Condutor em equilíbrio eletrostático - Blindagem eletrostática

Exercícios

 

01-(UFRN-RN) Mauro ouviu no noticiário que os presos do Carandiru, em São Paulo, estavam comandando, de dentro da cadeia,

o tráfico de drogas e fugas de presos de outras cadeias paulistas, por meio de telefones celulares. Ouviu também que uma solução

possível para evitar os telefonemas, em virtude de ser difícil controlar a entrada de telefones no presídio, era fazer uma blindagem das ondas eletromagnéticas, usando telas de tal forma que as ligações não fossem completadas. Mauro ficou em dúvida se as telas eram metálicas ou plásticas. Resolveu, então, com seu celular e o telefone fixo de sua casa, fazer duas experiências bem simples.

1 - Mauro lacrou um saco plástico com seu celular dentro. Pegou o telefone fixo e ligou para o celular. A ligação foi completada.

2 - Mauro repetiu o procedimento, fechando uma lata metálica com o celular dentro. A ligação não foi completada.

O fato de a ligação não ter sido completada na segunda experiência, justifica-se porque o interior de uma lata metálica fechada

a) permite a polarização das ondas eletromagnéticas diminuindo a sua intensidade.

b) fica isolado de qualquer campo magnético externo.

c) permite a interferência destrutiva das ondas eletromagnéticas.

d) fica isolado de qualquer campo elétrico

 

02-(UFF-RJ) Considere a seguinte experiência: "Um cientista construiu uma grande gaiola metálica, isolou-a da Terra e entrou

nela. Seu ajudante, então, eletrizou a gaiola, transferindo-lhe grande carga." Pode-se afirmar que:

a) o cientista nada sofreu, pois o potencial da gaiola era menor que o de seu corpo.

b) o cientista nada sofreu, pois o potencial de seu corpo era o mesmo que o da gaiola.

c) mesmo que o cientista houvesse tocado no solo, nada sofreria, pois o potencial de seu corpo era o mesmo que o do

solo.

d) o cientista levou choque e provou com isso a existência da corrente eletrica.

 

03-(AFA-RJ) Durante tempestade, um raio atinge um avião em vôo.

Pode-se afirmar que a tripulação:

a) não será atingida, pois aviões são obrigados a portar um pára-raios em sua fuselagem.

b) será atingida em virtude de a fuselagem metálica ser boa condutora de eletricidade.

c) será parcialmente atingida, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do avião.

d) não sofrerá dano físico, pois a fuselagem metálica atua como blindagem.

 

04- (UFBA) Aviões com revestimento metálico, voando em atmosfera seca, podem atingir elevado grau de eletrização, muitas

vezes evidenciado por um centelhamento para a atmosfera, conhecido como fogo-de-santelmo. Nessas circunstâncias é correto afirmar:

(01) A eletrização do revestimento dá-se por indução.

(02) O campo elétrico no interior do avião causado pela eletrização do revestimento, é nulo.

(04) A eletrização poderia ser evitada se o avião fosse revestido com material isolante.

(08) O centelhamento ocorre preferencialmente nas partes pontiagudas do avião.

(16) O revestimento metálico não é uma superfície equipotencial, pois, se o fosse, não haveria centelhamento.

(32) Dois pontos quaisquer no interior do avião estão a um mesmo potencial, desde que não haja outras fontes de campo elétrico.

 

05-(UEM-PR) Uma esfera metálica de raio R, isolada, está carregada com uma carga elétrica Q. Seja r a distância do centro da esfera a qualquer ponto dentro (r < R) ou fora (r > R) da esfera. Nessas condições, assinale o que for correto:

(01) A carga elétrica se distribui uniformemente em toda a massa da esfera.
(02) O campo elétrico e o potencial elétrico são constantes no interior da esfera.
(04) Para r > R, o campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância e tem direção perpendicular à superfície da esfera.
(08) As eqüipotenciais associadas ao campo elétrico da esfera, para r > R, são superfícies esféricas concêntricas com a esfera e igualmente espaçadas.
(16) O potencial elétrico é uma grandeza escalar, enquanto o campo elétrico é uma grandeza vetorial.
Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas.

 

06-(FMTM-MG) A seção transversal de um condutor em equilíbrio eletrostático carregado positivamente tem uma forma de pêra, conforme mostra a figura. Considere dois pontos A e B em sua superfície e as seguintes informações a seu respeito:

I. A e B estão submetidos ao mesmo potencial.
II. O vetor campo elétrico  tem a mesma intensidade em A e B.
III. O vetor campo elétrico resultante no interior do condutor é nulo.
Das afirmativas acima:

a) Apenas II está correta.                   b) Apenas II e III estão corretas.          c) Apenas I e II estão corretas.
d) Apenas I e III estão corretas.         e) I, II e III estão corretas.

 

07-(PUC-MG)). A ausência de cargas eletrostáticas no interior de condutores elétricos, quaisquer que sejam as suas formas, está relacionada ao fato de que:

a) o potencial elétrico é nulo no interior de condutores.

b) a densidade superficial de cargas é constante.

c) o campo elétrico é nulo no interior de condutores.

d) as cargas elétricas não se deslocam facilmente em condutores.

e) não é possível isolar completamente um condutor

 

08-(CEFET-PR) Um cubo é feito de alumínio e está eletrizado e em equilíbrio eletrostático. Quanto ao campo elétrico, podemos

dizer que este é:

a) mais intenso nas proximidades dos centros das faces do cubo.

b) mais intenso nas proximidades dos centros das arestas do cubo.

c) mais intenso nas proximidades dos vértices do cubo.

d) de igual intensidade nas proximidades de qualquer parte do cubo.

e) tão intenso nas proximidades quanto no seu interior.

 

09-(UFMG) Atrita-se um bastão com lã, de modo que ele adquire carga positiva. Aproxima-se então o bastão de uma esfera metálica com o objetivo de induzir nela uma separação de cargas. Essa situação é mostrada na figura.

Pode-se então afirmar que o campo elétrico no interior da esfera é:

a) diferente de zero, horizontal, com sentido da direita para a esquerda.       b) diferente de zero, horizontal, com sentido da esquerda para a direita.                              c) nulo apenas no centro.           d) nulo.

 

10-(UFV-MG) Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia. Pode-se afirmar que

 

 os passageiros:

a) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus.

b) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade.

c) serão parcialmente atingidos, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do ônibus.

d) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como blindagem.

e) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um pára-raios em sua carroceria.

 

11-(UFMT) Indique a aplicação tecnológica do conceito demonstrado por Faraday, na primeira metade do século XIX, na experiência  conhecida como gaiola de Faraday.

a) Isolamento térmico do conteúdo de garrafas térmicas.

b) Atração dos raios em tempestades por pára-raios.

c) Isolamento elétrico promovido pela borracha dos pneus de veículos.

d) Recobrimento com material isolante em cabos utilizados para transporte de energia elétrica.

e) Bloqueio para chamadas de telefone celular em penitenciárias.

 

 12-(UFU-MG) Uma pequena bolinha de metal, carregada com uma carga elétrica –Q encontra-se presa por um fio no interior de uma fina casca esférica condutora neutra, conforme figura abaixo.

A bolinha encontra-se em uma posição não concêntrica com a casca esférica.

Com base nessas informações, indique a alternativa que corresponde a uma situação física verdadeira.

a) Se o fio for de material isolante, a bolinha não trocará cargas elétricas com a casca esférica condutora, porém induzirá uma carga total + Q na casca, a qual ficará distribuída sobre a parte externa da casca, assumindo uma configuração conforme representação abaixo.

b) Se o fio for de material condutor, a bolinha trocará cargas elétricas com a casca esférica, tornando-se neutra e produzindo uma carga total – Q na casca esférica, a qual ficará distribuída uniformemente sobre a parte externa da casca, conforme representação a seguir.

c) Se o fio for de material isolante, haverá campo elétrico na região interna da casca esférica devido à carga – Q da bolinha, porém não haverá campo elétrico na região externa à casca esférica neutra.

d) Se o fio for de material condutor, haverá campo elétrico nas regiões interna e externa da casca esférica, devido às trocas de cargas entre a bolinha e a casca esférica.

 

13-(ENEM-MEC) O poder das pontas é uma consequência da forma como as partículas portadoras de carga elétrica se distribuem

na superfície de um condutor. Em um dado condutor carregado, em equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar que, em relação ao restante da superfície, nas pontas:

a) a quantidade e a densidade de cargas são sempre maiores.

b) a quantidade e a densidade de cargas são sempre menores.

c) a quantidade e a densidade de cargas são sempre iguais.

d) a quantidade de cargas é sempre menor, mas a densidade de cargas é sempre maior.

e) a quantidade de cargas é sempre maior, mas a densidade de cargas é sempre menor.

 

14-(UFRGS-RS) A figura abaixo representa, em corte, três objetos de formas geométricas diferentes, feitos de material bom condutor, que se encontram em repouso. Os objetos são ocos, totalmente fechados, e suas cavidades internas se acham vazias. A superfície de cada um dos objetos está carregada com carga elétrica estática de mesmo valor Q.

Em quais desses objetos o campo elétrico é nulo em qualquer ponto da cavidade interna?

a) Apenas em I.               b) Apenas em II.         c) Apenas em I e II.           d) Apenas em II e III.          e) Em I, II e III.

 

15-(UFMS-MS))  O gerador de Van de Graff é um dispositivo capaz de gerar cargas elétricas que são armazenadas em sua cúpula. A figura a seguir mostra uma cúpula de um gerador carregada com excesso de cargas elétricas negativas. E, distante dessa cúpula, um outro sistema, formado por uma esfera condutora maciça, presa por suportes isolantes no interior de uma casca esférica condutora. A casca esférica está apoiada à terra por um outro suporte também isolante. A cúpula do gerador e a esfera condutora interna estão conectadas por um fio condutor, que pode ser ligado e desligado através de uma chave S1. Um outro fio condutor faz a conexão através de uma outra chave S2, entre a superfície externa da casca esférica e a terra. Um pêndulo eletrostático, descarregado, encontra-se em equilíbrio, próximo da superfície externa da casca esférica. O pêndulo pode ser atraído eletrostaticamente para essa superfície, de maneira que não a toca. Inicialmente, as chaves estão desligadas, e a esfera condutora, a casca esférica e o pêndulo estão descarregados. Considere a cúpula do gerador suficientemente afastada, de maneira que o campo elétrico, produzido nas imediações da cúpula, não interfira no segundo sistema inclusive com o pêndulo. Com relação a todo esse conjunto, é correto afirmar:

01) Se ligarmos apenas a chave S1, mantendo S2 desligada, o pêndulo será atraído. 

02) Se ligarmos S1, e em seguida ligarmos S2, mantendo S1 também ligada, a casca esférica será carregada e o pêndulo não será atraído. 

04) Se ligarmos S1, mantendo S2 desligada, o campo elétrico, na região do pêndulo, permanecerá nulo. 

08) Se ligarmos S1, e em seguida ligarmos S2, a casca esférica ficará carregada com excesso de cargas positivas. 

16) Se ligarmos apenas S1, mantendo S2 desligada, a casca esférica ficará carregada com excesso de cargas negativas.

 

Dados para a resolução das questões 16 e  17.

16-(PUC-MG) Uma esfera metálica de raio R = 0,50 m está carregada com uma carga positiva e em equilíbrio eletrostático, de

modo que sua densidade superficial de cargas seja 1,0.10-6 C/m2. A esfera encontra-se no vácuo.

Dado: Ko = 9,0.102 N · m2

A esfera encontra-se carregada com uma carga elétrica de:

a) 3,14.10-6C.                    b) 1,0.10-6C                           c) 9,0.103 C.                        d) 9,0.109C.

 

17-(PUC-MG) O campo elétrico para pontos que estejam a uma distância de 30 cm do centro dessa esfera vale:

a) 3,14 · 105 N/C.                  b) 9,0 · 10-6 N/C.                          c) 1,0 · 105 N/C.                               d) 0.

 

18-(PUCCAMP-SP) Uma esfera metálica oca encontra-se no ar, eletrizada positivamente e isolada de outras cargas. Os gráficos a seguir representam a intensidade do campo elétrico e do potencial elétrico criado por essa esfera, em função da distancia ao seu centro. Dado: k = 9,0.109 Nm2/C2.

Com base nas informações, é correto afirmar que:

a) a carga elétrica do condutor e 4,5.10-6 C.                                  b) o potencial elétrico no interior do condutor é nulo.

c) o potencial elétrico do condutor vale 3,6.104 V.                       d) o potencial elétrico de um ponto a 2,0 m do centro do condutor

vale 90.103 V                                                                                e) a intensidade do campo elétrico em um ponto a 3,0 m do

centro do condutor vale 4,0.104N/C.

 

19-(UEG-GO))  Os recentes motins em presídios brasileiros chamaram a atenção de modo geral para a importância das telecomunicações na operação de estruturas organizacionais. A necessidade de se impossibilitar qualquer tipo de comunicação, no caso de organizações criminosas, tornou-se patente. Embora existam muitos sistemas de comunicação móvel, o foco centrou-se em celulares, em virtude de suas pequenas dimensões físicas e da facilidade de aquisição e uso. Várias propostas foram colocadas para o bloqueio das ondas eletromagnéticas ou de rádio. A primeira delas consiste em envolver o presídio por uma "gaiola de Faraday", ou seja, "embrulhá-lo" com um material que seja bom condutor de eletricidade ligado à terra. Uma segunda proposta era utilizar um aparelho que gerasse ondas eletromagnéticas na mesma faixa de frequência utilizada pelas operadoras de telefonia móvel. Essas ondas seriam espalhadas por meio de antenas, normalmente instaladas nos muros do presídio.

Acerca das informações contidas no texto acima, julgue a validade das afirmações a seguir.

I. Uma "gaiola de Faraday" é uma blindagem elétrica, ou seja, uma superfície condutora que envolve uma dada região do espaço e que pode, em certas situações, impedir a entrada de perturbações produzidas por campos elétricos e/ou magnéticos externos.

II. A eficiência da "gaiola de Faraday" depende do comprimento de onda das ondas eletromagnéticas da telefonia celular, pois isso definirá as dimensões da malha utilizada em sua construção.

III. A segunda proposta citada no texto é a geração de ondas nas mesmas frequências utilizadas pelas operadoras de telefonia móvel. Com isso, através de interferências destrutivas, compromete-se a comunicação entre a ERB (torre celular ou estação de rádio) e o telefone.

Assinale a alternativa CORRETA:

a) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras. 

b) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras. 

c) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. 

d) Todas as afirmações são verdadeiras. 


20-(ITA-SP) Uma esfera metálica isolada, de 10,0 cm de raio, é carregada no vácuo até atingir o potencial U = 9,0V. Em seguida, ela é posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 = 5,0 cm, inicialmente neutra. Após atingido o equilíbrio, qual das alternativas abaixo melhor descreve a situação física?

K=1/4πεo=9,0.109N.m2/C2

Dado:.

a) A esfera maior terá uma carga de 0,66.10-10C.                      b) A esfera maior terá um potencial de 4,5V.
c) A esfera menor terá uma carga de 0,66.10-10C.                        d) A esfera menor terá um potencial de 4,5V.
e) A carga total é igualmente dividida entre as duas esferas.

 

21-(UFPR-PR)  O processo de eletrização por atrito, ou triboeletrização, é responsável, em parte, pelo acúmulo de cargas nas nuvens e, nesse caso, a manifestação mais clara desse acúmulo de cargas é a existência de raios, que são descargas elétricas

extremamente perigosas. Entretanto, como o ar atmosférico é um material isolante, os raios não ocorrem a todo momento. Para que ocorram, o valor do campo elétrico produzido no ar por um objeto carregado deve ter uma intensidade maior do que um certo valor crítico chamado rigidez dielétrica. É importante notar que não apenas o ar, mas todos os materiais, sejam isolantes ou condutores, possuem rigidez dielétrica. Nos condutores, em geral, essa grandeza tem valores muito menores que nos isolantes, e essa é uma característica que os diferencia. Assim, com um campo elétrico pouco intenso é possível produzir movimento de cargas num condutor, enquanto num isolante o campo necessário deve ser muito mais intenso.

Considerando essas informações, responda:

a) Sabe-se que a rigidez dielétrica do ar numa certa região vale 3,0.106 N/C. Qual é a carga máxima que pode ser armazenada por um condutor esférico com raio de 30 cm colocado nessa região?

b) Supondo que o potencial elétrico a uma distância muito grande do condutor seja nulo, quanto vale o potencial elétrico produzido por esse condutor esférico na sua superfície quando ele tem a carga máxima determinada no item anterior?

 

22-(Olimpíada Paulista de Física) Uma esfera metálica de raio R1 = 5,0 cm está carregada com 4,0.10-3C. Outra esfera metálica de raio R2 = 15,0 cm está inicialmente descarregada. Se as duas esferas são conectadas eletricamente, podemos afirmar que:

a) a carga total será igualmente distribuída entre as duas esferas.                 b) a carga da esfera maior será 1,0.10-3C.
c) a carga da esfera menor será 2,0.10
-3C
.                                                     d) a carga da esfera maior será 3,0.10-3C.
e) a carga da esfera menor será 3,0.10-3C.

 

23-(ITA-SP) Considere um condutor esférico A de 20 cm de diâmetro colocado sobre um pedestal fixo e isolante. Uma esfera condutora B de 0,5 mm de diâmetro, do mesmo material da esfera A, é suspensa por um fio fixo e isolante. Em posição oposta à esfera A é colocada uma campainha C ligada à terra, conforme mostra a figura. O condutor A é então carregado a um potencial eletrostático Vo, de forma a atrair a esfera B. As duas esferas entram em contato devido à indução eletrostática e, após a transferência de carga, a esfera B é repelida, chocando-se com a campainha C, onde a carga adquirida é escoada para a terra. Após 20 contatos com a campainha, verifica-se que o potencial da esfera A é de 10000 V. Determine o potencial inicial da esfera A.

Considere (1 + x)n ≈ 1 + nx se │x│  < 1

 

24-(UFC-09) Uma esfera de cobre com raio da ordem de micrômetros possui uma carga da ordem de dez mil cargas elementares (e=1,6.10-19, distribuídas uniformemente sobre sua superfície. Considere que a densidade superficial é mantida constante. Assinale a alternativa que contém a ordem de grandeza do número de cargas elementares em uma esfera de cobre com raio da ordem de milímetros.

a) 1019.                          b) 1016.                              c) 1013.                              d) 1010.                            e) 101

 

25-(ITA-SP-09)  Uma carga q distribui-se uniformemente na superfície de uma esfera condutora, isolada, de raio R. Assinale a opção que apresenta a magnitude do campo elétrico e o potencial elétrico num ponto situado a uma distância r = R/3 do centro da esfera.

 

26-(UFRGS-09) A figura mostra uma esfera de raio R no interior de uma casca esférica de raio 2R, ambas metálicas e interligadas

por um fio condutor. Quando o sistema for carregado com carga elétrica total Q, esta se distribuirá de modo que a carga da

esfera interna seja:

a) 4Q/3                     b) Q/2                        c) Q/3                      d) Q/5                       e) zero

 

27-(UECE-CE-09) Dois condutores elétricos esféricos, de raios R1 e R2, com R1 o dobro de R2, estão eletrizados com densidade de

 carga  e , de forma que são mantidos no mesmo potencial elétrico V, e se encontram bem distantes um do outro. Podemos afirmar corretamente que

a) .                b)          .                    c)          .                    d)          .

 

28-(UPE-PE-09) Na figura a seguir, dois condutores esféricos A e B carregados, cujos raios são respectivamente  e , estão separados por uma distância muito maior que 6 cm e conectados por um longo fio condutor fino. Uma carga total  é colocada em uma das esferas.

Considerando a constante eletrostática no vácuo ,

Pode–se afirmar que:

00. o potencial elétrico na superfície do condutor A é menor do que o potencial elétrico na superfície do condutor B.

01. o potencial elétrico no interior do condutor A é maior do que o potencial elétrico no interior do condutor B.

02. a carga elétrica no condutor A é o triplo da carga elétrica no condutor B.

03. o campo elétrico é o mesmo na superfície dos dois condutores.

04. o potencial elétrico na superfície dos condutores A e B é o mesmo e vale .

 

29-(UFSC-09)  Duas esferas condutoras isoladas têm raios R e 2R e estão afastadas por uma distância a. Inicialmente, a esfera maior tem um excesso de carga positiva +q e a menor está neutra. Encosta-se uma esfera na outra e, em seguida, as duas são reconduzidas à posição inicial.

Nesta última situação, é CORRETO afirmar que:

01) a força eletrostática entre as esferas é ko(q2/4a2) . 

02) a esfera menor tem carga +(1/3)q e a maior, +(2/3)q . 

04) o potencial elétrico na esfera maior é a metade do valor do potencial na esfera menor. 

08) todo o excesso de carga da esfera menor está localizado na sua superfície. 

16) o campo elétrico no interior da esfera menor é nulo.  

32) diferença de potencial entre quaisquer dois pontos do interior da esfera maior é diferente de zero. 

 

30-(UFRJ-RJ-010)  Uma partícula com carga positiva q = 4,0.10-6 C é mantida em repouso diante de uma esfera maciça condutora isolada de raio 0,10 m e carga total nula. A partícula encontra-se a uma distância de 0,20 m do centro da esfera, conforme ilustra a figura a seguir. A esfera e as cargas que foram induzidas em sua superfície também se encontram em repouso, isto é, há equilíbrio eletrostático.

Sabendo que a constante de proporcionalidade na lei de Coulomb é k = 9,0.109 N.m2/C2, determine o módulo e indique a direção e o sentido:

a) do campo elétrico no centro da esfera condutora devido à partícula de carga q;

b) do campo elétrico no centro da esfera condutora devido às cargas induzidas em sua superfície.

 

31-(PUC-MG-010) Em dias secos e com o ar com pouca umidade, é comum ocorrer o choque elétrico ao se tocar em um carro ou

  

na maçaneta de uma porta em locais onde o piso é recoberto por carpete. Pequenas centelhas elétricas saltam entre as mãos das pessoas e esses objetos. As faíscas elétricas ocorrem no ar quando a diferença de potencial elétrico atinge o valor de 10.000V numa distância de aproximadamente 1 cm. A esse respeito, marque a opção CORRETA.

a) A pessoa toma esse choque porque o corpo humano é um bom condutor de eletricidade. 

b) Esse fenômeno é um exemplo de eletricidade estática acumulada nos objetos. 

c) Esse fenômeno só ocorre em ambientes onde existem fiações elétricas como é o caso dos veículos e de ambientes residenciais e comerciais. 

d) Se a pessoa estiver calçada com sapatos secos de borracha, o fenômeno não acontece, porque a borracha é um excelente isolante elétrico. 

 

32-(UPE-PE-010) Um condutor esférico em equilíbrio eletrostático, representado pela figura a seguir, tem raio igual a R e está

eletrizado com carga Q.Analise as afirmações que se seguem:

 

I.No ponto A, o campo elétrico e o potencial elétrico são nulos.

II.Na superfície da esfera EB = VB/R

III.No ponto C, o potencial elétrico é dado por KQ/R

IV.No ponto C distante do ponto A de 2R, tem-se EC = VC/2R

É CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmações(ão)

a) I e III estão corretas.           b)         IV está correta.          c)          II e IV estão corretas.             d)         III e IV estão corretas.

e) II e III estão corretas.

 

33-(IFSP-SP-010) Uma esfera A, de raio 2 cm está uniformemente eletrizada com carga de 2mC. Num ponto P, situado a 1 cm da

 superfície dessa esfera é colocada uma partícula B, eletricamente carregada, com carga de 5nC. O campo elétrico da carga A, no ponto P, a força exercida por B em A, e o potencial elétrico no ponto P, são, respectivamente

( usar k0 = 9.109 N.m2/C2 )

a) E = 2´108 N/C, F = 10–2 N, V = 6´105 V.                            b)       E = 2´108 N/C, F = 10–1 N, V = 6´106 V.

c) E = 2´107 N/C, F = 10–1 N, V = 6´105 V.                            d)       E = 2´107 N/C, F = 10–2 N, V = 6´104 V.

e) E = 2´107 N/C, F = 10–2 N, V = 6´106 V.

 

34-(UFCG-PB-010) Uma esfera de cobre de raio R está eletricamente carregada com carga Q. O potencial V, em função do raio r onde r = 0 no centro da esfera, está mostrado na figura. Considerando essa configuração, pode-se afirmar que:

a) o trabalho realizado para transportar uma carga de prova +qo, de r = 0 até r = R/2 vale 2kQqo/R.

b) o trabalho realizado para transportar uma carga –qo, sendo |qo| << |Q|, de r >> R até r =R , depende do raio da esfera.

c) enquanto a esfera estiver sendo carregada, seu potencial elétrico em função de r tem o mesmo comportamento mostrado na figura.

d) com as informações disponíveis não se pode calcular a densidade superficial de cargas da esfera.

e) segundo a representação de Faraday, como V é constante no interior da esfera, as linhas de força do campo elétrico são paralelas nessa região.

 

35-(ENEM-MEC- 010) 

Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma

delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas.

Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado.

 

Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de

a) madeira e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. 

b) metal e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. 

c) metal e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. 

d) metal e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. 

e) madeira e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal. 

 

 36-(UNICAMP-SP-011)

Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado

na figura a seguir. Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raios-X.

Para um pedaço da fita de área A = 5,0.10-4 m2 mantido a uma distância constante d = 2,0 mm do rolo, a quantidade de cargas acumuladas é igual a Q = CV, sendo V a diferença de potencial entre a fita desenrolada e o rolo e C = εo A/d, em que 

εo ≈ 9.10-12 C/Vm. Nesse caso, a diferença de potencial entre a fita e o rolo para Q = 4,5.10-9 C é de

a) 1,2.102 V.              b) 5,0.10-4 V.              c) 2,0.103 V.         d) 1,0.10-20 V.

 

37-(UCPEL-RS-012)

Considere as afirmativas abaixo.

I. A força entre duas cargas elétricas em equilíbrio eletrostático independe do meio onde essas cargas estão imersas.

II. Dois bastões de alumínio, um neutro e outro carregado positivamente, são postos em contato e, em seguida, afastados um do outro. Após o afastamento, o que estava neutro perdeu elétrons.

III. Dois corpos de mesmo material, inicialmente neutros, são atritados. Ambos se eletrizam com carga de mesmo sinal.

IV. Numa superfície equipotencial, as linhas de força serão sempre perpendiculares a qualquer ponto da superfície.

V. Para uma esfera metálica carregada positivamente, o campo elétrico no seu interior é constante e maior que zero.

Das afirmações acima, pode-se concluir que

(A) II e IV estão corretas.                       (B) I, III e V estão corretas.                            (C) todas estão corretas.

(D) todas estão incorretas.                         (E) I, II, IV e V estão corretas.

 

38-(UEM-PR-012)

Considerando um condutor elétrico metálico maciço e esférico, de raio R, carregado positivamente e disposto no

vácuo, assinale o que for correto.

01) Para pontos d < R, no interior do condutor, o campo elétrico é nulo. 

02) Para pontos D > R, o campo elétrico gerado em D é proporcional a D2.

04) A densidade superficial de cargas no condutor é σ = Q/4πR2.

08) O potencial elétrico no interior do condutor sofre variação, na forma V=KQ/d, com d < R.

16) A superfície desse condutor elétrico esférico é uma superfície equipotencial. 

 

39-(UEM-PR-012)

Assinale o que for correto.

01) Cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, deslocam-se para a região de menor potencial elétrico.

02) Cargas elétricas negativas, abandonadas em repouso em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico uniforme, movem-se na direção e no sentido do campo.

04) Linhas de força de campo elétrico são sempre perpendiculares às superfícies equipotenciais.

08) Aos campos de forças conservativas, como o campo elétrico, associa-se o conceito de potencial. 

16) Em um campo conservativo, como o campo elétrico, o trabalho realizado por uma força conservativa para

deslocar uma partícula de um ponto a outro do campo independe da trajetória da partícula.

 

40-(ACAFE-SC-012)

Em uma cartilha fornecida pelos DETRANs do país é alertado sobre o risco em caso de acidente e cabos elétricos estarem em contato  com os veículos. Nesta cartilha há um erro conceitual quando é afirmado que:  “No interior dos veículos, as pessoas estão seguras, desde que os pneus estejam intactos e não haja nenhum contato com o chão. Se o cabo estiver sobre o veículo, elas podem ser eletrocutadas ao tocar o solo. Isso já não ocorre se permanecerem no seu interior, pois o mesmo está isolado pelos pneus.”

Noções de Primeiros Socorros no Trânsito, p. 25/São Paulo: ABRAMET – 2005

Assinale a alternativa correta que proporciona uma justificativa cientificamente adequada para a situação descrita na cartilha.

A) As pessoas jamais estarão seguras, pois os pneus não tem isolamento adequado.

B) As pessoas devem permanecer no interior do carro porque estão blindadas eletricamente, independente de estarem isoladas pelos pneus.

C) Os pneus devem estar cheios de ar, caso contrário não haverá isolamento.

D) Se as pessoas estiverem com calçados de borracha elas podem saltar do carro.

 

41-(FUVEST-SP-012)

O fluxo de íons através de membranas celulares gera impulsos elétricos que regulam ações fisiológicas em seres vivos. A figura abaixo ilustra o comportamento do potencial elétrico V em diferentes pontos no interior de uma célula, na membrana celular e no líquido

extracelular.

O gráfico desse potencial sugere que a membrana da célula pode ser tratada como um capacitor de placas paralelas com distância entre as placas igual à espessura da membrana,  d = 8 nm. No contexto desse modelo, determine

a) o sentido do movimento - de dentro para fora ou de fora para dentro da célula - dos íons de cloro (Cl-) e de cálcio (Ca2+), presentes nas soluções intra e extracelular;

b) a intensidade  E do campo elétrico no interior da membrana;

c) as intensidades FCl e FCa  das forças elétricas que atuam, respectivamente, nos íons Cl+ e Ca2+ enquanto atravessam a membrana;

d) o valor da carga elétrica Q na superfície da membrana em contato com o exterior da célula, se a capacitância C do sistema for igual a 12 pF.

 

 

 

Resoluções