Prova Substitutiva de Física do 1º Período – Prof. Reinaldo

Prova Substitutiva de Física do 1º Período – Prof. Reinaldo
Nome
3ª série
Tempo 80 min
Nº de questões 7
g = 10 m/s2
e = 1,6 x 10—19 C
R = m.a
Nº
Conceito
Data 07 / 04 / 17
Q = n.e
K = 9,0 x 10 9 N.m2/C2
F = K.Q1.Q2 / r 2
F = q.E
E = K. Q / r2
V = K.Q / r
TAB = q.VAB
EP = q.V
_________________________________________________________________________________________________
1. O eletroscópio é um instrumento usado para medir carga elétrica. Ele consiste em duas hastes metálicas que
se repelem quando carregadas. De forma simplificada, as hastes podem ser tratadas como dois pêndulos
simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremidades. O módulo da força elétrica
entre as cargas é dado por Fe  k
q2
d
2
9
2
2
, sendo k = 9  10 N m /C .
Para a situação ilustrada na figura abaixo, qual é a carga q, se m = 0,004 g?
q = __________________
2. Gustavo dispõe de três esferas metálicas ( 1, 2 e 3 ) de raios iguais e muito pequenos, com as quais realiza
experimentos de eletrostática. As esferas 1 e 2 têm massas iguais a m, e a esfera 3 tem uma massa maior, M.
As três esferas foram eletricamente carregadas, sendo que as cargas nas esferas 1 e 3 são iguais a Q, e na
esfera 2 a carga é menor, q.
Em um primeiro experimento, Gustavo pendura as esferas 1 e 2 por fios isolantes longos, de mesmo
comprimento, e presos no mesmo ponto. Nas figuras são apresentadas três alternativas de configurações para
as posições de equilíbrio dessas duas esferas; θ1 e θ2 são, respectivamente, os ângulos que os fios de
sustentação das esferas 1 e 2 fazem com a vertical.
a) Assinale com um X a opção que apresenta a relação correta entre os ângulos na configuração de equilíbrio.
Justifique sua resposta.
( ) θ1  θ2 .
(
) θ1  θ2.
(
) θ1  θ2.
Em um segundo experimento, Gustavo suspende as esferas 1 e 3 de maneira semelhante à anterior.
b) Assinale com um X a opção que apresenta a relação correta entre os ângulos na configuração de equilíbrio.
Justifique sua resposta.
( ) θ1  θ3 .
(
) θ1  θ3 .
(
) θ1  θ3 .
c) Finalmente, Gustavo, usando luvas isolantes, força um contato elétrico simultâneo das três esferas. Assinale
com um X a opção que dá a relação correta entre os novos valores das cargas q1, q2 e q3 nas esferas 1, 2 e 3,
respectivamente. Justifique sua resposta.
( ) q1  q2  q3 .
2
(
) q1  q2  q3 .
(
) q1  q2  q3 .
3. O gráfico mostra a dependência do potencial elétrico V criado por uma carga pontual Q, no vácuo, em função
da distância até ela.
a) Determine o valor da carga elétrica Q.
Q = __________________
b) Determine o trabalho T realizado pela força elétrica ao mover uma carga de prova q = +1µC, desde a distância
de 0,05 m até a distância de 0,45 m de Q.
T = __________________
4. Nos vértices de um triângulo isósceles de lado L = 3,0 cm e ângulo de base 30°, são colocadas as cargas pontuais
qA = – 2,0 µC, qB = + 3,0 µC e qC = – 3,0 µC.
a) Determine a intensidade da força elétrica resultante FR que atua sobre a carga qA e represente esse vetor na figura.
b) Represente também o vetor campo elétrico resultante ER no ponto onde está qA e calcule seu módulo.
(–)
(+)
(–)
a) FR = __________________ ; b) ER = __________________
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5. Duas cargas elétricas puntiformes Q1 = + 8,0.10–8 C e Q2 = – 2,0.10–8 C estão fixas no vácuo, separadas pela
distância d = 6,0 cm. Determine, representando as situações com desenhos:
a) a intensidade da força elétrica F12 de atração entre elas;
b) a intensidade da força elétrica resultante R3 que age sobre uma carga Q3 = + 10–8 C colocada no ponto médio do
segmento que une Q1 a Q2;
c) a posição em que Q3 deve ser colocada, de modo que fique em equilíbrio somente sob a ação das forças elétricas de Q1 e Q2.
a) F12 = __________________ ; b) R3 = __________________ ; c) ___________________________
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6. Suponha duas esferas metálicas, 1 e 2, afastadas e isoladas, de raios R1 = 20 cm e R2 = 30 cm, eletrizadas
respectivamente com cargas Q1 = – 0,8 µC (negativa) e Q2 = + 4,8 µC (positiva), situadas no ar.
Ligam-se então as duas esferas por meio de um fio condutor até que se estabeleça uma situação de equilíbrio.
Em seguida o fio é removido. Determine:
a) As cargas finais de cada esfera, Q'1 e Q'2.
b) Os potenciais elétricos finais de cada esfera, V'1 e V'2.
a) Q'1 = _______________ ; Q'2 = _______________ ; b) V'1 = _______________ ; V'2 = _______________
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7. Entre duas placas condutoras, planas e paralelas, fixas no vácuo, existe um campo elétrico uniforme de
intensidade E = 6,0.104 V/m. As placas podem ser colocadas na horizontal (situação A) ou na vertical (situação B),
em um local onde g = 10 m/s2. Uma pequena esfera, de massa m = 8,0 g, carregada com carga q = + 1,0 µC,
encontra-se suspensa entre as placas por meio de um fio isolante ideal. Determine:
a) a tração TA no fio na situação A;
b) a tração TB no fio na situação B;
b) a diferença de potencial entre as placas, sabendo que a distância d entre elas é de 5,0 cm.
a) TA = __________________ ; b) TB = __________________ ; c) V = __________________
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