A2 - FISICA II uva

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25/06/2019 Ilumno
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Local: C416 - Bloco C - 4º andar / Andar / Polo Tijuca / POLO UVA TIJUCA
Acadêmico: EAD-IL10016-20192A
Aluno: GUILHERME MACEDO DE MENEZES
Avaliação: A2-
Matrícula: 20151300786
Data: 15 de Junho de 2019 - 08:00 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 1,00/10,00
1  Código: 34840 - Enunciado: "A compreensão do significado físico da Lei de Gauss permite uma resposta rápida
para problemas aparentemente complexos. A figura mostra duas situações nas quais cargas são envolvidas por
superfícies gaussianas diferentes (com áreas superficiais diferentes)." 
(Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K.S. Física 3. Rio de Janeiro: LTC, 2017.)
Com base nas figuras, analise as asserções a seguir. I. A carga líquida (resultante) no interior de cada gaussiana
é a mesma e vale II. O fluxo através de cada uma das superfícies gaussianas é o mesmo.III. O campo elétrico
sobre cada uma das superfícies gaussianas é o mesmo.
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I e II.
 b) I, II e III.
 c) II e III.
 d) I e III.
 e) I.
Alternativa marcada:
e) I.
Justificativa: Resposta correta: Analisando as situações (a) e (b), verificamos que, em ambos os casos, a carga
no interior de cada gaussiana é  Logo, I é verdadeira. A Lei de Gauss,nos diz que o fluxo depende da carga
interna à superfície gaussiana () , e não da forma da superfície. Assim, como a carga interna é a mesma nas
situações (a) e (b), o fluxo deve ser o mesmo através das duas superfícies e II também é verdadeira.Do mesmo
modo, a Lei de Gauss nos diz que o campo elétrico  depende da carga interna à gaussiana, mas também
depende da sua forma, uma vez que o cálculo do campo depende da integral de superfície realizada sobre a
gaussiana (isto é, depende da área da superfície). Como as duas gaussianas mostradas têm formas (e áreas)
diferentes, os campos sobre as duas superfícies são diferentes. Logo, III é falsa.
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2  Código: 34861 - Enunciado: Veja a figura a seguir, que mostra duas placas paralelas separadas por uma
determinada distância e o potencial em cada placa.
(Fonte: Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,
2019.)
Com base no exposto, pode-se afirmar que: I. O campo elétrico entre as placas aponta da placa de - 20 V para a
placa de + 200 V. II. Uma partícula positiva colocada entre as placas será acelerada na direção da placa de + 200
V.III. Uma partícula positiva com carga de  posicionada próxima à placa de 200 V perde uma energia potencial
de 0,22 mJ ao deslocar-se sob a ação do campo elétrico até a placa de - 20 V. Está correto apenas o que se
afirma em:
 a) I, apenas.
 b) III, apenas.
 c) I, II e III.
 d) I e III.
 e) II, apenas.
Alternativa marcada:
b) III, apenas.
Justificativa: Resposta correta: III, apenas.Uma partícula com carga de  colocada próxima a placa de 200 V será
então acelerada na direção da placa de - 20 V. Ao percorrer toda a distância entre as placas, a variação da
energia potencial que a partícula experimenta é:Isto é, a partícula perde 0,22 mJ. Logo, a alternativa III está
correta.O potencial elétrico sempre diminui ao longo das linhas de campo elétrico. Portanto, o campo aponta
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da placa de 200 V para a placa de - 20 V e a alternativa I está errada.Uma carga positiva colocada nesse campo
sofrerá a ação de uma força que aponta na mesma direção do campo, uma vez que . Assim, II também está
errada.
3  Código: 34855 - Enunciado: Uma esfera metálica leve e sem carga é suspensa por um fio isolante. Ela é atraída
por um bastão de borracha carregado e, após tocar o bastão, passa a ser repelida por ele. Com base no exposto,
leia as asserções a seguir relacionadas com a situação descrita. I. Apesar de estar neutra, a esfera é atraída
porque as cargas do bastão atraem as cargas de sinal oposto existentes em seu interior.II. Ao tocar o bastão, a
esfera recebe uma parte das cargas em excesso do bastão.III. A esfera e o bastão se repelem por terem cargas de
sinais opostos.  Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I e II.
 b) I, apenas.
 c) II, apenas.
 d) II e III.
 e) I, II e III.
Alternativa marcada:
c) II, apenas.
Justificativa: Resposta correta: I e II estão corretas.A esfera está inicialmente neutra. Quando o bastão se
aproxima, as cargas em excesso nele contidas atraem as cargas de sinal oposto existentes na esfera. Por ser
leve, a esfera é então atraída pelo bastão. Logo, I é verdadeira.Quando toca o bastão carregado, a esfera recebe
uma parte das cargas em excesso do bastão. Assim, II é verdadeira.Os dois objetos passam então a ter cargas de
mesmo sinal e por isso se repelem. Se as cargas tivessem sinais opostos, existiria atração entre os dois objetos.
Logo, III é falsa.
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4  Código: 34858 - Enunciado: As figuras a seguir mostram quatro configurações nas quais cinco partículas
carregadas estão posicionadas ao longo de uma linha reta com um espaçamento uniforme entre elas. O valor
de cada carga está indicado, com exceção da carga central, que é positiva e tem o mesmo valor para as quatro
configurações. Lembrando que o módulo da força eletrostática entre duas partículas carregadas, dado pela Lei
de Coulomb, é e indica a força resultante na configuração .
(Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,  2019.) Diante
disso, marque a alternativa que expressa corretamente a relação entre as intensidades das forças resultantes
sobre a carga central nas quatro configurações.
 a) 
 b) 
 c) 
 d) 
 e) 
Alternativa marcada:
e) 
Justificativa: Resposta correta: (4) Para esta configuração, as forças exercidas pelas partículas que estão à
esquerda da carga central anulam as forças exercidas pelas partículas que estão à direita. Portanto, a força
resultante sobre a carga central é nula. Logo, a alternativa correta é: Distratores: Analisando a força resultante
sobre a carga central para cada uma das configurações, temos:(1) As duas partículas da esquerda atraem a
carga central, enquanto a partícula positiva da direita repele e a negativa atrai. Como a força decai com o
quadrado da distância, a ação das partículas nas extremidades irá se cancelar, enquanto as partículas mais
internas atuam em conjunto puxando a carga central para a esquerda.(2) Já neste caso a ação das partículas
mais internas irá se cancelar, enquanto as partículas mais externas irão empurrar a partícula central para a
direita. Como as partículas nas extremidades estão mais distantes da carga central, o módulo da força
resultante nesta configuração é menor do que na configuração (1).Assim, verificamos que as alternativaseestão
todas incorretas, uma vez que, em todas elas, o módulo da força resultante na configuração (2) é tido como
sendo maior ou igual ao da configuração (1).(3) Nesta configuração, todas as cargas empurram a carga central
para a esquerda, e portanto todas as forças se somam. Portanto, a força em (3) é maior do que em (1) e
(2). Assim, a alternativaestá errada.
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5  Código: 34860 - Enunciado: A figura a seguir mostra uma barra de plástico com carga negativa. O objetivo é
determinar o campo elétrico gerado pela barra no ponto P.
 (Fonte: Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,
2019.) 
Com base no exposto, analise as asserções a seguir relacionadas com o procedimento para o cálculo do
campo.I. A barra pode ser dividida em pequenos elementos de carga e o campo gerado por ela no ponto P pode
ser calculado a partir do campo gerado porcada elemento.II. O campo gerado por cada elemento pode ser
escrito utilizando-se a Lei de Coulomb, .III. O campo total no ponto P é calculado a partir da soma escalar das
contribuições de cada elemento.
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I, II e III.
 b) II.
 c) I e II.
 d) I.
 e) II e III.
Alternativa marcada:
d) I.
Justificativa: Resposta correta: I e II.Por ser uma distribuição contínua de carga, o campo gerado pela barra em
P não pode ser calculado utilizando-se a Lei de Coulomb. A barra então deve ser dividida em pequenos
elementos de carga, e o campo de cada elemento no ponto P pode então ser determinado pela Lei de Coulomb,
uma vez que um elemento de carga se aproxima de uma carga pontual.  III é falsa. O campo total gerado pela
barra em P pode ser calculado a partir da soma vetorial dos campos gerados por todos os elementos que
compõem a barra; essa soma vetorial é equivalente a uma integral, , onde  é o campo gerado por cada
elemento em P.
6  Código: 34847 - Enunciado: Uma bateria é um dispositivo que armazena energia eletroquímica. Ao ser
conectada a um circuito, como na figura, a bateria (B) irá produzir uma diferença de potencial específica entre
os condutores (a e b) anexados aos terminais do dispositivo. (Fonte: Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.;
WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC, 2019.)
Considerando uma bateria de 12 V e uma separação entre as placas de 0,30 cm, marque a alternativa que
apresenta corretamente a intensidade do campo elétrico gerado entre as placas e sua orientação.
 a) 4 kV/m, apontando da placa a para a placa b.
 b) 4 kV/m, apontando da placa b para a placa a.
 c) 40 V/m, apontando da placa a para a placa b.
 d) O campo é nulo.
 e) 40 V/m, apontando da placa b para a placa a.
Alternativa marcada:
d) O campo é nulo.
Justificativa: Resposta correta: 4 kV/m, apontando da placa a para a placa b.Como existe uma diferença de
potencial entre as placas, uma vez que estas estão conectadas aos terminais de uma bateria, deve existir
também um campo elétrico entre elas. Além disso, por definição, as linhas de campo elétrico sempre apontam
do maior para o menor potencial, isto é, o potencial elétrico decresce ao longo das linhas de campo. Assim, o
campo elétrico entre as placas aponta de a para b. Calculando o campo entre as placas:
Distratores:40 V/m, apontando da placa b para a placa a. Errada.40 V/m, apontando da placa b para a placa
a. Errada. O campo elétrico entre as placas aponta de a para b.4 kV/m, apontando da placa b para a placa a.
Errada. O campo elétrico entre as placas aponta de a para b.O campo é nulo. Errada. Como vimos, existe uma
diferença de potencial entre as placas, uma vez que estas estão conectadas aos terminais de uma bateria. 
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7  Código: 35055 - Enunciado: A figura a seguir mostra quatro cargas que ocupam os vértices de um quadrado. 
Sabendo que e , desenhe o vetor que representa a força resultante exercida pelas quatro cargas sobre uma
carga de prova , positiva, colocada no centro do quadrado.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: Como as cargas localizadas nos vértices têm módulos iguais, as forças
exercidas pelas cargas 2 e 3 se anulam, enquanto as forças exercidas pelas cargas 1 e 4 se somam. Logo:
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8  Código: 34799 - Enunciado: Uma esfera sólida isolante com raio de 30,0 cm tem uma carga total positiva de
 uniformemente distribuída por todo seu volume. Lembrando que a Lei de Gauss é dada por:
Com base nos dados apresentados, determine o campo elétrico a uma distância de 20,0 cm do centro da esfera.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: Calculando a carga para cm:
Calculando o campo para cm:
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Questão 7 - Resolução
Questão 8 - Resolução