 2m
Q
Q
V = k = 9 ⋅ 109 = 18000
d
2
Q = 4 ⋅ 10−6 C = 4 µC
V =k
Tendo por base os dados apresentados, assinale a alternativa correta.
a) Se a distância entre as placas é d = 3,0mm, o valor
da diferença de potencial entre as placas P1 e P2 é
30 000 volts.
b) A placa P1 não está sujeita a uma força de atração exercida pela placa P2.
c) A força eletrostática sobre uma partícula eletricamente
carregada com carga q = −3,0 ⋅ 10−6 C é de 0,01 N e atua
na mesma direção e sentido que o campo elétrico.
d) O trabalho realizado pela força eletrostática para deslocar
uma partícula carregada eletricamente com uma carga
q = +3,0 ⋅ 10−6 C, do ponto B ao ponto A, é positivo.
e) Uma partícula de massa m colocada na região entre as
placas P1 e P2 permanece em equilíbrio. Isto significa
que a partícula é eletricamente carregada com carga
mg
, onde g é a aceleração da
negativa de módulo q =
E
gravidade.
Resolução
a) Errada. U = Ed = 1,0 ⋅ 104 ⋅ 0,003 = 30 ⇒ U = 30 V
b) Errada. Existe uma força de atração elétrica entre as cargas.
c) Errada. A força eletrostática sobre uma partícula eletricamente carregada com carga q = −3 ⋅ 10 −6 C é de:
F = qE ⇒ F = 3 ⋅ 10 −6 ⋅ 1,0 ⋅ 104 ⇒ F = 3,0 ⋅ 10 −2 = 0,03 ⇒ F = 0,03 N
d) Errada. Uma carga positiva inserida no interior das placas
tem movimento espontâneo no sentido da placa inferior, ou
seja, no sentido de B. Assim, o trabalho realizado pela força
eletrostática no deslocamento contrário, isto é, de B para A, é
negativo.
e) Correta.
P = Fel
mg = qE
q=
2
mg
E
SIMULADO 1
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Física
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(UFPE)
A figura ilustra duas placas não condutoras, paralelas e
infinitas, com a mesma densidade uniforme de cargas
e separadas por uma distância fixa. A carga numa das
placas é positiva, e na outra é negativa. Entre as placas,
foi fixada uma partícula de carga negativa −Q, na posição
indicada na figura.
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
x
b
x
c
−Q
Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre.
Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1,6 ⋅ 10 −19,
o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção
reta deste fio é, aproximadamente:
a) 1,1 ⋅ 1021
b) 3,0 ⋅ 106
c) 2,0 ⋅ 1010
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
a
x
x
d
x
e
(UECE)
d) 1,8 ⋅ 1011
Resolução
∆Q ne
=
∆t
∆t
n ⋅ 1, 6 ⋅ 10−19
3=
60
180
= 112, 5 ⋅ 1019 = 11
, ⋅ 10 21 ⇒ n = 11
, ⋅ 10 21 elétrons
n=
1, 6 ⋅ 10 −19
i=
Determine em qual dos pontos o módulo do campo elétrico resultante tem o maior valor.
a) a
7
b) b
(UEM-PR)
Qual o sentido e a intensidade da corrente elétrica que
passa no resistor de 4,0 Ω?
c) c
d) d
e) e
Resolução
O campo elétrico resultante no interior das placas é constante
em qualquer ponto e tem sentido para a esquerda. O campo
elétrico da carga −Q, que tem direção radial e sentido apontando para o centro, definirá o ponto com maior intensidade do
campo elétrico resultante.
a) Anti-horário com intensidade de 1,0 A.
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
a
x
x
b
x
c
−Q
x
d
x
e
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
b) Horário com intensidade de 2,0 A.
c) Anti-horário com intensidade de 3,0 A.
d) Horário com intensidade de 1,0 A.
e) Horário com intensidade de 3,0 A.
Resolução
U = Ri
18 − 9 = (4 + 5)i
9 = 9i
i=1A
O sentido da corrente é determinado pelo gerador de 18 V.
Como, por convenção, a corrente sai do polo positivo (traço
maior), a corrente é no sentido horário.
Pela figura, verificamos que no ponto d ocorre a soma algébrica
dos módulos dos campos elétricos das placas e da carga −Q.
3
SIMULADO 1
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Física
9
(Uespi-PI)
O circuito indicado na figura é composto por uma bateria
ideal de força eletromotriz ε e cinco resistores ôhmicos
idênticos, cada um deles de resistência elétrica R.
Observe este circuito, constituído de três resistores de
mesma resistência R; um amperímetro A; uma bateria ε;
e um interruptor S:
Considere que a resistência interna da bateria e a do
amperímetro são desprezíveis e que os resistores são
ôhmicos.
Com o interruptor S inicialmente desligado, observa-se
que o amperímetro indica uma corrente elétrica I.
Com base nessas informações, é correto afirmar que,
quando o interruptor S é ligado, o amperímetro passa a
indicar uma corrente elétrica:
Em tal situação, qual é a intensidade da corrente elétrica
que atravessa a bateria ideal?
a)
3ε
(7R )
b)
ε
(5R )
c)
3ε
( 4R )
2I
3
I
b)
2
c ) 2I
d) 3I
a)
4ε
d)
(5R )
e)
(UFMG)
ε
R
Resolução
Resolução
Req1 = 2R
Req2 =
U = Ri
ε = 2RI
U = Rîiî
R
3
Req = 2R +
R 7R
=
3
3
 2R 
iî
ε=
 3 
U = Ri
7R
3ε
⋅i⇒i=
ε=
3
(7R )
 2R 
2RI = 
iî
 3 
iî = 3I
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SIMULADO 1
Física
10 (UFMG)
No circuito esquematizado a seguir, o amperímetro ideal
indica uma corrente de intensidade 2,0 A.
2,0 Ω
48 V
1,0 Ω
9,0 Ω
10 Ω
12 V
R
O valor da resistência R da lâmpada, em ohms, é igual a:
a) 10
b) 12
c) 8
d) 15
e) 20
Resolução
Req1 = 12 Ω
1
1
1 10 + R
=
+
=
10R
Req2 10 R
Req2 =
10R
10 + R
U = Ri

10R 
⋅2
48 − 12 =  12 +
10 + R 

18 = 12 +
10R
10 + R
10R
10 + R
60 + 6R = 10R
60 = 4R
R = 15 Ω
6=
5