Atividade 2 Unidade 2

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Atividade 2 – Unidade 2
1. Para entendermos a origem da carga elétrica de um corpo, é necessário entendermos um pouco sobre a estrutura atômica da matéria. Os prótons e os nêutrons se localizam no núcleo do átomo, que é um caroço central com diâmetro da ordem de . Os elétrons orbitam em torno do núcleo.
 
ROQUE, A. Aula 1. Carga elétrica e Lei de Coulomb. Disponível em:             http://sisne.org/Disciplinas/Grad/FisicaBasica2IBM/aula1.pdf. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Com base no exposto, se colocarmos duas esferas carregadas, porém afastadas cerca de , elas irão se atrair com uma força de . Assim, se uma delas tiver o dobro de carga da segunda, qual é a carga das duas esferas?
(Considere ). 
·  e  
·  e 
·  e 
· e 
·  e 
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Ao saber que essa força valee a distância dada entre as cargas é igual a, podemos calcular o produto entre as cargas. Assim,. Desse modo, se uma das cargas possui o dobro do valor da outra, chegamos ao valor adequado.
2. Cargas de mesmo sinal se repelem, enquanto cargas de sinal oposto se atraem. A força entre cargas puntiformes é proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
 
ELETRICIDADE e Magnetismo I. Carga elétrica. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/107453/mod_folder/content/0/Lei%20de%20Coulomb.pdf?forcedownload=1. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Suponha que duas cargas puntiformes  e estão separadas por uma distância  e possuem uma força de atração . Em seguida, elas entram em contato com posterior separação das esferas com uma distância , sendo a força  o módulo da nova força coulombiana entre  e . É correto afirmar, então, que o quociente  vale:
· 4. 
· 3.
· 4/3.
· 1/3.
· ¾.
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. No primeiro caso, a força pode ser escrita como Em seguida, as cargas entram em contato, fazendo com que tenhamos um equilíbrio e a nova força após a separação em uma distância será Ao calcular a razão entre as duas forças, chegamos ao resultado adequado.
 
3. Em algumas situações, tomamos um choque quando tocamos em um objeto metálico. O que ocorre, nesse caso, é que o objeto estava carregado e parte de sua carga passa para o nosso corpo ou o usa como meio de migrar para a terra. A carga que os objetos podem acumular é popularmente denominada “eletricidade estática”. Suponha que uma força elétrica atuando entre dois corpos  e , separados por uma distância , são repulsivas e valem . Após retirarmos metade da carga do corpo , teremos uma nova ordenação do sistema.
 
LABORATÓRIO de Eletricidade e Magnetismo. Introdução à Eletrostática. Disponível em:             http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente a nova separação entre os corpos para que a força entre eles permaneça igual a 
· .
· . 
· 
· .
· .
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Como a força não deve variar e a carga perde metade do valor, temos de calcular a nova distância entre as cargas. Assim, com eliminando os fatores iguais, chegamos ao resultado correto.
4. A partir da Lei de Coulomb, a força entre duas partículas eletricamente carregadas é diretamente proporcional ao módulo de suas cargas e é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Assim, três objetos puntiformes, com cargas elétricas iguais, estão dispostos, como se verifica na figura a seguir, sendo que o módulo da força elétrica exercida por  sobre  é de :
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Referente ao exposto, qual é o módulo da força elétrica exercida por  sobre ?
· 
· 
· 
· 
· 
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância.  Como a força entre as cargas B e C é fornecida, conseguimos calcular o valor do produto entre as cargas, obtendo esse produto. Assim, sabendo que as cargas são iguais, podemos calcular o valor da força de A sobre B.
	
5. Leia o excerto a seguir:
 
“Ernesto atritou um canudo de refresco com um pedaço de papel higiênico. Depois, colocou o canudo contra uma parede, enquanto Roberto observava. - Olha como ele fica grudado! - É a força eletrostática. As cargas do canudo fazem aparecer, na parede, cargas contrárias. É o fenômeno da indução - diz Roberto. - Ainda não estou entendendo. Roberto faz um desenho enquanto fala: - As cargas negativas do canudo empurram as cargas negativas da parede. Então, na parede, perto do canudo, vão ficar cargas positivas. Essas cargas positivas da parede atraem as cargas negativas do canudo. Então, o canudo é atraído pela parede e fica grudado nela”.
 
AULA 37. Atração Fatal. Disponível em:            http://aulasdefisica.com/download/fisicamedio/37-Atracao-fatal.pdf. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Suponha a existência de duas cargas, em forma de esferas metálicas, eletricamente carregadas com cargas  e , ambas separadas por uma distância , de forma que se se atraem eletrostaticamente. Se forem colocadas em contato e, logo em seguida, afastadas para uma nova distância , qual é a alternativa que apresenta corretamente a razão entre a intensidade das forças na interação, em especial nas situações inicial e final?
· 1/32.
· 1/8.
· 1/6.
· 1/16.
· 1/12.
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Além disso, temos que, na situação inicial, a força é proporcional a e, na situação final, temos que as cargas, ao entrarem em contato, ficam em equilíbrio, fazendo com que tenhamos uma cargaem cada esfera. Assim, a força final será. Ao calcular a razão entre a força final e a inicial, obtemos o resultado adequado.
6. Os experimentos realizados até o século 17 concluíram que outros materiais, como o vidro e peles de animais, também apresentavam essa propriedade. Nessa época, o físico francês C. F. du Fay observou que dois objetos, após serem atritados, podiam se repelir ao invés de se atrair.
 
LABORATÓRIO de Eletricidade e Magnetismo. Introdução à Eletrostática. Disponível em:             http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Suponha que três cargas, após serem atritadas com outras, passam a ficar eletrizadas com cargas distintas: ,,. Ao saber que elas estão situadas ao longo do eixo  nas respectivas posições ,  e , qual será a força eletrostática total agindo sobre a carga ?
· .
· - 
· 
· 
·  
Resposta correta. A alternativa está correta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Como a força da carga sobre a carga é de repulsão, ela aponta para a direita. Assim, a força da carga sobre a carga também aponta para a direita, fazendo com que tenhamos um somatório das duas forças. Essas duas forças possuem o mesmo módulo ( que, somadas, nos dão o resultado correto.
O poder das pontas explica o funcionamento do para-raio, inventado por Benjamin Franklin, em meados de 1750. Ele demonstrou o seu invento em uma experiência famosa, erguendo uma pipa em um dia chuvoso. As nuvens são carregadas e isso causa um campo elétrico no ar. Assim, o ar é normalmente isolante, mas, se for submetido a um campo elétrico muito intenso, pode ser ionizado para se tornar condutor. Quando isso acontece, ocorre uma descarga elétrica entre a nuvem e o chão, ou entre nuvens, que popularmente se denomina raio.
 
LABORATÓRIO de Eletricidade e Magnetismo. Introdução à Eletrostática. Disponível em:             http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf.Acesso em: 5 dez. 2019.
 
Na figura a seguir, há três redomas de mesmo raio, cujos quadrantes foram carregados uniformemente, com cargas positivas e negativas, com mesmo módulo:
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
A partir do exposto, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O campo elétrico no centro do anel I é nulo.
II. O campo elétrico no centro do anel II tem direção e sentido de .
III. O campo elétrico no centro do anel III tem direção e sentido de .
IV. O campo elétrico no centro do anel I e II é nulo. 
 
Está correto o que se afirma em:
· III, apenas.
· I, apenas.
· II e IV, apenas.
· I e II, apenas.
· I, II, III e IV. 
esposta correta. A alternativa está correta. O campo elétrico para cargas positivas é convergente e, para cargas negativas, é divergente. Ao analisar o campo elétrico resultante no centro do anel A, notamos que os vetores se anulam no centro. O campo elétrico, centro do anel B, tem direção e sentido. Vemos que, em C, o campo resultante aponta para a direção negativa dos eixos x e y.
8. O trabalho sobre uma partícula faz com que ela se mova devido à força aplicada. Assim, considerando a figura a seguir, se um sistema é formado por três partículas de carga , qual será o trabalho necessário para formar a configuração de todas as partículas com a mesma carga , em formato de um triângulo equilátero, supondo que elas estão, de início, infinitamente afastadas?
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
· .
· .
· .
· .
· .
Resposta correta. A alternativa está correta. O trabalho é realizado sobre cada partícula, devido à força de interação entre o par de partículas. Logo, há 2 trabalhos realizados sobre a partícula de referência,. Assim, realizando o somatório dos dois trabalhos efetuados sobre a partícula de referência, temos.
9. Leia o excerto a seguir:
 
“Campo elétrico é uma grandeza física vetorial que mede o módulo da força elétrica exercida sobre cada unidade de carga elétrica colocada em uma região do espaço sobre a influência de uma carga geradora de campo elétrico. Em outras palavras, o campo elétrico mede a influência que uma certa carga produz em seus arredores. Quanto mais próximas estiverem duas cargas, maior será a força elétrica entre elas por causa do módulo do campo elétrico naquela região”.
 
CAMPO Elétrico. Mundo Educação, 2019. Disponível em:         https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm. Acesso em: 10 dez. 2019.
 
A respeito do campo elétrico, analise as afirmativas a seguir:
 
I. As linhas de campo elétrico nunca se iniciam em um ponto demarcado no espaço.
II. As linhas de campo elétrico nunca irão se cruzar em um ponto do espaço.
III. As linhas de campo elétrico nunca serão fechadas.
IV. As linhas de um campo elétrico sempre se iniciam em dois pontos demarcados no espaço.
 
Está correto o que se afirma em:
· I, II e III, apenas.
· II, apenas.
· I, II e IV, apenas.
· III, apenas.
· I e IV, apenas.
10. A força tem natureza vetorial e, como tal, deve ser assim expressa. Além disso, devemos buscar uma expressão de caráter vetorial que descreva os fenômenos de atração ou repulsão entre as cargas. A presença de cargas puntiformes  e , separadas por uma distância , gera uma força de repulsão eletrostática de módulo . Todavia, se os valores das cargas mudarem para  e , a distância muda para .
 
FÍSICA Geral e Experimental III. A Lei de Coulomb. Disponível em:             http://www.fotoacustica.fis.ufba.br/daniele/FIS3/Coulomb.pdf. Acesso em: 5 dez. 2019.
 
A partir do exposto, é correto afirmar que o valor da nova força será:
· 
· 
· 
· 
·  
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta. Veja que a força varia com o produto das cargas e com o inverso do quadrado da distância. Na definição inicial, temos que a força é dada por. Com a posterior mudança, temos que a força é calculada a partir das novas relações, assim levando-nos ao resultado adequado.