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FÍSICA II
AULA 10:
EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO
ANUAL
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
VOLUME 2
01.
a) Incorreto.
Usando o gráfico do campo elétrico, temos:
Q
E=K 2
d
Q
9 ⋅ 103 = 9 ⋅ 109 ⋅
(2, 0)2
Q = 4, 0 ⋅ 10−6 C
b) Incorreto.
O potencial no interior do condutor é igual ao da superfície externa
(v ≠ 0)
c) Correto.
v =K
Q
4, 0 ⋅ 10−6
⇒ v = 9 ⋅ 109 ⋅
R
1, 6
v = 3, 6 ⋅ 104 V
d) Incorreto.
Q
4, 0 ⋅ 10−6
v = K ⇒ v = 9 ⋅ 109 ⋅
d
2, 0
v = 1, 8 ⋅ 104 V
e) Incorreto.
Q
E=K 2
d
E = 9 ⋅ 109 ⋅
4, 0 ⋅ 10−6
(2, 0)2
⇒ E = 9, 0 ⋅ 103 N/C
Resposta: C
02.
Q
TR = ∆ EC
TFe = EC − ECo
a
EPo − EP = m· V 2
K · Q · (– q) 2·K·Q(– q) m · V
−
=
a
2
a
2
2KQq 4KQ · q m · V 2
−
+
=
a
a
2
2
2KQq m· V
=
a
2
4KQq
2
V =
m·a
2·
a
2
Fe
F
2
–
Fe (res)
–q
a
2
Fe
a
Q
V = 2· K · Q · q /m· a
Resposta: D
OSG.: 093633/15
Resolução – Física II
03.
n gotas:
+
+
+
1+q
1
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Para gota maior:
q
+
+
+
+
+
+
+
+
q
QF = n·q
+
+
+
+
+
+
+
+q
Vol = n· Vol
Para 01 gota pequena:
GOTA
MAIOR
4
Vol = π ⋅ r 3
3
K·q
Vo =
r
GOTA
MENOR
4
4
π · R3 = n · π · r 3
3
3
K · QF
R
K·n·q
V=
r· 3n
n K· q
V= 3 ·
r
n
V=
 n

V 3 =  3 · Vo 
 n 
3
n3
· Vo3
n
V 3 = n2 ·Vo3
V3 =
V = Vo
3
n2
R=r· 3n
Resposta: A
04. Sobre a partícula móvel, apenas a forças elétricas trocadas com as cargas fixas realizam trabalho, havendo, então, conservação da
energia mecânica.
Todo trabalho motor realizado sobre ela pelas cargas fixas durante a aproximação é compensado pelo trabalho resistente realizado
durante o afastamento, de forma que a partícula irá atingir o infinito com velocidade v, de mesmo módulo que a inicial.
Resposta: E
05.
K ⋅q
r
K⋅ q
600 =
r
VESF =
K⋅q
3R
1
VA = ⋅ 600
3
VA =
K⋅q
2r
1
VB = ⋅ 600
2
VB =
VA = 200 V
VB = 300 V
TFe = q ⋅ ( VA − VB )
TFe = −2 ⋅ 10−6 ⋅ (200 − 300) ⇒ TFe = 200 ⋅ 10−6 J
TFe = 200 µ J
Resposta: C
06. A bexiga é de material isolante. O excesso de cargas fica retido na região atritada. Esse excesso de cargas induz cargas de sinais opostos
na superfície da parede, acarretando a atração.
Resposta: B
07. No triângulo retângulo, os ângulos agudos valem 45º. Assim, os catetos são iguais e valem H. A carga elétrica Q (em C) gera potenciais
iguais em A e B (VA = VB).
Portanto, o trabalho do campo elétrico sobre q, no deslocamento de A para B é nulo:
TAB = q ( VA − VB ) = 0
Dessa forma, a energia cinética adquirida pela partícula P2 depende apenas do trabalho realizado pela força gravitacional (peso):
∆EC = T = mgH
Resposta: B
OSG.: 093633/15
Resolução – Física II
08.
[F] Os elétrons se movem entre os eletrodos C e B, uma região de um campo elétrico, aproximadamente, uniforme, com o módulo
da velocidade praticamente constante.
Se o campo elétrico é uniforme, a força elétrica é constante e não nula. Então, desprezando ações gravitacionais, o movimento
do elétron é uniformemente variado.
[V] Os elétrons imediatamente antes de colidirem perpendicularmente com o eletrodo B têm energia cinética máxima de 8,0 ⋅ 10–15 J.
Pelo teorema da energia cinética:
Emáx = W = Umáx q = 5 × 104 ⋅ 1, 6 × 10−19 ⇒ Emáx = 8 × 10−15 J.
[V] A ordem de grandeza do comprimento de onda de raios X que se propaga no organismo humano com frequência 5,0 ⋅ 1019 Hz
é igual a 10–11 m.
v 3 × 108
λ= =
= 0, 6 × 10−11 m ⇒ λ ≈ 10−11 m.
f 5 × 1019
[V] A velocidade mínima de um elétron, imediatamente antes da colisão com o eletrodo B, é, aproximadamente igual, a 1,0 ⋅108 m/s.
Emín = Umín q =
m vm2 ín
⇒ vmí n =
2
2 ⋅ 3 × 104 ⋅ 1, 6 × 10−19
⇒
9,1× 10−31
2 Umín q
=
m
vmín ≅ 1× 108 m/s.
Resposta: E
09. A figura mostra a distribuição de cargas evidenciando que a carga na superfície de raio d é negativa.
O gráfico dá o potencial elétrico a partir dos centros das cascas esféricas. No interior do condutor, o campo elétrico é nulo, logo,
o potencial elétrico é constante.
Como mostrado: V(b) < V(d).
-
-
+
- Potencial
+
-
+
-
o
-
Vb
Vc
-
+
V
Vd d
-
+
-
-
+
+
+
-
Va
-
+
+
Vo
+
+
-
+
-
+
-
+ + +
-
+
+
-
+
+
-
-
+
-
-
a
b
c
d
distancia
Vo = Vd
Va = Vb
Vo
Resposta: E
OSG.: 093633/15
Resolução – Física II
10. q = – e = –1,6 ⋅ 10–19 C
me = 9,1⋅10–31 kg
P
P
V0y
P
Fe
g
E
Fe
P
Fe
Fe
P
Fe
30º
P
Vx
Fe
P
Fe
VO = 4 ⋅ 105 m/s
E = 100 N/C
Temos:
FR = − P − Fe
m · a = −m · g – E · q
Fazendo:
Voy = Vo · sen 30º
Voy = 4 · 105 ·
9,1 · 10−31 · a = −9,1 · 10−31 · 10 − 102 · 1, 6 ·10−19
1
2
a=
−1, 6 · 10−17
⇒ a = − 0,176 · 1014
9,1 · 10−31
Voy = 2 · 105 m/s2
a = −1, 76 · 1013 m/ss2
Portanto:
Vy = Voy + at
Assim:
t total = 2 · t subida
(
zero
)
O = 2 · 105 + −1, 76 · 1013 + t
t total = 22, 6 ns
1, 76 · 1013 t = 2 · 105
t = 1,13 · 10−8
t = 11, 3 · 10−9
t = 11, 3 ns
subida
Resposta: C
Rejane / Estefania – 24/11/15 – REV.: KP
09363315_pro_Aula10 - Exercícios de Aprofundamento
OSG.: 093633/15