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Prof. Daniel Ortega Física Br Lista de Exercícios – Lei de Coulomb 1. (Eear 2017) Duas cargas são colocadas em uma região onde há interação elétrica entre elas. Quando separadas por uma distância d, a força de interação elétrica entre elas tem módulo igual a F. Triplicando-se a distância entre as cargas, a nova força de interação elétrica em relação à força inicial, será a) diminuída 3 vezes b) diminuída 9 vezes c) aumentada 3 vezes d) aumentada 9 vezes 2. (Puc-RJ 2017) Duas cargas pontuais q1 e q2 são colocadas a uma distância R entre si. Nesta situação, observa-se uma força de módulo F0 sobre a carga q2. Se agora a carga q2 for reduzida à metade e a distância entre as cargas for reduzida para R/4, qual será o módulo da força atuando em q1? a) F0 /32 b) F0 /2 c) 2F0 d) 8F0 e) 16F0 3. (Fuvest 2016) Duas pequenas esferas, E1 e E2, feitas de materiais isolantes diferentes, inicialmente neutras, são atritadas uma na outra durante 5 s e ficam eletrizadas. Em seguida, as esferas são afastadas e mantidas a uma distância de 30 cm, muito maior que seus raios. A esfera E1 ficou com carga elétrica positiva de 0,8 nC. Determine a) a diferença N entre o número de prótons e o de elétrons da esfera E1, após o atrito; b) o sinal e o valor da carga elétrica Q de E2, após o atrito; c) a corrente elétrica média I entre as esferas durante o atrito; d) o módulo da força elétrica F que atua entre as esferas depois de afastadas. 4. (Ulbra 2016) Considere duas cargas, Qa= 4 μC e Qb= -5 μC, separadas por 3cm no vácuo. Elas são postas em contato e, após, separadas no mesmo local, por 1cm. Qual o sentido e o valor da força eletrostática entre elas, após o contato? a) Atração; 0,2N b) Atração; 2,5N c) Aração; 200,0N d) Repulsão; 0,2N e) Repulsão; 22,5N 5. (Puc-RS 2016) Três esferas de dimensões desprezíveis A, B e C estão eletricamente carregadas com cargas elétricas respectivamente iguais a 2q, q e q. Todas encontram-se fixas, apoiadas em suportes isolantes e alinhadas horizontalmente, como mostra a figura abaixo: 8) O módulo da força elétrica exercida por B na esfera C é F. O módulo da força elétrica exercida por A na esfera B é a) F/4 b) F/2 c) F d) 2F e) 4F 6. (Unicamp 2013) Em 2012 foi comemorado o centenário da descoberta dos raios cósmicos, que são partículas provenientes do espaço. a) Os neutrinos são partículas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria do Sol. Sabendo-se que a distância do Sol à Terra é igual a 1,5.1011 m, e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0.108 m/s, calcule o tempo de viagem de um neutrino solar até a Terra. b) As partículas ionizam o ar e um instrumento usado para medir esta ionização é o eletroscópio. Ele consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas. De forma simplificada, as hastes podem ser tratadas como dois pêndulos simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremidades. O módulo da força elétrica entre as cargas é dado por F = k.q2/d2, sendo k = 9.109 Nm2 /C2. Para a situação ilustrada na figura abaixo, qual é a carga q , se m = 0,004 g? 7. (Fuvest 2019) Três pequenas esferas carregadas com carga positiva Q ocupam os vértices de um triângulo, como mostra a figura. Na parte interna do triângulo, está afixada outra pequena esfera, com carga negativa q. As distâncias dessa carga às outras três podem ser obtidas a partir da figura. Prof. Daniel Ortega Física Br Sendo Q = 2.10‐4 C, q = -2.10‐5 C e d = 6 m, a força elétrica resultante sobre a carga q a) é nula. b) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,8N. c) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 1,0N. d) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,0N. e) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 0,3N. 8. (UF-JF 2017) Duas pequenas esferas condutoras idênticas estão eletrizadas. A primeira esfera tem uma carga de 2Q e a segunda uma carga de 6Q. As duas esferas estão separadas por uma distância d e a força eletrostática entre elas é F1. Em seguida as esferas são colocadas em contato e depois separadas por uma distância de 2d. Nessa nova configuração, a força eletrostática entre as esferas é F2 pode-se afirmar então a relação entre as forças F1 e F2 que: a) F1 = 3F2 b) F1 = F2/12 c) F1 = F2/3 d) F1 = 4F2 e) F1 = F2 9. (Unicamp 2016) Sabe-se atualmente que os prótons e nêutrons não são partículas elementares, mas sim partículas formadas por três quarks. Uma das propriedades importantes do quark é o sabor, que pode assumir seis tipos diferentes: top, bottom, charm, strange, up e down. Apenas os quarks up e down estão presentes nos prótons e nos nêutrons. Os quarks possuem carga elétrica fracionária. Por exemplo, o quark up tem carga elétrica igual a qup = +2/3e e o quark down qdown = – 1/3e, onde e é o módulo da carga elementar do elétron. a) Quais são os três quarks que formam os prótons e os nêutrons? b) Calcule o móduto da força de atração eletrostática entre um quark up e um quark down separados por uma distância d = 0,2.10–15 m. Caso necessário, use K = 9.109 Nm2/C2 e = 1,6.10–19 C. 10. (Upe 2015) Duas cargas elétricas pontuais, Q = 2,0 μC e q = 0,5 μC, estão amarradas à extremidade de um fio isolante. A carga q possui massa m = 10 g e gira em uma trajetória de raio R = 10 cm, vertical, em torno da carga Q que está fixa. Sabendo que o maior valor possível para a tração no fio durante esse movimento é igual a T = 11 N, determine o módulo da velocidade tangencial quando isso ocorre. A constante eletrostática do meio é igual a 9.109 Nm2C-2. a) 10 m/s b) 11 m/s c) 12 m/s d) 14 m/s e) 20 m/s 11. (Epcar 2017) Uma pequena esfera C, com carga elétrica de +5.10-4 C é guiada por um aro isolante e semicircular de raio R igual a 2,5 m, situado num plano horizontal, com extremidades A e B, como indica a figura abaixo. A esfera pode se deslocar sem atrito tendo o aro como guia. Nas extremidades A e B deste aro são fixadas duas cargas elétricas puntiformes de +8.10−6 C e +1.10−6 C, respectivamente. Sendo a constante eletrostática do meio igual a 4√5.109 Nm2/C2, na posição de equilíbrio da esfera C, a reação normal do aro sobre a esfera, em N, tem módulo igual a a) 1 b) 2 c) 4 d) 5 _______________________________________________ Gabarito: 1. b) 2. d) 3. a) 5.109; 4. e) b) -8.10-10 C; c) 1,6.10-10 A; d) 6,4.10-8 N 5. b) 6. a) 5.102 s; b) 2.10-9 C. 7. e) 8. a) 9. a) uud e udd; 10. a) b) 1280 N 11. b)
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