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457 VO LU M E 3 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. (Acafe 2023) O interior da célula está separado do seu externo por uma membrana celular, graças a ela, são man- tidas as diferenças de composição entre as soluções internas e externas. O gráfico a seguir mostra o comportamento do potencial elétrico entre o exte- rior, a membrana e o interior de uma célula. Analise as afirmações em relação aos conceitos de eletrostática. I. O campo elétrico no exterior e interior da célula é nulo. II. O campo elétrico na membrana celular é constante e diferente de zero. III. Se a distância entre o interior e o exterior da célula é então o campo elétrico que existe na membrana é 8,75 ⋅ 106 V/m. IV. O vetor campo elétrico na membrana é orientado do interior para o exterior da célula. V. Um ânion com carga elétrica elementar(e) no interior da membrana estará submetido a uma força elétrica de módulo 1,4 pN. A alternativa que contém as afirmativas CORRETAS é. a) III, IV e V b) I, II e IV c) II, IV e V d) I, II, III e V 2. (Ufrgs) Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi car- regada com uma carga elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico den- tro da esfera, como função da distância r < R até o centro da esfera. a) b) c) d) e) 3. (Ueg) Considere uma esfera condutora carregada com carga Q, que possua um raio R. O potencial elétrico dividido pela constante eletrostática no vácuo dessa esfera em função da distância d, medida a partir do seu centro, está descrito no gráfico a seguir. Qual é o valor da carga elétrica Q, em Coulomb? a) 2,0 . 104 b) 4,0 . 103 c) 0,5 . 106 d) 2,0 . 106 458 VO LU M E 3 C IÊ N CI AS D A N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s 4. (Fgv) Duas placas metálicas planas A e B, dispostas para- lela e verticalmente a uma distância mútua d, são eletrizadas com cargas iguais, mas de sinais opos- tos, criando um campo elétrico uniforme em seu interior, onde se produz um vácuo. A figura mostra algumas linhas de força na região mencionada. Uma partícula, de massa m e carga positiva q, é abandonada do repouso no ponto médio M entre as placas. Desprezados os efeitos gravitacionais, essa partícula deverá atingir a placa __________ com velocidade v dada por __________. Assinale a alternativa que preenche, correta e res- pectivamente, as lacunas. a) A; v = q m.E.d b) A; v = m q.E.d c) A; v = m q.E.d d) A; v = q m.E.d e) A; v = m q.E.d 5. (Upe) Considere a Terra como uma esfera condutora, car- regada uniformemente, cuja carga total é 6,0 μC, e a distância entre o centro da Terra e um ponto P na superfície da Lua é de aproximadamente 4 . 108 m. A constante eletrostática no vácuo é de aproximadamente 9 x 109 Nm2/C2. É CORRETO afir- mar que a ordem de grandeza do potencial elétrico nesse ponto P, na superfície da Lua vale, em volts, a) 10-2 b) 10-3 c) 10-4 d) 10-5 e) 10-12 6. (Ita) Um feixe de elétrons é formado com a aplicação de uma diferença de potencial de 250 V 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 5,0 mA. Se os elétrons podem ser consi- derados como emitidos com velocidade nula, então: a) a velocidade dos elétrons ao atingirem a placa cole- tora é a mesma dos elétrons no fioexterno à ampola; b) se quisermos saber a velocidade dos elétrons é neces- sário conhecermos a distância entre as placas; c) a energia fornecida pela fonte aos elétrons coletados é proporcional ao quadrado da diferença de poten- cial. d) a velocidade dos elétrons ao atingirem a placa cole- tora é de aproximadamente 1,0 . 107m/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 che- gam. 7. (Unirio) Uma superfície plana e infinita, positivamente carregada, origina um campo elétrico de módulo 6,0.107 N/C. Considere que os pontos B e C da figura são equidistantes da superfície carregada e, além disso, considere também que a distância entre os pontos A e B é de 3,0 m, e entre os pontos B e C é de 4,0 m. Com isso, os valores encontrados para a diferença de potencial elétrico entre os pontos A, B e C, ou seja: ΔVAB, ΔVBC e ΔVAC são, respectivamente, iguais a: a) zero; 3,0 . 108 V; 1,8 . 108 V. b) 1,8 .108 V; zero; 3,0 . 108 V. c) 1,8 .108 V; 1,8 .108 V; 3,0 . 108 V. d) 1,8 .108 V; 3,0 . 108 V; zero. e) 1,8 .108 V; zero; 1,8 . 108 V. 8. (Ufpr) Um físico realiza experimentos na atmosfera terres- tre e conclui que há um campo elétrico vertical e orientado para a superfície da Terra, com módulo E = 100N/C. Considerando que para uma pequena região da superfície terrestre o campo elétrico é uniforme, é incorreto afirmar: a) A Terra é um corpo eletrizado, com carga elétrica negativa em excesso. b) A diferença de potencial elétrico, na atmosfera, entre um ponto A e um ponto B, situando 2m abaixo de A, é de 200V. c) O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma carga elétrica de 1μC entre dois pontos, A e C, distantes 2m entre si e situados a uma mesma altitude, é 200μJ. d) Este campo elétrico induzirá cargas elétricas em uma nuvem, fazendo com que a parte inferior desta, vol- tada para a Terra, seja carregada positivamente. 459 VO LU M E 3 C IÊ N CI AS D A N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s 9. (Ufrgs) A figura a seguir representa uma esfera metálica oca, de raio R e espessura desprezível. A esfera é mantida eletricamente isolada e muito distante de quaisquer outros objetos, num ambiente onde se fez vácuo. Em certo instante, uma quantidade de carga elétrica negativa, de módulo Q, é depositada no ponto P da superfície da esfera. Considerando nulo o poten- cial elétrico em pontos infinitamente afastados da esfera e designando por kaconstante eletrostática, podemos afirmar que, após terem decorrido alguns segundos, o potencial elétrico no ponto S, situado à distância 2R da superfície da esfera, é dado por a) -kQ/2R. b) -kQ/3R. c) +kQ/3R. d) -kQ/9R2. e) +kQ/9R2. 10. (Uesc) A figura representa o esquema de funcionamento de um gerador eletrostático. Com base na figura e nos conhecimentos sobre as propriedades físicas oriundas de cargas elétricas em repouso, é correto afirmar: a) O campo elétrico entre a superfície interna e a externa da esfera metálica é uniforme e constante. b) As cargas positivas migram para a Terra quando um fio condutor conecta a esfera metálica à Terra. c) O potencial elétrico de um ponto da superfície externa da esfera metálica é maior do que o poten- cial elétrico no centro desta esfera. d) As cargas se acumulam na esfera, enquanto a intensidade do campo elétrico gerado por essas car- gas é menor do que a rigidez dielétrica do ar. e) As duas pontas de uma lâmina de alumínio dobrado ao meio e fixa na parte interna da esfera metálica exercem entre si força de repulsão eletrostática. 11. (Uepg) Na região dentro de um capacitor de placas parale- las, para o qual desprezam-se os efeitos de borda, atua um campo elétrico uniforme. Uma carga de prova (q) movimenta-se sob a ação deste campo. Considerando que o meio é o vácuo, e que as placas têm potenciais elétricos iguais em módulo, assinale o que for correto. 01) O trabalho da força elétrica ao deslocar a carga de prova do ponto P para o ponto Q é nulo, porém para deslocá-la de P para R, não o é. 02) As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais em cada ponto do campo elétrico 04) Se entre as placas do capacitor for introduzido um dielétrico com constante dielétrica maior que a do vácuo, sua capacitânciaaumentará, bem como o valor do campo elétrico entre as placas. 08) Se a carga de prova (q) for negativa, ela irá se movi- mentar espontaneamente da placa A para a placa B. 16) Durante o movimento da carga de prova (q) ocorre transformação de energia potencial em energia cinética. 12. (Uem) Uma molécula é formada por dois íons, um positivo e outro negativo, separados por uma distância de 3,00 . 10(-10) m. Os módulos da carga elétrica do íon positivo e do íon negativo são iguais a 1,60 . 10(-19) C. Considere K = 9,00 . 109 N⋅m2/C2 e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) A força elétrica de atração entre estes íons é de 2,56 nN (n = 10(-9)). 02) Se a molécula é inserida em um campo elétrico externo uniforme de intensidade 2,00 . 1010 V/m, a intensidade da força elétrica sobre a carga positiva devido a este campo é de aproximadamente 3,20 nN.
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