revisão eletrostática - física i - professor vilson

CENTRO EDUCACIONAL SESC CIDADANIA
Professor: Vilson Mendes
Lista de exercícios de Física I
Lista 4 – Revisão - Eletrostática
∞ENSINO MÉDIO ∞
Data
Aluno (a):
01 - (FUVEST SP)
A lei de conservação da carga elétrica pode ser
enunciada como segue:
a) A soma algébrica dos valores das cargas positivas
e negativas em um sistema isolado é constante.
b) Um objeto eletrizado positivamente ganha elétrons
ao ser aterrado.
c) A carga elétrica de um corpo eletrizado é igual a
um número inteiro multiplicado pela carga do elétron.
d) O número de átomos existentes no universo é
constante.
e) As cargas elétricas do próton e do elétron são, em
módulo, iguais.
02 - (UFTM)
A indução eletrostática consiste no fenômeno da
separação de cargas em um corpo condutor
(induzido), devido à proximidade de outro corpo
eletrizado (indutor).
Preparando-se para uma prova de física, um
estudante anota em seu resumo os passos a serem
seguidos para eletrizar um corpo neutro por indução,
e a conclusão a respeito da carga adquirida por ele.
PASSOS A SEREM SEGUIDOS:
I. Aproximar o indutor do induzido, sem tocá-lo.
II. Conectar o induzido à Terra.
III. Afastar o indutor.
IV. Desconectar o induzido da Terra.
CONCLUSÃO:
No final do processo, o induzido terá adquirido
cargas de sinais iguais às do indutor.
Ao mostrar o resumo para seu professor, ouviu dele
que, para ficar correto, ele deverá
a) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão
está correta.
b) inverter o passo III com IV, e que sua conclusão
está errada.
c) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está
errada.
d) inverter o passo I com II, e que sua conclusão está
correta.
e) inverter o passo II com III, e que sua conclusão
está errada.
03 - (UESPI)
Uma pequena esfera condutora A, no vácuo, possui
inicialmente carga elétrica Q. Ela é posta em contato
com outra esfera, idêntica a ela porém neutra, e
ambas são separadas após o equilíbrio eletrostático
ter sido atingido. Esse procedimento é repetido mais
10 vezes, envolvendo outras 10 esferas idênticas à
NOTA:
SÉRIE/TURMA
3ª
esfera A, todas inicialmente neutras. Ao final, a carga
da esfera A é igual a:
a)
Q/29
b)
Q/210
c)
Q/211
d)
Q/10
e)
Q/11
04 - (UEFS BA)
O objetivo primordial da Física é entender a natureza
de forma unificada. Tem-se algumas ideias sobre
como unificar as interações fortes com as fracas e
eletromagnéticas — a chamada Grande Unificação
—, mas isso só pode ocorrer se a gravidade for
incluída na equação, o que traz grandes dificuldades.
Sabendo-se que a ordem de grandeza da constante
de gravitação universal é 10−10Nm2/kg2, da
constante eletrostática é 1010Nm2/C2, da massa do
elétron é 10−30kg, da massa do próton é 10−27kg, da
carga elétrica elementar é 10−19C, do raio do átomo
de hidrogênio é 10−10m, a intensidade da atração
gravitacional entre um elétron e um próton, no átomo
de hidrogênio, é menor que a força de atração
elétrica um número de vezes da ordem de
a)
1019
b)
1023
c)
1039
d)
1041
e)
1044
05 - (MACK SP)
Duas cargas elétricas puntiformes, quando
separadas pela distância D, se repelem com uma
força de intensidade F. Afastando-se essas cargas,
de forma a duplicar a distância entre elas, a
intensidade da força de repulsão será igual a
a)
2 F
b)
2F
c)
d)
e)
F
2
F
4
F
8
06 - (FEPECS DF)
Três cargas de valores Q, q e Q estão alinhadas
como mostra a figura abaixo.
A distância entre as extremidades, onde se
encontram cargas Q, é D, e a carga q se encontra no
ponto médio desse segmento. Para que as
resultantes das forças eletrostáticas em cada carga
seja nula, o valor da carga q deve ser:
a)
Q/4;
b)
4Q;
c)
–Q/4;
d)
–4Q;
e)
–Q/2.
07 - (UNIFOR CE)
No modelo clássico nuclear, o átomo de hidrogênio é
constituído de um núcleo contendo um próton e um
nêutron, e um elétron orbitando este núcleo com uma
velocidade escalar v. Considere que as cargas do
próton e do elétron têm módulo q e que o elétron tem
massa m. Baseados nestas informações, podemos
concluir que o movimento do elétron é circular
uniforme com um raio igual a:
a)
r = koq/mv
b)
r = koq/mv2
c)
r = koq2/mv
d)
r = koq2/mv2
e)
r = koq/m2v
08 - (UESPI)
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. Sabendo
que a constante elétrica no vácuo vale
9 x 109 Nm2 /C2 , que sen(30º) = 1/2 e que
cos(30º ) 
a)
b)
c)
d)
e)
3
, o valor de Q, em coulombs, é igual a:
2
10−6
10−1
1
10
103
09 - (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
10 - (UNIFOR CE)
Em um ponto P de um campo elétrico gerado
exclusivamente por uma carga puntiforme positiva Q
o módulo do vetor campo elétrico vale 6,0 . 104 V/m
e o potencial elétrico, em relação a um ponto no
infinito, vale 3,0 . 103 V. Nestas condições, a
distância do ponto P à carga Q, em metros, vale
a)
5,0
b)
2,5
c)
5,0 . 101
d)
2,5 . 101
e)
5,0 . 102
11 - (UNIFOR CE)
Uma partícula de massa m = 1,0 . 104 kg e
eletrizada com carga q = 1,0 . 106 C fica em
equilíbrio quando colocada em uma região onde
existe apenas um campo elétrico uniforme e vertical
e o campo gravitacional. Sendo g = 10 m/s2, o
módulo do vetor campo elétrico, em V/m, e o seu
sentido são
a) 1010, ascendente.
b) 103, ascendente.
c) 102, ascendente.
d) 10, descendente.
e) 102, descendente.
12 - (UESPI)
Uma partícula de massa 0,1 kg e carga 10–6 C cai
verticalmente numa região de campo elétrico
uniforme e vertical, de módulo 105 N/C. Desprezando
a resistência do ar e considerando a aceleração da
gravidade igual a 10 m/s2, os valores mínimo e
máximo da aceleração dessa partícula valem:
a)
8 m/s2 e 10 m/s2
b)
9 m/s2 e 10 m/s2
c)
8 m/s2 e 12 m/s2
d)
9 m/s2 e 11 m/s2
e)
8 m/s2 e 9 m/s2
13 - (UFAC)
As células são as unidades básicas da vida. O
entendimento do funcionamento delas é muito
importante dos pontos de vista físico e químico, a fim
de saber como funcionam os seres vivos e como
eles reagem frente a diversos estímulos externos.
Um dos avanços do ponto de vista físico foi à
descoberta da existência de excesso de íons
positivos, na parede externa, e excesso de íons
negativos na parede interna da membrana celular.
Essa descoberta indica que a membrana celular, se
comporta, efetivamente, como um capacitor elétrico,
que podemos chamar “capacitor celular”. Sabe-se,
também, que a diferença de potencial elétrico entre
as paredes da membrana de uma célula nervosa
varia entre 55 mV e 100 mV, para animais de sangue
quente. Suponha que o capacitor celular pode ser
aproximado por um capacitor de placas paralelas e
que a espessura da membrana celular é de 7 nm (1
nm = 10–9 m).
Escolha o item correto:
a) O sentido do campo elétrico no interior da
membrana é de dentro para fora.
b) Os valores do campo elétrico no interior da
membrana encontram-se entre 7,86106 V/m e
1,43107 V/m.
c) O campo elétrico no interior da membrana celular
é nulo.
d) O potencial elétrico na parede externa da
membrana é menor do que o potencial elétrico na
parede interna.
e) O potencial elétrico é constante no interior da
membrana celular, ou seja, na região limitada entre a
parede interna e a parede externa.
14 - (UPE)
Um próton se desloca horizontalmente, da esquerda
para a direita, a uma velocidade de 4  105 m/s. O
módulo do campo elétrico mais fraco capaz de trazer
o próton uniformemente para o repouso, após
percorrer uma distância de 3 cm, vale em N/C:
Dados: massa do próton = 1,8  10–27 kg, carga do
próton = 1,6  10–19 C
a)
4  103
b)
3  105
d)
3  104
c)
6  104
e)
7  103
15 - (UERJ)
Em um laboratório, um pesquisador colocou uma
esfera eletricamente carregada em uma câmara na
qual foi feito vácuo.
O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a
certa distância dessa esfera valem, respectivamente,
600 V e 200 V/m.
Determine o valor da carga elétrica da esfera.
16 - (PUC RS)
A figura a seguir mostra três linhas equipotenciais
em torno de uma carga positiva que pode ser
considerada puntiforme (as dimensões da carga são
muito menores que as distâncias consideradas no
problema).
O trabalho realizado por uma força externa ao
deslocar, com velocidade constante, a carga de
prova de 1,0x10–6C de A até C através do caminho
indicado ABC, em joules, é:
a)
–5,0x10–6
b)
–3,0x10–6
c)
–2,0x10–6
d)
1,0x10–6
e)
2,0x10–6
17 - (UPE)
Considere três cargas elétricas puntiformes, positivas
e iguais a Q, colocadas no vácuo, fixas nos vértices
A, B e C de um triângulo equilátero de lado d, de
acordo com a figura a seguir:
A energia potencial elétrica do par de cargas,
disponibilizadas nos vértices A e B, é igual a 0,8 J.
Nessas condições, é CORRETO afirmar que a
energia potencial elétrica do sistema constituído das
três cargas, em joules, vale
a)
0,8
b)
1,2
c)
1,6
d)
2,0
e)
2,4
18 - (MACK SP)
Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga
elétrica positiva de 40 C, é abandonada do repouso
no ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o
potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire
movimento e se choca em B, com um anteparo
rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto
B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se
chocar com o obstáculo é de
a)
b)
c)
d)
e)
4 m/s
5 m/s
6 m/s
7 m/s
8 m/s
19 - (UFAL)
Um canhão de elétrons lança um elétron em direção
a outros dois elétrons fixos no vácuo, como mostra a
figura. Considere que o elétron lançado se encontra
apenas sob a ação das forças elétricas dos elétrons
fixos. Sabendo que o elétron lançado atinge
velocidade nula exatamente no ponto médio entre os
elétrons fixos, qual a velocidade do elétron quando
ele se encontra a 2 3 cm deste ponto (ver figura)?
Considere: constante eletrostática no vácuo = 9  109
Nm2/C2; massa do elétron = 9  10–31 kg; carga do
elétron = –1,6  10–19 C.
a)
b)
c)
d)
e)
160 m/s
250 m/s
360 m/s
640 m/s
810 m/s
20 - (FEPECS DF)
Observe a figura:
Duas cargas puntiformes Q e (-3Q) estão separadas
por uma distância de 112cm.
O ponto A tem potencial nulo. A distância entre a
carga (-3Q) e o ponto A vale:
a)
90cm
b)
88cm
c)
86cm
d)
84cm
e)
82cm
21 - (UESPI)
A figura ilustra um triângulo equilátero de lado L, com
duas cargas puntiformes +q e –q fixas em dois de
seus vértices. Todo o sistema se encontra no vácuo,
onde a constante eletrostática é denotada por k.
Sabe-se que cos(60º )  1/2 e sen(60º ) 
3
. Nestas
2
circunstâncias, assinale a alternativa que indica
corretamente os valores do módulo do campo
elétrico resultante, E, e do potencial elétrico total, V,
no vértice superior do triângulo (ponto P da figura):
a)
b)
c)
d)
e)
E = kq/L2; V = 0
E = 0; V = 2kq/L
E = kq/(2L2); V = 0
E = 2kq/L2; V = kq/L
E = kq/L2; V = kq/L
22 - (UNISA SP)
Uma partícula, de massa 1.10–5 kg e eletrizada com
carga 2C , é abandonada no ponto A de um campo
elétrico uniforme , cujas linhas de força e superfícies
equipotenciais estão representadas na figura.
A velocidade com que atingirá o ponto B, em m/s,
será de
a)
4.
b)
6.
c)
10.
d)
16.
e)
20.
23 - (UESPI)
Uma partícula carregada de massa M passa sem
sofrer deflexão por uma região no vácuo com campo
elétrico uniforme de módulo E, direção vertical e
sentido para baixo, gerado por duas extensas placas
condutoras paralelas (ver figura). Denotando por g o
módulo da aceleração da gravidade, pode-se afirmar
que a carga da partícula é:
a)
b)
c)
d)
e)
negativa, de módulo Mg/E.
negativa, de módulo 2Mg/E.
positiva, de módulo Mg/E.
positiva, de módulo 2Mg/E.
positiva, de módulo Mg/(2E).
24 - (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)
b)
c)
d)
e)
2,2.105.
2,2.104.
2,2.103.
2,2.102.
2,2.10.
25 - (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.
26 - (MACK SP)
Uma partícula de massa 5 g, eletrizada com carga
elétrica de 4 C , é abandonada em uma região do
espaço na qual existe um campo elétrico uniforme,
de intensidade 3 . 103 N/C. Desprezando-se as ações
gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga
é:
a)
2,4 m/s2
b)
2,2 m/s2
c)
2,0 m/s2
d)
1,8 m/s2
e)
1,6 m/s2
27 - (UPE)
Um elétron é projetado na mesma direção e sentido
de um campo elétrico uniforme de intensidade
E  1000N/C , com uma velocidade inicial
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 VAB = 600 V, a massa de cada
gota vale, em kg:
a)
b)
c)
d)
1,6x10–15
3,2x10–15
6,4x10–15
9,6x10–15
30 - (UFPE)
Considerando que as três cargas da figura estão em
equilíbrio, determine qual o valor da carga Q1 em
unidades de 10–9 C. Considere Q3 = –3  10–9C.
Vo  3,2  106 m/s . Considerando que a carga do
elétron vale 1,6 .10-19 e sua massa vale 9,11 10-31 kg ,
a ordem de grandeza da distância percorrida em
metros pelo elétron, antes de atingir
momentaneamente o repouso, vale
a)
1016
b)
10–13
c)
10-8
d)
1010
e)
10–2
28 - (UFPE)
Nos vértices de um triângulo isósceles são fixadas
três cargas puntiformes iguais a Q1 = +1,0 × 10-6 C;
Q2 = -2,0 × 10-6 C; e Q3 = +4,0 × 10-6 C. O triângulo
tem altura h = 3,0 mm e base D = 6,0 mm. Determine
o módulo do campo elétrico no ponto médio M, da
base, em unidades de 109 V/m.
29 - (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/s2
GABARITO:
1) Gab: A
2) Gab: B
3) Gab: C
4) Gab: C
5) Gab: D
6) Gab: C
7) Gab: D
8) Gab: A
9) Gab: D
10) Gab: E
11) Gab: B
12) Gab: D
13) Gab: B
14) Gab: D
15) Gab: 2,0 x 10–7 C
16) Gab: C
17) Gab: E
18) Gab: A
19) Gab: A
20) Gab: D
21) Gab: A
22) Gab: A
23) Gab: A
24) Gab: B
25) Gab: E
26) Gab: A
27) Gab: E
28) Gab: E = 5,0 × 109 V/m
29) Gab: B
30) Gab: Q1 = 12  10–9 C