Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Carga elétrica e Processos de Eletrização
Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre
Carga elétrica e Processos de Eletrização
01- Condutores são os materiais que permitem que as cargas (elétrons livres) se movimentem com facilidade no seu interior — os metais, de uma maneira em geral, são bons condutores — assim, alumínio, ouro e mercúrio são os três dos materiais citados, bons condutores de eletricidade —
R- D
02- Os metais são bons condutores — R- E
03- Quando a matéria não manifesta propriedades elétricas diz-se que ela está eletricamente neutra — um corpo eletricamente neutro possui número de prótons igual ao número de elétrons — R- C
04- Quando um condutor neutro (oco ou maciço) é eletrizado recebendo, por exemplo, elétrons, na
região indicada nas figuras, esses elétrons em excesso se repelem e como o material é condutor (permitem a movimentação de elétrons livres) eles tendem a se deslocarem ficando o mais longe possível, que é sua superfície externa — R- C
05- As cargas elétricas escoam do metal para o corpo humano e depois para o solo, pois todos são bons condutores — R- C
06- R- D — veja teoria
07- R- E
08- próton — d + u + u=-1/3 + 2/3 + 2/3=3/3=1 — nêutron — u + d + d=2/3 -1/3 – 1/3=0 — R- C
09- Quando uma nuvem eletrizada por atrito, com excesso ou falta de elétrons passa perto do para-raio, por indução aparece nele uma carga elétrica de sinal oposto ao da nuvem. Então a carga da nuvem é atraída, dá-se o raio entre a nuvem e o para-raio, e assim a carga da nuvem é escoada para a Terra — R- D
10- A carga elétrica total de um corpo é uma grandeza quantizada, ou seja, ela é sempremúltiplo inteiro da carga elétrica elementar │e│=1,6.10-19C — Q/│e│=n (número inteiro) — R- D
11- R- B — veja teoria
12- Q=n.e — Q=(5.1019 – 4.1019).1,6.10-19 — Q=1,6C — R- C
13- Q=n.e=(3.010 – 2.980).1 — Q= 30 C (negativa, excesso de elétrons)
14- As massas se adicionam e as cargas se anulam — R- E
15- R- B — veja teoria
16- I. Falsa — no núcleo estão concentrados os prótons e nêutrons
II. Falsa — possuem massas diferentes
III. Correta — veja teoria
IV. Correta
R- C
17- Q=n.e — 5.10-6=n.1,6.10-19 — n=3,125.1013 — R- D
18- Q=n.e — 10.10-6=n.1,6.10-19 — n=1.10-5/1,6.10-19=(1/1,6).1014 — n=0,625.1014 — R- D
19- A carga elétrica obedece a lei de conservação, de modo que se um objeto foi carregado com uma carga Q, algum outro objeto adquiriu uma carga -Q, pois a carga antes do processo de eletrização era nula — R- C
20- Próton — 2u + d=1 — nêutron — u + 2d=0 — resolvendo o sistema — u=2/3 e d= -1/3 —
R- D
21- A tela perdeu elétrons e ficou eletrizada com carga positiva.
22- Resolvendo o sistema — m=3 — p=2 — g=6 — R- A
23- R- A — veja teoria
24- Colocando-os na série triboelétrica:
R- A
25- X cedeu elétrons a Y — X ficou com carga positiva e Y negativa — Z em contato com X – ambos ficam com carga positiva — carga final — X e Z – positiva — Y – negativa — R- A
26- I. Correta — para estar eletrizado um corpo deve possuir cargas negativas ou positivas em excesso.
II. Falsa — veja I.
III. Falsa — tem cargas elétricas, mas elas se anulam.
IV. Verdadeira — veja teoria.
R- C
27- R- A — veja teoria
28- I (Verdadeira) — um corpo não eletrizado (neutro) possui um número de prótons igual ao número de elétrons.
II (Verdadeira) — um corpo neutro PERDE elétrons — fica carregado POSITIVAMENTE (falta de elétrons).
Um corpo neutro GANHA elétrons — fica carregado NEGATIVAMENTE (excesso de elétrons).
III (Falsa) — isolantes ou dielétricos são substâncias que não oferecem facilidade de movimento aos elétrons. No entanto um isolante pode se eletrizar, mas não com a mesma facilidade com que um condutor é eletrizado.
R- A
29- Atritando vidro com lã, o vidro fica com carga positiva e a lã, negativa — vidro em contato com A, A fica com carga positiva — lã em contato com B, B fica com carga negativa — R- C
30- R- C — veja teoria
31- R- A
32-
R- B
33- R- D — veja teoria
34- R- B — veja teoria
35- A carga elétrica do nêutron é nula — 0=1u + 1d + 1d — 2e/3 + d + d=0 — d= – e/3 — R- C
36- A III está errada, se ela não tocasse na esfera, ela não receberia cargas elétricas da mesma (eletrização por contato) — R- B
37- R- B
38- I. Correta — cargas de sinais opostos se atraem.
II. Correta — um corpo eletrizado pode atrair um neutro, desde que seja condutor, por indução.
III. Falsa — o bastão é isolante e nele não ocorre separação de cargas elétricas (indução).
R- B
39-
R- E
40- Na eletrização por atrito entre o gato e o plástico, o gato se eletriza com carga positiva (veja série triboelétrica) — quando o gato cai na cuba X, ele a eletriza por contato com carga de mesmo sinal que a dele e a cuba X fica eletrizada com carga positiva — a carga positiva de X induz cargas negativas em Y atraindo seus elétrons livres e, consequentemente Z fica com carga positiva — após separadas a cuba X tem carga positiva, a Y, negativa e a Z, positiva — R- A
41- Bastão de vidro com carga positiva ao ser colocado em contato com a esfera A e ambos ficam eletrizados com carga positiva — as cargas positivas da esfera A induzem cargas negativas na B e positivas na C — B de carga negativa, quando próxima da D provoca uma separação de cargas na mesma e, quando a D é ligada à terra elétrons escoam deixando-a com carga positiva —
R- E
42- R- D — veja teoria
43- A 3a (Q=0) com a 1 (Q) — cada uma fica com Q/2 — a 3a (Q/2) com a 2 (Q) — cada uma fica com Q’=(Q/2 + Q)/2=3Q/4 — R- C
44- Se o papel toalha não grudou na parede é porque ele foi descarregado — R- B
45- R- E
46-
R- E
47- Na montagem I elas estão se repelindo e as cargas tem mesmo sinal, o que significa que o fio dessa montagem é condutor, pois espalhou a carga pelas duas esferas — na montagem 2, o fio é isolante, apenas uma delas está eletrizada e as esferas se atraem por indução — R- C
48- Veja a figura abaixo:
I. Correta
II. Correta, pois a esfera continua neutra.
III. Falsa
R- C
49- R- A — veja teoria
50- R- A — veja teoria
51- a) eletrização por contato e a fita de alumínio ficou eletrizada com carga positiva, e a folha se abriu com ângulo α1.
b) eletrização por indução e a fita de alumínio abriu mais ainda, pois mais cargas positivas foram induzidas nela e α2 ficou maior que α1.
52– I. Falsa — o objeto induzirá cargas positivas nas folhas e elas tendem a se fechar.
II. Falsa — veja I.
III. Correta — objeto e corpo têm cargas iguais em módulo, e elas se anularão, fechando as folhas.
R- D
53- R- C — eletrons irão anular a carga positiva do eletroscópio.
54- Aproxime da esfera do eletroscópio um corpo com a carga que você já conhece — se as folhas do eletroscópio se abrirem mais a carga do eletroscópio é a mesma que a do corpo — se as folhas se fecharem um pouco, a carga do eletroscópio é contrária à do corpo.
55-
R- B
56- A com B — A passa para B — Q’=(6,4.10-6 + 0)/2 — Q’=3,2.10-6C — B passa para C — Q’’=(3,2.10-6 + 0)/2 — Q’’=1,6.10-6C — a carga total transferida vale — Q=3,2.10-6 + 1,6.10-6=4,8.10-6C — Q=n.e — 4,8.10-6=n.1,6.10-19 —
n=3.1013 elétrons — R- C
57- Na figura I, a esfera negava induz as esferas R e S
Ao tocar com o dedo a esfera S, ele a eletriza por indução e S fica com carga positiva — R- D
58- Trata-se de eletrização por indução onde o eletrizado (indutor) provoca uma separação de cargas no induzido (neutro), mas ele continua neutro, pois o número de prótons e de elétrons continua o mesmo — R- C
59- Como as esferas são idênticas a carga total Q = QA + QB se dividirá igualmente entre as esferas — Q’=(QA + QB)/2 — Q’= (+12 – 8)/2 — Q’=2C — R- A
60- R- A
61- R- D
62- Área da esfera 1 de raio da ordem de micrômetros — S1=πR12=π.(10-6)2 — S1=10-12.π — área da esfera 2 de raio da ordem de milímetros — S2=πR22=π.(10-3)2 — S1=10-6.π — densidade superficial da esfera 1 — d1=n1/S1=104/10-12.π=1016/π — densidade superficial da esfera 2 — d2=n2/S2=n2/10-6.π — d1=d2 — 1016/π = n2/10-6.π — n2=1010 — R- D
63- O atrito da pele das pessoas com objetos isolantes (lã, flanela, papel, plástico) tornam a pele eletrizada. Em dias normais, esse excesso de cargas é descarregado no contato com o próprio ar. Porém, em dias secos, esse processo torna-se muito lento, acumulando cargas estáticas. No contato com objetos, principalmente metálicos, ocorre uma brusca descarga, que é o choque elétrico — R- B
64- D possui carga negativa — C e D se repelem: C possui carga negativa — A e C se atraem: A possui carga positiva — A e B se repelem: B possui carga positiva — R- A
65- Observe a tabela abaixo que apresenta as cargas das esferas durante todo o processo:
R- (02 + 04 + 16) = 22
66- Observe na explicação abaixo como ocorre esse processo de eletrização por indução:
Aproxima-se um condutor eletrizado, por exemplo, negativamente. (indutor) de um condutor neutro que se deseja eletrizar (induzido), sem encostar, mas bem próximos (figura 1).
Os elétrons livres do indutor serão repelidos, ficando o lado direito do induzido com excesso de elétrons e o lado esquerdo com falta de elétrons, fenômeno que recebe o nome de indução elétrica (figura 2). As cargas elétricas que se concentram nas duas extremidades opostas (denominadas cargas induzidas) são de mesmo módulo, mas de sinais opostos e, por esse motivo o induzido continua neutro. Em seguida, ainda na presença do indutor você liga o induzido à terra (fio terra ou com seu dedo) e observa que elétrons se deslocam do induzido para a terra. (figura 3). Afastando
agora o indutor para bem longe, as cargas elétricas se repelem e espalham pela superfície externa do induzido, que fica eletrizado com cargas de sinal oposto ao do indutor (figura 4)
Se o indutor tivesse cargas positivas, ao final de todo o processo o induzido ficaria eletrizado com cargas negativas.
Os passos III e IV devem ser invertidos e, na eletrização por indução, os corpos adquirem cargas de sinais opostos.
R- B
67- Como, nas duas situações as forças são de atração, você tem as seguintes possibilidades:
Com base nessas hipóteses, analisemos as possibilidades, confrontando as duas tabelas:
I. Correta — pelas possibilidades (1) e (3) da tabela I e (1) e (2) da tabela II, a bexiga pode estar neutra ou carregada
negativamente.
II. Correta — pelas possibilidades (4) da tabela I e (2) da tabela II.
III. Falsa — a possibilidade (3) da tabela I e a possibilidade (2) da tabela II mostram que a bexiga pode estar neutra.
R- D
68- a) Falsa — o pólo sul geográfico é um pólo norte magnético e haverá repulsão entre eles, pois pólos de mesmo nome se repelem.
b) Falsa — eletroímãs não transferem elétrons para o núcleo de ferro. O núcleo serve para reforçar o campo magnético da bobina.
c) Correta.
d) Falsa — os isolantes também trocam cargas, porém elas ficam distribuídas na superfície externa, não penetrando no material.
e) Falsa — o corpo eletrizado positivamente perdeu elétrons para o corpo eletrizado negativamente.
R- C
69- Observe que a caixa metálica está neutra porque quando a esfera com carga (+q) fica suspensa em seu interior, sem contato, aparece na caixa metálica uma carga (– q) distribuída em sua superfície interna e outra carga (+q) em sua superfície externa — quando a esfera toca o fundo, ela e a caixa passam a compor um único corpo condutor e a carga (+Q) em excesso, da esfera, fica localizada na superfície externa da caixa metálica — assim, quando a esfera é retirada ela já não possui mais a carga (+q) — R- C
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