Prévia do material em texto
TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA 1. (Eear 2019) Considere quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, inicialmente separadas entre si. Duas delas, B e D, estão inicialmente neutras, enquanto as esferas A e C possuem cargas elétricas iniciais, respectivamente, iguais a 3Q e Q.− Determine a carga elétrica final da esfera C após contatos sucessivos com as esferas A, B e D, nessa ordem, considerando que após cada contato, as esferas são novamente separadas. a) Q 4 b) Q 2 c) 2Q d) 4Q 2. (G1 - col. naval 2018) Sobre eletricidade e magnetismo analise as afirmativas abaixo e assinale a opção que apresenta o conceito INCORRETO. a) Partículas ou corpos com cargas elétricas de sinais iguais se repelem e com sinais diferentes se atraem. b) Um corpo é dito neutro quando possui igual quantidade de prótons e elétrons. c) Um corpo é dito eletrizado positivamente quando inicialmente neutro, por algum processo de eletrização recebe prótons de outro corpo. d) Em um sistema eletricamente isolado, dois corpos inicialmente neutros e de materiais diferentes, quando atritados entre si adquirem cargas elétricas de mesmo módulo e de sinais opostos. e) A Terra pode ser considerada como se fosse um grande ímã, em que o polo magnético norte encontra-se próximo ao polo geográfico sul e o polo magnético sul próximo ao polo geográfico norte. 3. (Esc. Naval 2016) Analise a figura abaixo. Na figura acima temos uma esfera AB, maciça, de material isolante elétrico, dividida em duas regiões concêntricas, A e B. Em B há um excesso de carga elétrica Q, de sinal desconhecido. A região A está eletricamente neutra. No pêndulo eletrostático temos a esfera metálica C aterrada por um fio metálico. Ao se aproximar a esfera isolante AB da esfera metálica C pela direita, conforme indica a figura, qual será a inclinação do fio metálico? a) Negativa, se Q 0. b) Nula, se Q 0. c) Positiva, independente do sinal de Q. d) Negativa, se Q 0. e) Nula, independente do sinal de Q. 4. (G1 - col. naval 2014) Com relação aos conceitos de eletricidade e magnetismo, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo e, em seguida, assinale a opção que apresenta a sequência correta. ( ) Na eletrização por atrito, o corpo que perde elétrons passa a ter mais prótons do que possuía anteriormente e, nesse caso, fica eletrizado com carga positiva. ( ) Condutores são corpos que facilitam a passagem da corrente elétrica, pois possuem uma grande quantidade de elétrons livres. ( ) Um ímã em forma de barra, ao ser cortado ao meio, dá origem a dois novos ímãs, cada um com apenas um polo (norte ou sul). ( ) A bússola magnética, cuja extremidade encarnada é o seu polo norte, aponta para uma direção definida da Terra, próxima ao Polo Norte Geográfico. ( ) Geradores são dispositivos que transformam outras formas de energia em energia elétrica. ( ) O chuveiro elétrico pode ser considerado um resistor, pois transforma energia elétrica em energia exclusivamente térmica. a) F – V – F – V – V – V b) F – F – V – V – F – V c) V – F – F – V – V – F d) V – V – V – F – F – F e) F – V – V – F – F – V 5. (G1 - ifce 2019) Um corpo que estava inicialmente neutro, após eletrização passou a ter uma carga líquida de 168 10 C.−− Sabendo que a carga elétrica elementar (= módulo da carga do elétron, ou do próton) vale 191,6 10 C,− é correto afirmar-se que o corpo a) perdeu 45 10 elétrons. b) ganhou 35 10 elétrons. c) perdeu 35 10 elétrons. d) perdeu 42,5 10 elétrons. e) ganhou 32,5 10 elétrons. TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA 6. (G1 - ifce 2019) Um aluno do IFCE dispõe de quatro objetos esféricos idênticos eletrizados conforme mostra a figura a seguir. Ele efetua os seguintes procedimentos: 1) toca C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa C de B; 2) toca C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa C de A; 3) toca A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa A de B. É correto afirmar-se que a carga final das esferas A até D e a soma das cargas das quatro esferas após os procedimentos realizados pelo aluno valem, respectivamente, a) Q 2; Q 2;+ zero; 7Q− e 8Q.− b) Q 2; Q 2;− − zero; 7Q− e 8Q.− c) Q 4; Q 2;− zero; 7Q− e 8Q.− d) Q 4; Q 2;− zero; 7Q e 8Q. e) Q 4; Q 4; zero; 7Q− e 8Q.− 7. (Mackenzie 2015) Uma esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a 20,0 C,μ− é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C, também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 C.μ Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas. A carga elétrica armazenada na esfera B, no final desse processo, é igual a a) 20,0 Cμ b) 30,0 Cμ c) 40,0 Cμ d) 50,0 Cμ e) 60,0 Cμ 8. (G1 - cps 2015) O transporte de grãos para o interior dos silos de armazenagem ocorre com o auxílio de esteiras de borracha, conforme mostra a figura, e requer alguns cuidados, pois os grãos, ao caírem sobre a esteira com velocidade diferente dela, até assimilarem a nova velocidade, sofrem escorregamentos, eletrizando a esteira e os próprios grãos. Essa eletrização pode provocar faíscas que, no ambiente repleto de fragmentos de grãos suspensos no ar, pode acarretar incêndios. Nesse processo de eletrização, os grãos e a esteira ficam carregados com cargas elétricas de sinais a) iguais, eletrizados por atrito. b) iguais, eletrizados por contato. c) opostos, eletrizados por atrito. d) opostos, eletrizados por contato. e) opostos, eletrizados por indução. 9. (Ufrgs 2015) Em uma aula de Física, foram utilizadas duas esferas metálicas idênticas, X e Y : X está suspensa por um fio isolante na forma de um pêndulo e Y fica sobre um suporte isolante, conforme representado na figura abaixo. As esferas encontram- se inicialmente afastadas, estando X positivamente carregada e Y eletricamente neutra. Considere a descrição abaixo de dois procedimentos simples para demonstrar possíveis processos de eletrização e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados, na ordem em que aparecem. I. A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Nesse caso, verifica-se experimentalmente que a esfera X é _________ pela esfera Y. II. A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Enquanto mantida nessa posição, faz-se uma ligação da esfera Y com a terra, usando um fio condutor. Ainda nessa posição próxima de X, interrompe-se o contato de Y com a terra e, então, afasta-se novamente Y de X. Nesse caso, a esfera Y fica _________. TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA a) atraída - eletricamente neutra b) atraída - positivamente carregada c) atraída - negativamente carregada d) repelida - positivamente carregada e) repelida - negativamente carregada 10. (G1 - cftmg 2011) O eletroscópio da figura, eletrizado com carga desconhecida, consiste de uma esfera metálica ligada, através de uma haste condutora, a duas folhas metálicas e delgadas. Esse conjunto encontra-se isolado por uma rolha de cortiça presa ao gargalo de uma garrafa de vidro transparente, como mostra a figura. Sobre esse dispositivo, afirma-se: I. As folhas movem-se quando um corpo neutro é aproximado da esfera sem tocá-la. II. O vidro que envolve as folhas delgadas funciona como uma blindagem eletrostática. III. A esfera e as lâminas estão eletrizadas comcarga de mesmo sinal e a haste está neutra. IV. As folhas abrem-se ainda mais quando um objeto, de mesma carga do eletroscópio, aproxima-se da esfera sem tocá-la. Estão corretas apenas as afirmativas a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Em uma aula, o Prof. Antônio apresenta uma montagem com dois anéis dependurados, como representado na figura. Um dos anéis é de plástico - material isolante - e o outro é de cobre - material condutor. 11. (Ufmg 2005) Inicialmente, o Prof. Antônio aproxima um bastão eletricamente carregado, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) os dois anéis se aproximam do bastão. b) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se afasta do bastão. c) os dois anéis se afastam do bastão. d) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se aproxima do bastão. 12. (Ufrgs 2018) Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará __________. Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará __________. a) eletricamente neutra – positivamente carregada b) eletricamente neutra – negativamente carregada c) positivamente carregada – eletricamente neutra d) positivamente carregada – negativamente carregada e) negativamente carregada – positivamente carregada TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA 13. (Fgv 2015) Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 C.μ Sabendo-se que a carga elementar vale 191,6 10 C,− para se conseguir a eletrização desejada será preciso a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons. b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons. c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons. d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons. e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons. 14. (Uftm 2010) Na época das navegações, o fenômeno conhecido como “fogo de santelmo” assombrou aqueles que atravessavam os mares, com suas espetaculares manifestações nas extremidades dos mastros das embarcações. Hoje, sabe-se que o fogo de santelmo é uma consequência da eletrização e do fenômeno conhecido na Física como o “poder das pontas”. Sobre os fenômenos eletrostáticos, considerando-se dois corpos, é verdade que a) săo obtidas cargas de igual sinal nos processos de eletrizaçăo por contato e por induçăo. b) toda eletrização envolve contato físico entre os corpos a serem eletrizados. c) para que ocorra eletrização por atrito, um dos corpos necessita estar previamente eletrizado. d) a eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro corpo. e) um corpo não eletrizado é também chamado de corpo neutro, por não possuir carga elétrica. 15. (Ufla 2010) Duas esferas condutoras descarregadas e iguais 1 e 2 estão em contato entre si e apoiadas numa superfície isolante. Aproxima‐se de uma delas um bastão eletrizado positivamente, sem tocá‐la, conforme figura a seguir. Em seguida as esferas são afastadas e o bastão eletrizado é removido. É correto afirmar que a) as esferas permanecem descarregadas, pois não há transferência de cargas entre bastão e esferas. b) a esfera 1, mais próxima do bastão, fica carregada positivamente e a esfera 2 carregada negativamente. c) as esferas ficam eletrizadas com cargas iguais e de sinais opostos. d) as esferas ficam carregadas com cargas de sinais iguais e ambas de sinal negativo, pois o bastão atrai cargas opostas. 16. (G1 - cps 2010) Um condutor eletrizado positivamente está isolado. Ao ser ligado à Terra, por meio de um fio condutor, ele se descarrega em virtude da subida da seguinte partícula proveniente dessa ligação. a) prótons. b) nêutrons. c) quarks. d) neutrinos. e) elétrons. 17. (G1 - ifce 2011) Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, se encontram isoladas e bem afastadas uma das outras. A esfera A possui carga Q e as outras estão neutras. Faz-se a esfera A tocar primeiro a esfera B e depois a esfera C. Em seguida, faz-se a esfera B tocar a esfera C. No final desse procedimento, as cargas das esferas A, B e C serão, respectivamente, a) Q/2, Q/2 e Q/8. b) Q/4, Q/8 e Q/8. c) Q/2, 3Q/8 e 3Q/8. d) Q/2, 3Q/8 e Q/8. e) Q/4, 3Q/8 e 3Q/8. TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA 18. (G1 - ifce 2016) Dois corpos A e B de materiais diferentes, inicialmente neutros e isolados de outros corpos, são atritados entre si. Após o atrito, observamos que a) um fica eletrizado negativamente e o outro, positivamente. b) um fica eletrizado positivamente e o outro continua neutro. c) um fica eletrizado negativamente e o outro continua neutro. d) ambos ficam eletrizados negativamente. e) ambos ficam eletrizados positivamente. 19. (G1 - ifsp 2016) A tabela a seguir mostra a série triboelétrica. Pele de coelho Vidro Cabelo humano Mica Lã Pele de gato Seda Algodão Âmbar Ebonite Poliéster Isopor Plástico Através dessa série é possível determinar a carga elétrica adquirida por cada material quando são atritados entre si. O isopor ao ser atritado com a lã fica carregado negativamente. O vidro ao ser atritado com a seda ficará carregado: a) positivamente, pois ganhou prótons. b) positivamente, pois perdeu elétrons. c) negativamente, pois ganhou elétrons. d) negativamente, pois perdeu prótons. e) com carga elétrica nula, pois é impossível o vidro ser eletrizado. 20. (Ufjf-pism 3 2019) A água é uma molécula polar, ou seja, embora tenha carga elétrica total nula, há uma separação entre as cargas da mesma molécula devido à diferença de eletronegatividade entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio, conforme mostra a figura. Baseado nisso, um aluno resolveu realizar o seguinte experimento: quando uma torneira de água estava gotejando, colocou um bastão de vidro, previamente atritado em um pano de lã, próximo à trajetória das gotas. Assinale a alternativa CORRETA: a) As gotas de água são repelidas pelo bastão, devido às cargas positivas provenientes do atrito com o pano. b) As gotas de água são atraídas pelo bastão, quaisquer que sejam as cargas adquiridas no atrito com o pano. c) As gotas de água não serão nem atraídas nem repelidas pelo bastão, pois moléculas polares sofrem apenas rotações, e não forças resultantes. d) As gotas de água podem ser atraídas ou repelidas pelo bastão, dependendo de suas cargas ao deixarem a torneira. e) As gotas de água não serão nem atraídas nem repelidas pelo bastão, pois o atrito de vidro com lã não gera cargas elétricas. TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA GABARITO: Resposta da questão 1: [A] Dado que a carga resultante em cada esfera idêntica é resultado da média aritmética das cargas iniciais, temos que a carga da esfera C será: Após o contato com a esfera A : C1 Q 3Q Q Q 2 − + = = Após o contato com a esfera B : C2 Q 0 Q Q 2 2 + = = Após o contato com a esfera D: C3 Q 0 Q2Q 2 4 + = = Portanto, a carga finalda esfera C será Q . 4 Resposta da questão 2: [C] [C] Um corpo é dito eletrizado positivamente quando inicialmente neutro, por algum processo de eletrização perde elétrons para outro corpo. Resposta da questão 3: [C] A esfera B induzirá cargas de sinal oposto em C, e, após a conexão desta com o fio terra, C ficará com o excesso de cargas de sinal contrário ao da esfera B. Resposta da questão 4: [A] [F] A quantidade de prótons não varia. [V] Os elétrons da camada mais externa são mais fracamente ligados aos núcleos, formando a nuvem eletrônica. Esses são os elétrons livres que se deslocam formando a corrente elétrica quando se aplica uma ddp aos terminais do condutor. [F] Os polos de um ímã são inseparáveis. Os dois ímãs terão polos norte e sul. [V] A Terra é um grande ímã, ficando o polo norte geográfico próximo ao polo sul magnético, para onde aponta o polo norte da agulha da bússola. [V] É a própria definição de gerador. [V] Resistores transformam energia elétrica em térmica (efeito Joule). Convém ressaltar que no caso das lâmpadas incandescentes, a temperatura fica muito elevada, sendo parte da energia elétrica transformada em luminosa. Resposta da questão 5: [B] Se o corpo estava eletricamente neutro e ficou eletrizado negativamente, ele ganhou elétrons. 16 3 19 Q 8 10 Q ne n n 5 10 elétrons. e 1,6 10 − − = = = = Resposta da questão 6: [B] 1) toca C em B : ' ' ' ' C B C B 6Q 4Q Q Q Q Q Q. 2 − + = = = = − 2) toca C em A : " ' '' ' C A C A Q Q Q Q Q Q 0. 2 − + = = = = 3) toca A em B : " '' '' '' A B A B 0 Q Q Q Q Q Q . 2 2 − = = = = − Portanto, as cargas finais e a soma das cargas são: ( ) A B C D soma Q Q Q 2 Q 0 Q 7Q Q Q Q 7Q 8Q. 2 2 − = = = = − − − = + + − = − Resposta da questão 7: [A] Dados: A B CQ 20 C; Q 0; Q 50 C.μ μ= − = = Como as esferas são condutoras e idênticas, após cada contato cada uma armazena metade da carga total. A B B1 B1 C B1 B2 B2 Q Q 20 0 1º Contato : A B Q Q 10 C. 2 2 Q Q 10 50 40 2º Contato : B C Q Q 20 C. 2 2 2 μ μ + − + = = = − + − + = = = = TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA Resposta da questão 8: [C] Os grãos sofrem eletrização por atrito e, assim, ficam eletrizados com cargas opostas em relação à correia transportadora. Resposta da questão 9: [C] [I] Quando um corpo eletrizado aproxima-se de um outro que está neutro, este sofre polarização de cargas, havendo entre eles força de atração. Portanto a esfera X é atraída pela esfera Y. Afigura ilustra a situação. [II] Quando se liga a esfera Y a terra, elétrons são atraídos pela esfera X e sobem pelo fio terra, deixando a esfera Y negativamente carregada, como indicado na figura. Resposta da questão 10: [B] I. Correta: haverá indução; II. Errada: para haver blindagem, o material deve ser condutor; III. Errada: a carga distribui-se por todo o material condutor; IV. Correta: haverá indução. Resposta da questão 11: [A] Em isolantes, os elétrons não chegam a se deslocar, como em um condutor, mas a presença de um corpo eletrizado “deforma” as órbitas dos elétrons, fazendo com que eles passem levemente mais tempo de um lado de um átomo do que do outro. Consequentemente, um lado de cada átomo fica levemente mais negativo e o outro lado fica levemente positivo. Mesmo que os elétrons não cheguem a “sair do lugar”, esse deslocamento é suficiente para que um lado do material fique levemente mais negativo que o outro, e ocorre uma polarização do isolante, que é atraído pelo bastão. Esse fato pode ser verificado naquele experimento clássico de esfregar uma caneta no cabelo (a caneta eletriza-se por atrito) e usar essa caneta para atrair papeizinhos picados. Os papeizinhos são atraídos pela caneta (e eles estão neutros e são isolantes). Então, realmente, entre um isolante eletricamente neutro e corpo eletrizado também existe atração; o mecanismo é levemente diferente daquele que ocorre nos condutores. O que pode ocorrer, é que as massas dos anéis sejam muito grandes e o bastão não esteja suficientemente eletrizado, não surgindo força elétrica suficiente para que o fenômeno seja perceptível aos olhos. Resposta da questão 12: [A] Quando a carga é afastada antes de se romper o contato com o fio terra, a esfera condutora permanece com carga neutra, mas, por outro lado, se a carga é mantida próxima à esfera enquanto é rompido o contato de aterramento, a esfera fica eletrizada positivamente por indução, isto é, a carga negativa repulsa as cargas de mesmo sinal para o fio terra, que ao ser rompido, deixa eletrizada a esfera com carga contrária ao indutor (positiva). Resposta da questão 13: [C] Sabendo que Q n e,= substituindo os dados fornecidos no enunciado, temos que: ( ) ( )6 19 6 19 13 12 3,2 10 n 1,6 10 3,2 10 n 1,6 10 n 2 10 e ou n 20 10 e − − − − − − = = = = Como o objetivo é uma carga negativa, podemos concluir que devem ser acrescentados 20 trilhões de elétrons ao objeto. Resposta da questão 14: [D] A eletrização por indução somente pode ser realizada com o envolvimento de um terceiro corpo, para que ele absorva parte das cargas do corpo e se eletrize novamente. TEOREMA MILITAR LISTA 1- PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO PROF. IGOR FERREIRA Resposta da questão 15: [C] As figuras ilustram a situação descrita. Na Fig 1, devido à presença do bastão, ocorre a polarização de cargas nas esferas. A Fig 2 mostra as esferas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos. Resposta da questão 16: [E] Como o condutor está eletrizado positivamente, para neutralizá-lo eletricamente, sobem elétrons da Terra para ele. Resposta da questão 17: [E] A B A C B C Q 0 Q A com B: Q Q ; 2 2 Q 0 Q2A com C: Q Q ; 2 4 Q Q 3Q 3 Q2 4 4B com C: Q Q . 2 2 8 + = = = + = = = + = = = = A tabela abaixo mostra o resultado final. Contatos A B C Início Q 0 0 A com B Q/2 Q/2 0 A com C Q/4 Q/2 Q/4 B com C Q/4 3Q/8 3Q/8 Resposta da questão 18: [A] Se dois corpos de materiais diferentes, inicialmente neutros, são atritados, um passará elétrons para o outro, ficando um eletrizado positivamente e o outro, negativamente. Resposta da questão 19: [B] O vidro precede a sede na série triboelétrica. Portanto, ele é mais eletropositivo (perde elétrons, ficando eletrizado positivamente) que a seda, que é mais eletronegativa (recebe elétrons ficando eletrizada negativamente). Resposta da questão 20: [B] As gotas de água serão atraídas pelo bastão devido à indução eletromagnética, através da qual as cargas do condutor eletrizado atraem as cargas opostas das gotas.