darlan_curso_25_02_17 - Colégio Delta

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DISCIPLINA: FÍSICA
COLÉGIO DELTA – 30 ANOS
“APAIXONADO PELA EDUCAÇÃO”
Prof.: DARLAN
ANO: CURSO
APS ( X )
DATA: 25/02/2017
Nome: ______________________________________________________
Questão 01)
Duas cargas puntiformes negativas, QA e QB, estão fixadas a
certa distância uma da outra.
c)
d)
e)
q2 = 3 q 1
q2 = 6 q 1
q2 = 9 q 1
Questão 04)
Duas cargas pontuais q1 = 3,0 C e q2 = 6,0 C 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.
Considere kC = 9109 Nm2/C2
Em ambas, os vetores força elétrica e campo elétrico,
exercidos mutuamente sobre cada carga, possuem,
respectivamente, as características de
a)
b)
c)
d)
e)
repulsão e afastamento.
atração e aproximação.
atração e afastamento.
repulsão e aproximação.
repulsão e inexistente.
a)
b)
c)
d)
e)
0,3
0,4
0,5
0,6
2,4
Questão 05)
Questão 02)
Duas cargas elétricas puntiformes, Q e q, sendo Q positiva e q
negativa, são mantidas a uma certa distância uma da outra,
conforme mostra a figura.
Disponível em:
http://crv.educacao.mg.gov.br/SISTEMA_CRV/index.aspx?
ID_OBJETO=03906&tipo=ob&cp=8003 1&cb=&n1=&> Acesso
em: 26 jun. 2013.
Considere um modelo teórico no qual uma partícula, de massa
2,0mg e eletrizada com carga 4,0C, ao ser abandonada a
partir do repouso nas proximidades de uma placa condutora
eletrizada positivamente, realiza movimento ascendente e, ao
percorrer a distância de 20,0cm, atinge a velocidade de
módulo 2,0m/s, conforme a figura.
Desprezando-se a resistência do ar e considerando-se o
módulo da aceleração da gravidade local igual a 10,0m/s 2 e
que o campo elétrico gerado por essa placa seja uniforme, é
correto afirmar que o módulo do campo elétrico é igual, em
N/C, a
A força elétrica F, que a carga negativa q sofre, e o campo
elétrico E, presente no ponto onde ela é fixada, estão
corretamente representados por
a)
b)
a)
b)
c)
d)
e)
c)
d)
10,0
25,0
50,0
65,0
84,0
Questão 06)
A figura mostra um arranjo de quatro cargas elétricas
puntiformes fixas, sendo todas de mesmo módulo Q e
ocupando os vértices de um quadrado de lado L.
e)
Questão 03)
Fixam-se as cargas puntiformes q1 e q2, 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)
b)
A constante eletrostática do meio é k e não existe influência de
outras cargas. A intensidade do vetor campo elétrico
produzido por essas cargas no centro do quadrado é
1
q1
9
1
q2 = q1
3
q2 =
-1-
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a)
b)
c)
d)
e)
ao plano vertical que contém a esfera e o ponto P, a pequena
esfera passa a descrever um movimento circular e uniforme ao
redor do ponto C.
3kQ
L2
kQ
L2
2kQ
L2
0
4kQ
L2
Questão 07)
O esquema representa a distribuição das cargas elétricas no
interior de uma nuvem de tempestade e as linhas de seu
campo elétrico.
(Osmar Pinto Jr. e Iara de Almeida Pinto. Relâmpagos, 1996.)
Na situação descrita, a resultante das forças que atuam sobre
a esfera tem intensidade dada por




Questão 08)
Quatro cargas elétricas fixas, com valores +q, +2q, +3q e +4q,
são dispostas nos vértices de um quadrado de lado d. As
cargas são posicionadas na ordem crescente de valor,
percorrendo-se o perímetro do quadrado no sentido horário.
Considere que este sistema esteja no vácuo e que e 0 é a
permissividade elétrica nesse meio. Assim, o módulo do
campo elétrico resultante no centro do quadrado é
a)
b)
c)
d)
1 q
.
4e 0 d 2
a)
(m  g + q  E)  cos.
b)
c)
d)
e)
(m  g - q  E  2 )  sen.
(m  g + q  E)  sen  cos.
(m  g + q  E)  tg.
m  g + q  E  tg.
Questão 10)
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)
b)
c)
d)
e)
No esquema, o vetor campo elétrico no ponto P é
representado pelo vetor
a)
b)
c)
d)
e)
AM
8E
E/4
2E
4E
E/2
Questão 11)
No diagrama abaixo, P é um ponto próximo a uma esfera
carregada negativamente. O campo elétrico em P está
CORRETAMENTE representado pelo vetor:
a)
b)
c)
d)




Questão 12)
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:
2 q
.
e 0 d 2
1 q
.
e 0 d 2
4 q
.
e 0 d 2
Questão 09)
Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com uma carga
elétrica q > 0, está presa a um ponto fixo P por um fio isolante,
numa região do espaço em que existe um campo elétrico
uniforme e vertical de módulo E, paralelo à aceleração
gravitacional g, conforme mostra a figura. Dessa forma,
inclinando o fio de um ângulo  em relação à vertical,
mantendo-o esticado e dando um impulso inicial (de
intensidade adequada) na esfera com direção perpendicular
a)
b)
c)
d)
e)
8E
E/4
2E
4E
E/2
Questão 13)
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:
-2-
a)
+ 40 nC
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b)
c)
d)
e)
AM
+ 40 C
+ 40 mC
– 40 C
– 40 mC
Questão 14)
A figura abaixo mostra um anel eletrizado uniformemente
carregado com uma carga Q, e a reta OX representa um eixo
perpendicular ao plano do anel, passando pelo seu centro O.
Pode-se mostrar que, para pontos do eixo OX muito próximos
de O, de tal maneira que X seja muito menor que R, o módulo
do campo elétrico criado por uma carga elétrica Q no ponto P,
k QX
deste eixo, situado a uma distância X de O, vale: E = 0
.
R3
A intensidade do campo elétrico, então, é subitamente levada
à zero.
c)
d)
Considerando que a esfera não estava presa à
extremidade superior da mola, calcule a altura máxima
atingida pela esfera a partir de sua posição no instante
em que o campo elétrico é anulado.
Considerando que a esfera está presa à extremidade
superior da mola, determine a frequência e a amplitude
do movimento harmônico simples que passa a executar o
sistema esfera-mola.
Com base no exposto, responda ao que se pede:
a)
b)
esboce um gráfico do módulo de E versus X;
descreva o movimento de uma carga q negativa
abandonada no eixo OX , bem próxima de O. Suponha
que a única força que atua sobre q seja a força devido à
carga do anel.
Questão 16)
A figura mostra uma casca esférica carregada uniformemente,
com vácuo no seu interior e no seu exterior. Considere as duas
seguintes situações: (i) casca feita de material condutor e (ii)
casca feita de material isolante. O campo elétrico no ponto P
nestas situações será, respectivamente,
Questão 15)
Uma mola ideal de constante elástica k se encontra no interior
de um tubo vertical presa pela sua extremidade inferior. Sobre
sua extremidade superior, encontra-se, em repouso, uma
pequena esfera de massa m e carga elétrica positiva q. A
esfera se ajusta perfeitamente ao interior do tubo e pode
deslizar sobre a parede lateral do tubo sem atrito.
A esfera, o tubo e a mola são formados de materiais
dielétricos. O módulo da aceleração da gravidade local é g.
a)
a)
b)
c)
d)
e)
Determine a deformação sofrida pela mola.
nulo e nulo.
nulo e diferente de zero.
diferente de zero e nulo.
diferente de zero e diferente de zero.
infinito e infinito.
Questão 17)
A figura abaixo representa as linhas de campo elétrico de duas
cargas puntiformes.
Um campo elétrico uniforme vertical de sentido para
baixo é aplicado ao interior do tubo com sua intensidade
sendo aumentada muito lentamente até o valor E0.
b)
Determine a nova deformação da mola.
Com base na análise da figura, responda aos itens a seguir.
a) Quais são os sinais das cargas A e B? Justifique.
b) Crie uma relação entre os módulos das cargas A e B.
Justifique.
c) Seria possível às linhas de campo elétrico se cruzarem?
Justifique.
-3-
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AM
Questão 18)
Considere um pêndulo plano simples, formado por uma esfera
condutora de massa m e carregada com carga Q, submetido a
um campo elétrico uniforme e horizontal E e pendurado por
um fio inextensível de massa desprezível e de comprimento L,
conforme a figura abaixo:
Nessas condições, pode-se afirmar que
a)
b)
c)
Desenhe e nomeie, na figura, todas as forças que agem
sobre a esfera.
Calcule o módulo do vetor campo elétrico E em função de
Q, m e  para que o pêndulo fique em equilíbrio.
Considere, agora, o campo elétrico na vertical. Calcule o
módulo e o sentido desse campo para que o período de
pequenas oscilações do pêndulo seja o dobro do período
do pêndulo na ausência de campo elétrico.
Questão 19)
O gráfico abaixo representa a maneira como varia a
intensidade do campo elétrico, que é gerado por uma carga
pontual Q positiva, em função da distância. Determine a
intensidade do campo a uma distância de 4,0 cm da carga
fonte. (Ko = 9,0 × 109 unidades SI)
a)
b)
c)
d)
a)
o campo elétrico entre as placas está dirigido de baixo
b)
para cima e tem módulo igual a 8,3 x 10 5 N/C .
se a esfera não estiver carregada, o fenômeno da indução
elétrica garante a observação do mesmo fenômeno.
a diferença de potencial elétrico entre a placa inferior e a
c)
d)
e)
posição da esfera vale 5,0 x 10 3 V .
realizando-se o experimento num local muito afastado da
Terra e de outros corpos celestes, o novo valor do campo
elétrico deverá ser de 1, 2 x 10 5 V/m .
o campo elétrico entre as placas está dirigido de cima para
baixo e tem módulo igual a 8,3 x 10 5 N/C .
Questão 21)
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.
6,0 × 103 N/C
9,0 × 103 N/C
1,2 × 104 N/C
1,5 × 104 N/C
Questão 20)
Durante o processo de produção de minúsculas esferas de
metal desenvolvido num laboratório da NASA, uma esfera de
alumínio de 20 mg, com carga positiva de 0,24 nC, é mantida
em repouso, por levitação, entre duas grandes placas paralelas
carregadas (comparadas às dimensões da esfera) numa
câmara de vácuo, a 3,0 mm da placa inferior (na figura, a
esfera de AI aparece brilhante entre as placas).
Questão 22)
Três cargas elétricas, q1 = - 16 C, q2 = + 1,0 C e q3 = - 4,0
C, são mantidas fixas no vácuo e alinhadas, como mostrado
na figura. A distância d = 1,0 cm. Calcule o módulo do campo
elétrico produzido na posição da carga q2, em V/m.
GABARITO:
1) Gab: D
2) Gab: B
3) Gab: E
4) Gab: B
-4-
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AM
5) Gab: A
6) Gab: E
7) Gab: B
8) Gab: B
9) Gab: D
10) Gab: E
11) Gab: A
b)
12) Gab: E
c)
13) Gab: D
14) Gab:
a) Conforme pode ser notado na equação do problema, o
campo elétrico possui uma dependência linear com a
variável X. Assim, o esboço do gráfico fica como o
seguinte:
 m  g  tg
 m
; E   g  tg
E
q
q
 3m
E
 g , Vertical para cima
4Q
19) Gab: B
20) Gab: A
21) Gab: E = 5,0 × 109 V/m
22) Gab: E = 0 V/m
b)
Conforme pode ser notado na equação do problema, o
campo elétrico e, consequentemente a força elétrica,
possuem dependência linear com a variável X,
caracterizando uma interação do tipo Lei de Hooke.
Assim, a carga q negativa executará um movimento
harmônico simples ao longo do eixo do anel.
15) Gab:
a)
b)
mg
.
k
mg  qE 0
 x '0 
.
k
 x0 
mg  qE 0 2
c)
h
d)
f 
1
2
A
qE 0
.
k
2kmg
.
k
.
m
16) Gab: A
17) Gab:

a) Cargas positivas são fontes de E enquanto que cargas
negativas são sorvedouros. Pela análise da figura, como
as linhas de campo elétrico saem de B e chegam em A,
conclui-se que A é negativa e B é positiva.
b) Da figura, percebemos que da carga B saem o dobro de
linhas de campo que chegam na carga A, portanto:
QB  2 QA .
c)
Não. Pois caso fosse possível, haveria diferentes vetores

E em cada ponto de cruzamento das linhas de campo.
18) Gab:



a) T (tração no fio); P (força peso); Fe (força elétrica)
-5-
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