Eletrostática – 2014 – 2013
Vestibulares Recentes – 2014 – 2013
ELETROSTÁTICA
01-(UNICAMP-SP-014)
A atração e a repulsão entre partículas carregadas têm inúmeras aplicações industriais, tal como a
pintura eletrostática. As figuras abaixo mostram um mesmo conjunto de partículas carregadas, nos vértices de um quadrado de lado a, que exercem forças eletrostáticas sobre a carga A no centro desse quadrado. Na situação apresentada, o vetor que melhor representa a força resultante agindo sobre a carga A se encontra na figura
02-(FGV-SP-014)
Duas placas metálicas planas A e B, dispostas paralela e verticalmente a uma distância mútua d, são eletrizadas com cargas iguais, mas de sinais opostos, criando um campo elétrico uniforme
em seu interior, onde se produz um vácuo. A figura mostra algumas linhas de força na região mencionada.
Uma partícula, de massa m e carga positiva q, é abandonada do repouso no ponto médio M entre as placas. Desprezados os efeitos gravitacionais, essa partícula deverá atingir a placa______________ com velocidade v dada por_______________ .
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas.
03-(PUC-SP-014)
Uma caixa contém n esferas metálicas idênticas, neutras e apoiadas em suportes isolantes. Um aluno separa essas esferas em agrupamentos que contêm quantidades iguais de esferas; os agrupamentos estão distantes entre si e foram nomeados por A, B e C.
Nos agrupamentos A e B , as esferas estão todas enfileiradas e encostadas umas com as outras. No agrupamento C, as esferas também estão enfileiradas, porém bem distantes umas das outras. Após esse procedimento, o mesmo aluno, segurando pelo suporte isolante uma outra esfera metálica, inicialmente eletrizada com carga Q e idêntica às esferas metálicas contidas nos agrupamentos A, B e C , faz o contato sucessivo dessa esfera eletrizada com as esferas do agrupamento A , depois com as esferas do agrupamento B e, finalmente, com cada esfera individualmente do agrupamento C.
Ao final desse procedimento, podemos afirmar que a carga final da esfera que estava inicialmente eletrizada com carga Q, será
04-(UCB-DF-014) |
Duas cargas elétricas puntiformes são positivas e iguais (q1=q2=4μC). Tem-se que q1 está localizada
em x=0 e y=0,4m e q2 em x=0 e y= – 0,4m. Determine o módulo da força elétrica total (resultante) que essas cargas exercem sobre uma terceira carga puntiforme Q=5μC em x=0,3m e y=0.
Dado: Adote como constante k=9.109Nm2/C2.
Multiplique o resultado obtido por 10 e marque a resposta na folha de respostas, desprezando, se houver, a parte decimal do resultado final.
05-(UFJF-MG-014)
Uma bolinha de isopor e outra de metal com carga nula são penduradas em um suporte por fios isolantes, como mostra a figura abaixo.
Aproximando um bastão eletricamente carregado de carga positiva de cada uma delas, podemos afirmar que:
a) as duas bolinhas se afastam do bastão.
b) as duas bolinhas se aproximam do bastão.
c) a bolinha de isopor se aproxima e a bolinha de metal se afasta do bastão.
d) a bolinha de isopor não se move e a bolinha de metal se afasta do bastão.
e) a bolinha de isopor aproxima-se do bastão e a bolinha de metal não se move.
06-(UFPA-PA-014)
Cada figura abaixo mostra três corpos, “A”, “B” e “C”, carregados eletricamente, assim como a força eletrostática sobre cada um deles devida à interação como os outros dois. Identifique qual alternativa é incompatível com as leis da eletrostática.
07-(UFPR-PR-014)
No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma energia elétrica de
125 μJ. As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores ε1 = 10 V e ε2 = 5 V. Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado.
08-(UFRGS-RS-014)
Considere dois balões de borracha, A e B. O balão B tem excesso de cargas negativas; o balão A, ao ser aproximado do balão B, é repelido por ele. Por outro lado, quando certo objeto metálico
isolado é aproximado do balão A, este é atraído pelo objeto.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A respeito das cargas elétricas líquidas no balão A e no objeto, pode-se concluir que o balão A só
pode …….. e que o objeto só pode …….. .
(A) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas
(B) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro
(C) ter excesso de cargas negativas – estar eletricamente neutro
(D) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro
(E) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas
09-(UFSM-RS-014)
A tecnologia dos aparelhos eletroeletrônicos está baseada nos fenômenos de interação das
partículas carregadas com campos elétricos e magnéticos. A figura representa as linhas de campo de um campo elétrico.
Assim, analise as afirmativas:
I – O campo é mais intenso na região A.
II – O potencial elétrico é maior na região B.
III – Uma partícula com carga negativa pode ser a fonte desse campo.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I.
b) apenas II
c) apenas III.
d) apenas II e III.
e) I, II e III.
10-(UPF-RS-014)
Durante uma experiência em um laboratório de física, um balão (desses usados em festas de aniversário) cheio de ar, de massa total m = 1 g, carregado eletricamente com uma carga q negativa,
flutua estaticamente numa região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme na direção vertical e no sentido de cima para baixo. Desprezando-se o empuxo sobre o balão e considerando que a aceleração gravitacional local é g = 10 m/s2 e que o valor do campo elétrico é de 50 N/C, pode-se afirmar que a carga elétrica do balão é de
Carga elétrica e processos de eletrização
70-(UFSC-SC-013)
A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em
um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está ordenada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem.
Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon.
02. Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair.
04. Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquire carga de + 5 unidades de carga, então o papel adquire carga de – 5 unidades de carga.
08. Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho.
16. Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair.
32. Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado.
71-(UDESC-SC-013)
Duas esferas idênticas, A e B, feitas de material condutor, apresentam as cargas +3e e -5e, e são colocadas em contato.
Após o equilíbrio, a esfera A é colocada em contato com outra esfera idêntica C, a qual possui carga elétrica de +3e. Assinale a alternativa que contém o valor da carga elétrica final da esfera A.
A. ( ) +2e B. ( ) -1e C. ( ) +1e D. ( ) -2e E. ( ) 0e
72-(PUC-RS-013)
Uma esfera metálica neutra é suspensa por um fio isolante. Quando um bastão feito de material 
isolante e positivamente carregado é posicionado perto da esfera metálica sem encostar nela, observa-se que a esfera
A) é repelida pelo bastão, porque a esfera se torna positivamente carregada.
B) é atraída para o bastão, porque a esfera se torna negativamente carregada.
C) é atraída para o bastão, porque o número de prótons na esfera é menor que no bastão.
D) é repelida pelo bastão, porque ocorre um rearranjo de prótons na esfera.
E) é atraída para o bastão, porque ocorre um rearranjo dos elétrons na esfera, que continua neutra.
Força elétrica – Lei de Coulomb
44-(UFRR-RR-013)
Uma partícula de carga elétrica positiva igual a 0,001 C é suspensa, verticalmente, por um fio inextensível e de peso
desprezível que está fixo ao teto. Outra partícula de massa 9 g e carga negativa igual a 2,5.10-9C é deixada livremente num ponto embaixo da mesma linha vertical da outra partícula de forma que quando se alcança o equilíbrio ambas as partículas se encontram na mesma linha vertical separadas a uma distância de:
Considere a aceleração da gravidade g = 10m/s² e a constante eletrostática K = 9 x 109 N.m²/C²
( a ) 0,25 m ( b ) 0,50 m ( c ) 1,20 m ( d ) 7,00 m ( e ) 0,45 m
45-(AFA-013)
Uma partícula de massa m e carga elétrica negativa gira em órbita circular com velocidade escalar constante de módulo
igual a v, próxima a uma carga elétrica positiva fixa, conforme ilustra a figura abaixo.
Desprezando a interação gravitacional entre as partículas e adotando a energia potencial elétrica nula quando elas estão
infinitamente afastadas, é correto afirmar que a energia deste sistema é igual a
46-(MACKENZIE-SP-013)
Em um determinado instante, dois corpos de pequenas dimensões estão eletricamente neutros e
localizados no ar. Por certo processo de eletrização, cerca de 5.1013 elétrons “passaram” de um corpo para outro. Feito isso, ao serem afastados entre si de uma distância de 1,0cm, haverá entre eles
a) uma repulsão eletrostática mútua, de intensidade 5, 76 kN.
b) uma repulsão eletrostática mútua, de intensidade 7,2 . 105 kN.
c) uma interação eletrostática mútua desprezível, impossível de ser determinada.
d) uma atração eletrostática mútua, de intensidade 7,2 . 105 kN.
e) uma atração eletrostática mútua, de intensidade 5, 76 kN.
47-(UNICAMP-SP-013)
Em 2012 foi comemorado o centenário da descoberta dos raios cósmicos, que são partículas provenientes do espaço.
a) Os neutrinos são partículas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria do Sol. Sabendo-se que a distância do Sol à Terra é igual a 1,5.1011 m , e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0.108 m/s , calcule o tempo de viagem de um neutrino solar até a Terra.
b) As partículas ionizam o ar e um instrumento usado para medir esta ionização é o eletroscópio. 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 F=k.q2/d2, sendo k=9.109 N.m2/C2
Para a situação ilustrada na figura acima, qual é a carga q , se m=0,004 g ?
Campo Elétrico
73-(PUC-RJ-013)
Duas cargas pontuais q1= 3,0μC e q2=6,0μC 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 k= 9.109 Nm2/C2
(A) 0,3 (B) 0,4 (C) 0,5 (D) 0,6 (E) 2,4
74-(MACKENZIE-SP-013)
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) q2 = (1/9)q1 b) q2 = (1/3)q1 c) q2 = 3q1 d) q2 = 6q1 e) q2 = 9q1
75-(FUVEST-SP-013)
Um equipamento, como o esquematizado na figura abaixo, foi utilizado por J.J.Thomson, no final do século XIX, para o estudo de raios catódicos em vácuo. Um feixe fino de elétrons (cada elétron tem massa m e carga e) com velocidade de módulo vo, na direção horizontal x, atravessa a região entre um par de placas paralelas, horizontais, de comprimento L. Entre as placas, há um campo elétrico de módulo constante E na direção vertical y. Após saírem da região entre as placas, os elétrons descrevem uma trajetória retilínea até a tela fluorescente T.
Determine
a) o módulo a da aceleração dos elétrons enquanto estão entre as placas;
b) o intervalo de tempo Δt que os elétrons permanecem entre as placas;
c) o desvio Δy na trajetória dos elétrons, na direção vertical, ao final de seu movimento entre as placas;
d) a componente vertical vy da velocidade dos elétrons ao saírem da região entre as placas.
Linhas de força (de campo) – Potencial eletrostático
53-(UFRN-RN-013)
Informações divulgadas revelam que o Brasil é um dos países onde há uma grande ocorrência de
raios. Estes são descargas elétricas que ocorrem na atmosfera, geralmente entre a nuvem e o solo ou entre duas nuvens.
Segundo especialistas, no Brasil, ocorrem a cada segundo, em média, três raios tipo nuvem –solo, e, em cada um desses raios, é gerada uma energia da ordem de 109J.
Considere a rigidez dielétrica do ar igual a 3.106V/m, isto é, a maior intensidade do campo elétrico que pode ser aplicado ao ar sem que ele se torne condutor, e que E=V/d, onde E é a intensidade do campo elétrico, V a diferença de potencial elétrico entre a nuvem e o solo e d a distância entre a nuvem e o solo.
A) Supondo que as cargas elétricas estão uniformemente distribuídas na base de uma nuvem que se situa a 3 km de altura do solo e induzem, neste, cargas de sinais opostos, calcule a diferença de potencial mínima, VM, capaz de quebrar a rigidez dielétrica do ar de modo que ocorram raios.
B) Determine a potência média gerada pelos três raios que caem a cada segundo.
C) Se toda a potência gerada pelos três raios que caem a cada segundo pudesse ser utilizada como fonte de energia elétrica, qual seria o número de raios necessários para gerar uma potência elétrica de 15.000 MW (1,5.1010W), ou seja, uma potência equivalente à gerada pela Usina de Itaipu?
54-(ESPCEX-013)
Duas esferas metálicas de raios RA e RB, com RA>RB, estão no vácuo e isoladas eletricamente uma da outra. Cada uma é eletrizada com uma mesma quantidade de carga positiva. Posteriormente as
esferas são interligadas por meio de um fio condutor de capacitância desprezível e, após atingir o equilíbrio eletrostático, a esfera A possuirá uma carga QA e um potencial VA, e a esfera B uma carga QB e um potencial VB. Baseado nas informações anteriores, podemos, então, afirmar que:
a) VA< VB e QA= QB b) VA= VB e QA= QB c) VA< VB e QA< QB
d) VA= VB e QA> QB e) VA> VB e QA=QB
Superfícies equipotenciais – trabalho da força eletrostática
50-(UFRR-RR-013)
O aumento de vida de prateleira de alimentos é obtido por várias técnicas de conservação de alimentos, como as técnicas térmicas, por exemplo, pasteurização, até as técnicas nucleares, como a irradiação por nuclídeo.
Há uma técnica, em particular, que usa campos elétricos pulsantes, que provocam variações, no potencial elétrico de células, destruindo as paredes celulares. Em um modelo simplificado, admite-se que a membrana da célula de um patógeno (micro-organismo que pode provocar doenças) seja rompida se houver uma diferença de potencial estabelecida entre as paredes celulares, Vpc, em torno de 1 V e que o diâmetro médio de uma célula seja de um micro, d=1μm.
O equipamento onde se coloca o alimento é um tipo de capacitor plano com placas paralelas, onde é estabelecido um campo elétrico uniforme e pulsado.
Com base no texto, estime a intensidade do campo elétrico necessário para romper a membrana celular do patógeno, em seguida, marque a alternativa correta:
( a ) intensidade do campo elétrico de 1 MV/m;
( b ) intensidade do campo elétrico de 2 MV/m;
( c ) intensidade do campo elétrico de 1 V/m;
( d ) intensidade do campo elétrico de 2 V/m;
( e ) faltam dados para se fazer qualquer estimativa sobre a intensidade do campo elétrico necessário para romper a membrana celular do patógeno.
51-(FUVEST-SP-013)
Um raio proveniente de uma nuvem transportou para o solo uma carga de 10 C sob uma diferença de potencial de 100
milhões de volts. A energia liberada por esse raio é
a) 30 MWh. b) 3 MWh. c) 300 kWh. d) 30 kWh. e) 3 kWh.