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Exercícios com Gabarito de Física
Campo Elétrico
1) (AFA-2001) Baseando-se na Lei de Coulomb e na
definição de campo elétrico de uma carga puntiforme,
podemos estimar, qualitativamente, que o campo elétrico
produzido por uma linha de transmissão de energia, que
tem uma densidade linear de cargas O (C/m), a uma
distância r, perpendicular à linha, é proporcional a
a) rO
b) r/O
c) r2O
d)O /r
2) (Faap-1996) Sabendo-se que o vetor campo-elétrico no
ponto A é nulo, a relação entre d1 e d2 é:
a) d1 / d2 = 4
b) d1 / d2 = 2
c) d1 / d2 = 1
d) d1 / d2 = 1/2
e) d1 / d2 = 1/4
3) (Fatec-1997) Devido à presença das cargas elétricas Q1 e
Q2, o vetor campo elétrico resultante no ponto P
da figura a seguir é melhor representada pela alternativa:
4) (Fatec-2005) Duas cargas pontuais Q1 e Q2 são fixadas
sobre a reta x representada na figura. Uma terceira carga
pontual Q3 será fixada sobre a mesma reta, de modo que o
campo elétrico resultante no ponto M da reta será nulo.
Conhecendo-se os valores das cargas Q1 , Q2 e Q3 ,
respectivamente +4,0 PC, -4,0 PC e +4,0 PC, é correto
afirmar que a carga Q3 deverá ser fixada
a) à direita de M e distante 3d desse ponto.
b) à esquerda de M e distante 3d desse ponto.
c) à esquerda de M e distante 32 d desse ponto.
d) à esquerda de M e distante
d
3
32
desse ponto.
e) à direita de M e distante
d
3
32
desse ponto.
5) (FGV-2005) Com respeito à eletrodinâmica, analise:
I. Tomando-se a mesma carga elétrica, isolada de
outra qualquer, entre os módulos do campo elétrico e do
potencial elétrico em um mesmo ponto do espaço, o
primeiro sofre uma diminuição mais rápida que o segundo,
conforme se aumenta a distância até a carga.
II. Comparativamente, a estrutura matemática do
cálculo da força elétrica e da força gravitacional são
idênticas. Assim como as cargas elétricas estão para as
massas, o campo elétrico está para a aceleração da
gravidade.
III. Uma diferença entre os conceitos de campo
elétrico resultante e potencial elétrico resultante é que o
primeiro obtém-se vetorialmente, enquanto o segundo é
obtido por uma soma aritmética de escalares.
É correto o contido em
a) I, apenas.
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b) II, apenas..
c) I e III, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III
6) (Fuvest-2001) Duas pequenas esferas, com cargas
elétricas iguais, ligadas por uma barra isolante, são
inicialmente colocadas como descrito na situação I. Em
seguida, aproxima-se uma das esferas de P, reduzindo-se à
metade sua distância até esse ponto, ao mesmo tempo em
que se duplica a distância entre a outra esfera e P, como na
situação II.
O campo elétrico em P, no plano que contém o centro das
duas esferas, possui, nas duas situações indicadas,
a) mesma direção e intensidade.
b) direções diferentes e mesma intensidade.
c) mesma direção e maior intensidade em I.
d) direções diferentes e maior intensidade em I.
e) direções diferentes e maior intensidade em II.
7) (Fuvest-1999) Um pêndulo, constituído de uma pequena
esfera, com carga elétrica q = +2,0 x 10-9 C e massa m =
kg41033 �� , ligada a uma haste eletricamente
isolante, de comprimento d = 0,40m, e massa
desprezível, é colocado num campo elétrico constante E
&
(|E| = 1,5x10+6 N/C). Esse campo é criado por duas placas
condutoras verticais, carregadas eletricamente.
O pêndulo é solto na posição em que a haste forma um
ângulo D = 30° com a vertical (ver figura) e, assim, ele
passa a oscilar em torno de uma posição de equilíbrio. São
dados sen30° = 1/2; sen45° = 2 /2; sen60° = 3 /2. Na
situação apresentada, considerando-se desprezíveis os
atritos, determine:
a) Os valores dos ângulos D1 , que a haste forma com a
vertical, na posição de equilíbrio, e D2 , que a haste forma
com a vertical na posição de máximo deslocamento
angular. Represente esses ângulos na figura dada.
b) A energia cinética K, da esfera, quando ela passa pela
posição de equilíbrio.
8) (Fuvest-1995) O campo gerado por uma carga
puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e
sentidos indicados pelas flechas na figura a seguir. O
módulo do campo elétrico no ponto B vale 24V/m. O
módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em
volt por metro:
a) 3.
b) 4.
c) 23
d) 6.
e) 12
9) (Fuvest-2003) Duas pequenas esferas metálicas, A e B,
são mantidas em potenciais eletrostáticos constantes,
respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do
gráfico representam as intersecções, com o plano do papel,
das superfícies equipotenciais esféricas geradas por A,
quando não há outros objetos nas proximidades. De forma
análoga, as linhas tracejadas representam as intersecções
com o plano do papel, das superfícies equipotenciais
geradas por B. Os valores dos potenciais elétricos dessas
superfícies estão indicados no gráfico. As questões se
referem à situação em que A e B estão na presença uma
da outra, nas posições indicadas no gráfico, com seus
centros no plano do papel.
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a) Trace, com caneta, em toda a extensão do gráfico da
folha de respostas, a linha de potencial V = 0, quando as
duas esferas estão nas posições indicadas. Identifique
claramente essa linha por V = 0.
b) Determine, em volt/metro, utilizando dados do gráfico,
os módulos dos campos elétricos EPA e EPB criados, no
ponto P, respectivamente, pelas esferas A e B.
c) Represente, em uma escala conveniente, no gráfico, com
origem no ponto P, os vetores EPA, EPB e o vetor campo
elétrico EP resultante em P. Determine, a partir desta
construção gráfica, o módulo de EP, em volt/metro.
d) Estime o módulo do valor do trabalho W, em joules,
realizado quando uma pequena carga q = 2,0nC é levada
do ponto P ao ponto S, indicados no gráfico. (2,0nC = 2,0
nanocoulombs = 2,0 × 10-9C).
10) (Fuvest-2005) Três grandes placas P1, P2 e P3, com,
respectivamente, cargas +Q, -Q e +2Q, geram campos
elétricos uniformes em certas regiões do espaço. As figuras
abaixo mostram, cada uma, intensidade, direção e sentido
dos campos criados pelas respectivas placas P1, P2 e P3,
quando vistas de perfil.
Colocando-se as placas próximas, separadas pela distância
D indicada, o campo elétrico resultante, gerado pelas três
placas em conjunto, é representado por:
11) (Fuvest-2006) Um pequeno objeto, com carga elétrica
positiva, é largado da parte superior de um plano inclinado,
no ponto A, e desliza, sem ser desviado, até atingir o ponto
P. Sobre o plano, estão fixados 4 pequenos discos com
cargas elétricas de mesmo módulo. As figuras representam
os discos e os sinais das cargas, vendo-se o plano de cima.
Das configurações abaixo, a única compatível com a
trajetória retilínea do objeto é
a)
b)
c)
d)
e)
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12) (Fuvest-2006) Uma pequena esfera, com carga elétrica
positiva Q = 1,5 ��10-9C, está a uma altura D = 0,05m acima
da superfície de uma grande placa condutora, ligada à
Terra, induzindo sobre essa superfície cargas negativas,
como na figura 1. O conjunto dessas cargas estabelece um
campo elétrico que é idêntico, apenas na parte do espaço
acima da placa, ao campo gerado por uma carga +Q e uma
carga -Q, como se fosse uma “imagem” de Q que estivesse
colocada na posição representada na figura 2.
a) Determine a intensidade da força F, em N, que age sobre
a carga +Q, devida às cargas induzidas na placa.
b) Determine a intensidade do campo elétrico E0, em V/m,
que as cargas negativas induzidas na placa criam no ponto
onde se encontra a carga +Q.
c) Represente, no diagrama da folha de resposta,no ponto
A, os vetores campo elétrico E+ e E- , causados,
respectivamente, pela carga +Q e pelas cargas induzidas na
placa, bem como o campo resultante, EA. O ponto A está a
uma distância D do ponto O da figura e muito próximo à
placa, mas acima dela.
d) Determine a intensidade do campo elétrico resultante EA,
em V/m, no ponto A.
NOTE E ADOTE
F = kQ1Q2/r2; E = kQ/ r2; onde
k = 9 ��109N ��m2/C2
1V/m = 1N/C
Esquema da folha de resposta
13) (FUVEST-2009) Uma barra isolante possui quatro
encaixes, nos quais são colocadas cargas elétricas de
mesmo módulo, sendo as positivas nos encaixes claros e as
negativas nos encaixes escuros. A certa distância da barra, a
direção do campo elétrico está indicada na figura à
esquerda. Uma armação foi construída com quatro dessas
barras, formando um quadrado, como representado à
direita. Se uma carga positiva for colocada no centro P da
armação, a força elétrica que agirá sobre a carga terá sua
direção e sentido indicados por
Desconsidere eventuais efeitos de cargas induzidas.
a)
b)
c)
d)
e)
14) (Mack-2002) Nos pontos A e B da figura são colocadas,
respectivamente, as cargas elétricas puntiformes -3Q e +Q.
No ponto P o vetor campo elétrico resultante tem
intensidade:
a)
212
5
d
Qk
b)
29
2
d
Qk
c)
212d
Qk
d)
23
4
d
Qk
e)
218
7
d
Qk
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15) (Mack-2003) Nos vértices A e C do quadrado abaixo
colocam-se cargas elétricas de valor +q.
Para que no vértice D do quadrado o campo elétrico tenha
intensidade nula, a carga elétrica que deve ser colocado no
vértice B deve ter o valor:
a) q2
b) � q2
c)
q
2
23
�
d) q22
e) q22�
16) (Mack-1996) Uma carga elétrica puntiforme com carga
de 4,0PC é colocada em um ponto P do vácuo, e fica sujeita
a uma força elétrica de intensidade 1,2N. O campo elétrico
nesse ponto P tem intensidade de:
a) 3,0×105 N/C
b) 2,4×105 N/C
c) 1,2×105 N/C
d) 4,0×10-6 N/C
e) 4,8×10-6 N/C
17) (Mack-1997) As cargas puntiformes q1 = 20 PC e q2 =
64 PC estão fixas no vácuo (k0 = 9 × 109 N.m2/C2),
respectivamente nos pontos A e B. O campo elétrico
resultante no ponto P tem intensidade de:
a) 3,0 × 106 N/C
b) 3,6 × 106 N/C
c) 4,0 × 106 N/C
d) 4,5 × 106 N/C
e) 5,4 × 106 N/C
18) (Mack-1998) Num ponto A do universo, constata-se a
existência de um campo elétrico E de intensidade 9,0 u 105
N/C, devido exclusivamente a uma carga puntiforme Q
situada a 10 cm dele. Num outro ponto B, distante 30 cm da
mesma carga, o vetor campo elétrico tem intensidade 1,0.
105 N/C. A d.d.p. entre A e B é:
a) 1,8 u 104 V
b) 2,0 u 104 V
c) 6,0 u 104 V
d) 6,0 u 105 V
e) 8,0 u 105 V
19) (Mack-1998) No vácuo (k0 = 9 u 109 N.m2 / C2),
colocam-se as cargas QA = 48 u 10-6 C e QB = 16 u 10-6C,
respectivamente nos pontos A e B representados abaixo. O
campo elétrico no ponto C tem módulo igual a:
a) 60.105 N/C
b) 55.105 N/C
c) 50.105N/C
d) 45.105 N/C
e) 40.105 N/C
20) (Mack-2005) Duas cargas elétricas puntiformes
positivas, distantes 3,0 10-3m uma da outra, interagem
mutuamente com uma força de repulsão eletrostática de
intensidade 8,0 103N. A intensidade do vetor campo
elétrico gerado por uma delas (Q1) no ponto onde se
encontra a outra (Q2) é 2,0 109 V/m. O valor da carga
elétrica Q2 é:
a) 0,25 nC.
b) 0,25 μC.
c) 2,0 nC.
d) 2,0 μC.
e) 4,0 μC.
21) (Mack-2004) A intensidade do vetor campo elétrico
gerado por uma carga Q puntiforme, positiva e fixa em um
ponto do vácuo, em função da distância (d) em relação a
ela, varia conforme o gráfico dado. A intensidade do vetor
campo elétrico, no ponto situado a 6m da carga, é:
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a) 2 � 105N/C
b) 3 � 105N/C
c) 4 � 105N/C
d) 5 � 105N/C
e) 6 � 105N/C
22) (Mack-2005) Em cada um dos pontos de coordenadas
(d, 0) e (0, d) do plano cartesiano, coloca-se uma carga
elétrica puntiforme Q, e em cada um dos pontos de
coordenadas (-d, 0) e (0, -d) coloca-se uma carga
puntiforme -Q. Estando essas cargas no vácuo (constante
dielétrica = k0), a intensidade do vetor campo elétrico na
origem do sistema cartesiano será igual a
a) 2 2
2
0
d
Qk
b)(2 + 2 ) 2
0
d
Qk
c) (2 - 2 ) 2
0
d
Qk
d) 2 d
Qk0
e) 5 d
Qk0
23) (Mack-2008) Nos vértices de um triângulo eqüilátero de
altura 45cm, estão fixas as cargas puntiformes QA, QB e QC,
conforme a ilustração abaixo.
As cargas QB e QC são idênticas e valem –2,0µC cada
uma. Em um dado instante, foi abandonada do repouso, no
baricentro desse triângulo, uma partícula de massa 1,0g,
eletrizada com a Q = + 1,0 µC e, nesse instante, a mesma
sofreu uma aceleração de módulo 5,0 ⋅ 102m/s2, segundo a
direção da altura h1, no sentido de A para M. Neste caso, a
carga fixada no vértice A é
DADO: k0 = 9 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2
a) QA = + 3,0µC
b) QA = –3,0µC
c) QA = + 1,0µC
d) QA = + 5,0µC
e) QA = –5,0µC
24) (Mack-2008) Na determinação do valor de uma carga
elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado
ponto do campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico
é de 18kV e a intensidade do vetor campo elétrico é de
9,0kN/C. Se o meio é o vácuo (k0 = 9 ⋅ 109N ⋅ m2/C2), o
valor dessa carga é
a) 4,0µC
b) 3,0µC
c) 2,0µC
d) 1,0µC
e) 0,5µC
25) (PUC - RJ-2007) Três cargas elétricas idênticas (Q = 1,0
x 10-9 C) se encontram sobre os vértices de um triângulo
eqüilátero de lado L = 1,0 m. Considere k = SH4
1
= 9,0x109
2
2
C
Nm
a) Calcule o campo elétrico e o potencial no baricentro
(centro) do triângulo.
b) Suponha que a carga de dois dos vértices é dobrada (2Q)
e a carga sobre o terceiro vértice permanece constante igual
a Q. Faça um desenho do campo elétrico no baricentro do
triângulo e calcule seu módulo.
26) (PUC - RJ-2007) Duas cargas pontuais idênticas de carga
q = 1 x 10-9 C são colocadas a uma distância de 0,1 m.
Determine o potencial eletrostático e o campo elétrico, a
meia distância, entre as cargas. Considere
k = 04
1
SH =9,0x109
2
2
C
Nm
a) 100,0 N m/C e 2,0 N/C
b) 120,0 N m/C e 0,0 N/C
c) 140,0 N m/C e 1,0 N/C
d) 160,0 N m/C e 2,0 N/C
e) 360,0 N m/C e 0,0 N/C
27) (PUC - RJ-2007) Duas esferas metálicas contendo as
cargas Q e 2Q estão separadas pela distância de 1,0 m.
Podemos dizer que, a meia distância entre as esferas, o
campo elétrico gerado por:
a) ambas as esferas é igual.
b) uma esfera é
2
1 do campo gerado pela outra esfera.
c) uma esfera é
3
1 do campo gerado pela outra esfera.
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d) uma esfera é
4
1 do campo gerado pela outra esfera.
e) ambas as esferas é igual a zero.
28) (PUC - RJ-2008) Duas partículas de cargas q1 = 4 • 10−5
C e q2 = 1 • 10−5 C estão alinhadas no eixo x sendo a
separação entre elas de 6 m.
Sabendo que q1 encontra-se na origem do sistema de
coordenadas e considerando k = 9 • 109Nm2/C2, determine:
a) a posição x, entre as cargas, onde o campo elétrico é
nulo;
b) o potencial eletrostático no ponto x = 3 m;
c) o módulo, a direção e o sentido da aceleração, no caso de
ser colocada uma partícula de carga q3 = -1 • 10−5C e massa
m3 = 1,0 kg, no ponto do meio da distância entre q1 e q2
29) (PUC - SP-2005) Seis cargas elétricas puntiformes se
encontram no vácuo fixas nos vértices de um hexágono
regular de lado L. As cargas têm mesmo módulo, |Q|, e seus
sinais estão indicados na figura.
Dados:
Constante eletrostática do vácuo = k0 = 9,0 ·109N ·m2/C2
L = 3,0 ·101cm; |Q| = 5,0 ·10-5C
No centro do hexágono, o módulo e o sentido do vetor
campo elétrico resultante são, respectivamente,
a) 5,0 ·106N/C; de E para B.
b) 5,0 ·106N/C; de B para E.
c) 5,0 ·106N/C; de A para D.
d) 1,0 ·107N/C; de B para E.
e) 1,0 ·107N/C; de E para B.
30) (PUC - SP-2005) Seis cargas elétricas puntiformes se
encontram no vácuo fixas nos vértices de umhexágono
regular de lado l. As cargas têm mesmo módulo, |Q|, e seus
sinais estão indicados na figura.
Dados:
constante eletrostática do vácuo = k0 = 9,0 ���109N���m2/C2
L = 3,0 ��101cm; |Q| = 5,0 ��10-5C
No centro do hexágono, o módulo e o sentido do vetor
campo elétrico resultante são, respectivamente,
a) 5,0 . 106N/C; de E para B.
b) 5,0 . 106N/C; de B para E.
c) 5,0 . 106N/C; de A para D.
d) 1,0 . 107N/C; de B para E.
e) 1,0 . 107N/C; de E para B.
31) (PUC - SP-2005) Duas cargas pontuais Q1 e Q2,
respectivamente iguais a +2,0 C e ��4,0 :C, estão fixas na
reta representada na figura, separadas por uma distância d.
Qual é o módulo de uma terceira carga pontual Q3 , a ser
fixada no ponto P de modo que o campo elétrico resultante
da interação das 3 cargas no ponto M seja nulo?
a) 2PC
b) 3PC
c) 9
7
PC
d) 4
7
PC
e) 7
14
PC
32) (PUC - SP-2005) Duas cargas pontuais Q1 e Q2,
respectivamente iguais a +2,0 C e ��4,0 :C, estão fixas na
reta representada na figura, separadas por uma distância d.
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Qual é o módulo de uma terceira carga pontual Q3 , a ser
fixada no ponto P de modo que o campo elétrico resultante
da interação das 3 cargas no ponto M seja nulo?
a) 2PC
b) 3PC
c) 9
7
PC
d) 4
7
PC
e) 7
14
PC
33) (PUC-Camp-1995) Duas cargas elétricas +Q e -9Q estão
localizadas, respectivamente, nos pontos M e N indicados
no esquema a seguir. Considerando os pontos 1, 2, 3 e 4
marcados no esquema, o campo elétrico resultante da ação
dessas cargas elétricas é nulo:
a) somente no ponto 1.
b) somente no ponto 2.
c) somente nos pontos 1 e 2.
d) somente nos pontos 3 e 4.
e) nos pontos 1, 2, 3 e 4.
34) (PUC-RJ-2003) Um quadrado de lado a contém, em cada
um de seus vértices, cargas elétricas, como mostra a figura.
a) Qual é o valor do potencial elétrico no centro do
quadrado?
b) Qual é o valor do campo elétrico no centro do quadrado?
c) Escolha uma das cargas e calcule o módulo da força
elétrica resultante atuando sobre ela.
35) (UDESC-1996) A figura a seguir mostra duas cargas
pontuais, Q1 e Q2. Elas estão fixas nas suas posições e a
uma distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a
uma distância de 0,50m da carga Q2, o campo elétrico é
nulo. Sendo Q2 = +1,0 × 10-6 C, o valor da carga Q1 (em
coulombs) é:
a) -9,0 x 10-6
b) +9,0 x 10-6
c) +1,0 x 10-6
d) -1,0 x 10-6
e) -3,0 x 10-6
36) (UEL-2003) Uma constante da ficção científica é a
existência de regiões na superfície da Terra em que a
gravidade seria nula. Seriam regiões em que a gravidade
seria bloqueada da mesma forma que uma gaiola metálica
parece "bloquear" o campo elétrico, pois dentro dela não
atuam forças elétricas. Pensando na diferença entre a
origem da gravitação e as fontes do campo elétrico, o que
seria necessário para se construir uma "gaiola de gravidade
nula"?
a) Para cancelar a força gravitacional, seria necessário
construir do lado oposto à superfície da Terra um bloco que
tivesse a mesma massa da região onde existiria a "gaiola de
gravidade".
b) Seria necessário que o campo gravitacional também
fosse repulsivo, pois a gaiola metálica parece "bloquear" o
campo elétrico, em razão de a resultante da superposição
dos campos elétricos das cargas positivas e negativas,
distribuídas na superfície metálica, ser nula.
c) Seria necessário que o campo gravitacional interagisse
com o campo elétrico, de modo que essa superposição
anulasse o campo.
d) Seria necessário haver interação entre os quatro campos
que existem, ou seja, entre o campo elétrico, o campo
magnético, o campo nuclear e o campo gravitacional.
e) Seria necessário haver ondas gravitacionais, pois,
diferentemente da gravidade, elas oscilam e podem ter
intensidade nula.
37) (UFAC-1997) Num determinado ponto P do ponto
elétrico criado por uma carga puntiforme, o potencial é Vp =
200 V e a intensidade do vetor campo elétrico é Ep = 0,8
V/m. Pergunta-se: qual a distância do ponto P à carga
criadora do campo elétrico?
a) 2,5 x 10 -3m
b) 1,5 m
c) 2,5 x 103 m
d) 250 m
e) 2,5 m
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38) (UFAC-1997) Uma esfera metálica encontra-se
eletrizada, em equilíbrio eletrostático. Sabe-se que o
potencial de um ponto da superfície desta esfera vale 220 V
e que o raio é de 10 cm. Podemos então concluir que a
intensidade do campo elétrico e o potencial no centro da
esfera valem respectivamente:
a) 80 V/cm e 220 V
b) 22 V/cm e 220 V
c) zero e zero
d) zero e 220 V
e) 2200 V/m e zero
39) (UFBA-2002) O campo elétrico criado por um dipolo
elétrico tem intensidade 4,5 x 108 N/C no ponto médio da
reta que une as cargas. Sabendo-se que a constante
eletrostática do meio é 9,0 x 109 Nm2/C2 , a distância entre
as cargas é igual a 20cm e o módulo de cada uma das
cargas que constituem o dipolo é X x 10-5 C, determine o
valor de X.
40) (UFC-1999) Quatro cargas, todas de mesmo valor, q,
sendo duas positivas e duas negativas, estão fixadas em um
semicírculo, no plano xy, conforme a figura abaixo.
Assinale a opção que pode representar o campo elétrico
resultante, produzido por essas cargas, no ponto O.
41) (UFC-2006) Considere os sistemas físicos I e II, abaixo
apresentados.
I. Duas cargas puntiformes q1, q2 e um ponto P estão
localizados sobre uma mesma reta, como mostra a figura.
O campo elétrico no ponto P é igual a zero.
II. Um elétron desloca-se em sentido oposto ao
campo elétrico entre duas placas planas paralelas de um
capacitor.
Acerca das situações físicas acima, assinale a alternativa
correta.
a) |q1| !�_q2| , q1 e q2 têm mesmo sinal; a energia potencial
do elétron aumenta.
b) |q1| !�_q2|, q1 e q2 têm sinais opostos; a energia
potencial do elétron diminui.
c) |q1| ��_q2|, q1 e q2 têm sinais opostos; a energia potencial
do elétron aumenta.
d) |q1| ��_q2|, q1 e q2 têm sinais opostos; a energia potencial
do elétron diminui.
e) |q1| !_q2|, q1 e q2 têm mesmo sinal; a energia potencial
do elétron diminui.
42) (UFMG-1995) Um ponto P está situado à mesma
distância de duas cargas, uma positiva e outra negativa, de
mesmo módulo. A opção que representa corretamente a
direção e o sentido do campo elétrico criado por essas
cargas, no ponto P, é:
43) (UFMG-2006) Em algumas moléculas, há uma
assimetria na distribuição de cargas positivas e negativas,
como representado, esquematicamente, nesta figura:
Considere que uma molécula desse tipo é colocada em uma
região onde existem um campo elétrico e um campo
magnético , uniformes, constantes e mutuamente
perpendiculares.
Nas alternativas abaixo, estão indicados as direções e os
sentidos desses campos. Assinale a alternativa em que está
representada CORRETAMENTE a orientação de
equilíbrio dessa molécula na presença dos dois campos.
a)
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b)
c)
d)
44) (UFMS-2003) Duas cargas elétricas fixas puntiformes
QA e QB de massas mA e mB, respectivamente, localizadas
sobre um eixo vertical, estão separadas por uma distância
2a, simetricamente dispostas em relação à origem do
sistema de eixos ortogonais, conforme figura abaixo.
Tomando-se sobre o eixo horizontal um ponto P de
coordenadas (x ; 0) e considerando que não há nenhuma
carga elétrica ou massa nula, é correto afirmar que:
(01) se QA+ QB = 0, o potencial elétrico resultante, gerado
pelas duas cargas no ponto P, será nulo.
(02) o potencial gravitacional resultante, gerado pelas duas
massas no ponto P, será nulo.
(04) se QA+ QB = 0, o campo elétrico resultante, gerado
pelas duas cargas no ponto P, será nulo.
(08) o campo gravitacional resultante, gerado pelas duas
massas, terá o sentido oposto ao eixo vertical se as duas
massas forem iguais.
(16) o campo elétrico resultante, gerado pelas duas cargas,
terá o sentido oposto ao eixo horizontal se asduas cargas
forem iguais e negativas.
45) (UFMS-2003) Considere duas cargas elétricas
puntiformes QA e QB, fixadas nos pontos A e B, (figura
abaixo). É correto afirmar que:
a) ocorre uma força de atração elétrica entre as cargas, se o
produto das cargas for positivo.
b) uma terceira carga puntiforme, com liberdade de
movimento sobre o segmento de reta limitado por A e B,
poderá não ficar em equilíbrio estável, se o produto das três
cargas for positivo.
c) uma terceira carga puntiforme, com liberdade de
movimento perpendicularmente ao segmento de reta
limitado por A e B, jamais poderá ficar em equilíbrio
estável, se o produto das três cargas for positivo.
d) o vetor campo elétrico resultante das duas cargas, em um
ponto qualquer da mediatriz do segmento de reta que as
une, tem o sentido de A para B.
e) duplicando-se a distância entre as cargas, as intensidades
das forças de interação elétrica e gravitacional entre elas
serão reduzidas à metade dos seus valores iniciais.
46) (UFPE-2002) Duas cargas puntiformes no vácuo, de
mesmo valor Q = 125PC e de sinais opostos, geram
campos elétricos no ponto P (vide figura). Qual o módulo
do campo elétrico resultante, em P, em unidades de
107 N/C?
+ Q
- Q
4 cm3
cm
3
cm
P
47) (UFPE-1995) Qual dos diagramas a seguir, melhor
representa a variação espacial do módulo do campo elétrico
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com relação ao centro de uma esfera condutora de raio R,
carregada e em equilíbrio eletrostático?
48) (UFPR-1995) Suponha uma esfera metálica de raio
0,10m com uma carga Q uniformemente distribuída em sua
superfície. Uma partícula com a carga q = + 4,0 × 10-8 C, ao
ser colocada num ponto P a uma distância de 0,30m do
centro da esfera, experimenta uma força atrativa de módulo
2,0 x 10-2 N. Considere K = 9,0 x 109 (N.m2/C2).
a) Determine, no ponto P, o campo elétrico (módulo,
direção e sentido) produzido pela esfera.
b) Determine Q.
c) Calcule o potencial elétrico na superfície da esfera.
d) Qual a intensidade do campo elétrico no interior da
esfera? Justifique.
49) (UFPR-1998) Considerando uma partícula com carga
elétrica Q, fixa num ponto, e uma carga de prova q, é
correto afirmar:
(01) A força elétrica entre essas cargas tem módulo
diretamente proporcional à distância que as separa.
(02) Quando a carga q é colocada próxima à Q, ela
sofre a ação de uma força elétrica de módulo proporcional à
intensidade do campo elétrico criado pela carga Q.
(04) Se Q for positiva e q negativa a força elétrica entre
elas será de atração.
(08) A unidade de intensidade de campo elétrico no
Sistema Internacional (SI) é o coulomb/metro.
(16) O campo elétrico devido à carga Q é um campo
elétrico uniforme.
Marque como resposta a soma dos itens corretos.
50) (UFPR-1999) Na figura, QA e QB são cargas elétricas
pontuais fixadas no plano xy e o vetor E
&
representa o
campo elétrico resultante no ponto C.
Considerando a situação acima apresentada, é correto
afirmar:
(1) QB é uma carga positiva.
(2) Existe um ponto no segmento de reta que liga QA a
QB onde o potencial elétrico é nulo.
(4) Uma carga de prova positiva estará sujeita, no
ponto C, a uma força elétrica resultante paralela ao eixo Y.
(8) |QA| > | QB|
(16) Usando a lei de Coulomb e os dados necessários,
pode-se determinar as forças que um agente externo deve
exercer sobre as cargas QA e QB para mantê-las fixas em
suas posições.
Dê como resposta, a soma das afirmações corretas.
51) (UFRJ-2001) Sabe-se que quando o campo elétrico
atinge o valor de 3 X 106 volts/metro o ar seco torna-se
condutor e que nestas condições um corpo eletrizado perde
carga elétrica.
Calcule:
a) o raio da menor esfera que pode ser carregada até o
potencial de 106 volts sem risco de descarregar através do ar
seco;
b) a carga Q armazenada nesta esfera. Use ke=9 X 109
Nm2/C2
52) (UFRJ-2005) Em dois vértices opostos de um quadrado
de lado a estão fixas duas cargas puntiformes de valores Q
e Q’. Essas cargas geram, em outro vértice P do quadrado,
um campo elétrico E, cuja direção e sentido estão
especificados na figura a seguir:
Indique os sinais das cargas Q e Q’ e calcule o valor da
razão Q/Q’.
53) (UFSC-2005) Para entender como funciona a
eletroforese do DNA, um estudante de Biologia colocou
íons de diferentes massas e cargas em um gel que está
dentro de uma cuba na qual há eletrodos em duas das
extremidades opostas. Os eletrodos podem ser considerados
como grandes placas paralelas separadas por 0,2 m. Após
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posicionar os íons, o estudante aplicou entre as placas uma
diferença de potencial de 50J/C que foi posteriormente
desligada. O meio onde os íons se encontram é viscoso e a
força resistiva precisa ser considerada. Os íons deslocam-
se no sentido da placa negativamente carregada para a placa
positivamente carregada e íons maiores tendem a deslocar-
se menos. (Desconsidere o efeito do gel no campo
elétrico).
As figuras mostram esquemas do experimento e do
resultado. Observe-as e assinale a(s) pro-posição(ões)
CORRETA(S).
01. Enquanto a diferença de potencial estiver aplicada,
a força elétrica que atua em um íon será constante,
independentemente de sua posição entre as placas.
02. Pelo sentido do movimento dos íons, podemos
afirmar que eles têm carga negativa.
04. Quanto maior for a carga do íon, mais intensa
vai ser a força elétrica que atua sobre ele.
08. Os íons maiores têm mais dificuldade de se
locomover pelo gel. Por este motivo podemos separar os
íons maiores dos menores.
16. Um íon, com carga de módulo 8,0 x 10
-19 C, que
se deslocou 0,1 m do início ao fim do experimento, dissipou
2 x 10
-17J no meio viscoso.
54) (Unicamp-1998) Considere uma esfera de massa m e
carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do
campo elétrico E como indicado na figura a seguir.
a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta.
b) Qual é o valor do ângulo T no equilíbrio?
55) (Unifor-2003) Nos vértices de um quadrado são fixadas
duas cargas positivas e duas negativas, de mesmo módulo,
como mostra a figura.
O vetor campo elétrico resultante no centro O do quadrado
é melhor representado por:
a)
b)
c)
d)
e)
56) (Unirio-1999) Uma casca esférica metálica de raio R
encontra-se eletrizada com uma carga positiva igual a Q,
que gera um campo elétrico E, cujas linhas de campo estão
indicadas na figura a seguir.
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A esfera está localizada no vácuo, cuja constante
eletrostática pode ser representada por k0. Numa situação
como essa, o campo elétrico em um ponto situado a uma
distância D do centro da esfera, sendo D < R, e o potencial
desta em sua superfície são, respectivamente, iguais a:
a) zero e k0 Q / R
b) zero e k0 Q/(R - D)
c) k0 Q / R2 e zero
d) k0 Q / R2 e k0 Q / D
e) k0 Q / D2 e k0 Q / R
57) (Vunesp-1994) A figura representa uma carga elétrica
pontual positiva no ponto P e o vetor campo elétrico no
ponto 1, devido a essa carga.
No ponto 2, a melhor representação para o vetor campo
elétrico, devido à mesma carga em P, será:
58) (Vunesp-2003) Duas partículas com carga 5 × 10-6C
cada uma estão separadas por uma distância de 1m. Dado
K = 9 × 109 Nm2/C2, determine:
a) a intensidade da força elétrica entre as partículas;
b) o campo elétrico no ponto médio entre as partículas.
59) (AFA-2002) Uma gota de óleo de massa m e carga q é
solta em uma região de campo elétrico uniforme E,
conforme mostra a figura.
Mesmo sob o efeito da gravidade a gota move-se para cima
com aceleração g. O módulo do campo elétrico é
a) q
2mgE
c) m
2qgE
b) g
2mqE
d) qg
2mE
60) (AFA-2002) Uma partícula de carga q e massa m é
lançada com velocidadev, perpendicularmente ao campo
elétrico uniforme produzido por placas paralelas de
comprimento a, distanciadas de b entre si. A partícula
penetra no campo num ponto eqüidistante das placas e sai
tangenciando a borda da placa superior, conforme
representado na figura a seguir.
Desprezando a ação gravitacional, a intensidade do campo
elétrico é
a) qa
mvb2
c) qa
mvb 22
b)
22qa
bmv
d)
2
2
qa
bmv
61) (AFA-2003) Um elétron desloca-se na direção x, com
velocidade inicial 0v
&
. Entre os pontos x1 e x2, existe um
campo elétrico uniforme, conforme mostra a figura abaixo.
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Desprezando o peso do elétron, assinale a alternativa que
MELHOR descreve o módulo da velocidade v do elétron
em função de sua posição x.
a)
b)
c)
d)
62) (AFA-2003) A figura abaixo mostra uma região onde
existe um campo elétrico de módulo E, vertical e apontando
para baixo. Uma partícula de massa m e carga q, positiva,
penetra no interior dessa região através do orifício O, com
velocidade horizontal, de módulo v. Despreze os efeitos da
gravidade.
Introduz-se na região considerada um campo magnético de
módulo B com direção perpendicular à folha de papel. Para
que a partícula se mova, com velocidade v e em linha reta
nessa região, o valor de B será:
a) v
E
b) q
Ev
c) Eq
mv
d) Ev
mq
63) (AFA-2003) Um feixe de elétrons com velocidade v
penetra num capacitor plano a vácuo. A separação entre as
armaduras é d. No interior do capacitor existe um campo de
indução magnética B, perpendicular ao plano da figura.
A tensão em que se deve eletrizar o capacitor, para que o
feixe não sofra deflexão, pode ser calculada por
a) vdB
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b) B
vd
c) vd
B
d) d
vB
64) (Fameca-2006) Um elétron foi lançado com velocidade
v0 = 6 ��102 km/s em uma região de campo elétrico
uniforme, na mesma direção e sentido das linhas de campo.
Depois de percorrer 10 cm, sua velocidade era nula. Se a
relação carga/massa do elétron for considerada q/m = 1,8
��1011 C/kg, desprezadas as ações gravitacionais, então
a) esse campo tinha intensidade 10 N/C.
b) o trabalho realizado pela força elétrica foi nulo.
c) o elétron permaneceu em repouso após o movimento.
d) o potencial elétrico aumentou no sentido de orientação
do campo.
e) a diferença de potencial na região de campo era nula.
65) (FMTM-2003) Uma gota de óleo com massa 2,9×10-16
kg e eletricamente carregada, permanece em equilíbrio
quando colocada entre duas placas planas, paralelas e
horizontais, eletrizadas com cargas de sinais opostos. A
distância entre as placas é 5,0 cm e estas são mantidas a
uma diferença de potencial de 90,0 V. Sendo g = 10 m/s2,
pode-se afirmar que a gota de óleo tem carga elétrica, em
coulombs, igual a
a) 4,5.10-18.
b) 3,2.10-18.
c) 2,9.10-18.
d) 1,6.10-18.
e) 1,2.10-18.
66) (Fuvest-1999) Um pêndulo, constituído de uma pequena
esfera, com carga elétrica q = +2,0 x 10-9 C e massa m =
kg41033 �� , ligada a uma haste eletricamente
isolante, de comprimento d = 0,40m, e massa
desprezível, é colocado num campo elétrico constante E
&
(|E| = 1,5x10+6 N/C). Esse campo é criado por duas placas
condutoras verticais, carregadas eletricamente.
O pêndulo é solto na posição em que a haste forma um
ângulo D = 30° com a vertical (ver figura) e, assim, ele
passa a oscilar em torno de uma posição de equilíbrio. São
dados sen30° = 1/2; sen45° = 2 /2; sen60° = 3 /2. Na
situação apresentada, considerando-se desprezíveis os
atritos, determine:
a) Os valores dos ângulos D1 , que a haste forma com a
vertical, na posição de equilíbrio, e D2 , que a haste forma
com a vertical na posição de máximo deslocamento
angular. Represente esses ângulos na figura dada.
b) A energia cinética K, da esfera, quando ela passa pela
posição de equilíbrio.
67) (Fuvest-1995) A figura adiante mostra, num plano
vertical, uma região de seção quadrada, de lado L e no
interior deste um campo elétrico de módulo E, vertical e
apontando para baixo. Uma partícula de massa m e carga q,
positiva, penetra no interior dessa região através do orifício
O, com velocidade horizontal, de módulo V. Despreze os
efeitos da gravidade.
a) Qual o valor mínimo de V para que a partícula saia da
região através da janela CD mostrada na figura?
b) Introduz-se na região considerada um campo magnético
de módulo B (indução magnética) com direção
perpendicular à folha de papel. Qual deve ser o módulo e o
sentido do campo magnético B para que a partícula com
velocidade V se mova em linha reta nesta região?
68) (Fuvest-1980) Duas placas metálicas horizontais estão
submetidas a uma diferença de potencial constante V; entre
as placas existe uma região R em que o campo elétrico é
uniforme. A figura abaixo indica um corpúsculo de massa
m e carga +q sendo projetado com velocidade 0v
&
para o
interior dessa região, sob ângulo T de lançamento.
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Devido à ação simultânea do campo elétrico e do campo
gravitacional, enquanto o corpúsculo estiver na região R,
sua aceleração vetorial:
a) varia de ponto para ponto.
b) tem componente paralela às placas.
c) nunca pode ser nula.
d) é sempre paralela a 0v
&
.
e) independe do ângulo T.
69) (Fuvest-2004) Um certo relógio de pêndulo consiste em
uma pequena bola, de massa M = 0,1kg, que oscila presa a
um fio. O intervalo de tempo que a bolinha leva para,
partindo da posição A, retornar a essa mesma posição é seu
período T0, que é igual a 2 s. Neste relógio, o ponteiro dos
minutos completa uma volta (1 hora) a cada 1800
oscilações completas do pêndulo. Estando o relógio em
uma região em que atua um campo elétrico E, constante e
homogêneo, e a bola carregada com carga elétrica Q, seu
período será alterado, passando a TQ. Considere a situação
em que a bolinha esteja carregada com carga Q = 3 × 10-5C,
em presença de um campo elétrico cujo módulo E = 1 × 105
V/m.
Então, determine:
a) A intensidade da força efetiva Fe, em N, que age sobre a
bola carregada.
b) A razão R = TQ / T0 entre os períodos do pêndulo,
quando a bola está carregada e quando não tem carga.
c) A hora que o relógio estará indicando, quando forem de
fato três horas da tarde, para a situação em que o campo
elétrico tiver passado a atuar a partir do meio-dia.
70) (Fuvest-2005) Três grandes placas P1, P2 e P3, com,
respectivamente, cargas +Q, -Q e +2Q, geram campos
elétricos uniformes em certas regiões do espaço. As figuras
abaixo mostram, cada uma, intensidade, direção e sentido
dos campos criados pelas respectivas placas P1, P2 e P3,
quando vistas de perfil.
Colocando-se as placas próximas, separadas pela distância
D indicada, o campo elétrico resultante, gerado pelas três
placas em conjunto, é representado por:
71) (FUVEST-2009) Um campo elétrico uniforme, de
módulo E, criado entre duas grandes placas paralelas
carregadas, P1 e P2, é utilizado para estimar a carga presente
em pequenas esferas. As esferas são fixadas na extremidade
de uma haste isolante, rígida e muito leve, que pode girar
em torno do ponto O. Quando uma pequena esfera A, de
massa M = 0,015kg e carga Q, é fixada na haste, e sendo E
igual a 500kV/m, a esfera assume uma posição de
equilíbrio, tal que a haste forma com a vertical um ângulo θ
= 45º. Para essa situação:
a) Represente, no esquema da folha de respostas, a força
gravitacional P e a força elétrica FE que atuam na esfera A,
quando ela está em equilíbrio sob ação do campo elétrico.
Determine os módulos dessas forças, em newtons.
b) Estime a carga Q, em coulombs, presente na esfera.
c) Se a esfera se desprender da haste, represente, no
esquema da folha de respostas, a trajetória que ela iria
percorrer,indicando-a pela letra T.
NOTE E ADOTE:
Desconsidere efeitos de indução eletrostática.
72) (ITA-2001) Uma esfera de massa m e carga q está
suspensa por um fio frágil e inextensível, feito de um
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material eletricamente isolante. A esfera se encontra entre
as placas paralelas de um capacitor plano, como mostra a
figura.
A distância entre as placas é d, a diferença de potencial
entre as mesmas é V e esforço máximo que o fio pode
suportar é igual ao quádruplo do peso da esfera. Para que a
esfera permaneça imóvel, em equilíbrio estável, é
necessário que:
a)
mg
d
qV 15
2
�¸
¹
·
¨
©
§
b)
2
2
)(4 mg
d
qV
�¸
¹
·
¨
©
§
c)
2
2
)(15 mg
d
qV
�¸
¹
·
¨
©
§
d)
2
2
)(16 mg
d
qV
�¸
¹
·
¨
©
§
e)
mg
d
qV 15
2
!¸
¹
·
¨
©
§
73) (ITA-2002) Um dispositivo desloca, com velocidade
constante, uma carga de 1,5C por um percurso de 20,0cm
através de um campo elétrico uniforme de intensidade
2,0.103 N/C. A força eletromotriz do dispositivo é
a) 60.103 V
b) 40.103 V
c) 600 V
d) 400 V
e) 200 V
74) (ITA-2005) Em uma impressora a jato de tinta, gotas de
certo tamanho são ejetadas de um pulverizador em
movimento, passam por uma unidade eletrostática onde
perdem alguns elétrons, adquirindo uma carga q, e, a seguir,
se deslocam no espaço entre placas planas paralelas
eletricamente carregadas, pouco antes da impressão.
Considere gotas de raio igual a 10 μm lançadas com
velocidade de módulo v = 20m/s entre placas de
comprimento igual a 2,0cm, no interior das quais existe um
campo elétrico vertical uniforme, cujo módulo é E = 8,0
×104 N/C (veja figura).
Considerando que a densidade da gota seja de 1000kg/m3 e
sabendo-se que a mesma sofre um desvio de 0,30mm ao
atingir o final do percurso, o módulo da sua carga elétrica é
de
a) 2,0 ×10-14C.
b) 3,1 ×10-14C.
c) 6,3 ×10-14C.
d) 3,1 ×10-11C.
e) 1,1 ×10-10C.
75) (ITA-2007) Duas cargas pontuais +q e -q, de massas
iguais m, encontram-se inicialmente na origem de um
sistema cartesiano xy e caem devido ao próprio peso a
partir do repouso, bem como devido à ação de um campo
elétrico horizontal e uniforme E, conforme mostra a figura.
Por simplicidade, despreze a força coulombiana atrativa
entre as cargas e determine o trabalho realizado pela força
peso sobre as cargas ao se encontrarem separadas entre si
por uma distância horizontal d.
76) (Mack-1996) Uma esfera eletrizada com carga de +2mC
e massa 100g é lançada horizontalmente com velocidade
4m/s num campo elétrico vertical, orientado para cima e de
intensidade 400N/C. Supondo g = 10m/s2, a distância
horizontal percorrida pela esfera após cair 25 cm é:
a) 2,0 m.
b) 1,8 m.
c) 1,2 m.
d) 0,8 m.
e) 0,6 m.
77) (Mack-2003) No estudo da Física de altas energias, duas
partículas são bem conhecidas: a partícula alfa (α), de carga
elétrica +2e e massa 4 u.m.a., e o elétron(_β), de carga
elétrica -e e massa 5 × 10-4 u.m.a. Num equipamento de
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laboratório, temos entre as placas de um condensador plano
a existência simultânea de um campo elétrico e de um
campo de indução magnética, ambos uniformes e
perpendiculares entre si, conforme mostra a figura abaixo.
Sabe-se que uma partícula alfa descreve a trajetória
pontilhada, com velocidade v
&
, quando a intensidade do
campo elétrico é E e a do campo de indução magnética é B.
As ações gravitacionais são desprezadas. Para que um
elétron descreva a mesma trajetória, separadamente da
partícula alfa, com a mesma velocidade v
&
, deveremos:
a) inverter o sentido do campo elétrico e conservar as
intensidades E e B.
b) inverter o sentido do campo magnético e conservar as
intensidades E e B.
c) conservar os sentidos dos campos e mudar suas
intensidades para 2E e 4B.
d) conservar os sentidos dos campos e mudar suas
intensidades para 4E e 2B.
e) conservar os sentidos dos campos bem como suas
respectivas intensidades.
78) (Mack-1996) Um capacitor plano é ligado aos pontos A
e B do circuito a seguir e o amperímetro ideal A acusa a
passagem da corrente de 0,10A. O campo elétrico entre as
placas do capacitor é paralelo ao campo gravitacional da
Terra. Um corpúsculo C de massa m e carga elétrica q
permanece em equilíbrio entre as placas. Levando em
consideração o sinal da carga, a razão q/m vale (adote: g =
10 m/s2):
a) 1,0 C / kg
b) -1,0 C / kg
c) 1,0×10-2 C / kg
d) 1,0×10-3 C / kg
e) -1,0×10-3 C / kg
79) (Mack-1997) Na figura, um elétron de carga e e massa
m, é lançado com velocidade inicial V
&
, no campo elétrico
uniforme entre as placas planas e paralelas, de comprimento
L e separadas pela distância d.
O elétron entra no campo, perpendicularmente às linhas de
força, num ponto eqüidistante das placas. Desprezando as
ações gravitacionais e sabendo que o elétron tangencia a
placa superior (ponto A) ao emergir do campo, então a
intensidade deste campo elétrico é:
a) E = eL2 / mdv2
b) E = eL / mdv
c) E = mdv / eL
d) E = mdv2 / eL2
e) E = mdv2 / 2eL2
80) (Mack-2004) Um corpúsculo dotado de carga elétrica
negativa é abandonado, a partir do repouso, no interior de
um campo elétrico uniforme, gerado por duas placas
metálicas, paralelas entre si e carregadas com cargas iguais
e de sinais diferentes.O movimento adquirido por esse
corpúsculo, em relação às placas, é:
a) retilíneo e uniforme.
b) retilíneo uniformemente retardado.
c) retilíneo uniformemente acelerado.
d) circular uniforme.
e) acelerado com trajetória parabólica.
81) (Mack-2006) Uma partícula de massa 5g, eletrizada
com carga elétrica de 4P C, é abandonada em uma região
do espaço na qual existe um campo elétrico uniforme, de
intensidade 3�103N/C. Desprezando-se as ações
gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga é:
a) 2,4m/s2
b) 2,2m/s2
c) 2,0m/ s2
d) 1,8m/ s2
e) 1,6m/ s2
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82) (Mack-2007) Uma partícula de massa 2 g, eletrizada
com carga elétrica positiva de 20 μC é abandonada do
repouso no ponto A de um campo elétrico uniforme, cujo
potencial elétrico é 250 V. Essa partícula adquire
movimento e se choca em B, com o anteparo rígido e fixo a
80 cm do ponto A. O potencial elétrico do ponto B é de 50
V. O choque entre a partícula e o anteparo tem coeficiente
de restituição igual a 0,8. A distância do anteparo em que
essa partícula vai parar será de
a) 42,3 cm
b) 46,6 cm
c) 49,8 cm
d) 51,2 cm
e) 54,0 cm
83) (PUC - RS-2006) A quantização da carga elétrica foi
observada por Millikan em 1909. Nas suas experiências,
Millikan mantinha pequenas gotas de óleo eletrizadas em
equilíbrio vertical entre duas placas paralelas também
eletrizadas, como mostra a figura abaixo. Para conseguir
isso, regulava a diferença de potencial entre essas placas
alterando, conseqüentemente, a intensidade do campo
elétrico entre elas, de modo a equilibrar a força da
gravidade.
Suponha que, em uma das suas medidas, a gota tivesse um
peso de 2,4x10-13 N e uma carga elétrica positiva de 4,8x10-
19
C. Desconsiderando os efeitos do ar existente entre as
placas, qual deveria ser a intensidade e o sentido do campo
elétrico entre elas para que a gota ficasse em equilíbrio
vertical?
a) 5,0x105 N/C, para cima.
b) 5,0x104 N/C, para cima.
c) 4,8x10-5 N/C, para cima.
d) 2,0x10-5 N/C, para baixo.
e) 2,0x10-6 N/C, para baixo.
84) (PUC-SP-1996) Uma partícula emitida por um núcleo
radioativo incide na direção do eixo central de um campo
elétrico uniforme de intensidade 5x103 N/C de direção e
sentido indicado na figura, gerado por duas placas
uniformemente carregadas e distanciadas de 2cm.
Assinale a alternativa que apresenta uma possível situação
quanto à:
I. natureza da carga elétrica da partícula;
II. trajetória descrita pela partícula no interior do
campoelétrico e
III. d.d.p. entre o ponto de incidência sobre o campo
elétrico e o ponto de colisão numa das placas.
I) Carga elétrica II) Trajetória III) d.d.p.
a) NEGATIVA
50 V
b) POSITIVA
300 V
c) NEGATIVA
100 V
d) NEGATIVA
50 V
e) POSITIVA
100 V
85) (PUC-SP-1995) Considere o campo elétrico criado por:
I. Duas placas metálicas planas e paralelas,
distanciadas de 1,0 cm, sujeitas a uma d.d.p de 100V.
II. Uma esfera metálica oca de raio 2,0cm carregada
com 2,5 PC de carga positiva.
Quais as características básicas dos dois campos elétricos?
A que distância do centro da esfera, um elétron sofreria a
ação de uma força elétrica de módulo igual à que agiria
sobre ele entre as placas paralelas?
Dados: carga do elétron: |e| = 1,6 × 10-19 C
constante do Coulomb para o ar e o vácuo: k0 = 9 ×
109Nm2/C2
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Para cada alternativa, as informações dos itens 1, 2 e 3,
respectivamente, refere-se a:
1. Campo entre as placas.
2. Campo da esfera.
3. Distância do centro da esfera.
a) 1. uniforme (longe das extremidades)
2. radial (dentro e fora da esfera)
3. 15m
b) 1. não há
2. só há campo no interior da esfera
3. 150m
c) 1. uniforme
2. uniforme (dentro e fora da esfera)
3. 1,5m
d) 1. uniforme (longe das extremidades)
2. -radial (fora da esfera), -nulo (dentro da esfera)
3. 1,5m
e) 1. nulo
2. -nulo (dentro da esfera), -radial (fora da esfera)
3. 1,5
86) (PUC-SP-1998) Uma partícula de massa m, eletrizada
positivamente, é lançada verticalmente para baixo, com
velocidade inicial não-nula ( 0V
&
), em um campo elétrico
uniforme descendente.
Se V representa a velocidade escalar da partícula e a, a
aceleração escalar do movimento, qual das alternativas
abaixo representa, corretamente, os gráficos de V e a, em
função do tempo t?
87) (UECE-2006) Em uma célula, considere a diferença de
potencial elétrico entre a face interior e exterior da
membrana como sendo 70 mV, com o interior negativo em
relação ao exterior. Suponha que a espessura da membrana
celular é de 4 nm, a massa do íon Na+, 3,8×10-23 g e sua
carga, 1,6×10-19 C. Se um íon Na+ atravessa a membrana
sem sofrer resistência e unicamente sob a ação do campo
elétrico, suposto constante, gerado por essa diferença de
potencial, a aceleração, em m/s2, desse cátion, durante a
passagem é aproximadamente igual a:
a) 7 × 1013
b) 5 × 1013
c) 9×1013
d) 5×10-13
88) (UEL-1995) A diferença de potencial entre as duas
placas condutoras paralelas indicadas no esquema é 500V.
Dado: carga do elétron = 1,6 × 10-19 C.
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Quando um elétron é transportado de P1 a P2, o trabalho
realizado pelo campo elétrico é, em joules, igual a:
a) 1,3 × 10-20
b) 6,4 × 10-20
c) 6,4 × 10-17
d) 8,0 × 10-16
e) 8,0 × 10-15
89) (UEL-1996) O esquema a seguir representa uma região
onde existe um campo elétrico uniforme E
&
.
Sabendo-se que o módulo de E
&
vale 200N/C, a diferença
de potencial entre os pontos X e Y, indicados no esquema,
é, em volts, igual a:
a) zero
b) 18
c) 60
d) 80
e) 12
90) (UEL-2006) Analise a figura a seguir.
A figura representa uma carga -q de massa m, abandonada
com velocidade inicial nula num campo elétrico uniforme
de um capacitor. Desconsiderando a influência do campo
gravitacional terrestre, é correto afirmar:
a) A carga -q desloca-se com velocidade constante.
b) A carga permanecerá em repouso.
c) O sentido da força é o mesmo que o do campo elétrico
E.
d) A partícula é acelerada perpendicularmente ao campo
elétrico E.
e) A carga -q é acelerada no sentido contrário ao do campo
elétrico E.
91) (UERJ-1998) Os diagramas representados abaixo são as
opções para as trajetórias de três feixes: de nêutrons (n),
múons negativos (P-) e elétrons (e). Estes, a princípio,
compunham um único feixe que penetrou em dada região,
perpendicularmente a um campo elétrico constante (E).
A massa do múon é cerca de 207 vezes maior que a do
elétron e a carga de ambos é a mesma. Nessas
circunstâncias, o diagrama que melhor representa as
trajetórias dos feixes é o de número:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
92) (UFBA-1996) Na questão a seguir escreva nos parênteses
a soma dos itens corretos.
Um feixe de partículas eletricamente carregadas é lançado
horizontalmente numa região, entre duas placas planas e
paralelas, que contém campo elétrico e campo magnético
uniformes, dispostos conforme a figura a seguir.
Desprezando-se a ação do campo gravitacional sobre o
feixe de partículas, é correto afirmar:
(01) A força elétrica que atua nas partículas de carga
negativa é perpendicular ao campo magnético.
(02) As partículas de carga negativa não sofrem a ação
da força magnética.
(04) Quando as partículas de carga positiva entram na
região, a força magnética que atua sobre elas aponta no
sentido contrário ao do campo elétrico.
(08) A força elétrica atuante em cada partícula se
mantém constante.
(16) As partículas de carga positiva passarão pela fenda
f, qualquer que seja a velocidade do lançamento.
(32) As partículas de carga negativa serão aceleradas,
ao atravessar a região entre as placas, qualquer que seja a
velocidade do lançamento.
A resposta é a soma dos pontos das alternativas corretas.
93) (UFBA-1997) Entre duas placas planas e paralelas,
eletrizadas, dispostas na direção horizontal, onde se
estabelece um campo elétrico, é lançado horizontalmente
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um feixe de elétrons. Desprezando-se a ação do campo
gravitacional, cada elétron, ao atravessar a região entre as
placas:
(01) tem a componente vertical da velocidade
perpendicular ao vetor campo elétrico.
(02) tem a componente horizontal da velocidade
modificada.
(04) descreve trajetória circular, qualquer que seja a
intensidade do campo elétrico.
(08) fica submetido a uma aceleração constante.
(16) tem a energia cinética modificada.
A resposta é a soma dos pontos das alternativas corretas.
94) (UFC-1999) Considere o campo elétrico uniforme, E,
representado pelo conjunto de linhas de força na figura
abaixo. Sobre o potencial elétrico nos pontos A, B e C,
marcados com o sinal (+), é correto afirmar que:
a) o potencial elétrico é o mesmo em todos os pontos;
b) o potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto B;
c) o potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto C;
d) o potencial elétrico do ponto B é maior que o do ponto
C;
e) o potencial elétrico do ponto A é menor que o do ponto
B.
95) (UFC-2009) Uma partícula de massa m e carga positiva
q, com velocidade horizontal v (módulo v), penetra numa
região de comprimento L (paralelo à velocidade inicial da
partícula), na qual existe um campo elétrico vertical E
(constante), conforme a figura abaixo. A aceleração da
gravidade local é g (de módulo g, direção vertical e sentido
para baixo). Na região onde o campo elétrico é não-nulo
(entre as linhas verticais tracejadas na figura abaixo), a
força elétrica tem módulo maior que a força peso.
Determine o módulo do campo elétrico para o qual a
partícula apresenta o máximo alcance ao longo da linha
horizontal localizada na altura em que ela deixa a região do
campo elétrico. Despreze quaisquer efeitos de dissipação de
energia (resistência do ar, atrito etc.).
96) (UFMG-2002) Rigidez dielétrica de um meio isolante é
o valor máximo do campo elétrico a que o meio pode ser
submetido, sem se tornar um condutor. Durante
tempestades, um tipo comum de descarga elétrica acontece
quando cargas negativas se concentram na parte mais baixa
de uma nuvem, induzindo cargas positivas na região do
solo abaixo dessa nuvem. A quantidade de carga na nuvem
vai aumentando até que a rigidez dielétrica do ar é
alcançada. Nesse momento, ocorre a descarga elétrica.Considere que o campo elétrico entre a nuvem e o solo é
uniforme. Para a solução desta questão, utilize estes dados,
que são típicos de descargas elétricas na atmosfera:
Rigidez dielétrica do ar 3,0 kV/mm
Distância média entre a nuvem e o solo 5,0 km
Potência média de uma descarga 15 x 1012 W
Duração média de uma descarga 30 ms
Com base nessas informações:
a) DETERMINE a diferença de potencial elétrico
estabelecida entre a nuvem e o solo ao se iniciar a descarga.
b) CALCULE a quantidade de carga elétrica que é
transferida, da nuvem para o solo, na descarga.
c) Recomenda-se que, para se protegerem de descargas
elétricas durante uma tempestade, motoristas e passageiros
devem permanecer no interior do veículo. EXPLIQUE por
que essa recomendação é pertinente.
97) (UFPB-2002) Entre as superfícies externa e interna da
membrana de uma célula nervosa, há uma diferença de
potencial elétrico igual a 7 u 10- 2 V.
a) Supondo uniforme o campo elétrico no interior da
membrana, determine seu módulo.
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b) Sabendo que a membrana celular é permeável a íons
positivos de sódio, K + , e íons negativos de cloro, Cl - ,
determine o módulo da força elétrica que atua sobre eles,
quando se encontram no interior da membrana, como
indicado na figura.
c) Sendo o potencial da superfície externa maior que o da
interna, reproduza, no CADERNO DE RESPOSTAS, o
desenho ao lado, indicando o vetor que representa as forças
elétricas atuando nos íons K + e Cl -.
98) (UFPE-2002) Um elétron com energia cinética de 2,4 x
10-16 J entra em uma região de campo elétrico uniforme,
cuja intensidade é 3,0 x 104 N/C. O elétron descreve uma
trajetória retilínea, invertendo o sentido do seu movimento
após percorrer uma certa distância. Calcule o valor desta
distância, em cm.
99) (UFPE-1995) Uma gota de óleo de massa 1mg e carga q
= 2 × 10-8 C, é solta em uma região de campo elétrico
uniforme E, conforme mostra a figura a seguir.
Mesmo sob o efeito da gravidade, a gota move-se para
cima, com uma aceleração de 1m/s2. Determine o módulo
do campo elétrico, em V/m. (Considere g = 10 m/s2).
100) (UFRJ-1996) Entre duas placas planas, condutoras e
paralelas, carregadas com cargas de módulos iguais mas de
sinais contrários, há um campo elétrico uniforme. Um
próton e uma partícula D penetram na região entre as
placas, eqüidistantes delas, com a mesma velocidade 0V
&
paralela às placas, como mostram as figuras a seguir.
Lembre-se de que a partícula D é o núcleo do átomo de
hélio (He), constituída, portanto, por 2 prótons e 2 nêutrons.
Despreze os efeitos de borda.
a) Calcule a razão entre os módulos das acelerações
adquiridas pelo próton e pela partícula D.
b) Calcule a razão entre os intervalos de tempo gastos pelo
próton e pela partícula D até colidirem com a placa
negativa.
101) (UFRS-1998) Uma carga elétrica puntiforme positiva
é deslocada ao longo dos três segmentos indicados na figura
abaixo, AB, BC e CA, em uma região onde existe um
campo elétrico uniforme, cujas linhas de força estão
também representadas na figura.
Assinale a alternativa correta:
a) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho negativo.
b) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
c) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho de módulo igual a |WCA| × cos T, onde |WCA | é o
módulo do trabalho realizado por esta força entre C e A.
d) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
e) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho igual àquele realizado entre A e B.
102) (UFRS-1998) Duas grandes placas planas carregadas
eletricamente, colocadas uma acima da outra paralelamente
ao solo, produzem entre si um campo elétrico que pode ser
considerado uniforme. O campo está orientado
verticalmente e aponta para baixo. Selecione a alternativa
que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo.
Uma partícula com carga negativa é lançada
horizontalmente na região entre as placas. À medida que a
partícula avança, sua trajetória ..................enquanto o
módulo de sua velocidade ..................... . (Considere que os
efeitos da força gravitacional e da influência do ar podem
ser desprezados.)
a) se encurva para cima - aumenta
b) se encurva para cima - diminui
c) se mantém retilínea - aumenta
d) se encurva para baixo - aumenta
e) se encurva para baixo - diminui
103) (UFSC-1996) Uma bolinha, carregada negativamente, é
pendurada em um dinamômetro e colocada entre duas
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placas paralelas, carregadas com cargas de mesmo módulo
com a figura a seguir.
O orifício por onde passa o fio, que sustenta a bolinha, não
altera o campo elétrico entre as placas, cujo módulo é 4 ×
106 N/C. O peso da bolinha é 2 N, mas o dinamômetro
registra 3 N, quando a bolinha alcança o equilíbrio.
01. A placa A tem carga positiva e a B negativa.
02. A placa A tem carga negativa e a B positiva.
04. Ambas as placas têm carga positiva.
08. O módulo da carga da bolinha é de 0,25 × 10-6 C.
16. O módulo da carga da bolinha é de 4,0 × 10-6 C.
32. A bolinha permaneceria em equilíbrio, na mesma
posição do caso anterior, se sua carga fosse positiva e de
mesmo módulo.
Assinale como resposta a soma das alternativas corretas.
104) (UFSCar-2000) Na figura, as linhas tracejadas
representam superfícies equipotenciais de um campo
elétrico.
Se colocarmos um condutor isolado na região hachurada,
podemos afirmar que esse condutor será
a) percorrido por uma corrente elétrica contínua, orientada
da esquerda para a direita.
b) percorrido por uma corrente elétrica contínua, orientada
da direita para a esquerda.
c) percorrido por uma corrente oscilante entre as
extremidades.
d) polarizado, com a extremidade da direita carregada
negativamente e a da esquerda, positivamente.
e) polarizado, com a extremidade da direita carregada
positivamente e a da esquerda, negativamente.
105) (UFV-2005) A figura abaixo ilustra uma partícula com
carga elétrica positiva (Q), inicialmente mantida em
repouso no ponto B, presa a uma linha isolante inextensível.
Esse conjunto se encontra numa região onde há um campo
elétrico uniforme representado pelo vetor E
Supondo que, após a partícula ser abandonada, as únicas
forças que atuam sobre ela são a força elétrica e a tensão na
linha, é CORRETO afirmar que a partícula:
a) se moverá ciclicamente entre os pontos B e D,
percorrendo a trajetória pontilhada da figura.
b) se moverá do ponto B para o ponto C, percorrendo a
trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no
ponto C.
c) se moverá do ponto B para o ponto D, percorrendo a
trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no
ponto D.
d) se moverá em linha reta do ponto B para o ponto A e
então permanecerá em repouso no ponto A.
e) permanecerá em repouso no ponto B.
.
106) (Unaerp-1996) Numa região em que existe um campo
eletrostático uniforme, uma pequena esfera condutora
descarregada é introduzida.
Das configurações, a que melhor representa a distribuição
de cargas que aparecerá na superfície da esfera, é:
107) (Unicamp-2002) Eletroforese é um método utilizado
para separação de macromoléculas biológicas, como, por
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exemplo, no seqüenciamento do DNA. Numa medida de
eletroforese, apresentada na figura da esquerda, compara-se
uma amostra desconhecida de DNA com um padrão
conhecido.
O princípio de funcionamento do método é arrastar os
diferentes fragmentos do DNA, com carga elétrica q, por
meio de um campo elétrico E em um meio viscoso. A força
de atrito do meio viscoso é f = αv, sendo v a velocidade do
fragmento de DNA ou de outra macromoléculaqualquer. A
constante α depende do meio e das dimensões da
macromolécula.
a) Qual é a expressão para a velocidade terminal da
macromolécula que atravessa o meio viscoso sob a ação do
campo elétrico?
b) Sob certas condições, a velocidade terminal depende
apenas da massa molecular do fragmento de DNA, que
pode ser expressa em número de pares de base (pb).
Identifique, pelo gráfico à direita, o número de pares de
base da amostra desconhecida de DNA, presente na figura
da esquerda.
108) (Unicamp-1994) Partículas D (núcleo de um átomo de
Hélio), partículas E (elétrons) e radiação J (onda
eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis,
perpendicularmente a um campo elétrico uniforme existente
numa região do espaço, descrevendo as trajetórias
esquematizadas na figura a seguir.
a) Reproduza a figura anterior e associe D, E e J a cada
uma das três trajetórias.
b) Qual é o sentido do campo elétrico?
109) (Unicamp-1998) Considere uma esfera de massa m e
carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do
campo elétrico E como indicado na figura a seguir.
a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta.
b) Qual é o valor do ângulo T no equilíbrio?
110) (Unicamp-1995) Um elétron é acelerado, a partir do
repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico
constante e uniforme de módulo E = 1,0 ×105 V/m.
Sabendo-se que a razão carga / massa do elétron vale e / m
= 1,76 × 1011C/kg, calcule:
a) a aceleração do elétron.
b) a velocidade final do elétron.
Ao abandonar o campo elétrico, elétron penetra
perpendicularmente a um campo magnético constante e
uniforme de módulo B = 1,0 × 10-2 T.
c) Qual o raio da órbita descrita pelo elétron?
111) (Unicamp-2005) A durabilidade dos alimentos é
aumentada por meio de tratamentos térmicos, como no caso
do leite longa vida. Esses processos térmicos matam os
microorganismos, mas provocam efeitos colaterais
indesejáveis. Um dos métodos alternativos é o que utiliza
campos elétricos pulsados, provocando a variação de
potencial através da célula, como ilustrado na figura abaixo.
A membrana da célula de um microorganismo é destruída
se uma diferença de potencial de 'Vm = 1V é estabelecida
no interior da membrana, conforme a figura abaixo.
a) Sabendo-se que o diâmetro de uma célula é de 1μm, qual
é a intensidade do campo elétrico que precisa ser aplicado
para destruir a membrana?
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b) Qual é o ganho de energia em eV de um elétron que
atravessa a célula sob a tensão aplicada?
112) (UNICAMP-2006) A utilização de campos elétrico e
magnético cruzados é importante para viabilizar o uso
da técnica híbrida de tomografia de ressonância magnética
e de raios X.
A figura abaixo mostra parte de um tubo de raios X, onde
um elétron, movendo-se com velocidade v = 5,0 ��105m/s ao
longo da direção x, penetra na região entre as placas onde
há um campo magnético uniforme, B, dirigido
perpendicularmente para dentro do plano do papel. A massa
do elétron é me = 9 ��10-31kg e a sua carga elétrica é q = -1,6
��10-19C. O módulo da força magnética que age sobre o
elétron é dado por F = qvBsenT, onde T�é o ângulo entre a
velocidade e o campo magnético.
a) Sendo o módulo do campo magnético B = 0,010T, qual é
o módulo do campo elétrico que deve ser aplicado na região
entre as placas para que o elétron se mantenha em
movimento retilíneo uniforme?
b) Numa outra situação, na ausência de campo elétrico, qual
é o máximo valor de B para que o elétron ainda atinja o
alvo?
O comprimento das placas é de 10cm.
113) (UNICAMP-2009) O fato de os núcleos atômicos serem
formados por prótons e nêutrons suscita a questão da
coesão nuclear, uma vez que os prótons, que têm carga
positiva q = 1,6 . 10-19 C, se repelem através da força
eletrostática. Em 1935, H. Yukawa propôs uma teoria para
a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém
os núcleos coesos.
a) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois
prótons FN é igual a vinte vezes o módulo da força
eletrostática entre eles FE, ou seja, FN = 20 FE. O módulo da
força eletrostática entre dois prótons separados por uma
distância d é dado por FE = K 2
2
d
q
, onde K = 9,0 . 109
Nm2/C2. Obtenha o módulo da força nuclear forte FN entre
os dois prótons, quando separados por uma distância d =
1,6 . 10-15 m, que é uma distância típica entre prótons no
núcleo.
b) As forças nucleares são muito maiores que as forças que
aceleram as partículas em grandes aceleradores como o
LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas
carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico
aplicado na direção do movimento. Sabendo que um campo
elétrico de módulo E = 2,0 . 106 N/C age sobre um próton
num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no
próton.
114) (Unifor-2002) Duas placas metálicas paralelas,
distantes 1,5 cm uma da outra, estão eletrizadas com cargas
+Q e �Q, gerando na região interna às placas um campo
elétrico uniforme de intensidade 300 N/C. A diferença de
potencial entre as placas, em volts, é igual a
a) 4,5
b) 5,0
c) 20
d) 45
e) 200
115) (Unirio-2000) Sejam 2 superfícies equipotenciais A1
e A2, e um campo elétrico uniforme de intensidade E
= 2,0 × 10-2 N/C, conforme mostra a figura a seguir.
As distâncias CD e DB são, respectivamente, 2,0cm e
1,0cm. Determine:
a) o trabalho da força elétrica para conduzir uma carga q =
4,0 PC de C até B;
b) a diferença de potencial entre C e B.
116) (Vunesp-2001) Quando a atmosfera está em condições
de estabilidade - não se avizinham tempestades, por
exemplo - existe um campo elétrico uniforme nas
proximidades da superfície terrestre de intensidade 130
V/m, aproximadamente, tendo a Terra carga negativa e a
atmosfera carga positiva.
a) Trace no caderno de respostas uma linha horizontal para
representar a superfície da Terra, atribuindo a essa linha o
potencial 0,0 V. Represente as linhas eqüipotenciais acima
dessa linha, correspondentes às alturas 1,0 m, 2,0 m, 3,0 m,
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4,0 m e 5,0 m, assinalando, de um lado de cada linha, a
altura, e do outro, o respectivo potencial elétrico.
b) Qual deveria ser a carga elétrica de um corpo de massa
1,3 kg para que ele ficasse levitando graças a esse campo
elétrico? (Adote g = 10 m/s2.)
Isso seria possível na prática? Considere que uma nuvem de
tempestade tem algumas dezenas de coulombs e justifique
sua resposta.
117) (Vunesp-2004) Uma partícula de massa m, carregada
com carga elétrica q e presa a um fio leve e isolante de 5
cm de comprimento, encontra-se em equilíbrio, como
mostra a figura, numa região onde existe um campo elétrico
uniforme de intensidade E, cuja direção, no plano da figura,
é perpendicular à do campo gravitacional de intensidade g.
Sabendo que a partícula está afastada 3 cm da vertical,
podemos dizer que a razão q/m é igual a:
a)
Eg /)3
5(
b)
Eg /)3
4(
c)
Eg /)4
5(
d)
Eg /)4
3(
e)
Eg /)5
3(
118) (Vunesp-2005) Duas pequenas esferas de material
plástico, com massas m e 3m, estão conectadas por um fio
de seda inextensível de comprimento a. As esferas estão
eletrizadas com cargas iguais a +Q, desconhecidas
inicialmente. Elas encontram-se no vácuo, em equilíbrio
estático, em uma região com campo elétrico uniforme E,
vertical, e aceleração da gravidade g, conforme ilustrado na
figura.
Considerando que, no Sistema Internacional (SI) de
unidades, a força elétrica entre duas cargas q1 e q2,
separadas por uma distância d, é dada por
2
21
d
qqk �
calcule:
a) a carga Q, em termos de g, m e E.
b) a tração no fio, em termos de m, g, a, E e k.
119) (VUNESP-2006) Um feixe de partículas eletricamente
carregadas precisa ser desviado utilizando-se um capacitor
como o mostrado na figura. Cada partícula deve entrar na
região do capacitor com energia cinéticaK, em uma direção
cuja inclinação T , em relação à direção x, é desconhecida
inicialmente, e passar pelo ponto de saída P com velocidade
paralela à direção x. Um campo elétrico uniforme e
perpendicular às placas do capacitor deve controlar a
trajetória das partículas.
Se a energia cinética de cada partícula no ponto P for K/4, a
sua carga for Q e desprezando o efeito da gravidade, calcule
a) o ângulo T .
b) o campo elétrico que deve ser aplicado para desviar o
feixe conforme requerido, em termos de Q, h e K.
Dados:
T SenT CosT TgT
30°
2
1
2
3
3
3
45°
2
2
2
2
2
1
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60°
2
3
2
1
3
120) (VUNESP-2006) O campo elétrico entre duas placas
paralelas, carregadas com a mesma quantidade de cargas,
mas com sinais contrários, colocadas no vácuo, pode ser
considerado constante e perpendicular às placas. Uma
partícula alfa, composta de dois prótons e dois nêutrons, é
colocada entre as placas, próxima à placa positiva. Nessas
condições, considerando que a massa da partícula alfa é de,
aproximadamente, 6,4 ��10-27kg e que sua carga vale 3,2
��10-19C, que a distância entre as placas é de 16cm e o
campo entre elas vale 0,010N/C, determinar:
a) o módulo da aceleração da partícula alfa;
b) o valor da velocidade da partícula alfa ao atingir a placa
negativa.
121) (VUNESP-2007) Um dispositivo para medir a carga
elétrica de uma gota de óleo é constituído de um capacitor
polarizado no interior de um recipiente convenientemente
vedado, como ilustrado na figura.
A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do
repouso no interior do capacitor, onde existe um campo
elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo
elétrico, a gota inicia um movimento de queda com
aceleração 0,2g, onde g é a aceleração da gravidade. O
valor absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através
da expressão
a) Q = 0,8mg/E.
b) Q = 1,2E/mg.
c) Q = 1,2m/gE.
d) Q = 1,2mg/E.
e) Q = 0,8E/mg.
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GABARITO
1) Alternativa: D
2) Alternativa: B
3) Alternativa: E
4) Alternativa: D
5) Alternativa: E
6) Alternativa: B
7) a) D1 = 30o e D2 = 90o
b) 1,2 . 10-3 J
8) Alternativa: D
9) a)
b) EPA = 6250 V/m e EPB = 3125 V/m
c)
EP = 7812,5 V/m
d) W = 7 x 10-7 J
10) Alternativa: E
11) Alternativa: E
12) a) F = 2,025 ��10-6N
b) E0 = 1,35 ��103V/m
c)
d)
AE
= 2,7. 2 .103 V/m
13) Alternativa: B
14) Alternativa: C
15) Alternativa: E
16) Alternativa: A
17) Alternativa: B
18) Alternativa: C
19) Alternativa: D
20) Alternativa: E
21) Alternativa: A
22) Alternativa: A
23) Alternativa: A
24) Alternativa: A
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25) a) Por simetria, o campo é nulo. O potencial será V = 3
× 9 × 10
9
Q/d, onde d = L 3 /3 = 0,58 m.
Assim, V = 27 / 0,58 = 47 V.
b) Neste caso, o campo total corresponda à soma do campo
gerado por 3 cargas +2Q (gerando campo nulo no centro)
onde superpomos uma carga -Q sobre um dos vértices.
O módulo deste arranjo será E = 9 × 10
9
Q/d
2
= 27 × 10
9
Q
= 27 N/C. Um dos três possíveis arranjos é mostrado na
figura abaixo.
26) Alternativa: E
27) Alternativa: B
28) a) O campo elétrico em um ponto x entre as cargas é
dado por E = k [4/x2 - 1/(6-x)2] × 10-5 = 0.
Logo, a posição onde o campo é nulo é dada por x = 4 m.
b) O potencial elétrico, para x = 0,3 m, é dado por: φ = k
[4/3 + 1/(6-3)] × 10-5 = 15 × 104 V.
c) O campo E em x = 3 m é dado por:
E = + 9 × 109 × 4 × 10-5/ 32 -9 × 109 × 1 × 10-5/ 32 = 3 ×
104 V/m.
Assim, a força agindo sobre a carga q3 será: F = q3 E = m3 a
⇒ a = q3 E/m3 = -1 × 10-5 × 3 × 104/1,0 = -0,3 m/s2
Portanto, i) módulo de a = 0,3 m/s2;
ii) direção: eixo X;
iii) sentido negativo.
29) Alternativa: E
30) Alternativa: E
31) Alternativa: C
32) Alternativa: C
33) Alternativa: A
34) a) V = 0
b) E = 0
c)
¸
¹
·
¨
©
§ ��
2
122
2
a
kqFR
35) Alternativa: A
36) Alternativa: B
37) Alternativa: D
38) Alternativa: D
39) X = 25
40) Alternativa: A
41) Alternativa: B
42) Alternativa: D
43) Alternativa: B
44) 01 V
02 F
04 F
08 F
16 V
45) Alternativa: C
46) ER = 54 x 107 N/C
47) Alternativa: B
48) a) E = 5 × 105 N/C
b) Q = 5 PC
c) V = 1,5 × 105 V
d) E = 0 (pois uma carga abandonada no interior da esfera
ficará em equilíbrio e portanto nenhuma resultante de
forças elétricas surgirá).
49) S = 6
50) S = 30
51) a) R = 1/3 m
b)
CQ 310
27
1 ��
52)
'̀Q
Q
= 3
3
53)
01 02 04 08 16
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V V V V V
TOTAL = 31
54) a) como a força elétrica deve ter sentido oposto à do
campo elétrico, conclui-se que a carga deve ser negativa.
b) 10�
�
m
Eq
tgarcT
55) Alternativa: A
56) Alternativa: A
57) Alternativa: C
58) a) F = 0,225 N
b) E = 0
59) Alternativa: A
60) Alternativa: D
61) Alternativa: B (apesar do gráfico apresentar uma queda
linear, o que não é correto).
62) Alternativa: A
63) Alternativa: A
64) Alternativa: A
65) Alternativa: D
66) a) D1 = 30o e D2 = 90o
b) 1,2 . 10-3 J
67) a) m
LqEv 2
b) LqE
mEB
2
.
68) Alternativa: E
69) a) Fe = 4N
b) 2
1
0
T
TQ
c) indicará 6 h da tarde, já que sua freqüência dobrará.
70) Alternativa: E
71) a) Na situação de equilíbrio:
FE = P = 0,15N
b) Usando a definição de campo elétrico:
Q = 3 ⋅ 10-7C
c) Ao desprender-se da haste, a resultante das forças sobre a
esfera deve-se a FE e P sendo:
72) Alternativa: C
73) Alternativa: D
74) Alternativa: B
75) Resposta: O trabalho realizado pela força peso sobre as
cargas é de
qE
dgm .22
.
76) Alternativa: A
77) Alternativa: E
78) Alternativa: E
79) Alternativa: D
80) Alternativa: C
81) Alternativa: A
82) Alternativa: D
83) Alternativa: A
84) Alternativa: E
85) Alternativa: D
86) Alternativa: A
87) Alternativa: A
88) Alternativa: C
89) Alternativa: C
90) Alternativa: E
91) Alternativa: A
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92) S = 13
93) S = 25
94) Alternativa: E
95) Resposta:
E = ¸̧
¹
·
¨̈
©
§
� g
L
v
q
m 2
96) a) U = 1,5 x 1010 V
b) Q = 30 C
c) No interior do carro o campo elétrico será nulo e portanto
quem estiver em seu interior estará protegido de descargas
elétricas (essa propriedade é conhecida como Gaiola de
Faraday).
97) a) E = 1 x 107 N/C
b) F = 1,6 x 10-12 N
c)
98) d = 0,05 m
99) E = 550 V/m
100) a)
2
Da
aP
b) 2
2
Dt
tP
101) Alternativa: D
102) Alternativa: A
103) S = 10
104) Alternativa: E
105) Alternativa: A
106) Alternativa: A
107) a) D
Eq
v
.
b) do gráfico a amostra possui 2000 pares de base.
108) a)
b) vertical para cima
109) a) como a força elétrica deve ter sentido oposto à do
campo elétrico, conclui-se que a carga deve ser negativa.
b) 10�
�
m
Eq
tgarcT
110) a) a = 1,76 × 1016 m/s2
b) v = 1,76 × 107 m/s
c) R = 1,0 × 10-2 m
111) a) E = 2 x 106 N/C
b) Eganha = 2 eV
112) Respostas:
a) E = 5 ��103
m
V
b) B = 2,8 ��10–5T
113) a) FN = 1800N
b) FE = 3,2 . 10-13N
114) Alternativa: A
115) a) W = 1,6 × 10-9 J
b) U = 4 × 10-4 V
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116) a)
b) Q = � 0,1 C. Não seria possível um corpo possuir esta
carga pois ele teria que ter dimensões enormes para que
esta carga não escapasse dele.
117) Alternativa: D
118) a) E
mgQ 2
b)
mg
Ea
gkmT� 22
224
119) a) T� = 60°
b) E = 4
3
. Qh
K
120) a)
|J | = 5,0 ��105m/s2
b)
v2 - v
2
0 = 2 a's
121) Alternativa: A
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Exercícios de Eletrização
1-Um corpo inicialmente neutro recebe 10 milhões de
elétrons. Este corpo adquire uma carga de:
(e = 1,6 . 10–19C).
a) 1,6 . 10–12C
b) –1,6 . 10–12C
c) 16 . 10–10C
d) 16 . 107C
2-Para praticar seus conhecimentos de Eletricidade, um
estudante dispõe de duas esferas metálicas A e B. A esfera
B possui volume 8 vezes maior que o de A e ambas estão
inicialmente neutras. Numa primeira etapa, eletriza-se a
esfera A com 4,0 μC e a B com 5,0 μC. Numa segunda
etapa, as esferas são colocadas em contato e atingem o
equilíbrio eletrostático. Após a segunda etapa, as cargas
elétricas das esferas serão, respectivamente:
a) QA = 1,0 μC e QB = 8,0 μC
b) QA = 8,0 μC e QB = 1,0 μC
c) QA = 4,5 μC e QB = 4,5 μC
d) QA = 6,0 μC e QB = 3,0 μC
e) QA = 3,0 μC e QB = 6,0 μC
3-Três esferas metálicas iguais, A, B e C, estão apoiadas em
suportes isolantes, tendo a esfera A carga elétrica
negativa. Próximas a ela, as esferas B e C estão em contato
entre si, sendo que C está ligada à terra por um fio
condutor, como na figura. A partir dessa configuração, o
fio é retirado e, em seguida, a esfera A é levada para muito
longe. Finalmente, as esferas B e C são afastadas uma da
outra. Após esses procedimentos, as cargas das três
esferas satisfazem as relações
a) QA < 0 QB > 0 QC >0
b) QA < 0 QB = 0 QC = 0
c) QA = 0 QB < 0 QC < 0
d) QA > 0 QB > 0 QC = 0
e) QA > 0 QB < 0 QC > 0
4- Uma pequena esfera de isopor B, pintada com tinta
metálica, é atraída por outra esfera maior A, também
metalizada. Tanto A como B estão eletricamente isoladas.
Este ensaio permite afirmar que:
a) a esfera A pode estar neutra.
b) a esfera B possui carga positiva.
c) as cargas elétricas em A e em B são de sinais opostos.
d) a esfera A possui carga positiva.
e) a esfera A não pode estar neutra.
5-Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão car-
regadas com cargas respectivamente iguais a 16 μ C e 4 μ
C. Uma terceira esfera C, metálica e idêntica às anteriores,
está inicialmente descarregada. Coloca-se C em contato
com A. Em seguida, esse contato é desfeito e a esfera C é
colocada em contato com B. Supondo-se que não haja
troca de cargas elétricas com o meio exterior, a carga final
de C é de:
a) 8 μC
b) 6 μC
c) 4 μC
d) 3 μC
e) nula
6-No contato entre um condutor eletrônico A, eletrizado
positivamente, e outro B, neutro, haverá passagem de:
a) prótons de A para B.
b) elétrons de A para B.
c) elétrons de B para A.
d) prótons de B para A.
e) elétrons de A para B e de B para A.
7-Têm-se 4 esferas idênticas, uma carregada eletricamente
com carga Q e as outras eletricamente neutras. Colocando-
se, separadamente, a esfera eletrizada em contato com
cada uma das outras esferas, a sua carga final será de:
a) Q/4
b) Q/8
c) Q/16
d) Q/32
8-Três esferas condutoras A, B e C têm o mesmo diâmetro.
A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão
carregadas com cargas QB = 1,2 μC e QC = 1,8 μC. Com a
esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois C. As
cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são,
respectivamente:
a) 0,60 μC, 0,60 μC e 1,8 μC
b) 0,60 μC, 1,2 μC e 1,2 μC
c) 1,0 μC, 1,0 μC e 1,0 μC
d) 1,2 μC, 0,60 μC e 1,2 μC
e) 1,2 μC, 0,8 μC e 1,0 μC
9-Em uma atividade no laboratório de Física, um estu-
dante, usando uma luva de material isolante, encosta uma
esfera metálica A, carregada eletricamente com 8 μC, em
outra idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida,
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encosta a esfera B em outra C, também idêntica e
eletricamente neutra. A carga adquirida pela esfera C é:
a) 2 μC
b) 4 μC
c) 6 μC
d) 8 μC
e) 9 μC
10-Três esferas condutoras de raio R, 3R e 5R e eletrizadas,
respectivamente, com quantidade de cargas iguais a – 10
μC, – 30 μC e + 13 μC estão muito afastadas entre si. As
esferas são, então, interligadas por fios metálicos de
capacitância desprezível até que o sistema atinja completo
equilíbrio. Nessa situação, o valor da quantidade de carga,
em microcoulombs, da esfera de raio 3R é:
a) – 9
b) – 3
c) 3
d) 9
11-Uma esfera condutora, eletricamente neutra, suspensa
por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo
tamanho e eletrizadas com cargas Q, 3Q/2, e 3Q, res-
pectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada, a
carga da primeira esfera é igual a:
a) Q/4
b) Q/2
c) 3Q/4
d) Q
e) 2Q
12-De acordo com o modelo atômico atual, os prótons e
nêutrons não são mais considerados partículas
elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda
menores, os quarks. Admite-se a existência de 12 quarks
na natureza, mas só dois tipos formam os prótons e
nêutrons, o quark up (u), de carga elétrica positiva, igual a
2/3 do valor da carga do elétron, e o quark down (d), de
carga elétrica negativa, igual a 1/3 do valor da carga do
elétron. A partir dessas informações, assinale a alternativa
que apresenta corretamente a composição do próton e do
nêutron.
próton nêutron
a) d, d, d u, u, u
b) d, d, u u, u, d
c) d, u, u u, d, d
d) u, u, u d, d, d
e) d, d, d d, d, d
13-Duas esferas idênticas, com cargas Q e 3Q, estão
separadas por uma distância D. muito maior que o raio das
esferas. As esferas são postas em contato, sendo
posteriormente recolocadas nas suas posições iniciais.
Qual a razão entre as forças de repulsão que atuam nas
esferas depois e antes do contato?
a) 1/3
b) 4/3
c) 3/2
d) 2/3
e) 5/3
14-A superfície de uma esfera isolante é carregada com
carga elétrica positiva, concentrada em um dos seus
hemisférios. Uma esfera condutora descarregada é, então,
aproximada da esfera isolante. Assinale, entre as
alternativas abaixo, o esquema que melhor representa a
distribuição final de cargas nas duas esferas.
15-Duas esferas metálicas, muito leves, estão penduradas
por fios perfeitamente isolantes, em um ambiente seco,
conforme mostra a figura a seguir. Uma barra metálica,
positivamente carregada, é encostada em uma das esferas
e depois afastada. Após o afastamento da barra, qual deve
ser a posição das esferas, sabendo que a carga inicial delas
é nula?
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16-A figura abaixo representa um condutor A, eletricamen-
te neutro, ligado à Terra. Aproxima-se de A um corpo B
carregado positivamente. Pode-se afirmar que:
a) os elétrons da Terra são atraídos para A.
b) os elétrons de A escoam para a Terra.
c) os prótons de A escoam para a Terra.
d) os prótons da Terra são atraídos para A.
e) há troca de prótons e elétrons entre A e B.
17-Dois copos A e B são aproximados sem que haja
contato. Sabendo-se que o corpo A está eletrizado
negativamente e o corpo B está neutro, podemos afirmar
que:
a) o corpo neutro fica com carga total negativa e é repelido
pelo outro corpo.
b) o corpo neutro fica com carga total nula e não é atraído
nem repelido pelo outro corpo
c) o corpo neutro fica com carga total nula mas é repelido
pelo outro corpo.
d) o corpo neutro fica com carga positiva e é atraído pelo
outro corpo.
e) o corpo neutro fica com carga total nula e é atraído pelo
outro corpo.
18-Nas figuras abaixo, representando situações inde-
pendentes entre si, as pequenas esferas metálicas,
pendentes de fios leves e flexíveis, podem ou nãoestar
carregadas. Considerando-se, portanto, a possibilidade de
haver indução todas as afirmações abaixo estão
absolutamente corretas, exceto uma. Assinale-a.
a) A situação I só ocorre quando ambas as esferas estão
carregadas com cargas do mesmo sinal.
b) A situação II só ocorre quando ambas as esferas estão
carregadas com cargas de mesmo sinal.
c) A situação III só ocorre quando ambas as esferas estão
descarregadas.
d) Em qualquer das esferas que esteja carregada, sua carga
estará sobre sua superfície
19-Sobre uma mesa isolante, colocam-se três corpos: A, B
e C, observando-se que os corpos se atraem mutuamente.
Pode-se afirmar corretamente que eles poderiam estar,
respectivamente, com cargas:
a) positiva, nula e negativa.
b) positiva, negativa e positiva.
c) positiva, negativa e negativa.
d) negativa, positiva e negativa.
20-Você dispõe de duas esferas metálicas, iguais e inicial-
mente descarregadas, montadas sobre pés isolantes, e de
um bastão de ebonite carregado negativamente. As
operações de I a IV seguintes podem ser colocadas numa
ordem que descreva uma experiência em que as esferas
sejam carregadas por indução.
I. Aproximar o bastão de uma das esferas.
II. Colocar as esferas em contato.
III. Separar as esferas.
IV. Afastar o bastão.
Qual é a opção que melhor ordena as operações?
a) I, II, IV, III
b) III, I, IV, II
c) IV, II, III, I
d) II, I, IV, III
e) II, I, III, IV
21-Considere dois corpos sólidos envolvidos em processos
de eletrização. Um dos fatores que pode ser observado
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tanto na eletrização por contato quanto na por indução é o
fato de que, em ambas:
a) torna-se necessário manter um contato direto entre os
corpos.
b) deve-se ter um dos corpos ligado temporariamente a
um aterramento.
c) ao fim do processo de eletrização, os corpos adquirem
cargas elétricas de sinais opostos.
d) um dos corpos deve, inicialmente, estar carregado
eletricamente.
e) para ocorrer, os corpos devem ser bons condutores
elétricos.
22-Uma esfera de isopor de um pêndulo elétrico é atraída
por um corpo carregado eletricamente. Afirma-se, então,
que:
I. o corpo está carregado necessariamente com cargas
positivas.
II. a esfera pode estar neutra.
III. a esfera está carregada necessariamente com cargas
negativas.
Está(ão) correta(s):
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) apenas I e III.
23-Um corpo A, eletricamente positivo, eletriza um corpo
B, que inicialmente estava eletricamente neutro, por
indução eletrostática. Nestas condições, pode-se afirmar
que o corpo B ficou eletricamente:
a) positivo, pois prótons da Terra são absorvidos pelo
corpo.
b) positivo, pois elétrons do corpo foram para a Terra.
c) negativo, pois prótons do corpo foram para a Terra.
d) negativo, pois elétrons da Terra são absorvidos pelo
corpo.
e) negativo, pois prótons da Terra são absorvidos pelo
corpo.
24-Uma esfera condutora está colocada em um campo
elétrico constante de 5,0 N/C produzido por uma placa
extensa, carregada com carga positiva distribuída
uniformemente. Se a esfera for ligada à Terra, conforme a
figura a seguir, e depois de algum tempo, for desligada,
pode-se dizer que a carga remanescente na esfera será:
a) positiva, não uniformemente distribuída.
b) positiva, uniformemente distribuída.
c) negativa, não uniformemente distribuída.
d) negativa, uniformemente distribuída.
e) nula.
25-Duas pequenas esferas metálicas, de massas despre-
zíveis, estão suspensas, em repouso, por fios leves e
isolantes. O sinal da carga de cada esfera está indicado na
figura, e a ausência de sinal indica que a esfera está
eletricamente neutra.
26-Uma estudante observou que, ao colocar sobre uma
mesa horizontal três pêndulos eletrostáticos idênticos,
eqüidistantes entre si, como se cada um ocupasse o vértice
de um triângulo eqüilátero, as esferas dos pêndulos se
atraíram mutuamente. Sendo as três esferas metálicas, a
estudante poderia concluir corretamente que:
a) as três esferas estavam eletrizadas com cargas do
mesmo sinal.
b) duas esferas estavam eletrizadas com cargas de mesmo
sinal e uma com carga de sinal oposto.
c) duas esferas estavam eletrizadas com cargas do mesmo
sinal e uma neutra.
d) duas esferas estavam eletrizadas com cargas de sinais
opostos e uma neutra.
e) uma esfera estava eletrizada e duas neutras.
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27-Das afirmativas a seguir, assinale a que for correta.
01. Um corpo eletricamente neutro é desprovido de carga
elétrica.
02. A carga elétrica é quantizada.
04. A carga elétrica de um elétron é, em módulo, menor
que a carga do próton.
08. Nos isolantes, os elétrons se deslocam livremente ao
longo do material que os constitui.
16. Sempre que um condutor for eletrizado por indução,
sua carga será de sinal oposto ao da carga do corpo
indutor.
32. Atritando-se corpos feitos do mesmo material, eles
adquirem cargas elétricas de mesmo sinal.
64. O nanocoulomb é um submúltiplo da unidade de carga
elétrica.
28-Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas
condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma
na outra, observa-se a distribuição de cargas
esquematizada na figura abaixo.
Em seguida, sem tirar do lugar a barra eletrizada, afasta-se
um pouco uma esfera da outra. Finalmente, sem mexer
mais nas esferas, move-se a barra, levando-a para muito
longe das esferas. Nessa situação final, a alternativa que
melhor representa a distribuição de cargas nas duas
esferas é:
29-Deseja-se carregar negativamente um condutor
metálico pelo processo de indução eletrostática. Nos
esquemas I e II, o condutor está fixado numa haste
isolante; F é um fio condutor que permite o contato com a
Terra dos pontos A, B e C do condutor.
Devemos utilizar:
a) o esquema I e ligar necessariamente F em C, pois as
cargas positivas aí induzidas atrairão elétrons da Terra,
enquanto, se ligarmos em A, os elétrons aí induzidos, pela
repulsão eletrostática, irão impedir a passagem de elétrons
para a região C.
b) o esquema II e ligar necessariamente F em A, pois as
cargas positivas aí induzidas atrairão elétrons da Terra,
enquanto, se ligarmos em C, os elétron saí induzidos, pela
repulsão eletrostática, irão impedir a passagem de elétrons
para a região A.
c) qualquer dos esquemas I ou II, desde que liguemos F,
respectivamente, em C e em A.
d) o esquema I, em que a ligação F com o condutor poderá
ser efetuada em qualquer ponto deste, pois os elétrons
fluirão da Terra para o condutor, até que o mesmo atinja o
potencial da Terra.
e) o esquema II, em que a ligação de F com o condutor
poderá ser efetuada em qualquer ponto deste, pois os
elétrons fluirão da Terra para o condutor, até que o
mesmo atinja o potencial da Terra.
30-Duas esferas metálicas A e B estão próximas uma da
outra. A esfera A está ligada à Terra, cujo potencial é nulo,
por um fio condutor. A esfera B está isolada e carregada
com carga + Q. Considere as seguintes afirmações:
I. O potencial da esfera A é nulo.
II. A carga total da esfera A é nula.
III. A força elétrica total sobre a esfera A é nula.
Está correto apenas o que se afirma em:
a) I
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) I, II e III
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Instruções para as questões 31 e 32.
A figura representa um eletroscópio de folhas, inicialmente
descarregado. A esfera E, o suporte S e as folhas F são
metálicos. Inicialmente, o eletroscópio está eletricamente
descarregado.
31-Uma esfera metálica, positivamentecarregada, é
aproximada, sem encostar, da esfera do eletroscópio. Em
qual das seguintes alternativas melhor se representa a
configuração das folhas do eletroscópio, e suas cargas,
enquanto a esfera positiva estiver perto de sua esfera?
32-Uma esfera metálica, positivamente carregada, encosta
na esfera do eletroscópio e, em seguida, é afastada. Qual
das seguintes alternativas melhor representa a
configuração das folhas do eletroscópio, e suas cargas,
depois que isso acontece?
33- Dispõe-se de três esferas metálicas idênticas e isoladas
uma da outra. Duas delas A e B estão eletrizadas com
cargas iguais a Q e a terceira C está neutra. Coloca-se em
contato C com A e, a seguir, C com B. Determine, nestas
condições, a carga elétrica de C.
a) 9Q/4
b) 7Q/4
c) 5Q/4
d) 3Q/4
34- Três pequenas esferas metálicas idênticas, A, B e C,
estão suspensas, por fios isolantes, a três suportes. Para
testar se elas estão carregadas, realizam-se três
experimentos durante os quais se verifica com elas
interagem eletricamente, duas a duas:
Experimento 1:
As esferas A e C, ao serem aproximadas, atraem-se
eletricamente, como ilustra a figura 1:
Experimento 2:
As esferas B e C, ao serem aproximadas, também se
atraem eletricamente, como ilustra a figura 2:
Experimento 3:
As esferas A e B, ao serem aproximadas, também se
atraem eletricamente, como ilustra a figura 3:
Formulam-se três hipóteses:
I - As três esferas estão carregadas.
II - Apenas duas esferas estão carregadas com cargas de
mesmo sinal.
III - Apenas duas esferas estão carregadas, mas com cargas
de sinais contrários. Analisando os resultados dos três
experimentos, indique a hipótese correta.
35- Atritando vidro com lã, o vidro se eletriza com carga
positiva e a lã com carga negativa. Atritando algodão com
enxofre, o algodão adquire carga positiva e o enxofre,
negativa. Porém, se o algodão for atritado com lã, o
algodão adquire carga negativa e a lã, positiva. Quando
atritado com algodão e quando atritado com enxofre, o
vidro adquire, respectivamente, carga elétrica:
a) positiva e positiva.
b) positiva e negativa.
c) negativa e positiva.
d) negativa e negativa.
e) negativa e nula.
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GABARITO:
01-D
02-E
03-A
04-A
05-B
06-C
07-B
08-D
09-A
10-A
11-E
12-C
13-B
14-E
15-A
16-A
17-E
18-B
19-A
20-C
21-D
22-B
23-D
24-C
25-E
26-D
27-82
28-A
29-D
30-A
31-C
32-B
33-D
34-III
35-A
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Exercícios com Gabarito de Física
Movimento de Cargas no Interior de um
Campo Elétrico
1) (AFA-2003) Um elétron desloca-se na direção x, com
velocidade inicial 0v
&
. Entre os pontos x1 e x2, existe um
campo elétrico uniforme, conforme mostra a figura abaixo.
Desprezando o peso do elétron, assinale a alternativa que
MELHOR descreve o módulo da velocidade v do elétron
em função de sua posição x.
a)
b)
c)
d)
2) (AFA-2003) A figura abaixo mostra uma região onde
existe um campo elétrico de módulo E, vertical e
apontando para baixo. Uma partícula de massa m e carga
q, positiva, penetra no interior dessa região através do
orifício O, com velocidade horizontal, de módulo v.
Despreze os efeitos da gravidade.
Introduz-se na região considerada um campo magnético
de módulo B com direção perpendicular à folha de papel.
Para que a partícula se mova, com velocidade v e em linha
reta nessa região, o valor de B será:
a) v
E
b) q
Ev
c) Eq
mv
d) Ev
mq
3) (Fameca-2006) Um elétron foi lançado com velocidade
v0 = 6 102 km/s em uma região de campo elétrico
uniforme, na mesma direção e sentido das linhas de
campo. Depois de percorrer 10 cm, sua velocidade era
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nula. Se a relação carga/massa do elétron for considerada
q/m = 1,8 1011 C/kg, desprezadas as ações gravitacionais,
então
a) esse campo tinha intensidade 10 N/C.
b) o trabalho realizado pela força elétrica foi nulo.
c) o elétron permaneceu em repouso após o movimento.
d) o potencial elétrico aumentou no sentido de orientação
do campo.
e) a diferença de potencial na região de campo era nula.
4) (FGV - SP-2009) Em 2008, o maior acelerador de
partículas já construído foi colocado em funcionamento.
Em seu primeiro teste, um feixe de prótons foi mantido em
movimento circular dentro do grande anel, sendo
gradativamente acelerado até a velocidade desejada.
A figura mostra uma secção reta desse anel. Admita que
um feixe de prótons esteja sendo conduzido de modo
acelerado no sentido do eixo y. De acordo com as leis do
eletromagnetismo, os campos elétrico e magnético, nessa
ordem, na origem do sistema de eixos indicado, têm
sentidos que apontam para o
a) positivo de y e negativo de z.
b) positivo de y e positivo de z.
c) positivo de y e positivo de x.
d) negativo de y e positivo de z.
e) negativo de y e negativo de x.
5) (Fuvest-1999) Em cada uma das regiões I, II e III da
figura abaixo existe ou um campo elétrico constante ± EX
na direção x, ou um campo elétrico constante ± EY na
direção y, ou um campo magnético constante ± BZ na
direção z (perpendicular ao plano do papel). Quando uma
carga positiva q é abandonada no ponto P da região I, ela é
acelerada uniformemente, mantendo uma trajetória
retilínea, até atingir a região II. Ao penetrar na região II, a
carga passa a descrever uma trajetória circular de raio R e
o módulo da sua velocidade permanece constante.
Finalmente, ao penetrar na região III, percorre uma
trajetória parabólica até sair dessa região.
A tabela abaixo indica algumas configurações possíveis dos
campos nas três regiões.
A única configuração dos campos, compatível com a
trajetória da carga, é aquela descrita em:
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
6) (Fuvest-2001) Duas pequenas esferas, com cargas
positivas e iguais a Q, encontram-se fixas sobre um plano,
separadas por uma distância 2a. Sobre esse mesmo plano,
no ponto P, a uma distância 2a de cada uma das esferas, é
abandonada uma partícula com massa m e carga q
negativa. Desconsidere o campo gravitacional e efeitos não
eletrostáticos.
Determine, em função de Q, K, q, m e a,
a) A diferença de potencial eletrostático V = V0 - VP , entre
os pontos O e P.
b) A velocidade v com que a partícula passa por O.
c) A distância máxima Dmax , que a partícula consegue
afastar-se de P.Se essa distância for muito grande, escreva
Dmax = infinito.
7) (Fuvest-2002) Um selecionador eletrostático de células
biológicas produz, a partir da extremidade de um funil, um
jato de gotas com velocidade V0y constante. As gotas,
contendo as células que se quer separar, são eletrizadas.
As células selecionadas, do tipo K, em gotas de massa M e
eletrizadas com carga -Q, são desviadas por um campo
elétrico uniforme E, criado por duas placas paralelas
carregadas, de comprimento L0 . Essas células são
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recolhidas no recipiente colocado em PK , como na figura.
Para as gotas contendo células do tipo K, utilizando em
suas respostas apenas Q, M, E, L0, H e V0y determine:
a) A aceleração horizontal Ax dessas gotas, quando elas
estão entre as placas.
b) A componente horizontal Vx da velocidade com que
essas gotas saem, no ponto A, da região entre as placas.
c) A distância DK , indicada no esquema, que caracteriza a
posição em que essas gotas devem ser recolhidas. (Nas
condições dadas, os efeitos gravitacionais podem ser
desprezados).
8) (Fuvest-2002) Um espectrômetro de massa foi utilizado
para separar os íons I1 e I2, de mesma carga elétrica e
massasdiferentes, a partir do movimento desses íons em
um campo magnético de intensidade B, constante e
uniforme. Os íons partem de uma fonte, com velocidade
inicial nula, são acelerados por uma diferença de potencial
V0 e penetram, pelo ponto P, em uma câmara, no vácuo,
onde atua apenas o campo B (perpendicular ao plano do
papel), como na figura. Dentro da câmara, os íons I1 são
detectados no ponto P1 , a uma distância D1 = 20 cm do
ponto P, como indicado na figura. Sendo a razão m2/m1 ,
entre as massas dos íons I2 e I1, igual a 1,44, determine:
a) A razão entre as velocidades V1/V2 com que os íons I1 e
I2 penetram na câmara, no ponto P.
b) A distância D2 , entre o ponto P e o ponto P2 , onde os
íons I2 são detectados. (Nas condições dadas, os efeitos
gravitacionais podem ser desprezados).
9) (Fuvest-1998) Um capacitor é formado por duas placas
paralelas, separadas 10 mm entre si. Considere as placas
do capacitor perpendiculares ao plano do papel. Na figura
são mostradas as intersecções das placas P1 e P2 e de
algumas superfícies equipotenciais com o plano do papel.
Ao longo do eixo médio AA', o campo elétrico é uniforme
entre as placas e seu valor é E = 10 V/m. As superfícies
equipotenciais indicadas estão igualmente espaçadas de
1mm ao longo do eixo. Uma carga q = 1012 C é levada do
ponto 0 ao ponto P, indicados na figura. O trabalho
realizado é:
a) 0 J
b) 5x1014J
c) 1x1011J
d) 4x1014J
e) 1x1010J
10) (Fuvest-1993) Um elétron penetra numa região de
campo elétrico uniforme de intensidade 90N/C, com
velocidade inicial v0 = 3,0.10
6 m/s na mesma direção e
sentido do campo. Sabendo-se que a massa do elétron é
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igual a 9,0.1031 kg e a carga do elétron é igual a -1,6.1019 C,
determine:
a) a energia potencial elétrica no instante em que a
velocidade do elétron, no interior desse campo, é nula.
b) a aceleração do elétron.
11) (FUVEST-2009) Um campo elétrico uniforme, de
módulo E, criado entre duas grandes placas paralelas
carregadas, P1 e P2, é utilizado para estimar a carga
presente em pequenas esferas. As esferas são fixadas na
extremidade de uma haste isolante, rígida e muito leve,
que pode girar em torno do ponto O. Quando uma
pequena esfera A, de massa M = 0,015kg e carga Q, é
fixada na haste, e sendo E igual a 500kV/m, a esfera
assume uma posição de equilíbrio, tal que a haste forma
com a vertical um ângulo θ = 45º. Para essa situação:
a) Represente, no esquema da folha de respostas, a força
gravitacional P e a força elétrica FE que atuam na esfera A,
quando ela está em equilíbrio sob ação do campo elétrico.
Determine os módulos dessas forças, em newtons.
b) Estime a carga Q, em coulombs, presente na esfera.
c) Se a esfera se desprender da haste, represente, no
esquema da folha de respostas, a trajetória que ela iria
percorrer, indicando-a pela letra T.
NOTE E ADOTE:
Desconsidere efeitos de indução eletrostática.
12) (ITA-1996) Um feixe de elétrons é formado com a
aplicação de uma diferença de potencial de 250 volts entre
duas placas metálicas, uma emissora e outra coletora,
colocadas em uma ampola na qual se fez vácuo. A corrente
medida em um amperímetro devidamente ligado é de
5,0mA. Se os elétrons podem ser considerados como
emitidos com velocidade nula, então:
a) a velocidade dos elétrons ao atingirem a placa coletora
é a mesma dos elétrons no fio externo à ampola.
b) se quisermos saber a velocidade dos elétrons é
necessário conhecermos a distância entre as placas.
c) a energia fornecida pela fonte aos elétrons coletados é
proporcional ao quadrado da diferença de potencial.
d) a velocidade dos elétrons ao atingirem a placa coletora
é de aproximadamente 1,0 x 10-7m/s.
e) depois de algum tempo a corrente vai se tornando nula,
pois a placa coletora vai ficando cada vez mais negativa
pela absorção dos elétrons que nela chegam.
13) (ITA-2005) Em uma impressora a jato de tinta, gotas de
certo tamanho são ejetadas de um pulverizador em
movimento, passam por uma unidade eletrostática onde
perdem alguns elétrons, adquirindo uma carga q, e, a
seguir, se deslocam no espaço entre placas planas
paralelas eletricamente carregadas, pouco antes da
impressão. Considere gotas de raio igual a 10 μm lançadas
com velocidade de módulo v = 20m/s entre placas de
comprimento igual a 2,0cm, no interior das quais existe um
campo elétrico vertical uniforme, cujo módulo é E = 8,0
×104 N/C (veja figura).
Considerando que a densidade da gota seja de 1000kg/m3
e sabendo-se que a mesma sofre um desvio de 0,30mm ao
atingir o final do percurso, o módulo da sua carga elétrica é
de
a) 2,0 ×10-14C.
b) 3,1 ×10-14C.
c) 6,3 ×10-14C.
d) 3,1 ×10-11C.
e) 1,1 ×10-10C.
14) (Mack-1996) Uma esfera eletrizada com carga de +2mC
e massa 100g é lançada horizontalmente com velocidade
4m/s num campo elétrico vertical, orientado para cima e
de intensidade 400N/C. Supondo g = 10m/s2, a distância
horizontal percorrida pela esfera após cair 25 cm é:
a) 2,0 m.
b) 1,8 m.
c) 1,2 m.
d) 0,8 m.
e) 0,6 m.
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15) (Mack-1996) Uma partícula eletrizada com carga q =
1 C e massa 1g é abandonada em repouso, no vácuo (k0 =
9.109 N.m2/C2 ), num ponto A distante 1,0 m de outra carga
Q = 25 C, fixa. A velocidade da partícula, em m/s, quando
passa pelo ponto B, distante 1,0 m de A é:
a) 1.
b) 5.
c) 8.
d) 10.
e) 15.
16) (Mack-2003) No estudo da Física de altas energias,
duas partículas são bem conhecidas: a partícula alfa (α), de
carga elétrica +2e e massa 4 u.m.a., e o elétron(_β), de
carga elétrica -e e massa 5 × 10-4 u.m.a. Num equipamento
de laboratório, temos entre as placas de um condensador
plano a existência simultânea de um campo elétrico e de
um campo de indução magnética, ambos uniformes e
perpendiculares entre si, conforme mostra a figura abaixo.
Sabe-se que uma partícula alfa descreve a trajetória
pontilhada, com velocidade v
&
, quando a intensidade do
campo elétrico é E e a do campo de indução magnética é
B. As ações gravitacionais são desprezadas. Para que um
elétron descreva a mesma trajetória, separadamente da
partícula alfa, com a mesma velocidade v
&
, deveremos:
a) inverter o sentido do campo elétrico e conservar as
intensidades E e B.
b) inverter o sentido do campo magnético e conservar as
intensidades E e B.
c) conservar os sentidos dos campos e mudar suas
intensidades para 2E e 4B.
d) conservar os sentidos dos campos e mudar suas
intensidades para 4E e 2B.
e) conservar os sentidos dos campos bem como suas
respectivas intensidades.
17) (Mack-1996) Um partícula eletrizada com carga q = 1 C
e massa 1g é abandonada em repouso, no vácuo (k0 =
9.109N.m2/C2), num ponto A distante 1,0 m de outra carga
Q = 25 C, fixa. A velocidade da partícula, em m/s, quando
passa pelo ponto B, distante 1,0 m de A é:
a) 1.
b) 5.
c) 8.
d) 10.
e) 15.
18) (Mack-1996) Partículas de carga q e massa m são
aceleradas, a partir do repouso, por uma diferença de
potencial U e penetram numa região de indução
magnética B, perpendicular à velocidade das partículas.
Sendo o raio das órbitas circulares igual a R e desprezando
as perdas, assinale a alternativa correta:
a) m/q = U / R2B
b) q/m = R2B2 / 2U
c) q/m = 4U / RB2
d) q/m = 2U / R2B2
e) m/q = 3U / R2B
19) (Mack-1997) Na figura, um elétron de carga e e massa
m, é lançado com velocidade inicial V
&
, no campo elétrico
uniforme entre as placas planas e paralelas, de
comprimento L e separadas pela distância d.
O elétron entra no campo, perpendicularmente às linhas
de força, num ponto eqüidistante das placas. Desprezando
as ações gravitacionais e sabendo que o elétron tangencia
a placa superior (ponto A) ao emergir do campo, então a
intensidade deste campo elétrico é:
a) E = eL2 / mdv2
b) E = eL / mdv
c) E = mdv / eL6 | Projeto Medicina – www.projetomedicina.com.br
d) E = mdv2 / eL2
e) E = mdv2 / 2eL2
20) (Mack-1998) Um corpúsculo de 0,2 g eletrizado com
carga de 80.10-6 C varia sua velocidade de 20 m/s para 80
m/s ao ir do ponto A para o ponto B de um campo elétrico.
A d.d.p. entre os pontos A e B desse campo elétrico é de:
a) 9000 V
b) 8500 V
c) 7500 V
d) 3000 V
e) 1500 V
21) (Mack-2006) Ao abandonarmos um corpúsculo,
eletrizado positivamente com carga elétrica de 2,0 P C, no
ponto A de um campo elétrico, ele fica sujeito a uma força
eletrostática que o leva para o ponto B, após realizar o
trabalho de 6,0mJ. A diferença de potencial elétrico entre
os pontos A e B desse campo elétrico é:
a) 1,5kV
b) 3,0kV
c) 4,5kV
d) 6,0kV
e) 7,5kV
22) (Mack-2006) Uma partícula de massa 5g, eletrizada
com carga elétrica de 4 P C, é abandonada em uma região
do espaço na qual existe um campo elétrico uniforme, de
intensidade 3 103N/C. Desprezando-se as ações
gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga é:
a) 2,4m/s2
b) 2,2m/s2
c) 2,0m/ s2
d) 1,8m/ s2
e) 1,6m/ s2
23) (Mack-2008) Duas pequenas placas idênticas estão
dispostas paralelamente uma à outra e submetidas a uma
diferença de potencial elétrico (d.d.p.), conforme a
ilustração ao lado. Em uma certa experiência, elétrons
livres saem do repouso da placa A e dirigem-se à placa B,
sob a ação exclusiva do campo elétrico uniforme, de
intensidade E.
Se um elétron atinge a placa B com velocidade de 2,56.106
m/s, ao passar pelo ponto P, sua velocidade era de
DESPREZAR AS AÇÕES GRAVITACIONAIS E OS EFEITOS
RELATIVÍSTICOS
a) 1,0 106 m/s
b) 1,4 106 m/s
c) 1,6 106 m/s
d) 1,8 106 m/s
e) 2,0106 m/s
24) (PUC - MG-2007) A figura mostra um campo elétrico
uniforme e três superfícies equipotenciais, representadas
por A, B e C. Considerando-se o módulo do campo elétrico
como 4,0 x 102 V/m, então o trabalho necessário para se
levar uma carga q= 1,0 x 10-6 C do ponto 2 até o ponto 6
pela trajetória retilínea 2 5 6 será de :
a) W = 4,0 x 10-4 J
b) W = 1,0 x 10-4 J
c) W = 6,0 x 10-5J
d) W = 8,0 x 10-5 J
25) (PUC - RJ-2008) Uma carga positiva puntiforme é
liberada a partir do repouso em uma região do espaço
onde o campo elétrico é uniforme e constante.
Se a partícula se move na mesma direção e sentido do
campo elétrico, a energia potencial eletrostática do
sistema
a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem
constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.
26) (PUC-SP-1996) Uma partícula emitida por um núcleo
radioativo incide na direção do eixo central de um campo
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elétrico uniforme de intensidade 5x103 N/C de direção e
sentido indicado na figura, gerado por duas placas
uniformemente carregadas e distanciadas de 2cm.
Assinale a alternativa que apresenta uma possível situação
quanto à:
I. natureza da carga elétrica da partícula;
II. trajetória descrita pela partícula no interior do
campo elétrico e
III. d.d.p. entre o ponto de incidência sobre o campo
elétrico e o ponto de colisão numa das placas.
I) Carga elétrica II) Trajetória III) d.d.p.
a) NEGATIVA
50 V
b) POSITIVA
300 V
c) NEGATIVA
100 V
d) NEGATIVA
50 V
e) POSITIVA
100 V
27) (PUC-SP-1995) Um elétron com velocidade inicial v0,
atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura
adiante, terminando o trajeto com velocidade v > v0. Que
tipo de campo é aplicado em cada região e com que
direção e sentido?
a) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo;
na região II o vetor campo magnético está saindo
perpendicularmente ao plano da figura; na região III o
vetor campo elétrico também se dirige para baixo.
b) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para cima;
na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a
esquerda do observador; na região III o vetor campo
elétrico se dirige para baixo.
c) Na região I o vetor campo magnético se dirige para cima;
na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a
esquerda do observador; na região III o vetor campo
magnético se dirige para baixo.
d) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo;
na região II o vetor campo magnético está saindo
perpendicularmente ao plano da figura; na região III o
vetor campo elétrico se dirige para cima.
e) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo;
na região II o vetor campo magnético está entrando
perpendicularmente ao plano da figura; na região III o
vetor campo elétrico está saindo perpendicularmente ao
plano da figura.
28) (PUC-SP-1998) Uma partícula de massa m, eletrizada
positivamente, é lançada verticalmente para baixo, com
velocidade inicial não-nula ( 0V
&
), em um campo elétrico
uniforme descendente.
Se V representa a velocidade escalar da partícula e a, a
aceleração escalar do movimento, qual das alternativas
abaixo representa, corretamente, os gráficos de V e a, em
função do tempo t?
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29) (UECE-2000) Despreze os efeitos gravitacionais. Se um
elétron entra numa região do espaço, com velocidade v
&
,
onde existem um campo elétrico E
&
e um campo
magnético B
&
, e descreve uma trajetória retilínea, pode-se
afirmar corretamente que os vetores v
& , E
&
e B
&
estarão
orientados da seguinte forma:
a)
b)
c)
d)
30) (UECE-2000) Em uma região do espaço existe uma
distribuição de cargas que causam um campo elétrico
representado na figura através de suas linhas
equipotenciais.
Se colocarmos um próton com velocidade nula sobre a
equipotencial de 300V ele:
a) permanecerá parado
b) se deslocará ao longo da mesma equipotencial
c) se deslocará para a equipotencial de 350V
d) se deslocará para a equipotencial de 250V
31) (UECE-2006) Em uma célula, considere a diferença de
potencial elétrico entre a face interior e exterior da
membrana como sendo 70 mV, com o interior negativo em
relação ao exterior. Suponha que a espessura da
membrana celular é de 4 nm, a massa do íon Na+, 3,8×10-23
g e sua carga, 1,6×10-19 C. Se um íon Na+ atravessa a
membrana sem sofrer resistência e unicamente sob a ação
do campo elétrico, suposto constante, gerado por essa
diferença de potencial, a aceleração, em m/s2, desse
cátion, durante a passagem é aproximadamente igual a:
a) 7 × 1013
b) 5 × 1013
c) 9×1013
d) 5×10-13
32) (UEL-2006) Analise a figura a seguir.
A figura representa uma carga -q de massa m, abandonada
com velocidade inicial nula num campo elétrico uniforme
de um capacitor. Desconsiderando a influência do campo
gravitacional terrestre, é correto afirmar:
a) A carga -q desloca-se com velocidade constante.
b) A carga permanecerá em repouso.
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c) O sentido da força é o mesmo que o do campo elétrico
E.
d) A partícula é acelerada perpendicularmente ao campo
elétrico E.
e) A carga -q é acelerada no sentido contrário ao do campo
elétrico E.
33) (UEMG-2007) Uma carga elétrica negativa é
abandonada numa região do espaço onde existe um
campo elétrico uniforme.
Desprezando outros campos que possam estar atuando
nessa região, assinale a alternativa que traz uma afirmação
CORRETA sobre essa carga, enquanto a mesma estiver
nessa região do espaço.
a) Ela se movimenta no sentido do campo elétrico em
movimento uniforme.
b) Ela se movimenta no sentido do campo elétrico em
movimento acelerado.
c) Ela se movimenta em sentido contrário ao do campo
elétrico em movimento uniforme.
d) Ela se movimenta em sentido contrário ao do campo
elétrico em movimento acelerado.
34) (UERJ-1998)Os diagramas representados abaixo são as
opções para as trajetórias de três feixes: de nêutrons (n),
múons negativos ( -) e elétrons (e). Estes, a princípio,
compunham um único feixe que penetrou em dada região,
perpendicularmente a um campo elétrico constante (E).
A massa do múon é cerca de 207 vezes maior que a do
elétron e a carga de ambos é a mesma. Nessas
circunstâncias, o diagrama que melhor representa as
trajetórias dos feixes é o de número:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
35) (UFBA-1996) Na questão a seguir escreva nos
parênteses a soma dos itens corretos.
Um feixe de partículas eletricamente carregadas é lançado
horizontalmente numa região, entre duas placas planas e
paralelas, que contém campo elétrico e campo magnético
uniformes, dispostos conforme a figura a seguir.
Desprezando-se a ação do campo gravitacional sobre o
feixe de partículas, é correto afirmar:
(01) A força elétrica que atua nas partículas de carga
negativa é perpendicular ao campo magnético.
(02) As partículas de carga negativa não sofrem a ação
da força magnética.
(04) Quando as partículas de carga positiva entram na
região, a força magnética que atua sobre elas aponta no
sentido contrário ao do campo elétrico.
(08) A força elétrica atuante em cada partícula se
mantém constante.
(16) As partículas de carga positiva passarão pela
fenda f, qualquer que seja a velocidade do lançamento.
(32) As partículas de carga negativa serão aceleradas,
ao atravessar a região entre as placas, qualquer que seja a
velocidade do lançamento.
A resposta é a soma dos pontos das alternativas corretas.
36) (UFBA-1997) Entre duas placas planas e paralelas,
eletrizadas, dispostas na direção horizontal, onde se
estabelece um campo elétrico, é lançado horizontalmente
um feixe de elétrons. Desprezando-se a ação do campo
gravitacional, cada elétron, ao atravessar a região entre as
placas:
(01) tem a componente vertical da velocidade
perpendicular ao vetor campo elétrico.
(02) tem a componente horizontal da velocidade
modificada.
(04) descreve trajetória circular, qualquer que seja a
intensidade do campo elétrico.
(08) fica submetido a uma aceleração constante.
(16) tem a energia cinética modificada.
A resposta é a soma dos pontos das alternativas corretas.
37) (UFC-2009) Uma partícula de massa m e carga positiva
q, com velocidade horizontal v (módulo v), penetra numa
região de comprimento L (paralelo à velocidade inicial da
partícula), na qual existe um campo elétrico vertical E
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(constante), conforme a figura abaixo. A aceleração da
gravidade local é g (de módulo g, direção vertical e sentido
para baixo). Na região onde o campo elétrico é não-nulo
(entre as linhas verticais tracejadas na figura abaixo), a
força elétrica tem módulo maior que a força peso.
Determine o módulo do campo elétrico para o qual a
partícula apresenta o máximo alcance ao longo da linha
horizontal localizada na altura em que ela deixa a região do
campo elétrico. Despreze quaisquer efeitos de dissipação
de energia (resistência do ar, atrito etc.).
38) (UFES-1998) Um campo elétrico uniforme de módulo E
é criado nas regiões AB e CD de mesma largura l, indicadas
na figura abaixo. O campo tem sentidos opostos nas duas
regiões e não há campo elétrico no espaço BC entre elas.
Uma carga elétrica +q é colocada no ponto P, sobre a
superfície A, com velocidade inicial nula. Sobre o
movimento adquirido pela carga, podemos afirmar:
a) Ela permanece em repouso no ponto P.
b) Ela se movimenta até a superfície B, onde permanece
em repouso.
c) Ela se movimenta até a superfície C, de onde retorna.
d) Ela alcança o ponto central entre B e C, de onde retorna.
e) Ela alcança a superfície D, com velocidade final nula.
39) (UFF-2000) A figura representa duas placas metálicas
paralelas de largura L = 1,0 x 10-2 m, entre as quais é criado
um campo elétrico uniforme, vertical, perpendicular às
placas, dirigido para baixo e de módulo E = 1,0 x 104 V/m.
Um elétron incide no ponto O, com velocidade horizontal v
= 1,0 x 107 m/s , percorrendo a região entre as placas. Após
emergir desta região, o elétron atingirá uma tela vertical
situada à distância de 0,40 m das placas.
Dados:
massa do elétron = 9,1 x 10-31 kg
carga do elétron = 1,6 x 10-19 C
Considerando desprezíveis o campo elétrico na região
externa às placas e a ação gravitacional, calcule:
a) o módulo da força elétrica que atua no elétron entre as
placas, representando, na figura a seguir, sua direção e
sentido;
b) o tempo que o elétron leva para emergir da região entre
as placas;
c) o deslocamento vertical que o elétron sofre ao percorrer
sua trajetória na região entre as placas;
d) as componentes horizontal e vertical da velocidade do
elétron, no instante em que ele emerge da região entre as
placas;
e) o deslocamento vertical que o elétron sofre no seu
percurso desde o ponto O até atingir a tela.
40) (UFMG-1994) Observe a figura.
Nessa figura, duas placas paralelas estão carregadas com
cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Um
elétron penetra entre essas placas com velocidade v
&
paralela às placas. Considerando que APENAS o campo
elétrico atua sobre o elétron, a sua trajetória entre as
placas será:
a) um arco de circunferência.
b) um arco de parábola.
c) uma reta inclinada em relação às placas.
d) uma reta paralela às placas.
e) uma reta perpendicular às placas.
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41) (UFMG-1994) Um elétron (módulo da carga = q, massa
= m) que se move na direção horizontal penetra entre duas
placas paralelas carregadas, como mostra a figura. Entre as
placas existe um campo elétrico uniforme, de módulo E.
a) INDIQUE a expressão algébrica para o cálculo do módulo
da força elétrica que atua sobre o elétron em termos de q
e de E.
b) O campo elétrico é tal que a ação da gravidade sobre o
elétron é desprezível. As placas têm um comprimento L e o
elétron emerge delas a uma altura h acima da horizontal.
DEMONSTRE que o módulo da velocidade do elétron,
quando penetrou entre as placas, é dado por:
mh
qELv
2
c) Com a aplicação de um campo magnético de módulo B,
perpendicular a v
&
, o elétron passa entre as placas sem
sofrer nenhum desvio. INDIQUE, na figura, a direção e o
sentido do vetor B e CALCULE seu módulo em termos de q,
de m, de E, de L e de h.
42) (UFMG-1995) Um feixe de elétrons passa inicialmente
entre os pólos de um ímã e, a seguir, entre duas placas
paralelas, carregadas com cargas de sinais contrários,
dispostos conforme a figura a seguir. Na ausência do ímã e
das placas, o feixe de elétrons atinge o ponto O do
anteparo.
Em virtude das ações dos campos magnético e elétrico,
pode-se concluir que o feixe:
a) passará a atingir a região I do anteparo.
b) passará a atingir a região II do anteparo.
c) passará a atingir a região III do anteparo.
d) passará a atingir a região IV do anteparo.
e) continuará a atingir o ponto O do anteparo.
43) (UFPB-2006) Uma partícula, com carga Q = - 2 C, entra
numa região de campo elétrico uniforme, entre duas
placas metálicas planas paralelas, com diferença de
potencial entre si de 10 V. Antes de entrar nessa região, a
partícula seguia uma trajetória retilínea numa direção
equidistante e paralela às placas. Após entrar nessa região,
a partícula passa a sofrer a ação de uma força elétrica que
a atrai para a placa de carga positiva, conforme
representação ao lado. Nesse contexto, no trecho de A
para B, o trabalho que a força elétrica exerce sobre a
partícula vale:
a) 5 ×10- 6 J
b) 1 × 10- 5 J
c) 2 × 10- 7 J
d) 4 × 10- 4 J
e) 3 × 10- 6 J
f) 6 × 10- 5 J
44) (UFPE-2002) Um elétron com energia cinética de 2,4 x
10-16 J entra em uma região de campo elétrico uniforme,
cuja intensidade é 3,0 x 104 N/C. O elétron descreve uma
trajetóriaretilínea, invertendo o sentido do seu
movimento após percorrer uma certa distância. Calcule o
valor desta distância, em cm.
45) (UFRJ-1996) Entre duas placas planas, condutoras e
paralelas, carregadas com cargas de módulos iguais mas de
sinais contrários, há um campo elétrico uniforme. Um
próton e uma partícula penetram na região entre as
placas, eqüidistantes delas, com a mesma velocidade 0V
&
paralela às placas, como mostram as figuras a seguir.
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Lembre-se de que a partícula é o núcleo do átomo de
hélio (He), constituída, portanto, por 2 prótons e 2
nêutrons. Despreze os efeitos de borda.
a) Calcule a razão entre os módulos das acelerações
adquiridas pelo próton e pela partícula .
b) Calcule a razão entre os intervalos de tempo gastos pelo
próton e pela partícula até colidirem com a placa
negativa.
46) (UFRS-1998) Uma carga elétrica puntiforme positiva
é deslocada ao longo dos três segmentos indicados na
figura abaixo, AB, BC e CA, em uma região onde existe um
campo elétrico uniforme, cujas linhas de força estão
também representadas na figura.
Assinale a alternativa correta:
a) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho negativo.
b) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
c) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho de módulo igual a | CA| × cos , onde | CA | é o
módulo do trabalho realizado por esta força entre C e A.
d) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
e) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho igual àquele realizado entre A e B.
47) (UFRS-1998) Duas grandes placas planas carregadas
eletricamente, colocadas uma acima da outra
paralelamente ao solo, produzem entre si um campo
elétrico que pode ser considerado uniforme. O campo está
orientado verticalmente e aponta para baixo. Selecione a
alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto
abaixo.
Uma partícula com carga negativa é lançada
horizontalmente na região entre as placas. À medida que a
partícula avança, sua trajetória ..................enquanto o
módulo de sua velocidade ..................... . (Considere que
os efeitos da força gravitacional e da influência do ar
podem ser desprezados.)
a) se encurva para cima - aumenta
b) se encurva para cima - diminui
c) se mantém retilínea - aumenta
d) se encurva para baixo - aumenta
e) se encurva para baixo - diminui
48) (UFSCar-2000) Na figura, as linhas tracejadas
representam superfícies equipotenciais de um campo
elétrico.
Se colocarmos um condutor isolado na região hachurada,
podemos afirmar que esse condutor será
a) percorrido por uma corrente elétrica contínua,
orientada da esquerda para a direita.
b) percorrido por uma corrente elétrica contínua,
orientada da direita para a esquerda.
c) percorrido por uma corrente oscilante entre as
extremidades.
d) polarizado, com a extremidade da direita carregada
negativamente e a da esquerda, positivamente.
e) polarizado, com a extremidade da direita carregada
positivamente e a da esquerda, negativamente.
49) (Unicamp-2001) Nas impressoras a jato de tinta, os
caracteres são feitos a partir de minúsculas gotas de tinta
que são arremessadas contra a folha de papel. O ponto no
qual as gotas atingem o papel é determinado
eletrostaticamente. As gotas são inicialmente formadas, e
depois carregadas eletricamente. Em seguida, elas são
lançadas com velocidade constante v em uma região onde
existe um campo elétrico uniforme entre duas pequenas
placas metálicas. O campo deflete as gotas conforme a
figura abaixo. O controle da trajetória é feito escolhendo-
se convenientemente a carga de cada gota. Considere uma
gota típica com massa m = 1,0 x 10-10 kg, carga elétrica q = -
2,0 x 10-13 C, velocidade horizontal v = 6,0 m/s
atravessando uma região de comprimento L = 8,0 x 10-3 m
onde há um campo elétrico E = 1,5 x 106 N/C.
a) Determine a razão FE/FP entre os módulos da força
elétrica e da força peso que atuam sobre a gota de tinta.
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b) Calcule a componente vertical da velocidade da gota
após atravessar a região com campo elétrico.
50) (Unicamp-2002) Eletroforese é um método utilizado
para separação de macromoléculas biológicas, como, por
exemplo, no seqüenciamento do DNA. Numa medida de
eletroforese, apresentada na figura da esquerda, compara-
se uma amostra desconhecida de DNA com um padrão
conhecido.
O princípio de funcionamento do método é arrastar os
diferentes fragmentos do DNA, com carga elétrica q, por
meio de um campo elétrico E em um meio viscoso. A força
de atrito do meio viscoso é f = αv, sendo v a velocidade do
fragmento de DNA ou de outra macromolécula qualquer. A
constante α depende do meio e das dimensões da
macromolécula.
a) Qual é a expressão para a velocidade terminal da
macromolécula que atravessa o meio viscoso sob a ação
do campo elétrico?
b) Sob certas condições, a velocidade terminal depende
apenas da massa molecular do fragmento de DNA, que
pode ser expressa em número de pares de base (pb).
Identifique, pelo gráfico à direita, o número de pares de
base da amostra desconhecida de DNA, presente na figura
da esquerda.
51) (Unicamp-1994) Partículas (núcleo de um átomo de
Hélio), partículas (elétrons) e radiação (onda
eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis,
perpendicularmente a um campo elétrico uniforme
existente numa região do espaço, descrevendo as
trajetórias esquematizadas na figura a seguir.
a) Reproduza a figura anterior e associe , e a cada
uma das três trajetórias.
b) Qual é o sentido do campo elétrico?
52) (Unicamp-2003) A fumaça liberada no fogão durante a
preparação de alimentos apresenta gotículas de óleo com
diâmetros entre 0.05µm e 1µm. Uma das técnicas
possíveis para reter estas gotículas de óleo é utilizar uma
coifa eletrostática, cujo funcionamento é apresentado no
esquema abaixo: a fumaça é aspirada por uma ventoinha,
forçando sua passagem através de um estágio de
ionização, onde as gotículas de óleo adquirem carga
elétrica. Estas gotículas carregadas são conduzidas para
um conjunto de coletores formados por placas paralelas,
com um campo elétrico entre elas, e precipitam-se nos
coletores.
a) Qual a massa das maiores gotículas de óleo? Considere a
gota esférica, a densidade do óleo óleo = 9,0 × 10
2kg/m3 e
= 3.
b) Quanto tempo a gotícula leva para atravessar o coletor?
Considere a velocidade do ar arrastado pela ventoinha
como sendo 0,6m/s e o comprimento do coletor igual a
0,30m.
c) Uma das gotículas de maior diâmetro tem uma carga de
8 × 10-19C (equivalente à carga de apenas 5 elétrons!). Essa
gotícula fica retida no coletor para o caso ilustrado na
figura? A diferença de potencial entre as placas é de 50V, e
a distância entre as placas do coletor é de 1cm. Despreze
os efeitos do atrito e da gravidade.
53) (Unicamp-1995) Um elétron é acelerado, a partir do
repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico
constante e uniforme de módulo E = 1,0 ×105 V/m.
Sabendo-se que a razão carga / massa do elétron vale e /
m = 1,76 × 1011C/kg, calcule:
a) a aceleração do elétron.
b) a velocidade final do elétron.
Ao abandonar o campo elétrico, elétron penetra
perpendicularmente a um campo magnético constante e
uniforme de módulo B = 1,0 × 10-2 T.
c) Qual o raio da órbita descrita pelo elétron?
54) (Unicamp-1996) Espectrômetros de massa são
aparelhos utilizados para determinar a quantidade relativa
de isótopos dos elementos químicos. A figura (a) a seguir
mostra o esquema de um desses espectrômetros.
Inicialmente os íons são acelerados na região 1 pela tensão
V. Na região 2, existe um campo magnético B constante,
14 | Projeto Medicina – www.projetomedicina.com.brque obriga os íons a seguirem uma trajetória circular. Se a
órbita descrita pelo íon tiver raio R, eles atingem a fenda F
e são detectados. Responda aos itens (a) e (b) literalmente
e ao item (c) numericamente.
a) Qual a expressão para a velocidade do íon ao entrar na
região 2 em função de sua massa, sua carga e da tensão V?
b) Qual a expressão da massa do íon detectado em função
da tensão V, da carga q, do campo magnético B e do raio
R?
c) Em um dado espectrômetro de massa com V = 10.000V
e R = 10cm, uma amostra de um elemento com carga
iônica +e produziu o espectro da figura (b) a seguir.
Determine as massas correspondentes a cada um dos picos
em unidades de massa atômica (uma) e identifique qual é
o elemento químico e quais são os isótopos que aparecem
no gráfico. Adote e = 1,6 × 10-19C e 1uma = 1,6 × 10-27¨kg.
55) (Unifesp-2004) Uma carga positiva Q em movimento
retilíneo uniforme, com energia cinética W, penetra em
uma região entre as placas de um capacitor de placas
paralelas, como ilustrado na figura.
Mantendo o movimento retilíneo, em direção
perpendicular às placas, ela sai por outro orifício na placa
oposta com velocidade constante e energia cinética
reduzida para W / 4 devido à ação do campo elétrico entre
as placas. Se as placas estão separadas por uma distância
L, pode-se concluir que o campo elétrico entre as placas
tem módulo:
a) 3W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.
b) 3W/(4QL) e aponta no sentido contrário a x.
c) W/(2QL) e aponta no sentido do eixo x.
d) W/(2QL) e aponta no sentido contrário a x.
e) W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.
56) (Vunesp-2000) Uma partícula de massa m e carga q é
liberada, a partir do repouso, num campo elétrico
uniforme de intensidade E. Supondo que a partícula esteja
sujeita exclusivamente à ação do campo elétrico, a
velocidade que atingirá t segundos depois de ter sido
liberada será dada por:
a) qEt/m.
b) mt/qE.
c) qmt/E.
d) Et/qm.
e) t/qmE.
57) (Vunesp-2005) Uma gotícula de óleo com massa m e
carga elétrica q atravessa, sem sofrer qualquer deflexão,
toda a região entre as placas paralelas e horizontais de um
capacitor polarizado, como mostra a figura.
Se a distância entre as placas é L, a diferença de potencial
entre as placas é V e a aceleração da gravidade é g, é
necessário que q/m seja dada por:
a) L
gV
b) g
VL
c) V
gL
d) gL
V
e) gV
L
58) (VUNESP-2006) Um feixe de partículas eletricamente
carregadas precisa ser desviado utilizando-se um capacitor
como o mostrado na figura. Cada partícula deve entrar na
região do capacitor com energia cinética K, em uma
direção cuja inclinação T , em relação à direção x, é
desconhecida inicialmente, e passar pelo ponto de saída P
com velocidade paralela à direção x. Um campo elétrico
uniforme e perpendicular às placas do capacitor deve
controlar a trajetória das partículas.
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Se a energia cinética de cada partícula no ponto P for K/4,
a sua carga for Q e desprezando o efeito da gravidade,
calcule
a) o ângulo T .
b) o campo elétrico que deve ser aplicado para desviar o
feixe conforme requerido, em termos de Q, h e K.
Dados:
Sen Cos Tg
30°
2
1
2
3
3
3
45°
2
2
2
2
2
1
60°
2
3
2
1
3
59) (VUNESP-2006) Os elétrons de um feixe de um tubo de
TV são emitidos por um filamento de tungstênio dentro de
um compartimento com baixíssima pressão. Esses
elétrons, com carga e = 1,6 ×10-19C, são acelerados por um
campo elétrico existente entre uma grade plana e uma
placa, separadas por uma distância L = 12,0cm e
polarizadas com uma diferença de potencial V = 15kV.
Passam então por um orifício da placa e atingem a tela do
tubo. A figura ilustra este dispositivo.
Considerando que a velocidade inicial dos elétrons é nula,
calcule:
a) o campo elétrico entre a grade e a placa, considerando
que ele seja uniforme.
b) a energia cinética de cada elétron, em joules, quando
passa pelo orifício.
60) (VUNESP-2006) O campo elétrico entre duas placas
paralelas, carregadas com a mesma quantidade de cargas,
mas com sinais contrários, colocadas no vácuo, pode ser
considerado constante e perpendicular às placas. Uma
partícula alfa, composta de dois prótons e dois nêutrons, é
colocada entre as placas, próxima à placa positiva. Nessas
condições, considerando que a massa da partícula alfa é
de, aproximadamente, 6,4 10-27kg e que sua carga vale
3,2 10-19C, que a distância entre as placas é de 16cm e o
campo entre elas vale 0,010N/C, determinar:
a) o módulo da aceleração da partícula alfa;
b) o valor da velocidade da partícula alfa ao atingir a placa
negativa.
61) (VUNESP-2008) A figura é a intersecção de um plano
com o centro C de um condutor esférico e com três
superfícies equipotenciais ao redor desse condutor.
Uma carga de 1,6 × 10-19 C é levada do ponto M ao ponto
N. O trabalho realizado para deslocar essa carga foi de
a) 3,2 × 10-20J.
b) 16,0 × 10-19J.
c) 8,0 × 10-19J.
d) 4,0 × 10-19J.
e) 3,2 × 10-18J.
62) (VUNESP-2008) Em um seletor de cargas, uma partícula
de massa m e eletrizada com carga q é abandonada em
repouso em um ponto P, entre as placas paralelas de um
capacitor polarizado com um campo elétrico E. A partícula
sofre deflexão em sua trajetória devido à ação simultânea
do campo gravitacional e do campo elétrico e deixa o
capacitor em um ponto Q, como registrado na figura.
Deduza a razão q/m, em termos do campo E e das
distâncias d e h.
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GABARITO
1) Alternativa: B (apesar do gráfico apresentar uma queda
linear, o que não é correto).
2) Alternativa: A
3) Alternativa: A
4) Alternativa: A
5) Alternativa: E
6) a) Vo - Vp = kQ / a
b) ma
qkQ
V
2
c) 32a
7) a) M
QEAX
b) Y
X MV
QEL
V
0
0
c)
¸
¹
·
¨
©
§ �� H
L
MV
QEL
D
Y
K 2
0
2
0
0
8) a) V1/V2 = 1,2
b) D2 = 24 cm
9) Alternativa: D
10) a) Admitindo que no ponto de entrada a energia
potencial seja nula: Ep = 4,1 x 10
-18J
b) a = 1,6 m/s2
11) a) Na situação de equilíbrio:
FE = P = 0,15N
b) Usando a definição de campo elétrico:
Q = 3 ⋅ 10-7C
c) Ao desprender-se da haste, a resultante das forças sobre
a esfera deve-se a FE e P sendo:
12) Alternativa: D
13) Alternativa: B
14) Alternativa: A
15) Alternativa: E
16) Alternativa: E
17) Alternativa: E
18) Alternativa: D
19) Alternativa: D
20) Alternativa: C
21) Alternativa: B
22) Alternativa: A
23) Alternativa: D
24) Alternativa: B
25) Alternativa: E
26) Alternativa: E
27) Alternativa: D
28) Alternativa: A
29) Alternativa: C
30) Alternativa: D
31) Alternativa: A
32) Alternativa: E
33) Alternativa: D
34) Alternativa: A
35) S = 13
36) S = 25
37) Resposta:
E = ¸̧
¹
·
¨̈
©
§
� g
L
v
q
m 2
38) Alternativa: E
39) a) F = 1,6 x 10-15 N vertical para cima
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b) t = 1 x 10-9 s
c) y = 8,8 x 10-4 m
d) Vx = 1 x 107 m/s e Vy = 1,8 x 106 m/s
e) y = 7,3 x 10-2 m
40) Alternativa: B
41) a) F = q.E
b) horizontal: L = v.t
vertical: h = 1/2 a.t2 = q.E.t2/2.m
mh
qELv
2
c) perpendicular à folha; para dentro da mesma;
q
mhEL
B
2
1
42) Alternativa: A
43) Alternativa: B
44) d = 0,05 m
45) a)
2
Da
aP
b) 2
2
Dt
tP
46) Alternativa: D
47) Alternativa: A
48) Alternativa: E
49) a)
300
P
E
F
F
b) Vv = 4 m/s
50) a) D
Eq
v
.
b) do gráfico a amostra possui 2000 pares de base.
51) a)
b) vertical para cima
52) a) m = 4,5 x 10-16 kg
b) t = 0,5 s
c) sim, pois ela percorrerá 1 cm (na perpendicular) antes
de percorrer 0,3 m (paralelo à placa).
53) a) a = 1,76 × 1016 m/s2
b) v = 1,76 × 107 m/s
c) R = 1,0 × 10-2 m
54) a) m
qVv 2b) V
qRBm
2
22
c) 1º pico: m1 = 1 × 10
13 u.m.a. (Prótio)
2º pico: m2 = 4 × 10
12 u.m.a. (Deutério)
Podemos dizer que o elemento químico é o hidrogênio e
seus isótopos são: Prótio (1 u.m.a.) e o Deutério (2 u.m.a.).
55) Alternativa: B
56) Alternativa: A
57) Alternativa: C
58) a) = 60°
b) E = 4
3
. Qh
K
59) a) E = 1,25 x 105 N/C
b) EC = 2,4 x 10
-15 J
60) a)
|J | = 5,0 105m/s2
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b)
v2 - v
2
0 = 2 a s
61) Alternativa: C
62) Resposta:
m
q
=
Eh
gd
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Exercícios sobre Força de Coulomb
1-Duas cargas elétricas iguais de 2 · 10–6 C se repelem no
vácuo com uma força de 0,1 N. Sabendo que a constante
elétrica do vácuo é de 9 · 109 N m2/C2, qual a distância
entre essas cargas?
a) 0,6 m
b) 0,7 m
c) 0,8 m
d) 0,9 m
2-Duas cargas elétricas puntiformes idênticas e iguais a 1,0
· 10–6 C estão separadas de 3,0 cm, no vácuo. Sendo a
constante eletrostática no vácuo igual a 9,0 · 109 N · m2/C2,
a intensidade da força de repulsão entre as cargas, em
newtons, vale:
a) 1,0 · 10
d) 1,0 · 10–2
b) 1,0
e) 1,0 · 10–3
c) 1,0 · 10–1
3-São dados dois corpúsculos eletrizados, com cargas
elétricas q1 e q2, que se atraem com uma força F, quando
imersos no vácuo. Se forem imersos em óleo, mantida
constante a distância entre as cargas, a força de atração
entre eles:
a) aumenta.
b) diminui.
c) não se altera.
d) se anula.
e) inicialmente aumenta para depois diminuir.
4-Duas cargas elétricas puntiformes q e q’ estão colocadas
a uma distância d, e a força de interação eletrostática
entre elas tem intensidade F. Substituindo a carga q’ por
outra igual a 5q’ e aumentando a distância entre elas para
3d, a nova força de interação eletrostática entre elas terá
intensidade:
a) 0,55 F
b) 1,66 F
c) 2,55 F
d) 5,0 F
e) 7,5 F
5-A força elétrica entre duas partículas com cargas q e q/2,
separadas por uma distância d, no vácuo, é F. A força
elétrica entre duas partículas com cargas q e 2q, separadas
por uma distância d/2, também no vácuo, é:
a) F
b) 2 F
c) 4 F
d) 8 F
e) 16 F
6-Considere a situação em que duas cargas elétricas
puntiformes, localizadas no vácuo, estão inicialmente
separadas por uma distância d0 = 12 cm. Qual deve ser a
nova distância entre tais cargas, para que a intensidade da
força elétrica entre elas seja nove vezes maior que aquela
obtida quando as mesmas distavam de d0?
a) 3 cm
b) 4 cm
c) 6 cm
d) 9 cm
e) 16 cm
7-Duas pequenas esferas A e B, de mesmo diâmetro e
inicialmente neutras, são atritadas entre si. Devido ao
atrito, 5,0 · 1012 elétrons passam da esfera A para a B.
Separando-as, em seguida, a uma distância de 8,0 cm, a
força de interação elétrica entre elas tem intensidade, em
newtons, de:
a) 9,0 · 10–5
b) 9,0 · 10–3
c) 9,0 · 10–1
d) 9,0 · 102
e) 9,0 · 104
Dados:
carga elementar = 1,6 · 10–19 C
constante eletrostática = 9,0 · 109 N · m2/C2
8-Nós sabemos que a força de interação elétrica entre dois
objetos carregados é proporcional ao produto das cargas e
inversamente proporcional ao quadrado da distância de
separação entre eles. Se a força entre dois objetos
carregados se mantém constante, mesmo quando a carga
de cada objeto é reduzida à metade, então podemos
concluir que:
a) a distância entre eles foi quadruplicada.
b) a distância entre eles foi duplicada.
c) a distância entre eles foi reduzida à quarta parte.
d) a distância entre eles foi reduzida à metade.
e) a distância entre eles permaneceu constante.
9-A distância entre o elétron e o próton no átomo de
hidrogênio é da ordem de 10–12 m. Considerando a carga
elementar igual a 1,6 · 10–19 C e a constante de
eletrostática do meio K = 9 · 109 Nm2/C2, o módulo da força
eletrostática entre o próton e o elétron é da ordem de:
a) 10–4 N
b) 10–3 N
c) 10–9 N
d) 10–5 N
e) 10–7 N
10-Oito cargas positivas, +Q, são uniformemente dispostas
sobre uma circunferência de raio R, como mostra a figura a
seguir. Uma outra carga positiva, +2Q, é colocada
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exatamente no centro C da circunferência. A força elétrica
resultante sobre esta última carga é proporcional a:
2
2
2
2
2
2
2
2
8Qa)
R
10Qb)
R
2Qc)
R
16Qd)
R
e) zero
11-Três objetos com cargas elétricas idênticas estão ali-
nhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B
uma força elétrica de intensidade 3,0 · 10–6 N. Sendo
assim, a intensidade da força elétrica resultante sobre o
objeto B, devido à presença dos objetos A e C, é:
a) 2,0 · 10–6 N
b) 6,0 · 10–6 N
c) 12 · 10–6 N
d) 24 · 10–6 N
e) 30 · 10–6 N
12-Duas pequenas esferas eletrizadas com cargas idênticas
(Q1 = Q2 = Q) interagem mutuamente no ar (K0 = 9 x 10
9 N
.m2/C2) quando estão separadas, uma da outra, cerca de
30,00 cm. Ao se dobrar a distância entre as esferas, a força
de interação eletrostática tem intensidade 3,6 N. Cada
uma dessas esferas está eletrizada com carga de
a) 6,0 μC
b) 12 μC
c) 18 μC
d) 24 μC
e) 36 μC
13-Dois pequenos corpos, idênticos, estão eletrizados com
cargas de 1,00 nC cada um. Quando estão à distância de
1,00 mm um do outro, a intensidade da força de interação
eletrostática entre eles é F. Fazendo-se variar a distância
entre esses corpos, a intensidade da força de interação
eletrostática também varia. O gráfico que melhor
representa a intensidade dessa força, em função da
distância entre os corpos, é:
14-Duas pequeníssimas esferas condutoras idênticas estão
situadas sobre uma mesma reta vertical, conforme ilustra
a figura ao lado. A esfera A, suspensa por um fio isolante
inextensível e de massa desprezível, tem massa 2,00 g e
está eletrizada com carga QA = 4,0 mC. A esfera B,
presa a uma haste rígida, isolante, está inicialmente
neutra. Em seguida, eletriza-se a esfera B com uma carga
elétrica QB = –1,0 nC. Após a eletrização da esfera B, a
intensidade da força tensora no fio isolante
a) duplicará.
b) triplicará.
c) reduzir-se-á a 1/3.
d) reduzir-se-á de 1/3.
e) permanecerá inalterada
15-Nos pontos A, B e C da figura fixamos corpúsculos
eletrizados com carga elétrica idêntica. O corpúsculo
colocado em A exerce sobre o colocado em B uma força de
intensidade F. A força resultante que age sobre o
corpúsculo colocado em B tem intensidade:
a) 4F/9
b)4F/5
c) 5F/9
d) 9F/4
e)9F/5
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16-Um pequeno objeto, com carga elétrica positiva, é
largado da parte superior de um plano inclinado, no ponto
A, e desliza, sem ser desviado, até atingir o ponto P. Sobre
o plano, estão fixados 4 pequenos discos com cargas
elétricas de mesmo módulo. As figuras representam os
discos e os sinais das cargas, vendo-se o plano de cima.
Das configurações, a única compatível com a trajetória
retilínea do objeto é
17-Pequenas esferas, carregadas com cargas elétricas
negativas de mesmo módulo Q, estão dispostas sobre um
anel isolante e circular, como indicado na figura I. Nessa
configuração, a intensidade da força elétrica que age sobre
uma carga de prova negativa, colocada no centro do anel
(ponto P), é F1. Se forem acrescentadas sobre o anel três
outras cargas de mesmo módulo Q, mas positivas, como na
figura II, a intensidade da força elétrica no ponto P passará
a ser
a) zero
b) (1/2)F1
c) (3/4)F1
d) F1
e) 2 F1
18-Três pequenos corpos A, B e C, eletrizados com cargas
elétricas idênticas, estão dispostos como mostra a figura. A
intensidade daforça elétrica que A exerce em B é 0,50 N. A
força elétrica resultante que age sobre o corpo C tem
intensidade de:
a) 3,20 N
b) 4,68 N
c) 6,24 N
d) 7,68 N
e) 8,32 N
19-Dois pequenos corpos, A e B, distantes 1,00 cm um do
outro, interagem entre si com uma força eletrostática de
intensidade F1. A carga elétrica qA deve-se a um excesso de
nA prótons em relação ao número de elétrons do corpo, e a
carga qB resulta de um excesso de nB elétrons em relação
ao número de prótons do corpo. Num processo
eletrostático, o corpo B perde 2 nB elétrons, o corpo A
mantém sua carga elétrica inalterada e a distância entre
eles também é mantida. A nova força de interação
eletrostática entre esses corpos terá intensidade:
a) F1
b) 2F1
c) 4F1
d) F1/2
e) F1/4
20-Duas esferas metálicas idênticas, separadas pela
distância d, estão eletrizadas com cargas elétricas Q e -5Q.
Essas esferas são colocadas em contato e em seguida são
separadas de uma distância 2d. A força de interação
eletrostática entre as esferas, antes do contato tem
módulo F1 e após o contato tem módulo F2. A relação F1/ F2
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
21-Duas pequenas esferas puntiformes idênticas estão
eletrizadas, sendo –Q a carga da primeira e +5Q a carga da
segunda. As duas esferas são colocadas no vácuo e
separadas por uma distância d, ficando submetidas a uma
força eletrostática F1. A seguir, as esferas são colocadas em
contato e, em seguida, separadas por uma distância 4d,
sendo agora submetidas a uma força eletrostática F2.
Pode-se afirmar que a relação F1/F2 é de:
a) 5
b) 20
c) 16
d) 4
e) 80/9
22-A figura mostra dois pêndulos eletrostáticos A e B feitos
com esferas condutoras de mesmo raio, e eletrizadas por
contato através de outro corpo eletrizado. Dessa forma,
pode-se afirmar que
a) a massa da esfera A é maior que a da esfera B.
b) a esfera B possui carga QB maior que a carga QA da
esfera A.
c) a esfera A possui carga QA maior que a carga QB da
esfera B.
d) a força elétrica sobre a esfera B é maior do que aquela
que atua sobre a esfera A.
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e) a força elétrica sobre a esfera A é maior do que aquela
que atua sobre a esfera B.
23-Charles Coulomb, físico francês do século XVIII, fez um
estudo experimental sobre as forças que se manifestam
entre cargas elétricas e concluiu que
I. Duas cargas fixas exercem entre si forças de natureza
eletrostática de igual intensidade;
II. As forças eletrostáticas são de natureza atrativa, se as
cargas forem de sinais contrários, e de natureza repulsiva,
se forem do mesmo sinal;
III. A intensidade da força eletrostática é inversamente
proporcional às cargas e diretamente proporcional ao
quadrado da distância que as separa.
Pode-se afirmar que está correto o contido em
A) I, apenas.
B) I e II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.
24-Nos vértices do triângulo eqüilátero ABC da figura são
fixadas três cargas elétricas puntiformes e de mesmo sinal.
A força elétrica resultante sobre a carga A será
a) nula, pois encontra-se eqüidistante das cargas B e C.
b) vertical para cima, somente se as cargas forem positivas.
c) vertical para baixo, somente se as cargas forem
negativas.
d) vertical para cima, qualquer que seja o sinal das cargas.
e) vertical para baixo, qualquer que seja o sinal das cargas.
25-Considere a seguinte “unidade” de medida: a
intensidade da força elétrica entre duas cargas q, quando
separadas por uma distância d, é F. Suponha em seguida
que uma carga q1 = q seja colocada frente a duas outras
cargas, q2 = 3q e q3 = 4q, segundo a disposição mostrada
na figura. A intensidade da força elétrica resultante sobre a
carga q1, devido às cargas q2 e q3, será
a) 2F.
b) 3F.
c) 4F.
d) 5F.
e) 9F.
26-Três cargas +q ocupam três vértices de um quadrado. O
módulo da força de interação entre as cargas situadas em
M e N é F1. Qual o módulo da força de interação entre as
cargas situadas entre M e P é F2?
27-Três pequenos objetos, com cargas elétricas idênticas,
estão fixos no espaço e alinhados como mostra a figura a
seguir. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3 dinas.
Qual o módulo da força elétrica resultante que atua sobre
B, em virtude das ações de A e de C?
28-Três cargas elétricas estão dispostas conforme a figura.
A carga q3 tem sinal positivo e as cargas q1 e q2 têm
módulos iguais, porém sinais não especificados. Para que a
força resultante sobre a carga q3 tenha sentido da
esquerda para a direita, os sinais de q1 e q2 são,
respectivamente:
a) negativo, negativo.
b) negativo, positivo.
c) positivo, negativo.
d) positivo, positivo.
29-A figura ilustra três cargas puntiformes +q1, +q2 e –q2,
situadas nos vértices de um triângulo equilátero. Sabe-se
que todo o sistema está no vácuo. Dentre as alternativas
mostradas, assinale aquela que melhor representa a força
elétrica resultante que atua na carga +q1, devida à ação
das outras duas cargas.
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30-Nos vértices de um triângulo equilátero de lado L = 3,0
cm, são fixadas cargas q pontuais e iguais. Considerando q
= 3,0 μC, determine o módulo da força, em N, sobre uma
carga pontual q0 = 2,0 μC, que se encontra fixada no ponto
médio de um dos lados do triângulo.
31-Na figura a seguir, a carga Q1 = 0,5 μC fixa em A tem
uma massa 3,0 · 10–3 kg. A carga Q2 de massa 1,5 · 10
–3 kg é
abandonada no topo do plano inclinado, perfeitamente
liso, e permanece em equilíbrio. Adotando g = 10 m/s2 e K0
= 9,0 · 109 Nm2/C2, podemos afirmar que a carga Q2 vale:
a) 10 μC
b) 0,50 μC
c) 5,0 μC
d) 0,25 μC
e) 1,0 μC
32-Duas cargas elétricas puntiformes Q1 = Q2 = –1 μC são
fixadas nos pontos O e A de abscissas X0 = 0 e XA = 1 m,
respectivamente. Uma terceira carga puntiforme Q3 = +1,0
μC é abandonada, em repouso, num ponto P de abscissa x,
tal que 0 < x < 1m. Desconsiderando as ações
gravitacionais e os atritos, a carga Q3 permanecerá em
repouso no ponto P, se sua abscissa x for igual a:
a) 0,10 m
b) 0,50 m
c) 0,15 m
d) 0,75 m
e) 0,30 m
33-As cargas elétricas q1 = 2 μC, q2 = 3 μC e q3 = 8 μC estão
dispostas conforme o esquema a seguir. Calcule a distância
x para que a força elétrica resultante em q2, devido às
cargas de q1 e q3, seja nula.
34-Têm-se três pequenas esferas carregadas com cargas
q1, q2 e q3. Sabendo-se que:
1. essas três esferas estão colocadas no vácuo, sobre um
plano horizontal sem atrito;
2. os centros dessas esferas estão em uma mesma
horizontal;
3. as esferas estão em equilíbrio nas posições indicadas na
figura;
4. a carga da esfera q2 é positiva e vale 2,7 · 10–4 C;
5. d1 = d2 = 0,12 m;
a) quais os sinais das cargas q1 e q3?
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b) quais os módulos de q1 e q3?
35- Duas partículas de cargas +4Q e –Q Coulombs estão
localizadas sobre uma linha, dividida em três regiões I, II e
III, conforme a figura abaixo. Observe que as distâncias
entre os pontos são todas iguais.
a) Indique a região em que uma partícula positivamente
carregada (+Q Coulomb) pode ficar em equilíbrio.
b) Determine esse ponto de equilíbrio
36-Duas cargas elétricas puntiformes idênticas Q1 e Q2,
cada uma com 1,0 ·10–7 C, encontram-se fixas sobre um
plano horizontal, conforme a figura acima. Uma terceira
carga q, de massa 10 g, encontra-se em equilíbrio no ponto
P, formando assim um triângulo isósceles vertical. Sabendo
que as únicas forças que agem em q são as de interação
eletrostática com Q1 e Q2 e seu próprio peso, o valor desta
terceira carga é:
Dados: K0 = 9,0 · 10
9 N · m2/C2; g = 10 m/s2
a) 1,0 · 10–7 C
b) 2,0 · 10–6 C
c) 2,0 · 10–7 C
d) 1,0 · 10–5 C
e) 1,0 · 10–6 C
37-Duas cargas pontuais positivas q1 e q2 = 4q1 são fixadas
a uma distância d uma da outra. Uma terceira carga
negativa q3 é colocada no ponto P entre q1 e q2, a uma
distância X da carga q1, conforme mostra a figura.
a) Calcule o valor de X para que a força eletrostática
resultante sobre a carga q3 seja nula.
b) Verifique se existe um valor de q3 para o qual tanto a
carga q1 como a q2 permaneçam em equilíbrio, nas
posições do item a, sem necessidade de nenhuma outra
força além das eletrostáticas entre as cargas. Caso exista,
calcule este valor de q3, caso não exista, escreva “não
existe” e justifique.
38-Quatro pequenas esferas de massa m estão carregadas
com cargas de mesmo valor absoluto q, sendo duas
negativas e duas positivas, como mostra a figura. As
esferas estão dispostas formando um quadrado de lado a e
giram numa trajetória circular de centro O, no plano do
quadrado, com velocidade de módulo constante v.
Suponha que as únicas forças atuantes sobre as esferas
são devidas à interação eletrostática. A constante de
permissividade elétrica é ε0. Todas as grandezas estão em
unidades SI.
a) Determine a expressão do módulo da força eletrostática
resultante F que atua em cada esfera e indique sua
direção.
b) Determine a expressão do módulo da velocidade
tangencial v das esferas.
39-A interação eletrostática entre duas cargas elétricas q1
e q2, separadas uma da outra por uma distância r, é F1. A
carga q2 é remo-vida e, a uma distância 2r da carga q1, é
colocada uma carga cuja intensidade é a terça parte de q2.
Nesta nova configuração, a interação eletrostática entre q1
e q3 é –F2. Com base nestes dados, assinale o que for
correto.
01) As cargas q1 e q2 têm sinais opostos.
02) As cargas q2 e q3 têm sinais opostos.
04) As cargas q1 e q3 têm o mesmo sinal.
08) A força F2 é repulsiva e a força F1 é atrativa.
16) A intensidade de F2 = F1/12
40-Quatro cargas elétricas pontuais estão em posições
fixas e alinhadas conforme a figura. As cargas negativas são
iguais e valem – 4,0 μC. Supondo que é nula a força
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elétrica resultante sobre cada uma das cargas positivas,
determine o valor da carga +Q, em μC?
41-O gráfico abaixo mostra a intensidade da força
eletrostática entre duas esferas metálicas muito pequenas,
em função da distância entre os centros das esferas. Se as
esferas têm a mesma carga elétrica, qual o valor desta
carga?
a) 0,86 μC
b) 0,43 μC
c) 0,26 μC
d) 0,13 μC
e) 0,07 μC
42- Um corpúsculo tem carga elétrica q = -5,0μC, massa m
= 1,0 g e encontra-se próximo à Terra. Deve colocá-lo
acima de uma outra carga puntiforme, de valor Q = 110 C,
no ar, de forma que o corpúsculo permaneça em repouso,
caso não haja qualquer outra ação sobre ele. Determine a
distância d entre Q e q para que isso ocorra.
Dado: K = 9.109 N.m2/C2
.
43- Duas partículas têm massas iguais a m e cargas iguais a
Q. Devido a sua interação eletrostática, elas sofrem uma
força F quando estão separadas de uma distância d. Em
seguida, estas partículas são penduradas, a partir de um
mesmo ponto, por fios de comprimento L e ficam
equilibradas quando a distância entre elas é d1. A co-
tangente do ângulo a que cada fio forma com a vertical,
em função de m, g, d, d1, F e L, é
44- Em cada um dos vértices de uma caixa cúbica de aresta
L foram fixadas cargas elétricas de módulo q cujos sinais
estão indicados na figura. Sendo K a constante
eletrostática do meio, o módulo da força elétrica que atua
sobre uma carga, pontual de módulo 2q, colocada no
ponto de encontro das diagonais da caixa cúbica é
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GABARITO:
01-A
02-A
03-B
04-A
05-E
06-B
07-C
08-D
09-A
10-E
11-D
12-B
13-A
14-B
15-C
16-E
17-E
18-E
19-A
20-E
21-B
22-A
23-B
24-B
25-D
26-0,5
27-24
28-C
29-B
30-80 N
31-B
32-B
33-4 cm
34-a) negativos b) q1 = q3 = 1,1 . 10
-3C
35-a) III b) x = 3
36-A
37-a) x = d/3 b) q3 = - 4q/9
38-
2
2
0 0
2 2 1 1 q q 4 2a) b)
2 4πε a 4 maπε
§ ·§ ·� �
¨ ¸¨ ¸¨ ¸© ¹© ¹
39-13
40-45Μc
41-D
42-22,47 m
43-C
44-C
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Exercícios com Gabarito de Física
Potencial Elétrico e Energia Potencial
Elétrica
1) (Fuvest-1995) Um sistema formado por três cargas
puntiformes iguais, colocadas em repouso nos vértices de
um triângulo eqüilátero, tem energia potencial
eletrostática igual a U. Substitui-se uma das cargas por
outra, na mesma posição, mas com o dobro do valor. A
energia potencial eletrostática do novo sistema será igual
a:
a) 4U/3
b) 3U/2
c) 5U/3
d) 2U
e) 3U
2) (Fuvest-1993) Um elétron penetra numa região de
campo elétrico uniforme de intensidade 90N/C, com
velocidade inicial v0 = 3,0.10
6 m/s na mesma direção e
sentido do campo. Sabendo-se que a massa do elétron é
igual a 9,0.1031 kg e a carga do elétron é igual a -1,6.1019 C,
determine:
a) a energia potencial elétrica no instante em que a
velocidade do elétron, no interior desse campo, é nula.
b) a aceleração do elétron.
3) (FUVEST-2008) Duas pequenas esferas iguais, A e B,
carregadas, cada uma, com uma carga elétrica Q igual a -
4,8 x 10-9C, estão fixas e com seus centros separados por
uma distância de 12 cm. Deseja-se fornecer energia
cinética a um elétron, inicialmente muito distante das
esferas, de tal maneira que ele possa atravessar a região
onde se situam essas esferas, ao longo da direção x,
indicada na figura, mantendo-se eqüidistante das cargas.
a) Esquematize, na figura da página de respostas, a direção
e o sentido das forças resultantes F1 e F2, que agem sobre
o elétron quando ele está nas posições indicadas por P1 e
P2.
b) Calcule o potencial elétrico V, em volts, criado pelas
duas esferas no ponto P0.
c) Estime a menor energia cinética E, em eV, que deve ser
fornecida ao elétron, para que ele ultrapasse o ponto P0 e
atinja a região à direita de P0 na figura.
NOTE E ADOTE:
Considere V = 0 no infinito.
NOTE E ADOTE:
Num ponto P, V = KQ/r, onde
r é a distância da carga Q ao ponto P.
K = 9 x 109 (N.m2/C2).
qe = carga do elétron = – 1,6 x 10–19C.
1 eV = 1,6 x 10–19J.
4) (ITA-2001) Um capacitor plano é formado por duas
placas paralelas, separadas entre si de uma distância
2a, gerando em seu interior um campo elétrico uniforme E.
O capacitor está rigidamente fixado em um carrinho que se
encontra inicialmente em repouso. Na face interna de uma
das placas encontra-se uma partícula de massa m e carga q
presa por um fio curto e inextensível.
Considere que não haja atritos e outras resistências a
qualquer movimento e que seja M a massa do conjunto
capacitor mais carrinho. Por simplicidade, considere ainda
a inexistência da ação da gravidade sobre a partícula. O fio
é rompido subitamente e a partícula move-se em direção à
outra placa. A velocidade da partícula no momento do
impacto resultante, vista por um observador fixo ao solo,
é:
a)
)(
4
mMm
qEMa
�
b)
)(
2
mMm
qEMa
�
c) mM
qEa
�
d)
)(
4
mMM
qEma
�
2 | Projeto Medicina – www.projetomedicina.com.bre) m
qEa4
5) (ITA-2004) Duas partículas carregadas com cargas
opostas estão posicionadas em uma corda nas posições x
= 0 e x = , respectivamente. Uma onda transversal e
progressiva de equação:
y(x, t) = ( /2)sen (x - t)
presente na corda, é capaz de transferir energia para as
partículas, não sendo, porém, afetada por elas.
Considerando T o período da onda, Ef, a energia potencial
elétrica das partículas no instante t = T / 4, e Ei essa mesma
energia no instante t = 0, assinale a opção correta
indicativa da razão Ef / Ei.
a) S2
2
b) 2
2
c) 2
d) 2
2S
e) S2
6) (Mack-1996) Uma partícula eletrizada com carga q = 1 C
e massa 1g é abandonada em repouso, no vácuo (k0 =
9.109 N.m2/C2 ), num ponto A distante 1,0 m de outra carga
Q = 25 C, fixa. A velocidade da partícula, em m/s, quando
passa pelo ponto B, distante 1,0 m de A é:
a) 1.
b) 5.
c) 8.
d) 10.
e) 15.
7) (Mack-1996) Um partícula eletrizada com carga q = 1 C
e massa 1g é abandonada em repouso, no vácuo (k0 =
9.109N.m2/C2), num ponto A distante 1,0 m de outra carga
Q = 25 C, fixa. A velocidade da partícula, em m/s, quando
passa pelo ponto B, distante 1,0 m de A é:
a) 1.
b) 5.
c) 8.
d) 10.
e) 15.
8) (Mack-1996) Na figura a seguir, Q = 20 C e q = 1,5 C
são cargas puntiformes no vácuo. O trabalho realizado pela
força elétrica em levar a carga q do ponto A para o B é:
Dado: (k = 9.109 N.m2 / C2)
a) 1,8 J
b) 2,7 J
c) 3,6 J
d) 4,5 J
e) 5,4 J
9) (Mack-1998) Um corpúsculo de 0,2 g eletrizado com
carga de 80.10-6 C varia sua velocidade de 20 m/s para 80
m/s ao ir do ponto A para o ponto B de um campo elétrico.
A d.d.p. entre os pontos A e B desse campo elétrico é de:
a) 9000 V
b) 8500 V
c) 7500 V
d) 3000 V
e) 1500 V
10) (Mack-2005) Uma partícula de massa 20µg e carga 1µC
é lançada, com velocidade de 200m/s, contra uma carga
fixa de 2µC. O lançamento é realizado no vácuo e de um
ponto muito afastado da carga fixa. Desprezando as ações
gravitacionais, a menor distância entre as cargas será de:
Dado:
k0 = 9 x 10
9 Nm2/C2
a) 45m
b) 40m
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c) 35m
d) 30m
e) 25m
11) (PUC - RJ-2008) Uma carga positiva puntiforme é
liberada a partir do repouso em uma região do espaço
onde o campo elétrico é uniforme e constante.
Se a partícula se move na mesma direção e sentido do
campo elétrico, a energia potencial eletrostática do
sistema
a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem
constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.
12) (UECE-2007) Três cargas iguais a Q estão infinitamente
distantes umas das outras. Considerando zero, no infinito,
o potencial de referencia, o trabalho necessário para um
agente externo trazê-las, cada uma, para cada um dos
vértices de um triangulo equilatero de lado d, e:
(OBS.: Considere, nas alternativas, k uma constante.)
a) kQ/d
b) kQ/d2
c) kQ2/d2
d) kQ2/d
13) (UFC-2009) Na figura abaixo, é mostrada uma
distribuição de três partículas carregadas (duas com carga
positiva e uma com carga negativa) localizadas ao longo
dos eixos perpendiculares de um dado sistema de
referência. Todas as distâncias estão em unidades
arbitrárias (u.a.). As cargas positivas, ambas iguais a q,
estão fixas nas coordenadas (x,y), iguais a (4,0) e (– 4,0). A
carga negativa, igual a – q, está localizada, inicialmente em
repouso, no ponto A, cujas coordenadas são (0,3). A
aceleração da gravidade local é constante (módulo g) e
aponta no sentido negativo do eixo y do sistema de
referência, que está na vertical. Todas as partículas
possuem a mesma massa m. A constante eletrostática no
meio em que as partículas carregadas estão imersas é K.
Determine o módulo da velocidade com que a partícula
com carga negativa chega ao ponto P, localizado pelas
coordenadas (x,y) = (0,–3).
14) (UFES-1996) Uma partícula de massa "m" e carga
elétrica "q", positiva, é abandonada a uma distância "d" de
outra partícula cuja carga elétrica é "Q", positiva, e que
está fixa em um ponto. Considere as partículas apenas sob
interação elétrica, no vácuo, onde a constante da lei de
Coulomb vale Ko.
a) Calcule o módulo da força elétrica que atua na carga "q"
quando ela é abandonada e indique, em uma figura, a
direção e o sentido dessa força.
b) Qual será a variação da energia potencial do sistema,
entre o abandono e o instante em que a distância entre as
partículas for igual a 4d?
c) Qual será o trabalho da força elétrica sobre a partícula
de carga "q", entre o abandono e o instante em que a
distância entre as partículas for igual a 4d?
d) Qual será a velocidade da partícula de carga "q", quando
a distância entre as partículas for 4d ?
15) (UFPE-2002) Um elétron com energia cinética de 2,4 x
10-16 J entra em uma região de campo elétrico uniforme,
cuja intensidade é 3,0 x 104 N/C. O elétron descreve uma
trajetória retilínea, invertendo o sentido do seu
movimento após percorrer uma certa distância. Calcule o
valor desta distância, em cm.
16) (UFPE-1995) Uma partícula de massa igual a 10g e
carga igual a 10-3 C é solta com velocidade inicial nula a
uma distância de 1m de uma partícula fixa e carga Q = 10-2
C. Determine a velocidade da partícula livre quando ela
encontra-se a 2m da partícula fixa, em km/s. (A constante
da Lei Coulomb vale 9 × 109 N/C).
17) (UFPE-1996) Duas partículas de mesma massa M e
cargas diferentes são aceleradas a partir do repouso por
uma mesma diferença de potencial V. Se suas velocidades
finais estão na razão v1 / v2 = 7, qual a relação q1 / q2 entre
suas cargas?
18) (AFA-2001) A figura abaixo mostra três cargas
pontuais. Em relação aos potenciais dos pontos 1 e 2, V1 e
V2, respectivamente, podemos dizer que:
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a) V1 = V2
b) V1 V2
c) V2 =
2
1V
d) V2 V1
19) (Faap-1996) A figura mostra, em corte longitudinal, um
objeto metálico oco, eletricamente carregado. Em qual das
regiões assinaladas há maior concentração de carga?
a) E
b) D
c) C
d) B
e) A
20) (FGV-2005) Com respeito à eletrodinâmica, analise:
I. Tomando-se a mesma carga elétrica, isolada de
outra qualquer, entre os módulos do campo elétrico e do
potencial elétrico em um mesmo ponto do espaço, o
primeiro sofre uma diminuição mais rápida que o segundo,
conforme se aumenta a distância até a carga.
II. Comparativamente, a estrutura matemática do
cálculo da força elétrica e da força gravitacional são
idênticas. Assim como as cargas elétricas estão para as
massas, o campo elétrico está para a aceleração da
gravidade.
III. Uma diferença entre os conceitos de campo
elétrico resultante e potencial elétrico resultante é que o
primeiro obtém-se vetorialmente, enquanto o segundo é
obtido por uma soma aritmética de escalares.
É correto o contido em
a) I, apenas.
b) II, apenas..
c) I e III, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III
21) (FMTM-2003) O planeta Terra é um grande condutor
esférico eletrizado negativamente com carga avaliada em
5,8×105 C. Seu raio é de aproximadamente 6,4×103 km. Se
o considerarmos isolado do universo, seu potencial
elétrico será, em relação a um referencial no infinito,
aproximadamente igual a
Dado: k0 = 9.10
9 N.m2/C2
a) -9.102 V.
b) -6.104 V.
c) -1.106 V.
d) -4.107 V.
e) -8.108 V.
22) (Fuvest-2001) Duas pequenas esferas, com cargas
positivas e iguais a Q, encontram-se fixas sobre um plano,
separadas por uma distância 2a. Sobre esse mesmo plano,
no ponto P, a uma distância 2a de cada uma das esferas, é
abandonada uma partícula com massa m e carga q
negativa. Desconsidere o campo gravitacional e efeitos não
eletrostáticos.
Determine,em função de Q, K, q, m e a,
a) A diferença de potencial eletrostático V = V0 - VP , entre
os pontos O e P.
b) A velocidade v com que a partícula passa por O.
c) A distância máxima Dmax , que a partícula consegue
afastar-se de P.Se essa distância for muito grande, escreva
Dmax = infinito.
23) (Fuvest-1992) Uma esfera condutora de raio igual a
1,6cm, inicialmente neutra, tem massa igual a 2,13225 g
quando medida numa balança eletrônica digital de grande
precisão. (Adote: constante elétrica no ar: K = 9.109
N.m2/C2).
a) Qual a menor quantidade de elétrons que seria
necessário fornecer a esta esfera para que a balança
pudesse registrar o respectivo acréscimo de massa?
Desprezar eventuais interações elétricas com outros
corpos.
b) Supondo a esfera neutra que quantidade de elétrons
deve ser retirada desta esfera para que o potencial elétrico
em seu interior, seja de 0,90 volts?
Dados: massa do elétron = 1,0.10-31 kg
carga do elétron = 1,6.10-19C
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24) (Fuvest-2003) Duas pequenas esferas metálicas, A e B,
são mantidas em potenciais eletrostáticos constantes,
respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do
gráfico representam as intersecções, com o plano do
papel, das superfícies equipotenciais esféricas geradas por
A, quando não há outros objetos nas proximidades. De
forma análoga, as linhas tracejadas representam as
intersecções com o plano do papel, das superfícies
equipotenciais geradas por B. Os valores dos potenciais
elétricos dessas superfícies estão indicados no gráfico. As
questões se referem à situação em que A e B estão na
presença uma da outra, nas posições indicadas no gráfico,
com seus centros no plano do papel.
a) Trace, com caneta, em toda a extensão do gráfico da
folha de respostas, a linha de potencial V = 0, quando as
duas esferas estão nas posições indicadas. Identifique
claramente essa linha por V = 0.
b) Determine, em volt/metro, utilizando dados do gráfico,
os módulos dos campos elétricos EPA e EPB criados, no
ponto P, respectivamente, pelas esferas A e B.
c) Represente, em uma escala conveniente, no gráfico,
com origem no ponto P, os vetores EPA, EPB e o vetor
campo elétrico EP resultante em P. Determine, a partir
desta construção gráfica, o módulo de EP, em volt/metro.
d) Estime o módulo do valor do trabalho , em joules,
realizado quando uma pequena carga q = 2,0nC é levada
do ponto P ao ponto S, indicados no gráfico. (2,0nC = 2,0
nanocoulombs = 2,0 × 10-9C).
25) (ITA-2008) Considere um condutor esférico A de 20cm
de diâmetro colocado sobre um pedestal fixo e isolante.
Uma esfera condutora B de 0,5mm 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 ele-
trostático Vo, de forma a atrair a esfera B. As duas esferas
entram em contacto 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 10000V. Determine o
potencial inicial da esfera A.
Considere (1 + x)n # 1 + nx se |x| < 1
26) (Mack-1998) Num ponto A do universo, constata-se a
existência de um campo elétrico E de intensidade 9,0 105
N/C, devido exclusivamente a uma carga puntiforme Q
situada a 10 cm dele. Num outro ponto B, distante 30 cm
da mesma carga, o vetor campo elétrico tem intensidade
1,0. 105 N/C. A d.d.p. entre A e B é:
a) 1,8 104 V
b) 2,0 104 V
c) 6,0 104 V
d) 6,0 105 V
e) 8,0 105 V
27) (Mack-2005) Nos vértices A e B do retângulo ilustrado
abaixo estão fixas as cargas elétricas puntiformes QA = 3,0
x 10-2 μC e QB = 6,0 x 10
-2 μC, respectivamente.
Considerando que o evento ocorre no vácuo (ko = 9 x 10
9
Nm2/C2) e que o potencial elétrico de referência
corresponde ao de um ponto muito distante, a diferença
de potencial elétrico entre os pontos C e D é:
a) zero
b) 9,0 x 104V
c) - 9,0 x 104V
d) 3,6 x 104V
e) - 3,6 x 104V
28) (Mack-2006) Uma unidade de medida de Energia muito
utilizada em Física Nuclear é o eletrovolt (eV), e os
múltiplos quiloeletrovolt (keV) e megaeletrovolt (MeV) são
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ainda mais usuais. Comparando o eletrovolt com a unidade
de medida do Sistema Internacional, temos que 1eV = 1,6
10-19J. Durante uma experiência no laboratório, tem-se
uma carga elétrica puntiforme fixa (Q) de 3,0nC (3,0 10-
19C), praticamente no vácuo (ko = 9 109N m2/C2), e,
num determinado instante, um pósitron (q = +1,6 10-19C)
é abandonado do repouso num ponto A, distante 3,0mm
dessa carga Q. Ao passar por um ponto B, situado a 6,0mm
de A, sobre a mesma reta QA, o pósitron terá energia
cinética:
a) c = 4,5keV
b) Ec = 6,0keV
c) Ec = 9,0keV
d) Ec = 4,5MeV
e) Ec = 6,0MeV
29) (Mack-2008) Na determinação do valor de uma carga
elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado
ponto do campo elétrico por ela gerado, o potencial
elétrico é de 18kV e a intensidade do vetor campo elétrico
é de 9,0kN/C. Se o meio é o vácuo (k0 = 9 ⋅ 109N ⋅ m
2/C2),
o valor dessa carga é
a) 4,0µC
b) 3,0µC
c) 2,0µC
d) 1,0µC
e) 0,5µC
30) (PUC - RJ-2006) Quatro cargas elétricas de valores +2q,
+q, -q e -2q estão situadas nas posições - 2 m, - 1m, +1 m e
+2m, ao longo do eixo x, respectivamente.
a) Calcule a força eletrostática sobre as cargas +q e -q.
b) Calcule o potencial elétrico no ponto x=0.
31) (PUC - RJ-2007) Três cargas elétricas idênticas (Q = 1,0
x 10-9 C) se encontram sobre os vértices de um triângulo
eqüilátero de lado L = 1,0 m. Considere k = SH4
1
= 9,0x109
2
2
C
Nm
a) Calcule o campo elétrico e o potencial no baricentro
(centro) do triângulo.
b) Suponha que a carga de dois dos vértices é dobrada
(2Q) e a carga sobre o terceiro vértice permanece
constante igual a Q. Faça um desenho do campo elétrico
no baricentro do triângulo e calcule seu módulo.
32) (PUC - RJ-2007) Duas cargas pontuais idênticas de
carga q = 1 x 10-9 C são colocadas a uma distância de 0,1 m.
Determine o potencial eletrostático e o campo elétrico, a
meia distância, entre as cargas. Considere
k = 04
1
SH =9,0x109 2
2
C
Nm
a) 100,0 N m/C e 2,0 N/C
b) 120,0 N m/C e 0,0 N/C
c) 140,0 N m/C e 1,0 N/C
d) 160,0 N m/C e 2,0 N/C
e) 360,0 N m/C e 0,0 N/C
33) (PUC - RJ-2008) Duas partículas de cargas q1 = 4 • 10
−5
C e q2 = 1 • 10
−5 C estão alinhadas no eixo x sendo a
separação entre elas de 6 m.
Sabendo que q1 encontra-se na origem do sistema de
coordenadas e considerando k = 9 • 109Nm2/C2,
determine:
a) a posição x, entre as cargas, onde o campo elétrico é
nulo;
b) o potencial eletrostático no ponto x = 3 m;
c) o módulo, a direção e o sentido da aceleração, no caso
de ser colocada uma partícula de carga q3 = -1 • 10
−5C e
massa m3 = 1,0 kg, no ponto do meio da distância entre q1
e q2
34) (PUC-RJ-2003) Um quadrado de lado a contém, em
cada um de seus vértices, cargas elétricas, como mostra a
figura.
a) Qual é o valor do potencial elétrico no centro do
quadrado?
b) Qual é o valor do campo elétrico no centro do
quadrado?
c) Escolha uma das cargas e calcule o módulo da força
elétrica resultante atuando sobre ela.
35) (SpeedSoft-2003) Duas cargas elétricas puntiformes QA
= 2 C e QB = 4 C estão fixas nos pontos A e B, separados
pela distância d = 8m, no vácuo (k0 = 9 × 10
9 Nm2/C2 ),
como mostra a figura. Determine:
a) o potencial elétrico dos pontos C e D. (C é o ponto
médio de AB)
b) o trabalho da força elétrica que atua numa carga q = 2 ×
10-7 C, ao ser transportada de C para D.
36) (UFAC-1997) Num determinado ponto P do ponto
elétrico criado por uma carga puntiforme, o potencial é Vp
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= 200 V e a intensidade do vetor campo elétrico é Ep = 0,8
V/m. Pergunta-se: qual a distância do ponto P à carga
criadora do campo elétrico?
a) 2,5 x 10 -3m
b) 1,5 m
c) 2,5 x 103 m
d) 250 m
e) 2,5 m
37) (UFAC-1997) Uma esfera metálica encontra-se
eletrizada, em equilíbrio eletrostático. Sabe-se que o
potencial de um ponto da superfície desta esfera vale 220
V e que o raio é de 10 cm. Podemos então concluir que a
intensidade do campo elétrico e o potencial no centro da
esfera valem respectivamente:
a) 80 V/cm e 220 V
b) 22 V/cm e 220 V
c) zero e zero
d) zero e 220 V
e) 2200 V/m e zero
38) (UFF-1997) 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 elétrica.
e) o cientista nada sofreu, pois o campo elétrico era maior
no interior que na superfície da gaiola.
39) (UFMS-2003) Duas cargas elétricas fixas puntiformes
QA e QB de massas mA e mB, respectivamente, localizadas
sobre um eixo vertical, estão separadas por uma distância
2a, simetricamente dispostas em relação à origem do
sistema de eixos ortogonais, conforme figura abaixo.
Tomando-se sobre o eixo horizontal um ponto P de
coordenadas (x ; 0) e considerando que não há nenhuma
carga elétrica ou massa nula, é correto afirmar que:
(01) se QA+ QB = 0, o potencial elétrico resultante, gerado
pelas duas cargas no ponto P, será nulo.
(02) o potencial gravitacional resultante, gerado pelas duas
massas no ponto P, será nulo.
(04) se QA+ QB = 0, o campo elétrico resultante, gerado
pelas duas cargas no ponto P, será nulo.
(08) o campo gravitacional resultante, gerado pelas duas
massas, terá o sentido oposto ao eixo vertical se as duas
massas forem iguais.
(16) o campo elétrico resultante, gerado pelas duas cargas,
terá o sentido oposto ao eixo horizontal se as duas cargas
forem iguais e negativas.
40) (UFPE-1996) Duas cargas elétricas -Q e +q são mantidas
nos pontos A e B, que distam 82 cm um do outro. Ao se
medir o potencial elétrico no ponto C, à direta de B e
situado sobre a reta que une as cargas, encontra-se um
valor nulo.
Se |Q| = 3|q|, qual o valor em centímetros da distância
BC?
41) (UFPE-1996) A figura a seguir mostra duas cargas iguais
q = 1,0 × 10-11 C, colocadas em dois vértices de um
triângulo equilátero de lado igual a 1 cm.
Qual o valor, em volts, do potencial elétrico no terceiro
vértice do triângulo (ponto P)? Dado k = 9 × 109 Nm2/C2.
42) (UFPR-1995) Suponha uma esfera metálica de raio
0,10m com uma carga Q uniformemente distribuída em
sua superfície. Uma partícula com a carga q = + 4,0 × 10-8 C,
ao ser colocada num ponto P a uma distância de 0,30m do
centro da esfera, experimenta uma força atrativa de
módulo 2,0 x 10-2 N. Considere K = 9,0 x 109 (N.m2/C2).
a) Determine, no ponto P, o campo elétrico (módulo,
direção e sentido) produzido pela esfera.
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b) Determine Q.
c) Calcule o potencial elétrico na superfície da esfera.
d) Qual a intensidade do campo elétrico no interior da
esfera? Justifique.
43) (UFSC-2002) Uma esfera condutora 1, de raio R1, está
eletricamente carregada com uma carga Q1 e apresenta
um potencial elétrico V1. A esfera condutora 1 é ligada, por
meio de um fio condutor de dimensões desprezíveis, a
uma esfera condutora 2, de raio R2 e descarregada. Após
atingirem equilíbrio eletrostático, a esfera 1 adquire carga
Q1’ e potencial V1’ e a esfera 2 adquire carga Q2’ e
potencial V2’.
Considerando a situação descrita, assinale a(s)
proposição(ões) CORRETA(S).
01. Q2’/Q1’ = R2/R1
02. Q2’ = Q1’
04. Q1’ + Q2’ = Q1
08. V1’ = V2’
16. V1 = V1’ + V2’
32. V1 = V1’
44) (Unirio-1999) Uma casca esférica metálica de raio R
encontra-se eletrizada com uma carga positiva igual a Q,
que gera um campo elétrico E, cujas linhas de campo estão
indicadas na figura a seguir.
A esfera está localizada no vácuo, cuja constante
eletrostática pode ser representada por k0. Numa situação
como essa, o campo elétrico em um ponto situado a uma
distância D do centro da esfera, sendo D < R, e o potencial
desta em sua superfície são, respectivamente, iguais a:
a) zero e k0 Q / R
b) zero e k0 Q/(R - D)
c) k0 Q / R
2 e zero
d) k0 Q / R
2 e k0 Q / D
e) k0 Q / D
2 e k0 Q / R
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GABARITO
1) Alternativa: C
2) a) Admitindo que no ponto de entrada a energia
potencial seja nula: Ep = 4,1 x 10
-18J
b) a = 1,6 m/s2
3) a)
b) V = –1,44. 103V
c) fcH =
po
pH = qV = 1,44.10
3 eV
4) Alternativa: A
5) Alternativa: B
6) Alternativa: E
7) Alternativa: E
8) Alternativa: E
9) Alternativa: C
10) Alternativa: A
11) Alternativa: E
12) Alternativa: D
13) Resposta:
v = 12g
14) a)
2d
kQqF
(repulsão)
b) d
kQqEP 4
3
� '
c) d
kQq
4
3
W
d) md
kQqv
2
3
15) d = 0,05 m
16) v = 3 km/s
17) q1 / q2 = 49
18) Alternativa: D
19) Alternativa: B
20) Alternativa: E
21) Alternativa: E
22) a) Vo - Vp = kQ / a
b) ma
qkQ
V
2
c) 32a
23) a) n = 1 x 1023 elétrons
b) n = 1 x 107 elétrons
24) a)
b) EPA = 6250 V/m e EPB = 3125 V/m
c)
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EP = 7812,5 V/m
d) = 7 x 10-7 J
25) Resposta: V0 = 10500V
26) Alternativa: C
27) Alternativa: E
28) Alternativa: B
29) Alternativa: A
30) a) O valor da força na carga +q será a soma das forças
(respectivamente: repulsiva, atrativa e atrativa): k{+2q2/(-
2+1)2 - q(-q)/(-1-1)2 -q(-2q)/(-1-2)2 } = kq2{2 + ¼ + 2/9}=
kq2(72 + 9 + 8)/36 = 89/36 kq2 = 2,47 kq2. A força agindo na
carga -q será -89/36 kq2, por simetria.
b) As contribuições para o potencial elétrico em x=0 das
cargas +2q e -2q se anulam, assim como a das cargas +q e -
q. Portanto, o potencial em x=0 é nulo
31) a) Por simetria, o campo é nulo. O potencial será V = 3
× 9 × 10
9
Q/d, onde d = L 3 /3 = 0,58 m.
Assim, V = 27 / 0,58 = 47 V.
b) Neste caso, o campo total corresponda à soma do
campo gerado por 3 cargas +2Q (gerando campo nulo no
centro) onde superpomos uma carga -Q sobre um dos
vértices.
O módulo deste arranjo será E = 9 × 10
9
Q/d
2
= 27 × 10
9
Q =
27 N/C. Um dos três possíveis arranjos é mostrado na
figura abaixo.
32) Alternativa: E
33) a) O campo elétrico em um ponto x entre as cargas é
dado por E = k [4/x2 - 1/(6-x)2] × 10-5 = 0.
Logo, a posição onde o campo é nulo é dada por x = 4 m.
b) O potencial elétrico, para x = 0,3 m, é dado por: φ = k
[4/3 + 1/(6-3)] × 10-5 = 15 × 104 V.
c) O campo E em x = 3 m é dado por:
E = + 9 × 109 × 4 × 10-5/ 32 -9 × 109 × 1 × 10-5/ 32 = 3 × 104
V/m.
Assim, a força agindo sobre a carga q3 será: F = q3 E = m3 a
⇒ a = q3 E/m3 = -1 × 10
-5 × 3 × 104/1,0 = -0,3 m/s2
Portanto, i) módulo de a = 0,3 m/s2;
ii) direção: eixo X;
iii) sentido negativo.
34) a) V = 0
b) E = 0
c)
¸
¹
·
¨
©
§ ��
2
122
2
a
kqFR
35) a) VC = 13500 V e VD = 10800 V
b) = 5,4 × 10-4 J
36) Alternativa: D
37) Alternativa: D
38) Alternativa: B
39) 01 V
02 F
04 F
08 F
16 V
40) BC = 41 cm
41) VP = 18 V
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42)a) E = 5 × 105 N/C
b) Q = 5 C
c) V = 1,5 × 105 V
d) E = 0 (pois uma carga abandonada no interior da esfera
ficará em equilíbrio e portanto nenhuma resultante de
forças elétricas surgirá).
43) Soma = 13
44) Alternativa: A
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Exercícios sobre Capacitores com
Gabarito
1) (UEL-2003) A câmara de TV é o dispositivo responsável
pela captação da imagem e pela transformação desta em
corrente elétrica. A imagem é formada num mosaico
constituído por grânulos de césio, que se carregam
positivamente quando atingidos pela luz. Separada desse
mosaico por uma lâmina de mica, encontra-se uma placa
constituída por um material condutor de eletricidade
denominada placa de sinal. Nessa placa, forma-se uma
réplica eletrostática da imagem, formada no mosaico,
constituída de cargas negativas. Sobre a réplica da imagem
eletrostática na placa de sinal, é correto afirmar:
a) As regiões mais claras da imagem correspondem às
regiões eletrizadas com maior quantidade de cargas
positivas na réplica da imagem eletrostática.
b) As regiões mais escuras da imagem correspondem às
regiões eletrizadas com maior quantidade de cargas
positivas na réplica da imagem eletrostática.
c) A réplica da imagem eletrostática é produzida através da
eletrização por contato com grânulos de césio do mosaico.
d) A réplica da imagem eletrostática é um conjunto de
minicapacitores formados por efeito de indução
eletrostática.
e) A réplica da imagem eletrostática é um conjunto de mini-
indutores formados por efeito de indução eletromagnética.
2) (ITA-2008) A figura 1 mostra um capacitor de placas
paralelas com vácuo entre as placas, cuja capacitância é Co.
Num determinado instante, uma placa dielétrica de
espessura d/4 e constante dielétrica K é colocada entre as
placas do capacitor, conforme a figura 2. Tal modificação
altera a capacitância do capacitor para um valor C1.
Determine a razão C0/C1.
a)
k
k
4
13 �
b)
13
4
�k
k
c)
3
124 k�
d)
k124
3
�
e)
k124
1
�
3) (UFC-2002) A figura ao lado representa o processo de
descarga de um capacitor como função do tempo. No tempo
t = 0, a diferença de potencial entre as placas do capacitor
era Vo = 12 volts. No instante de tempo t1, assinalado no
gráfico, a diferença de potencial, em volts, entre as placas
do capacitor é:
a) 1,5
b) 3,0
c) 4,5
d) 6,0
e) 7,5
4) (ITA-2003) A figura mostra dois capacitores, 1 e 2,
inicialmente isolados um do outro, carregados com uma
mesma carga Q.
A diferença de potencial (ddp) do capacitor 2 é a metade da
ddp do capacitor 1. Em seguida, as placas negativas dos
capacitores são ligadas à Terra e, as positivas, ligadas uma
a outra por um fio metálico, longo e fino. Pode-se afirmar
que:
a) antes das ligações, a capacitância do capacitor 1 é maior
que a do capacitor 2.
b) após as ligações, as capacitâncias dos dois capacitores
aumentam.
c) após as ligações, o potencial final em N é maior do que o
potencial em O.
d) a ddp do arranjo final entre O e P é igual a 2/3 da ddp
inicial do capacitor 1.
e) a capacitância equivalente do arranjo final é igual a duas
vezes à capacitância do capacitor 1.
tempot1
ca
rg
a
0
Qo
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5) (ITA-2006) A figura mostra um capacitor de placas
paralelas de área A separadas pela distância d. Inicialmente
o dielétrico entre as placas é o ar e a carga máxima
suportada é Qi. Para que esse capacitor suporte uma carga
máxima Qf foi introduzida uma placa de vidro de constante
dielétrica k e espessura d/2. Sendo mantida a diferença de
potencial entre as placas, calcule a razão entre as cargas Qf
e Qi.
6) (ITA-2006) Algumas células do corpo humano são
circundadas por paredes revestidas externamente por uma
película com carga positiva e, internamente, por outra
película semelhante, mas com carga negativa de mesmo
módulo. Considere sejam conhecidas: densidades
superficial de ambas as cargas V = ±0,50 ��10-6C/m2; 0H �
# �9,0 ��10-12C2/Nm2; parede com volume de 4,0 ��10-16m3 e
constante dielétrica k = 5,0. Assinale, então, a estimativa da
energia total acumulada no campo elétrico dessa parede.
a) 0,7eV
b) 1,7eV
c) 7,0eV
d) 17eV
e) 70eV
7) (UFC-2005) As figuras I, II, III e IV são partes de um
circuito RC cuja corrente i tem o sentido convencional.
I)
II)
III)
IV)
Analise as figuras e assinale dentre as alternativas
abaixo a que apresenta corretamente as diferenças de
potenciais entre os diversos pontos do circuito.
a) Vb - Va = H + ir; Vc - Vb = C
Q
; Vd - Va = -Ri; Vd - Vc =
0
b) Vb - Va = -(H - ir); Vc - Vb = C
Q
; Vd - Va = -Ri; Vd - Vc
= 0
c) Vb - Va = H - ir; Vc - Vb = C
Q�
; Vd - Va = Ri; Vd - Vc
= 0
d) Vb - Va = -(H + ir); Vc - Vb = Q
C�
; Vd - Va = -Ri; Vd -
Vc = 0
e) Vb - Va = -(H - ir); Vc - Vb = Q
C�
; Vd - Va = -Ri; Vd -
Vc = 0
8) (UFC-2005) As figuras I, II, III e IV são partes de um
circuito RC cuja corrente i tem o sentido convencional.
I)
II)
III)
IV)
Analise as figuras e assinale dentre as alternativas
abaixo a que apresenta corretamente as diferenças de
potenciais entre os diversos pontos do circuito.
a) Vb - Va = H + ir; Vc - Vb = C
Q
; Vd - Va = -Ri; Vd - Vc =
0
b) Vb - Va = -(H - ir); Vc - Vb = C
Q
; Vd - Va = -Ri; Vd - Vc
= 0
c) Vb - Va = H - ir; Vc - Vb = C
Q�
; Vd - Va = Ri; Vd - Vc
= 0
d) Vb - Va = -(H + ir); Vc - Vb = Q
C�
; Vd - Va = -Ri; Vd -
Vc = 0
e) Vb - Va = -(H - ir); Vc - Vb = Q
C�
; Vd - Va = -Ri; Vd -
Vc = 0
9) (UFPE-2002) Carrega-se um capacitor, cuja capacitância
é C = 4,0PF, ligando-o aos pólos de uma bateria de 6,0 V.
A seguir, desliga-se a bateria, e o capacitor é ligado aos
terminais de um resistor de 100:. Calcule a quantidade de
calor, em PJ, que será dissipada no resistor até a descarga
completa do capacitor.
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10) (AFA-2003) Considere a associação da figura abaixo:
As cargas, em PC, de cada capacitor C1, C2 e C3 são,
respectivamente:
a) 200, 400 e 600.
b) 200, 300 e 400.
c) 600, 400 e 200.
d) 600, 200 e 400.
11) (ITA-2001) Considere o circuito da figura, assentado nas
arestas de um tetraedro, construído com 3 resistores de
resistência R, um resistor de resistência R1, uma bateria de
tensão U e um capacitor de capacitância C.
O ponto S está fora do plano definido pelos pontos P, W e
T. Supondo que o circuito esteja em regime estacionário,
pode-se afirmar que
a) a carga elétrica no capacitor é de 2,0 10-6 F, se R1 = 3 R.
b) a carga elétrica no capacitor é nula, se R1 = R.
c) a tensão entre os pontos W e S é de 2,0 V, se R1 = 3 R.
d) a tensão entre os pontos W e S é de 16 V, se R1 = 3 R.
e) nenhuma das respostas acima é correta.
12) (ITA-2005) Considere o vão existente entre cada tecla de
um computador e a base do seu teclado. Em cada vão
existem duas placas metálicas, uma delas presa na base do
teclado e a outra, na tecla. Em conjunto, elas funcionam
como um capacitor de placas planas paralelas imersas no ar.
Quando se aciona a tecla, diminui a distância entre as
placas e a capacitância aumenta. Um circuito elétrico
detecta a variação da capacitância, indicativa do movimento
da tecla. Considere então um dado teclado, cujas placas
metálicas têm 40mm2 de área e 0,7mm de distância inicial
entre si. Considere ainda que a permissividade do ar seja ε0
= 9 ×10-12 F/m. Se o circuito eletrônico é capaz de detectar
uma variação da capacitância a partir de 0,2 pF, então,
qualquer tecla deve ser deslocada de pelo menos:
a) 0,1mm.
b) 0,2mm.
c) 0,3mm.
d) 0,4mm.
e) 0,5mm.
13) (Mack-2007) Dois capacitores de capacidade C1 e C2
com C1 > C2 são associados em série e os terminais daassociação são ligados a um gerador de tensão constante U.
Sendo U1 a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) entre os
terminais do capacitor de capacidade C1 e U2 a d.d.p. entre
os terminais do capacitor de capacidade C2, podemos
afirmar que, para qualquer valor de U, sempre teremos
a) U1 > U2
b) U1 < U2
c) U1 = U2
d) U1 = (U2)2
e) U1 = 2U
14) (UFC-2009) Dois capacitores desconhecidos são ligados
em série a uma bateria de força eletromotriz H, de modo
que a carga final de cada capacitor é q. Quando os mesmos
capacitores são ligados em paralelo à mesma bateria, a
carga total final da associação é 4q. Determine as
capacitâncias dos capacitores desconhecidos.
15) (Mack-2004) Dois capacitores planos idênticos, cujas
placas possuem 1,00cm2 de área cada uma, estão associados
em série, sob uma d.d.p. de 12,0V. Deseja-se substituir os
dois capacitores por um único capacitor que tenha uma
capacidade elétrica equivalente à da associação. Se o novo
capacitor também for plano, possuir o mesmo dielétrico e
mantiver a mesma distância entre as placas, a área de cada
uma delas deverá ter:
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a) 0,25cm2
b) 0,50cm2
c) 1,5cm2
d) 2,0cm2
e) 4,0cm2
16) (AFA-2001) Dois capacitores planos, de placas paralelas,
de mesma capacitância, 1 mF, são ligados em paralelo e
conectados a uma fonte de tensão de 20 V. Após ambos
estarem completamente carregados, são desconectados da
fonte, e uma resistência é colocada no lugar da fonte, de
maneira que, em um intervalo de tempo de 0,5 s, ambos se
descarregam completamente. A corrente média, em
ampéres, na resistência vale
a) 2 x 10-1
b) 4 x 10-1
c) 5 x 10-2
d) 8 x 10-2
17) (ITA-1998) Duas baterias, de f.e.m. de 10 V e 20 V
respectivamente, estão ligadas a duas resistências de 200:
e 300: e com um capacitor de 2PF, como mostra a figura.
Sendo QC a carga do capacitor e Pd a potência total
dissipada depois de estabelecido o regime estacionário,
conclui-se que:
a) Qc = 14PC; Pd = 0,1 W.
b) Qc = 28PC; Pd = 0,2 W.
c) Qc = 28PC; Pd = 10 W.
d) Qc = 32PC; Pd = 0,1 W.
e) Qc = 32PC; Pd = 0,2 W.
18) (Mack-2007) Duas pequenas esferas metálicas idênticas,
A e B, de capacitâncias iguais a 5,0 . 10 –1 pF cada uma,
estão eletrizadas com cargas de mesmo sinal. Quando a
diferença de potencial elétrico entre elas é VA – VB = 10
V, a diferença QA – QB, entre suas cargas elétricas é
a) 5,0 μC
b) 10 nC
c) 5,0 nC
d) 10 pC
e) 5,0 pC
19) (UFMG-1994) Duas placas metálicas paralelas Q e P,
isoladas, são eletrizadas com uma carga de 1,0 x 10-7 C,
uma negativamente, e a outra, positivamente. A diferença
de potencial entre elas vale 100V.
a) DETERMINE a energia elétrica armazenada nas placas.
b) Considere que um resistor de 50 : é usado para ligar
uma placa à outra. À medida que as placas se descarregam,
a intensidade da corrente elétrica no resistor aumenta,
diminui, ou não se altera? JUSTIFIQUE sua resposta.
c) DETERMINE a quantidade total de calor liberado no
resistor durante o processo de descarga das placas.
20) (UFV-2005) Duplicando-se a diferença de potencial
entre as placas de um capacitor, é CORRETO afirmar que:
a) a carga e a capacitância do capacitor também são
duplicadas.
b) a carga e a capacitância do capacitor permanecem
constantes.
c) a carga do capacitor é duplicada, mas sua capacitância
permanece constante.
d) a carga e a capacitância do capacitor são reduzidas à
metade dos valores iniciais.
e) a carga do capacitor é duplicada e sua capacitância é
reduzida à metade.
21) (UFV-2005) Duplicando-se a diferença de potencial
entre as placas de um capacitor, é CORRETO afirmar que:
a) a carga e a capacitância do capacitor também são
duplicadas.
b) a carga e a capacitância do capacitor permanecem
constantes.
c) a carga do capacitor é duplicada, mas sua capacitância
permanece constante.
d) a carga e a capacitância do capacitor são reduzidas à
metade dos valores iniciais.
e) a carga do capacitor é duplicada e sua capacitância é
reduzida à metade.
22) (PUC - PR-2007) Em um determinado relâmpago, a
diferença de potencial entre a nuvem e o solo é de 1,0 x 10 9
V e a quantidade de carga elétrica transferida é de 36 C. Se
toda a energia desse relâmpago pudesse ser armazenada e
depois utilizada, durante quantos dias ela poderia alimentar
uma residência cujo consumo mensal é de 150 kWh? (1kwh
x 3,6x106 J)
a) 1000 dias.
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b) 200 dias.
c) 400 dias.
d) 800 dias.
e) 1200 dias.
23) (Mack-2008) Em uma experiência no laboratório de
Física, observa-se, no circuito abaixo, que, estando a chave
ch na posição 1, a carga elétrica do capacitor é de 24µC.
Considerando que o gerador de tensão é ideal, ao se colocar
a chave na posição 2, o amperímetro ideal medirá uma
intensidade de corrente elétrica de
a) 0,5A
b) 1,0A
c) 1,5A
d) 2,0A
e) 2,5A
24) (ITA-2004) Na prospecção de jazidas minerais e
localização de depósitos subterrâneos, é importante o
conhecimento da condutividade elétrica do solo. Um modo
de medir a condutividade elétrica do solo é ilustrado na
figura.
Duas esferas metálicas A e B, idênticas, de raio r, são
profundamente enterradas no solo, a uma grande distância
entre as mesmas, comparativamente a seus raios. Fios
retilíneos, isolados do solo, ligam as esferas a um circuito
provido de bateria e um galvanômetro G. Conhecendo-se a
intensidade da corrente elétrica e a força eletromotriz da
bateria, determina-se a resistência R oferecida pelo solo
entre as esferas. Sabendo que RC = ε / σ, em que σ é a
condutividade do solo, C é a capacitância do sistema e ε a
constante dielétrica do solo, pedem-se:
a) Desenhe o circuito elétrico correspondente do sistema
esquematizado e calcule a capacitância do sistema.
b) Expresse σ em função da resistência R e do raio r das
esferas.
25) (UFPR-1995) Na(s) questão(ões) a seguir, escreva no
espaço apropriado a soma dos itens corretos.
Com base nos conceitos e aplicações da Eletrostática, é
correto afirmar que:
(01) Se dois corpos A e B, inicialmente neutros, são
eletrizados por atrito entre si, então a carga de A (QA) e a
carga de B (QB) satisfazem a relação QA + QB = 0.
(02) Quando duas partículas eletricamente carregadas são
afastadas ao dobro de sua distância original, a força elétrica
entre ambas também fica duplicada.
(04) Se uma carga elétrica livre Q for colocada no ponto
médio do segmento de reta que liga duas outras cargas
fixas, +q e -q, então haverá uma força elétrica resultante
não nula sobre Q.
(08) Num campo elétrico uniforme, os pontos situados num
mesmo plano, perpendicular às linhas de força, têm o
mesmo potencial elétrico.
(16) Uma partícula puntiforme com carga de módulo q e
massa m, quando colocada num campo elétrico de módulo
E, experimentará uma aceleração de módulo igual a qE/m.
(32) Os capacitores podem ser usados para armazenar
energia potencial elétrica.
Marque como resposta a soma dos itens corretos.
26) (Mack-2005) Nas figuras abaixo, estão ilustradas duas
associações de capacitores, as quais serão submetidas a uma
mesma d.d.p. de 12V, assim que as respectivas chaves, kA e
kB, forem fechadas.
As relações entre as cargas elétricas (Q) adquiridas pelos
capacitores serão:
a) 4231 QQeQQ
b)
4231 5
1 QQeQQ
c) 4231 44 QQeQQ � �
d)
4231 54
5 QQeQQ �
e)
4231 4
1
4
1 QQeQQ
27) (Mack-2002) No circuito a seguir temos um gerador
elétrico de força eletromotriz 6,0 V e resistência interna de
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0,050:. Quando o amperímetro ideal assinala 0 A, o
voltímetro ideal assinala _____ V, a carga elétrica do
capacitor C1 é _____ µC e a carga elétrica do capacitor C2 é
_____ µC.
Os valores que preenchem correta e respectivamente as
lacunas, na ordem de leitura, são:
a) 6,0; 14,4 e 14,4.
b) 5,95; 14,4e 14,4.
c) 5,95; 9,6 e 14,4.
d) 6,0; 9,6 e 14,4.
e) 6,0; 14,4 e 9,6.
28) (Mack-1996) No circuito a seguir, estando o capacitor
com plena carga, levamos a chave k da posição 1 para a 2.
A quantidade de energia térmica liberada pelo resistor de
5:, após essa operação, é:
a) 1 J
b) 3 J
c) 6 J
d) 12 J
e) 15 J
29) (Mack-2004) No circuito ao lado, a lâmpada L apresenta
inscrição nominal (3W - 6V), o gerador elétrico utilizado é
considerado ideal e o capacitor não apresenta carga elétrica.
No momento em que a chave Ch é fechada, a lâmpada
acende e o amperímetro ideal A1 acusa uma intensidade de
corrente igual a 0,10 A. Instantes depois, a lâmpada apaga,
esse mesmo amperímetro marca zero e o amperímetro A2,
também ideal, indica:
a) 0,10A
b) 0,20A
c) 0,30A
d) 0,40A
e) 0,50A
30) (UFPB-2002) No circuito ao lado, tem-se que
:10R e C = 2 u 10- 6 F. No instante em que
i = 2 u 10- 1 A, determine:
a) a diferença de potencial entre os pontos P e Q.
b) a carga no capacitor.
31) (Mack-1998) No circuito dado , a chave k pode ser
ligada tanto ao ponto X como ao Y. Quando é ligada ao
ponto X, o amperímetro ideal A indica 0,4 A e quando é
ligada ao ponto Y, a energia elétrica armazenada no
capacitor é:
a) 2,25 u 10-1 J
b) 4,0 u 10-8 J
c) 8,0 u 10-8 J
d) 4,5 u 10-9 J
e) 9,0 u 10-9 J
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32) (Uniube-2002) No circuito de capacitores,
esquematizado abaixo, temos uma fonte ideal H = 100 V, e
capacitâncias C1 = 2,0 PF e C2 = 3,0 PF. Após carregados
os capacitores C1 e C2, sua cargas serão respectivamente,
a) 200 PC e 300 PC
b) 48 PC e 72 PC
c) 120 PC e 120 PC
d) 60 PC e 60 PC
33) (Mack-2007) No circuito elétrico ilustrado ao lado, tem-
se um amperímetro ideal A que indica 500 mA, quando a
chave K está ligada no ponto B. Ao se ligar a chave no
ponto D, a energia elétrica adquirida pelo capacitor é de
a) 5 . 10– 9 J
b) 10 . 10– 9 J
c) 15 . 10– 9 J
d) 20 . 10– 9 J
e) 25 . 10– 9 J
34) (Mack-1996) No circuito representado a seguir, o
gerador de força eletromotriz 10V é ideal e todos os
capacitores estão inicialmente descarregados. Giramos
inicialmente a chave CH para a posição (1) e esperamos até
que C1 adquira carga máxima. A chave Ch é então girada
para a posição (2). A nova diferença de potencial entre as
armaduras de C1 será igual a:
a) 8 V
b) 6 V
c) 5 V
d) 4 V
e) zero.
35) (UECE-2002) No circuito visto na figura a bateria é
ideal, com f.e.m. de 200 Volts. Também são ideais, o
capacitor (C = 100PF) e o resistor (R = 100K).
Ao fechar a chave S, o gráfico que melhor representa a
dependência da corrente (i) no circuito com o tempo (t),
supondo-se que o capacitor esteja inicialmente
descarregado, é:
a)
b)
c)
d)
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36) (Unifor-2002) No esquema está representado um
circuito com uma bateria e cinco capacitores idênticos.
De acordo com as ligações do esquema, o capacitor que
está com maior carga elétrica é o
a) C1
b) C2
c) C3
d) C4
e) C5
37) (Mack-2005) Num trabalho experimental, necessitou-se
determinar a carga elétrica armazenada nos capacitores do
circuito ilustrado abaixo.
Quando a chave K foi ligada ao ponto A, o amperímetro
ideal acusou uma intensidade de corrente de 500mA.
Quando a chave K foi ligada ao ponto B, cada um dos
capacitores ficou eletrizado com uma carga de
a) 10pC
b) 15pC
c) 20pC
d) 30pC
e) 90pC
38) (UNICAMP-2007) Numa tela de televisor de plasma,
pequenas células contendo uma mistura de gases emitem
luz quando submetidas a descargas elétricas. A figura
abaixo mostra uma célula com dois eletrodos, nos quais
uma diferença de potencial é aplicada para produzir a
descarga. Considere que os eletrodos formam um capacitor
de placas paralelas, cuja capacitância é dada por C = d
A0H
,onde H 0 = 8,9 ��10-12F/m, A é a área de cada eletrodo e d é
a distância entre os eletrodos.
a) Calcule a capacitância da célula.
b) A carga armazenada em um capacitor é proporcional à
diferença de potencial aplicada, sendo que a constante de
proporcionalidade é a capacitância. Se uma diferença de
potencial igual a 100V for aplicada nos eletrodos da célula,
qual é a carga que será armazenada?
c) Se a carga encontrada no item b) atravessar o gás em 1
P s (tempo de descarga), qual será a corrente média?
39) (Vunesp-2008) O cérebro funciona como uma espécie
de máquina eletrônica, uma vez que as informações
circulam por suas células através de impulsos elétricos. O
neurônio, representado na figura, possui uma “cauda”
denominada axônio, cuja membrana funciona como uma
espécie de capacitor.
Pode-se fazer um modelo do axônio, como um cilindro de
raio r = 5 x 10 -6 m e com uma capacitância dada pela
expressão C= Cm. 2 . π .r . L, em que L é o comprimento
do axônio e Cm = 10 -2 F/m 2. Por outro lado, a capacitância
C pode ser obtida experimentalmente, sabendo-se que i = C.
ΔV/Δt e que foi medido iA = 3 μA para Δt = 1ms e ΔV =
100 mV. Com base nessa informação, calcule um valor
típico do tamanho do axônio.
40) (Mack-1996) O circuito a seguir é provido de uma
chave Ch que, ao ficar inicialmente fechada, proporciona ao
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capacitor de 1,0 nF a carga elétrica Q1. Quando a chave é
aberta, a carga elétrica adquirida pelo capacitor é Q2. Os
valores de Q1 e Q2 são, respectivamente:
a) zero e zero
b) zero e 9,6×10-8 C
c) 9,6×10-8 C e zero
d) 4,25×10-8 C e 8,5×10-8 C
e) 8,5×10-8 C e 4,25×10-8 C
41) (UFMS-2003) O circuito abaixo apresenta capacitores de
capacitância C, inicialmente descarregados, e resistores de
resistência R. A força eletromotriz do circuito é H e a chave
K está inicialmente aberta. Assinale a(s) alternativa(s)
correta(s).
(01) No instante em que se fecha a chave, é nula a
intensidade de corrente no resistor imediatamente abaixo
dos capacitores.
(02) Depois de muito tempo que a chave foi fechada, com
os capacitores totalmente carregados, a ddp em cada
resistor será igual a H/2.
(04) Depois de muito tempo que a chave foi fechada, com
os capacitores totalmente carregados, a carga armazenada
em cada capacitor será igual a CH/4.
(08) Depois de muito tempo que a chave foi fechada, com
os capacitores totalmente carregados, a intensidade de
corrente nos resistores será igual a H/R.
(16) No instante em que se fecha a chave, a potência
total dissipada nos resistores é igual a H2 / 2R.
42) (ITA-2007) O circuito da figura é composto de duas
resistências, R1 = 1,0 ��103: �e R2 = 1,5 ��103: ,
respectivamente, e de dois capacitores, de capacitâncias C1
= 1,0 ��10-9F e C2 = 2,0 ��10-9F, respectivamente, além de
uma chave S, inicialmente aberta. Sendo fechada a chave S,
a variação da carga 'Q no capacitor de capacitância C1,
após determinado período, é de
a) -8,0 ��10-9C.
b) -6,0 ��10-9C.
c) -4,0 ��10-9C
d) +4,0 ��10-9C.
e) +8,0 ��10-9C.
43) (ITA-2004) O circuito elétrico mostrado na figura é
constituído por dois geradores ideais, com 45V de força
eletromotriz, cada um; dois capacitores de capacitâncias
iguais a 2 µF; duas chaves S e T e sete resistores, cujas
resistências estão indicadas na figura.
Considere que as chaves S e T se encontram inicialmente
fechadas e que o circuito está no regime estacionário.
Assinale a opção correta.
a) A corrente através do resistor d é de 7,5A.
b) A diferença de potencial em cada capacitor é de 15V.
c) Imediatamente após a abertura da chave T, a corrente
através do resistor g é de 3,75A.
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d) A corrente através do resistor e, imediatamente após a
abertura simultânea das chaves S e T, é de 1,0A.
e) A energia armazenada nos capacitores é de 6,4 × 10-4J.
44) (UFRJ-2005) Para a segurançados clientes, o
supermercado utiliza lâmpadas de emergência e rádios
transmissores que trabalham com corrente contínua. Para
carregar suas baterias, no entanto, esses dispositivos
utilizam corrente alternada. Isso é possível graças a seus
retificadores que possuem, cada um, dois capacitores de
1.400 PF, associados em paralelo. Os capacitores,
descarregados e ligados a uma rede elétrica de tensão
máxima igual a 170 V, estarão com carga plena após um
certo intervalo de tempo t. Considerando t, determine:
a) a carga elétrica total acumulada;
b) a energia potencial elétrica total armazenada.
45) (UFPE-2002) Quando dois capacitores, de capacitância
C1 e C2, são ligados a uma bateria, como mostrado na
figura abaixo, adquirem cargas Q1 e Q2, respectivamente.
Sabendo que C1 > C2, assinale a alternativa correta.
a) Q1 > Q2
b) Q2 = 2Q1
c) Q2 > Q1
d) Q1 < 2Q2
e) Q1 = Q2
46) (UECE-2007) Sabendo-se que o ar se torna condutor
quando o campo elétrico ultrapassa o valor de 30.000
Volts/cm, a carga elétrica máxima em Coulomb de um
capacitor de placas paralelas, de área 100 cm2 e tendo o ar
como dielétrico, e igual a (considere ε0, a permissividade do
ar, igual a 8,85 x 10-12 C2/Nm2):
a) 2,70 x 10-7
b) 6,00 x 10-7
c) 30,0 x 10-7
d) 67,0 x 10-7
47) (UFRJ-2001) Sabe-se que quando o campo elétrico
atinge o valor de 3 X 106 volts/metro o ar seco torna-se
condutor e que nestas condições um corpo eletrizado perde
carga elétrica.
Calcule:
a) o raio da menor esfera que pode ser carregada até o
potencial de 106 volts sem risco de descarregar através do ar
seco;
b) a carga Q armazenada nesta esfera. Use ke=9 X 109
Nm2/C2
48) (ITA-2003) Situado num plano horizontal, um disco gira
com velocidade angular ωconstante, em torno de um eixo
que passa pelo seu centro O. O disco encontra-se imerso
numa região do espaço onde existe um campo magnético
constante B
&
, orientado para cima, paralelamente ao eixo
vertical de rotação. A figura mostra um capacitor preso ao
disco (com placas metálicas planas, paralelas, separadas
entre si de uma distância L) onde, na posição indicada, se
encontra uma partícula de massa m e carga q > 0, em
repouso em relação ao disco, a uma distância R do centro.
Determine a diferença de potencial elétrico entre as placas
do capacitor, em função dos parâmetros intervenientes.
49) (Ponta Grossa-2002) Sobre um conjunto de três
capacitores associados em série é aplicada uma d.d.p. de
100 V, conforme mostra a figura abaixo. Com relação à
d.d.p. sobre os capacitores, assinale o que for correto.
(01) A d.d.p. sobre o capacitor c é igual a 20 V.
(02) A d.d.p. sobre os capacitores a e b é igual a 83,3 V.
(04) A d.d.p. se divide igualmente entre os três
capacitores.
(08) A d.d.p. sobre o capacitor b é igual a 50 V.
(16) A d.d.p. sobre cada um dos capacitores é igual à
tensão da fonte, 100 V.
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50) (Uniube-2001) Todo material condutor possui uma
capacitância, podendo, assim, ser um capacitor. Considere
duas esferas condutoras de raios diferentes, apoiadas sobre
suportes isolantes e conectadas por um fio condutor fino,
como mostra a figura. A capacitância da esfera A vale Ca =
4 x 10�12 F e a capacitância da esfera B é Cb = 2 x 10�12 F.
Uma carga total igual a Q = + 3,0 x 10�11C está distribuída
sobre as duas esferas, que se encontram sob um mesmo
potencial elétrico.
Nestas condições, as cargas nas esferas A e B são,
respectivamente,
a) Qa = +1,5 x 10�11 C e Qb = +1,5 x 10�11 C
b) Qa = +2,0 x 10�11 C e Qb = +1,0 x 10�11 C
c) Qa = +1,0 x 10�11 C e Qb = +2,0 x 10�11 C
d) Qa = +4,0 x 10�11 C e Qb = -1,0 x 10�11 C
51) (Speedsoft-2004) Três capacitores de capacitância C1 =
2 PF e C2 = 6 PF e C3 = 8 PF estão associados em paralelo
como mostra a figura abaixo.
Calcule:
a) a capacitância equivalente
b) a carga de cada capacitor
c) a carga total da associação
d) a tensão em cada capacitor
52) (Speedsoft-2004) Três capacitores de capacitância C1 =
8 PF e C2 = 10 PF e C3 = 40 PF estão associados em série
como mostra a figura abaixo.
Calcule:
a) a capacitância equivalente
b) a carga total da associação
c) a carga em cada capacitor
d) a tensão em cada capacitor
53) (UFC-2002) Três capacitores idênticos, quando
devidamente associados, podem apresentar uma
capacitância equivalente máxima de 18 PF. A menor
capacitância equivalente que podemos obter com esses
mesmos três capacitores é, em PF:
a) 8
b) 6
c) 4
d) 2
e) 1
54) (ITA-2002) Um capacitor de capacitância igual a 0,25
10�6 F é carregado até um potencial de 1,00.105 V, sendo
então descarregado até 0,40.105 V num intervalo de tempo
de 0,10 s, enquanto transfere energia para um equipamento
de raios-X. A carga total, Q, e a energia, H, fornecidas ao
tubo de raios-X, são melhor representadas respectivamente
por
a) Q = 0,005 C e H = 1250 J
b) Q = 0,025 C e H = 1250 J
c) Q = 0,025 C e H = 1050 J
d) Q = 0,015 C e H = 1250 J
e) Q = 0,015 C e H = 1050 J
55) (IME-1996) Um capacitor de placas paralelas está
carregado com +1PC, havendo entre as placas uma
distância de d1 metros. Em certo instante, uma das placas é
afastada da outra, em movimento, mantendo-a paralela e
em projeção ortogonal à placa fixa, faz-se a distância entre
elas variar conforme o gráfico a seguir, sendo d2 = 2d1 .
Esboce os gráficos da tensão v(t) e da carga q(t) no
capacitor, entre 0 e 2T segundos.
Dados:
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capacitância em t = 0: 1PF
área de cada placa: A m2
56) (AFA-2001) Um capacitor de placas planas e paralelas é
ligado a uma fonte de tensão de 10 V até ficar totalmente
carregado. A seguir é desligado da fonte e conectado a uma
resistência R, de maneira que se descarrega completamente
em 0,1 s, dissipando 1 W de potência. A capacitância, em
F, e a carga acumulada no capacitor, em C, são,
respectivamente,
a) 2 x 10-2 e 2 x 10-3
b) 2 x 10-3 e 2 x 10-2
c) 2 x 10-3 e 2 x 10-1
d) 2 x 10-1 e 2 x 10-3
57) (Fuvest-1994) Um capacitor é feito de duas placas
condutoras, planas e paralelas, separadas pela distância de
0,5mm e com ar entre elas. A diferença de potencial entre
as placas é de 200V.
a) Substituindo-se o ar contido entre as placas por uma
placa de vidro, de constante dielétrica cinco vezes maior do
que o do ar, e permanecendo constante a carga das placas,
qual será a diferença de potencial nessa nova situação?
b) Sabendo-se que o máximo campo elétrico que pode
existir no ar seco sem produzir descarga é de 0,8x106
volt/metro, determine a diferença de potencial máximo que
o capacitor pode suportar, quando há ar seco entre as
placas.
58) (UFPB-2006) Um capacitor é formado por três discos
metálicos, todos com o mesmo raio, dispostos
paralelamente entre si, sendo o disco central de
espessura d, e a separação entre os discos externos igual a
3 d, conforme a figura ao lado. Nessa configuração, o
dispositivo apresenta uma capacitância de 60 PF . Se o
disco central for retirado, qual será a nova capacitância, em
PF , do sistema?
59) (UFTM-2007) Um capacitor foi conectado a uma pilha
de ddp 1,5 V por meio de fios de resistência elétrica
insignificante.
Quando a chave for ligada, o voltímetro indicará
a) imediatamente o valor máximo de 1,5 V assim como o
amperímetro indicará no mesmo instante um valor máximo,
permanecendo ambas as leituras inalteradas com o passar
do tempo.
b) inicialmente 0 V, aumentando com o tempo até 1,5 V,
enquanto que o amperímetro manterá a indicação do valor
máximo e diferente de zero para a corrente elétrica.
c) inicialmente 1,5 V, mostrando gradativamente uma
queda na diferença de potencial até o valor 0 V, enquanto
que o amperímetro, partindo de 0 A, mostrará valores
crescentes até um valor máximo.
d) imediatamente 1,5 V, enquanto que o amperímetro
indicará o valor 0 A, mantendo ambasas indicações
inalteradas com o tempo.
e) imediatamente 1,5 V, enquanto que o amperímetro,
partindo de um valor máximo, mostrará uma gradual queda
de corrente até atingir o valor 0 A.
60) (Mack-1996) Um capacitor plano é ligado aos pontos A
e B do circuito a seguir e o amperímetro ideal A acusa a
passagem da corrente de 0,10A. O campo elétrico entre as
placas do capacitor é paralelo ao campo gravitacional da
Terra. Um corpúsculo C de massa m e carga elétrica q
permanece em equilíbrio entre as placas. Levando em
consideração o sinal da carga, a razão q/m vale (adote: g =
10 m/s2):
a) 1,0 C / kg
b) -1,0 C / kg
c) 1,0×10-2 C / kg
d) 1,0×10-3 C / kg
e) -1,0×10-3 C / kg
61) (VUNESP-2007) Um dispositivo para medir a carga
elétrica de uma gota de óleo é constituído de um capacitor
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polarizado no interior de um recipiente convenientemente
vedado, como ilustrado na figura.
A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do
repouso no interior do capacitor, onde existe um campo
elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo
elétrico, a gota inicia um movimento de queda com
aceleração 0,2g, onde g é a aceleração da gravidade. O
valor absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através
da expressão
a) Q = 0,8mg/E.
b) Q = 1,2E/mg.
c) Q = 1,2m/gE.
d) Q = 1,2mg/E.
e) Q = 0,8E/mg.
62) (Unicamp-2004) Um raio entre uma nuvem e o solo
ocorre devido ao acúmulo de carga elétrica na base da
nuvem, induzindo uma carga de sinal contrário na região do
solo abaixo da nuvem. A base da nuvem está a uma altura
de 2 km e sua área é de 200km2. Considere uma área
idêntica no solo abaixo da nuvem. A descarga elétrica de
um único raio ocorre em 10-3s e apresenta uma corrente de
50 kA. Considerando ε0 = 9 × 10-12 F / m, responda:
a) Qual é a carga armazenada na base da nuvem no instante
anterior ao raio?
b) Qual é a capacitância do sistema nuvem-solo nesse
instante?
c) Qual é a diferença de potencial entre a nuvem e o solo
imediatamente antes do raio?
63) (Unifesp-2004) Uma carga positiva Q em movimento
retilíneo uniforme, com energia cinética W, penetra em
uma região entre as placas de um capacitor de placas
paralelas, como ilustrado na figura.
Mantendo o movimento retilíneo, em direção perpendicular
às placas, ela sai por outro orifício na placa oposta com
velocidade constante e energia cinética reduzida para W / 4
devido à ação do campo elétrico entre as placas. Se as
placas estão separadas por uma distância L, pode-se
concluir que o campo elétrico entre as placas tem módulo:
a) 3W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.
b) 3W/(4QL) e aponta no sentido contrário a x.
c) W/(2QL) e aponta no sentido do eixo x.
d) W/(2QL) e aponta no sentido contrário a x.
e) W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.
64) (UFPE-2002) Uma nuvem eletrizada está situada a
1000 m de altura, paralelamente à superfície da Terra,
formando com esta um capacitor plano de 15 nF. Quando o
campo elétrico no ar (entre a nuvem e a Terra) atinge o
valor de 3,0 x 106 N/C, ocorre um relâmpago. Calcule a
carga elétrica, em C, que se encontrava armazenada na
nuvem, no instante da descarga elétrica.
65) (ITA-2006) Vivemos dentro de um capacitor gigante,
onde as placas são a superfície da Terra, com carga - Q e a
ionosfera, uma camada condutora na atmosfera, a uma
altitude h = 60km, carregada com carga +Q. Sabendo que
nas proximidades do solo junto à superfície da Terra, o
módulo do campo elétrico médio é de 100V/m e
considerando h << raio da terra #�6400km, determine a
capacitância deste capacitor gigante e a energia elétrica
armazenada. Considere 1/(4SH 0) = 9,0 ��109Nm2/C2.
66) (ITA-1996) Você tem três capacitores iguais,
inicialmente carregados com a mesma carga, e um resistor.
O objetivo é aquecer o resistor através da descarga dos três
capacitores. Considere então as seguintes possibilidades:
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IV. descarregando cada capacitor individualmente, um
após o outro, através do resistor.
Assim, se toda energia dissipada for transformada em calor,
ignorando as perdas para o ambiente, pode se afirmar que:
a) o circuito I é o que corresponde à maior geração de calor
no resistor.
b) o circuito II é o que gera menos calor no resistor.
c) o circuito III é o que gera mais calor no resistor.
d) a experiência IV é a que gera mais calor no resistor.
e) todas elas geram a mesma quantidade de calor no
resistor.
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Gabarito
1) Alternativa: D
2) Alternativa: A
3) Alternativa: C
4) Alternativa: D
5) i
f
Q
Q
= � �k
k
�1
2
6) Alternativa: C
7) Alternativa: C
8) Alternativa: C
9) Quantidade de calor = 72 x 10�6 J
10) Alternativa: D
11) Alternativa: B
12) Alternativa: B
13) Alternativa: B
14) Os capacitores desconhecidos serão aqui nomeados
como C1 e C2. Quando os capacitores estão conectados em
série a bateria, obtém-se:
H
q
=
1
21
11
�
¸̧
¹
·
¨̈
©
§
�
CC
= 21
21
CC
CC
� (1)
No caso da ligação em paralelo, obtém-se:
H
q4
= (C1 + C2) (2)
Substituindo (2) em (1), encontra-se:
C1 = 2
2
24
C
q
H . (3)
Substituindo (3) em (2), encontra-se após alguma
manipulação algébrica:
C
2
2 - H
q4
C2 +
2
24
H
q
=
2
2
2
¸
¹
·
¨
©
§ �
H
qC
= 0 Æ C2 = H
q2
(4)
Substituindo (4) em (3), encontra-se:
C1 = H
q2
. (5)
15) Alternativa: B
16) Alternativa: D
17) Alternativa: B
18) Alternativa: E
19) a) 5 × 10-6 J
b) Diminui conforme as placas vão descarregando.
c) 5 × 10-6 J
20) Alternativa: C
21) Alternativa: C
22) Alternativa: A
23) Alternativa: A
24) a)
E
iC
V
H
onde E força eletromotriz da bateria e i é a
corrente elétrica no circuito.
b) RrS
V
2
1
25) S = 61
26) Alternativa: D
27) Alternativa: A
28) Alternativa: C
29) Alternativa: B
30) a) U = 2 V
b) Q = 4 x 10-6 C
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31) Alternativa: D
32) Alternativa: C
33) Alternativa: E
34) Alternativa: A
35) Alternativa: C
36) Alternativa: B
37) Alternativa: A
38) a) C | �1,0 ��10–14F
b) Q = 1,0 ��10–12C
c) im �1,0. 10-6 A�
39) L = 9,54 . 10-2 m
40) Alternativa: B
41) 01 V
02 V
04 V
08 F
16 F
42) Alternativa: B
43) Alternativa: C
44) a)
μF 2.8001.4001.400CCC === ++
21
U
Q
C =
C 0,48#� C0,476==
=
)10()10(2,8)10(1,7Q
C UQ
63 ××××
×
2
b) 2
2
P
CU
E =
J 40,5#
�
J 40,462
)10(1,7)()10(2,8E ==
223 ××××
P
10 6
45) Alternativa: A
46) Alternativa: A
47) a) R = 1/3 m
b)
CQ 310
27
1 ��
48) q
qBmRLU )( � ZZ
49) Soma = 8
50) Alternativa: B
51) a) CEQ = 16 PF
b) Q1 = 100 PC; Q2 = 300 PC; Q3 = 400 PC
c) QTOT = 800 PC
d) U1 = U2 = U3 = 50 V
52) a) CEQ = 4 PF
b) QTOT = 320 PC
c) Q1 = Q2 = Q3 = 320 PC
d) U1 = 40 V; U2 = 32 V; U3 = 8 V
53) Alternativa: D
54) Alternativa: E
55) Resposta: Supondo que a carga no capacitor permaneça
constante, os gráficos pedidos serão assim:
56) Alternativa: B
57) a) U´= 40V
b) UMAX = 400V
58) Resposta: 40
59) Alternativa: E
60) Alternativa: E
61) Alternativa: A
62) a) Q = 50 C
b) C = 0,9 PF
c) U = 5,5 × 107 V
63) Alternativa: B
64) Q = 45 coulombs
65) C = 75mF
66) Alternativa: B
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Exercícios com Gabarito de Física
Superfícies Equipotenciais e Linhas de
Força
1) (Faap-1996) A figura mostra, em corte longitudinal, um
objeto metálico oco, eletricamente carregado. Em qual das
regiões assinaladas há maior concentração de carga?
a) E
b) D
c) C
d) B
e) A
2) (FEI-1994) Duas cargas puntiformes q1 = +6 C e q2 = 2
C estão separadas por uma distância d. Assinale a
alternativa que melhor represente aslinhas de força entre
q1 e q2:
3) (Fuvest-2000) Na figura mostrada na folha de respostas,
estão representadas as superfícies equipotenciais do
potencial eletrostático criado por duas esferas carregadas
S1 e S2 . Os centros das esferas estão sobre a reta OO’. A
diferença de potencial entre duas linhas sucessivas é de 1
volt, e as equipotenciais de - 3V e - 4 V estão indicadas no
gráfico.
a) Identifique os sinais das cargas elétricas Q1 e Q2 nas
esferas S1 e S2 . Indique a relação entre os módulos das
cargas |Q1 | e |Q2 |, utilizando os símbolos >, < ou = .
b) Represente, na figura, direção e sentido do vetor campo
elétrico E no ponto A.
c) Estime o valor do campo elétrico E no ponto A, em N/C
(newton/coulomb), utilizando a escala de distâncias
indicada na figura.
d) Se existirem um ou mais pontos em que o campo
elétrico seja nulo, demarque, com a letra N,
aproximadamente, a região onde isso acontece. Se em
nenhum ponto o campo for nulo, registre na folha de
respostas: “Em nenhum ponto o campo é nulo”.
4) (Fuvest-2003) Duas pequenas esferas metálicas, A e B,
são mantidas em potenciais eletrostáticos constantes,
respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do
gráfico representam as intersecções, com o plano do
papel, das superfícies equipotenciais esféricas geradas por
A, quando não há outros objetos nas proximidades. De
forma análoga, as linhas tracejadas representam as
intersecções com o plano do papel, das superfícies
equipotenciais geradas por B. Os valores dos potenciais
elétricos dessas superfícies estão indicados no gráfico. As
questões se referem à situação em que A e B estão na
presença uma da outra, nas posições indicadas no gráfico,
com seus centros no plano do papel.
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a) Trace, com caneta, em toda a extensão do gráfico da
folha de respostas, a linha de potencial V = 0, quando as
duas esferas estão nas posições indicadas. Identifique
claramente essa linha por V = 0.
b) Determine, em volt/metro, utilizando dados do gráfico,
os módulos dos campos elétricos EPA e EPB criados, no
ponto P, respectivamente, pelas esferas A e B.
c) Represente, em uma escala conveniente, no gráfico,
com origem no ponto P, os vetores EPA, EPB e o vetor
campo elétrico EP resultante em P. Determine, a partir
desta construção gráfica, o módulo de EP, em volt/metro.
d) Estime o módulo do valor do trabalho , em joules,
realizado quando uma pequena carga q = 2,0nC é levada
do ponto P ao ponto S, indicados no gráfico. (2,0nC = 2,0
nanocoulombs = 2,0 × 10-9C).
5) (ITA-2000) A figura mostra uma carga positiva q
puntiforme próxima de uma barra de metal.
O campo elétrico nas vizinhanças da carga puntiforme e da
barra está representado pelas linhas de campo mostradas
na figura. Sobre o módulo da carga da barra |Qbar|,
comparativamente ao módulo da carga puntiforme
positiva |q|, e sobre a carga líquida da barra Qbar,
respectivamente, pode-se concluir que:
a) |Qbar| > |q| e Qbar > 0.
b) |Qbar| < |q| e Qbar < 0.
c) |Qbar| = |q| e Qbar = 0.
d) |Qbar| > |q| e Qbar < 0.
e) |Qbar| < |q| e Qbar > 0.
6) (ITA-2000) Um fio de densidade linear de carga positiva
λ atravessa três superfícies fechadas A, B e C, de formas
respectivamente cilíndrica, esférica e cúbica, como mostra
a figura.
Sabe-se que A tem comprimento L = diâmetro de B =
comprimento de um lado de C, e que o raio da base de A é
a metade do raio da esfera B. Sobre o fluxo do campo
elétrico, φ, através de cada superfície fechada, pode-se
concluir que:
a) φA = φB = φC.
b) φA > φB > φC.
c) φA < φB < φC.
d) φA / 2 = φB = φC.
e) φA = 2φB = φC.
7) (UECE-2000) Em uma região do espaço existe uma
distribuição de cargas que causam um campo elétrico
representado na figura através de suas linhas
equipotenciais.
Se colocarmos um próton com velocidade nula sobre a
equipotencial de 300V ele:
a) permanecerá parado
b) se deslocará ao longo da mesma equipotencial
c) se deslocará para a equipotencial de 350V
d) se deslocará para a equipotencial de 250V
8) (UFF-2001) Estão representadas, a seguir, as linhas de
força do campo elétrico criado por um dipolo.
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Considerando-se o dipolo, afirma-se:
I. A representação das linhas de campo elétrico
resulta da superposição dos campos criados pelas cargas
puntiformes.
II. O dipolo é composto por duas cargas de mesma
intensidade e sinais contrários.
III. O campo elétrico criado por uma das cargas
modifica o campo elétrico criado pela outra.
Com relação a estas afirmativas, conclui-se:
a) Apenas a I é correta.
b) Apenas a II é correta.
c) Apenas a III é correta.
d) Apenas a I e a II são corretas.
e) Apenas a II e a III são corretas.
9) (UFSCar-2001) Na figura está representada uma linha de
força de um campo elétrico, um ponto P e os vetores A
&
,
B
&
,C
&
,D
&
e E
&
.
Se uma partícula de carga elétrica positiva,
suficientemente pequena para não alterar a configuração
desse campo elétrico, for colocada nesse ponto P, ela sofre
a ação de uma força F., melhor representada pelo vetor:
a) A
&
b) B
&
c) C
&
d) D
&
e) E
&
10) (UFU-2001) Analise as afirmações abaixo e responda
de acordo com o código que se segue.
I. O valor de ε para que a corrente no circuito seja
de 2 A, é de 4 V, independente do sentido (horário ou anti-
horário) da corrente.
II. Um próton é abandonado no ponto P de uma
região onde existe um campo elétrico (visualizado pelas
linhas de força). Considerando que a única força atuante
sobre ele seja a exercida pelo referido campo, pode-se
afirmar que o próton não seguirá a trajetória coincidente
com a linha de força do campo.
III. Se um bastão carregado eletricamente atrai um
pequeno objeto, então o objeto está carregado com carga
de sinal oposto à do bastão.
a) I e II são INCORRETAS.
b) Apenas I é INCORRETA.
c) I e III são INCORRETAS.
d) Apenas III é INCORRETA.
11) (UFV-1996) Na figura estão representadas algumas
linhas de força do campo criado pela carga Q. Os pontos A,
B, C e D estão sobre circunferências centradas na carga.
Assinale a alternativa FALSA:
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a) Os potenciais elétricos em A e C são iguais.
b) O potencial elétrico em A é maior do que em D.
c) Uma carga elétrica positiva colocada em A tende a se
afastar da carga Q.
d) O trabalho realizado pelo campo elétrico para deslocar
uma carga de A para C é nulo.
e) O campo elétrico em B é mais intenso do que em A.
12) (Unicenp-2002) O campo elétrico é uma região do
espaço em torno de uma carga ou superfície carregada (Q),
onde qualquer corpo eletrizado fica sujeito à ação de uma
força de origem elétrica. Representamos o campo elétrico
por linhas de força, que são linhas imaginárias, tangentes
aos vetores campo elétrico em cada ponto e no mesmo
sentido dos vetores campo elétrico.
Ao tentar ler o parágrafo que trata das propriedades das
linhas de força de um campo elétrico, Paulo verificou que
seu livro de Física apresentava algumas falhas de
impressão )lacunas). O parágrafo mencionado com as
respectivas lacunas era o seguinte:
As linhas de força saem de cargas A , B se
cruzam e quanto mais C maior é a intensidade do
campo elétrico nessa região.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas A, B e C:
a) positivas; nunca; próximas
b) positivas; nunca; afastadas
c) negativas; sempre; próximas
d) negativas; sempre; afastadas
e) negativas; nunca; próximas
13) (UNIFESP-2008) A figura representa a configuração de
um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas,
A e B.
Assinale a linha da tabela que apresentaas indicações
corretas para as convenções gráficas que ainda não estão
apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as
que já estão apresentadas (linhas cheias e tracejadas).
Carga da
partícula
A
Carga da
partícula
B
Linhas cheias
com setas
Linhas
tracejadas
a) (+) (+) Linhas de força Superfície
equipotencial
b) (+) ( - ) Superfície
equipotencial
Linhas de força
c) ( - ) ( - ) Linhas de força Superfície
equipotencial
d) ( - ) (+) Superfície
equipotencial
Linhas de força
e) (+) ( - ) Linhas de força Superfície
equipotencial
14) (Unirio-1998) Quando duas partículas eletrizadas com
cargas simétricas são fixadas em dois pontos de uma
mesma região do espaço, verifica-se, nesta região, um
campo elétrico resultante que pode ser representado por
linhas de força. Sobre essas linhas de força é correto
afirmar que se originam na carga:
a) Positiva e podem cruzar-se entre si.
b) Positiva e não se podem cruzar entre si.
c) Positiva e são paralelas entre si.
d) Negativa e podem cruzar-se entre si.
e) Negativa e não se podem cruzar entre si.
15) (Vunesp-2001) Quando a atmosfera está em condições
de estabilidade - não se avizinham tempestades, por
exemplo - existe um campo elétrico uniforme nas
proximidades da superfície terrestre de intensidade 130
V/m, aproximadamente, tendo a Terra carga negativa e a
atmosfera carga positiva.
a) Trace no caderno de respostas uma linha horizontal para
representar a superfície da Terra, atribuindo a essa linha o
potencial 0,0 V. Represente as linhas eqüipotenciais acima
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dessa linha, correspondentes às alturas 1,0 m, 2,0 m, 3,0
m, 4,0 m e 5,0 m, assinalando, de um lado de cada linha, a
altura, e do outro, o respectivo potencial elétrico.
b) Qual deveria ser a carga elétrica de um corpo de massa
1,3 kg para que ele ficasse levitando graças a esse campo
elétrico? (Adote g = 10 m/s2.)
Isso seria possível na prática? Considere que uma nuvem
de tempestade tem algumas dezenas de coulombs e
justifique sua resposta.
16) (Fuvest-1998) Um capacitor é formado por duas placas
paralelas, separadas 10 mm entre si. Considere as placas
do capacitor perpendiculares ao plano do papel. Na figura
são mostradas as intersecções das placas P1 e P2 e de
algumas superfícies equipotenciais com o plano do papel.
Ao longo do eixo médio AA', o campo elétrico é uniforme
entre as placas e seu valor é E = 10 V/m. As superfícies
equipotenciais indicadas estão igualmente espaçadas de
1mm ao longo do eixo. Uma carga q = 1012 C é levada do
ponto 0 ao ponto P, indicados na figura. O trabalho
realizado é:
a) 0 J
b) 5x1014J
c) 1x1011J
d) 4x1014J
e) 1x1010J
17) (PUC - MG-2007) A figura mostra um campo elétrico
uniforme e três superfícies equipotenciais, representadas
por A, B e C. Considerando-se o módulo do campo elétrico
como 4,0 x 102 V/m, então o trabalho necessário para se
levar uma carga q= 1,0 x 10-6 C do ponto 2 até o ponto 6
pela trajetória retilínea 2 5 6 será de :
a) W = 4,0 x 10-4 J
b) W = 1,0 x 10-4 J
c) W = 6,0 x 10-5J
d) W = 8,0 x 10-5 J
18) (UFC-1999) Considere o campo elétrico uniforme, E,
representado pelo conjunto de linhas de força na figura
abaixo. Sobre o potencial elétrico nos pontos A, B e C,
marcados com o sinal (+), é correto afirmar que:
a) o potencial elétrico é o mesmo em todos os pontos;
b) o potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto B;
c) o potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto C;
d) o potencial elétrico do ponto B é maior que o do ponto
C;
e) o potencial elétrico do ponto A é menor que o do ponto
B.
19) (UFRS-1998) Uma carga elétrica puntiforme positiva
é deslocada ao longo dos três segmentos indicados na
figura abaixo, AB, BC e CA, em uma região onde existe um
campo elétrico uniforme, cujas linhas de força estão
também representadas na figura.
Assinale a alternativa correta:
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a) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho negativo.
b) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
c) De A até B a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho de módulo igual a | CA| × cos , onde | CA | é o
módulo do trabalho realizado por esta força entre C e A.
d) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho nulo.
e) De B até C a força elétrica realiza sobre a carga um
trabalho igual àquele realizado entre A e B.
20) (UFU-2006) Na figura abaixo, são apresentadas cinco
linhas equipotenciais, A-E, com os respectivos valores do
potencial elétrico.
Inicialmente, um aglomerado de partículas com carga total
igual a 2,0 C está sobre a equipotencial A. Esse aglomerado
é deslocado para a equipotencial B. Em B o aglomerado
sofre uma mudança estrutural e sua carga passa de 2,0 C
para 1,5 C. Esse novo aglomerado de 1,5 C é deslocado
para a equipotencial C e, em seguida, para D, conservando-
se a carga de 1,5 C. Em D ocorre uma nova mudança
estrutural e sua carga passa para 1,0 C. Por último, esse
aglomerado de 1,0 C é deslocado para a equipotencial E.
Considerando as afirmações apresentadas no enunciado
acima, assinale a alternativa que corresponde ao trabalho
realizado sobre o aglomerado para deslocálo de A para E.
a) 12 J
b) 16 J
c) 8 J
d) 10 J
21) (UNIFESP-2006) Na figura, as linhas tracejadas
representam superfícies equipotenciais de um campo
elétrico; as linhas cheias I, II, III, IV e V representam cinco
possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva,
realizadas entre dois pontos dessas superfícies, por um
agente externo que realiza trabalho mínimo.
A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é:
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) V.
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GABARITO
1) Alternativa: B
2) Alternativa: C
3) a) Os potenciais elétricos dos pontos do campo são
negativos, independentemente da posição relativa às
esferas - o que sugere que os sinais das cargas de S1 e S2
são negativos. A maior concentração de S.E. em torno de
S2 implica |Q 2 | > |Q 1 |.
b) O vetor campo elétrico é perpendicular à S.E. e aponta
para o menor potencial (ver figura).
c) Tomando as superfícies A e B apresentadas na figura e,
estimando a distância AB = 0,5cm e
E x 0,5 x 10-2 = 1 portanto E = 200 N/C
d) veja figura
4) a)
b) EPA = 6250 V/m e EPB = 3125 V/m
c)
EP = 7812,5 V/m
d) = 7 x 10-7 J
5) Alternativa: B
6) Alternativa: A
7) Alternativa: D
8) Alternativa: D
9) Alternativa: A
10) Alternativa: D
11) Alternativa: E
12) Alternativa: A
13) Alternativa: E
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14) Alternativa: B
15) a)
b) Q = 0,1 C. Não seria possível um corpo possuir esta
carga pois ele teria que ter dimensões enormes para que
esta carga não escapasse dele.
16) Alternativa: D
17) Alternativa: B
18) Alternativa: E
19) Alternativa: D
20) Alternativa: A
21) Alternativa: E
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1
Questão 01 - (UECE)
Uma bateria de 12 V de tensão e 60 A.h de
carga alimenta um sistema de som,
fornecendo a esse sistema uma potência de
60 W. Considere que a bateria, no início, está
plenamente carregada e alimentará apenas o
sistema de som, de maneira que a tensão da
bateria permanecerá 12 V até consumir os 60
A.h de carga. O tempo Máximo de
funcionamento ininterrupto do sistema de
som em horas é:
a) 08
b) 10
c) 12
d) 14
Questão 02 - (UECE)
A figura abaixo mostra a chapa de
especificaçõesde uma máquina de lavar
roupas. Nessa chapa, estão identificadas três
grandezas físicas características do
equipamento.
Essas grandezas são, respectivamente,
a) voltagem, freqüência e potência.
b) corrente, freqüência e potência.
c) voltagem, período e corrente.
d) corrente, período e voltagem.
Questão 03 - (FATEC SP)
Atualmente, a maioria das pessoas tem
substituído, em suas residências, lâmpadas
incandescentes por lâmpadas fluorescentes,
visando a uma maior economia. Sabendo-se
que a luminosidade da lâmpada fluorescente
de 15 W equivale à da lâmpada
incandescente de 60 W, o efeito da
substituição de uma lâmpada incandescente
que funcione em média 6 horas por dia por
outra fluorescente será uma economia
mensal, em kWh, de
a) 4,5.
b) 8,1.
c) 10,2.
d) 13,5.
e) 15,0.
Questão 04 - (UFG GO)
A figura a seguir mostra o comportamento
elétrico típico de uma célula de combustível
de H2.
Considerando esses dados, a corrente
elétrica, em mA, que será fornecida com a
maior potência de operação, será de:
a) 0,2
b) 1,0
c) 1,4
d) 1,6
e) 1,8
Questão 05 - (UFT TO)
Uma pessoa demora 45 minutos em seu
banho diário. Sabe-se que seu chuveiro
consome uma potência de 5000 Watts e
voltagem de 220Volts, e que o custo da
energia é R$ 0,20 por [kW·h]. Quanto esta
pessoa gasta mensalmente com seus banhos?
Considere que a pessoa toma um banho por
dia, e que o mês tem 30 dias.
a) R$10,00
b) R$12,50
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2
c) R$22,50
d) R$75,00
e) R$75,50
Questão 06 - (UCS RS)
Um dispositivo elétrico possui inicialmente
uma energia interna de 550 J. Então, passa a
receber de uma corrente elétrica uma
quantidade de energia por tempo equivalente
a 50 W, e passa a liberar na forma de
radiação eletromagnética uma quantidade de
energia por tempo equivalente a 20 W.
Quando o dispositivo elétrico atingir uma
energia interna de 1000 J, ele derrete. Quanto
tempo levará para isso acontecer? (Despreze
qualquer outra perda ou ganho de energia
fora dos processos mencionados acima.)
a) 8 s
b) 20 s
c) 28 s
d) 15 s
e) 55 s
Questão 07 - (UNIRG)
A figura a seguir mostra uma arma de
choque utilizada para defesa pessoal.
Esse aparelho, quando em funcionamento,
fornece uma corrente de 2 µA
(microampères) em uma tensão de 50.000
volts, o que é suficiente para incapacitar uma
pessoa, sem provocar nela danos
permanentes. A potência elétrica liberada
durante um choque com essas características,
em watts, é de
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
Questão 08 - (UFPR)
Atualmente, os aparelhos eletrodomésticos
devem trazer uma etiqueta bem visível
contendo vários itens do interesse do
consumidor, para auxiliá-lo na escolha do
aparelho. A etiqueta à direita é um exemplo
modificado (na prática as faixas são
coloridas), na qual a letra A sobre a faixa
superior corresponde a um produto que
consome pouca energia e a letra G sobre a
faixa inferior corresponde a um produto que
consome muita energia. Nesse caso, trata-se
de etiqueta para ser fixada em um
refrigerador. Suponha agora que, no lugar
onde está impresso XY,Z na etiqueta, esteja
impresso o valor 41,6. Considere que o custo
do KWh seja igual a R$ 0,25. Com base
nessas informações, assinale a alternativa
que fornece o custo total do consumo dessa
geladeira, considerando que ela funcione
ininterruptamente ao longo de um ano.
(Desconsidere o fato de que esse custo
poderá sofrer alterações dependendo do
número de vezes que ela é aberta, do tempo
em que permanece aberta e da temperatura
dos alimentos colocados em seu interior.)
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3
a) R$ 124,8.
b) R$ 499,2.
c) R$ 41,6.
d) R$ 416,0.
e) R$ 83,2.
Questão 09 - (UEPB)
O sistema de distribuição da eletricidade nas
residências se dá através de três sistemas:
monofásico (uma fase e um neutro), bifásico
(duas fases A e B, por exemplo, e um neutro)
e o trifásico (três fases A, B e C, por
exemplo, e um neutro). Nas grandes cidades,
o sistema de distribuição da eletricidade na
maioria das residências costuma ser bifásico,
que se dá da seguinte maneira:
A partir do poste da rua, chegam à casa do
consumidor três fios; após passarem pelo
“relógio da luz”, o medidor da energia
elétrica, esses fios são distribuídos pela casa
(figura abaixo). Para não haver sobrecarga,
costuma-se fazer uma separação, criando-se
duas redes. Assim, os equipamentos
existentes nas residências são projetados para
serem ligados entre uma fase e o neutro (por
exemplo, uma lâmpada) e/ou entre duas fases
(por exemplo, um chuveiro). Em alguns
locais estratégicos da casa costumam ser
colocadas “caixas de luz” que, além de
racionalizar e sistematizar as ligações feitas,
permitem a colocação de fusíveis ou
disjuntores, que interrompem a passagem da
corrente elétrica quando esta se torna
excessiva.
Acerca do assunto tratado no texto, em
relação ao consumo de energia elétrica da
residência, resolva a seguinte situação-
problema:
A figura abaixo representa parte de um
circuito elétrico de uma residência, com
alguns componentes eletrodomésticos
identificados com suas respectivas potências
(tabela abaixo). A instalação elétrica desta
residência está ligada a uma rede monofásica
de 220V e protegida por um disjuntor ou
fusível F.
Considerando que todos os equipamentos
estejam ligados ao mesmo tempo, o
consumo de energia elétrica da
residência, em kWh, durante 120
minutos, é:
a) 4,56
b) 3,52
c) 6,32
d) 2,84
e) 5,34
Questão 10 - (UEPG PR)
Um ebulidor de resistência elétrica igual a
75,0 Ω está envolto por 0,20 kg de gelo a 0
ºC. Os terminais do ebulidor são conectados
a uma fem que gera uma corrente elétrica de
intensidade igual a 2 A através dele, durante
1,4 minutos. Considere que toda energia
dissipada pelo ebulidor foi integralmente
absorvida pelo gelo. Considere, ainda, 1 cal
= 4,2 J; Cágua= 1 cal/g ºC e Lf(água) = 80 cal/g.
Sobre esse evento físico, assinale o que for
correto.
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4
01. A potência do ebulidor é igual a 300
W.
02. A energia dissipada pelo ebulidor
foi 25.200 J.
04. A diferença de potencial entre os
terminais do ebulidor, durante o
processo, foi de 150 V.
08. Ao final do processo tem-se 125 g
de gelo e 75 g de água.
16. A temperatura final do sistema é 0
ºC.
Questão 11 - (UNESP)
Células fotovoltaicas foram idealizadas e
desenvolvidas para coletar a energia solar,
uma forma de energia abundante, e convertê-
la em energia elétrica. Estes dispositivos são
confeccionados com materiais
semicondutores que, quando iluminados, dão
origem a uma corrente elétrica que passa a
alimentar um circuito elétrico. Considere
uma célula de 100 cm2 que, ao ser iluminada,
possa converter 12% da energia solar
incidente em energia elétrica. Quando um
resistor é acoplado à célula, verifica-se que a
tensão entre os terminais do resistor é 1,6 V.
Considerando que, num dia ensolarado, a
célula recebe uma potência de 1 kW por
metro quadrado, calcule a corrente que passa
pelo resistor.
Questão 12 - (UFJF MG)
O gráfico mostra a potência elétrica, em kW,
consumida na residência de um morador da
cidade de Juiz de Fora, ao longo do dia. A
residência é alimentada com uma voltagem
de 120 V. Essa residência tem um disjuntor
que desarma, se a corrente elétrica
ultrapassarum certo valor, para evitar danos
na instalação elétrica. Por outro lado, esse
disjuntor é dimensionado para suportar uma
corrente utilizada na operação de todos os
aparelhos da residência, que somam uma
potência total de 7,20 kW.
a) Qual é o valor máximo de corrente
que o disjuntor pode suportar?
b) Qual é a energia em kWh consumida
ao longo de um dia nessa residência?
c) Qual é o preço a pagar por um mês de
consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50?
Questão 13 - (UFU MG)
Em uma escola secundária de uma cidade à
beira mar, onde a temperatura da água na
torneira do laboratório escolar era 20 ºC e a
tensão na instalação elétrica 120 V, um
grupo de alunos aqueceu 300 cm3 de água
em uma xícara, utilizando um aquecedor
elétrico portátil de potência elétrica
desconhecida. Essa água entrou em ebulição
após 200 s da aplicação do referido
aquecedor.
Considerando que toda a energia fornecida
pelo aquecedor foi utilizada para aumentar a
temperatura da água e utilizando os dados
- 1 cal = 4J;
- densidade da água = 1 g / cm3;
- calor específico da água = 1 cal / (gº
C),
determine:
a) a quantidade de calor utilizada pela
água para entrar em ebulição.
b) a potência elétrica do aquecedor.
c) a corrente elétrica no aquecedor.
d) a resistência elétrica do aquecedor.
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5
01. C
02. A
03. B
04. D
05. C
06. D
07. A
08. A
09. D
10. C C C C C
11. 0,75 A
12. a) 60 A
b) 24kWh
c) R$ 360,00
13.a) 24 000cal ou 96 000J
b) 480W
c) 4A
d) 30 ohms