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421 VO LU M E 2 C IÊ N CI AS D A N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s estudo indiVidualizado (e.i.) 1. (FCMMG 2021) Duas pequenas esferas metálicas estão suspensas por bastões isolantes, eletriza- das com cargas q1 = 36 mC e q2 = 64 mC e se- paradas por uma distância de 7cm. Uma terceira carga eletrizada é colocada entre elas, suspensa por um fio isolante, de forma que ela permaneça em equilíbrio, como na figura abaixo. Para que tal fato ocorra, a distância entre a carga q1 e a carga suspensa deve ser de: a) 2cm. b) 3cm. c) 4cm. d) 5cm. 2. (PUCRS) Para responder à questão a seguir con- sidere as informações que seguem. Três esferas de dimensões desprezíveis A, B e C estão eletricamente carregadas com cargas elé- tricas respectivamente iguais a 2q, q e q. To- das encontram-se fixas, apoiadas em suportes isolantes e alinhadas horizontalmente, como mostra a figura abaixo: O módulo da força elétrica exercida por B na es- fera 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 3. (FEI) Duas cargas puntiformes q1 = +2 mC e q2 = -6 mC estão fixas e separadas por uma dis- tância de 600 mm no vácuo. Uma terceira carga q3 = 3 mC é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Qual é o módulo da força elétrica que atua sobre a carga q3? Dados: constante eletrostática do vácuo: k = 9 . 109 N . m2/C2 a) 1,2 N b) 2,4 N c) 3,6 N d) 1,2 . 10-3 N e) 3,6 . 10-3 N 4. (ESC. NAVAL 2021) Considere 3 pequenas esfe- ras, de mesma massa m e mesma carga q, pen- duradas por fios idênticos, não condutores e de comprimento L, como ilustrado na figura abaixo. Qual expressão representa o módulo da força elé- trica sentida por uma das esferas? a) 2 2 4 3 kq 3L b) 2 2 3 kq 3L c) 2 2 12kq 3 L d) 2 2 12kq L e) 2 2 4kq 3L 5. (MACKENZIE) Num plano vertical, perpendicular ao solo, si- tuam-se três pequenos corpos idênticos, de mas- sas individuais iguais a m e eletrizados com car- gas de 1,0 μC cada uma. Os corpos C1 e C2 estão fixos no solo, ocupando, respectivamente, dois dos vértices de um triângulo isósceles, conforme a figura acima. O corpo C3, que ocupa o outro vértice do triângulo, está em equilíbrio quando sujeito exclusivamente às forças elétricas e ao 422 VO LU M E 2 C IÊ N CI AS D A N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s seu próprio peso. Adotando g=10 m/s2 e k0 = 9,0 . 109 N . m2/C2, podemos afirmar que a massa m de cada um desses corpos é: a) 10 g b) 3,0 g c) 1,0 g d) 0,030 g e) 0,010 g 6. (CESGRANRIO) Duas pequenas esferas A e B possuem a mesma carga elétrica q e se repelem com uma força de intensidade F. No ponto médio da distância que as separa introduz-se uma terceira carga elétrica q, conforme indica o desenho anterior. Assim, a resultante das forças elétricas que agem sobre a esfera A passou a valer: a) 5 F b) 4 F c) 3 F d) 2 F e) F 7. (G1 - IFSUL) Considere duas cargas elétricas pontuais, sendo uma delas Q1, localizada na ori- gem de um eixo x, e a outra Q2, localizada em x = L. Uma terceira carga pontual, Q3, é colocada em x = 0,4L. Considerando apenas a interação entre as três cargas pontuais e sabendo que todas elas pos- suem o mesmo sinal, qual é a razão 2 1 Q Q para que Q3 fique submetida a uma força resultante nula? a) 0,44 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,25 8. (MACKENZIE) Três pequenas esferas idênticas A, B e C estão eletrizadas com cargas elétricas Qa, Qb e Qc, respectivamente, encontram-se em equi- líbrio eletrostático sobre um plano horizontal liso, como mostra a figura abaixo. Quanto aos sinais das cargas elétricas de cada esfera eletrizada, podemos afirmar que a) todas as esferas estão eletrizadas com cargas elétricas de mesmo sinal. b) as esferas A e B estão eletrizadas com cargas elétricas positivas e a esfera C está eletrizada com cargas elétricas negativas. c) as esferas A e B estão eletrizadas com cargas elétricas negativas e a esfera C está eletrizada com cargas elétricas positivas. d) as esferas B e C estão eletrizadas com cargas elétricas negativas e a esfera A está eletrizada com cargas elétricas positivas. e) as esferas A e C estão eletrizadas com cargas elétricas positivas e a esfera B está eletrizada com cargas elétricas negativas. 9. (CEFET MG) Quatro objetos condutores esféricos e de mesmas dimensões estão inicialmente isola- dos e carregados com cargas Q1 = q, Q2 = 2q, Q3 = 3q e Q4 = 4q, respectivamente. A seguinte sequên- cia de ações é executada sobre esses condutores: I. Os condutores 1 e 2 são colocados em contato e depois separados e isolados. II. Os condutores 2 e 3 são colocados em contato e depois separados e isolados. III. Os condutores 3 e 4 são colocados em contato e depois separados e isolados. Após a execução da sequência descrita acima, seja Fij a força eletrostática que o objeto j exerce sobre o objeto i quando estes estão separados por uma mesma distância d Considerando a situação apresentada, pode-se afirmar que a) F23 < F14 e F13 > F24 b) F41 = F13 e F34 > F23 c) F12 = F34 e F42 = F31 d) F32 > F41 e F24 = F21 e) F14 > F31 e F12 < F32 10. (UEPG 2020) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo, estão distantes 1m uma da outra. Sabendo que para um ponto localizado simultanea- mente a 50 cm de ambas as cargas o valor do campo elétrico total é nulo, assinale o que for correto. 01) As linhas dos campos elétricos saem de uma carga elétrica e convergem para a outra. 02) A força elétrica entre as duas cargas é atrativa. 04) Para um ponto situado simultaneamente a 1m de distância de ambas as cargas, a direção da resultante dos campos elétricos produzidos pe- las duas cargas é paralela à linha que une as duas cargas. 08) As duas cargas elétricas possuem o mesmo si- nal, ou seja, são ambas positivas ou negativas. 16) As forças elétricas que uma carga exerce sobre a outra são exemplos de forças de ação e reação. 423 VO LU M E 2 C IÊ N CI AS D A N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s 11. (UFJF-PISM 3 2022) Três cargas Q1, Q2 e Q3, positivas e de mesma intensidade Q, estão dispostas em uma semicircunferência de raio R como mostra a figura abaixo. Use o sistema de eixos como referência para determinar o que se pede. a) Qual o módulo do campo elétrico no centro da semicircunferência? b) Determine qual a intensidade e sentido da força resultante em Q2 devido às outras cargas. 12. (UEM-PAS 2021) Duas cargas elétricas pontuais, q1 = 1 x 10-6 C e q2 = -2 x 10-6 C, estão dispostas no vácuo a 6 cm de distância uma da outra. Uma terceira carga elétrica pontual, q3 = 1 x 10-6 C, denominada “carga de teste”, pode ser colocada em um ponto sobre a mesma linha reta que une q1 e q2. Com base nessas informações, assinale o que for correto. 01) Se q3 for colocada à meia distância de q1 e q2, o módulo da força elétrica resultante experimen- tada por q3 será de -10 N. 02) O módulo do campo elétrico no ponto mediano situado entre q1 e q2 é nulo. 04) Se q3 for colocada a 9 cm de q1 e a 3 cm de q2, o módulo da força elétrica resultante experimen- tada por q3 será de 170 N. 9 − 08) O potencial elétrico no ponto situado a 9 cm de q1 e a 3 cm de q2 é de -5 x 10 5 V. 16) O módulo do campo elétrico no ponto situado a 9 cm de q2 e a 3cm de q1 é nulo. 13. (UNICAMP) Em 2012 foi comemorado o centenário da descoberta dos raios cósmicos, que são partícu- las 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 1,5x1011 m , e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0x108 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 mediresta ionização é o eletroscó- pio. Ele consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas. De forma sim- plificada, as hastes podem ser tratadas como dois pêndulos simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremida- des. O módulo da força elétrica entre as cargas é dado por Fe = k 2 2 ,=e qF k d sendo k = 9x109 N m2/C2. Para a situação ilustrada na figura abaixo, qual é a carga q, se m = 0,004 g?
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