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ENSINO MÉDIO CIÊNCIAS DA NATUREZA - FÍSICA Professor: Estevão Antunes Jr. LISTA DE EXERCÍCIOS – FUNDAMENTOS DE ELETROSTÁTICA 1. (UFMG 1994) Observe a figura que representa um triângulo equilátero. Nesse triângulo, três cargas elétricas puntuais de mesmo valor absoluto estão nos seus vértices. O vetor que melhor representa a força elétrica resultante sobre a carga do vértice 1 é 2. (Ufjf-pism 3 2017) Em uma experiência realizada em sala de aula, o professor de Física usou três esferas metálicas, idênticas e numeradas de 1 a 3, suspensas por fios isolantes em três arranjos diferentes, como mostra a figura abaixo: Inicialmente, o Professor eletrizou a esfera 3 com carga negativa. Na sequência, o professor aproximou a esfera 1 da esfera 3 e elas se repeliram. Em seguida, ele aproximou a esfera 2 da esfera 1 e elas se atraíram. Por fim, aproximou a esfera 2 da esfera 3 e elas se atraíram. Na tentativa de explicar o fenômeno, 6 alunos fizeram os seguintes comentários: João: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera 2 positivamente. Maria: A esfera 1 pode estar eletrizada positivamente e a esfera 2 negativamente. Letícia: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera 2 neutra. Joaquim: A esfera 1 pode estar neutra e a esfera 2 eletrizada positivamente. Marcos: As esferas 1 e 2 podem estar neutras. Marta: As esferas 1 e 2 podem estar eletrizadas positivamente. Assinale a alternativa que apresenta os alunos que fizeram comentários corretos com relação aos fenômenos observados: a) somente João e Maria. b) somente João e Letícia. c) somente Joaquim e Marta. d) somente João, Letícia e Marcos. e) somente Letícia e Maria. 3. (ULBRA 2016) Considere duas cargas, QA = 4 μC e QB = -5 μC separadas por 3 cm no vácuo. Elas são postas em contato e, após, separadas no mesmo local, por 1 cm. Qual o sentido e o valor da força eletrostática entre elas, após o contato? Considere: a) Atração; 0,2 N b) Atração; 2,5 N c) Atração; 200 N d) Repulsão; 0,2 N e) Repulsão; 22,5 N 4. (PUCRJ 2009) Dois objetos metálicos esféricos idênticos, contendo cargas elétricas de 1 C e de 5 C, são colocados em contato e depois afastados a uma distância de 3 m. Considerando a Constante de Coulomb k = 9 × 109 N m²/C², podemos dizer que a força que atua entre as cargas após o contato é: a) atrativa e tem módulo 3 ×109 N. b) atrativa e tem módulo 9 × 109 N. c) repulsiva e tem módulo 3 × 109 N. d) repulsiva e tem módulo 9 × 109 N. e) zero. 5. (PUCRJ 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) 16 F0 6. (EEAR 2017) Duas esferas idênticas e eletrizadas com cargas elétricas q1 e q2 se atraem com uma força de 9 N. Se a carga da primeira esfera aumentar cinco vezes e a carga da segunda esfera for aumentada oito vezes, qual será o valor da força, em newtons, entre elas? a) 40 b) 49 c) 117 d) 360 7. (G1 - IFSUL 2019) Considere duas partículas eletrizadas, 1P e 2P , ambas com cargas iguais e positivas, localizadas, respectivamente, a 0,5 metros à esquerda e a 0,5 metros à direita da origem de um eixo X. Nesse eixo, sabe-se que não há influência de outras cargas. Se uma terceira carga de prova for colocada na origem do eixo X, ela a) ficará em repouso. b) será acelerada para a direita. c) será acelerada para a esquerda. d) entrará em movimento retilíneo uniforme. 2 6 9 0 2 Nm 1 C 10 C, k 9x10 c μ −= = 8. (Fei) Duas cargas puntiformes 1q 2 Cμ= + e 2q 6 Cμ= − estão fixas e separadas por uma distância de 600 mm no vácuo.Uma terceira carga 3q 3 Cμ= é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Qual é o módulo da força elétrica que atua sobre a carga 3q ? Dados: constante eletrostática do vácuo 9 2 2K 9 10 N m C= a) 1,2 N b) 2,4 N c) 3,6 N d) 31,2 10 N− e) 33,6 10 N− 9. (Fcmmg 2021) Duas pequenas esferas metálicas estão suspensas por bastões isolantes, eletrizadas com cargas 1q 36 Cμ= e 2q 64 Cμ= e separadas por uma distância de 7cm. Uma terceira cargaeletrizada é colocada entre elas, suspensa por um fio isolante, de forma que ela permaneçaem equilíbrio, como na figura abaixo. Para que tal fato ocorra, a distância entre a carga q1 e a carga suspensa deve ser de: a) 2 cm. b) 3 cm. c) 4 cm. d) 5 cm. 10. (G1 - IFSUL 2015) Considere duas cargas elétricas pontuais, sendo uma delas 1Q , localizada na origem de um eixo x, e a outra 2Q , localizada em x L.= Uma terceira carga pontual, 3Q , é colocada em x 0,4L.= Considerando apenas a interação entre as três cargas pontuais e sabendo que todas elas possuem o mesmo sinal, qual é a razão 2 1 Q Q para que 3Q fique submetida a uma força resultante nula? a) 0,44 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,25 11. (Mackenzie 2014) Três pequenas esferas idênticas A, B e C estão eletrizadas com cargas elétricas QA, QB e QC, respectivamente, encontram-se em equilíbrio 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. 12. Quatro partículas, P, Q, R e S, com cargas de mesmo módulo e de mesmo sinal, são afixadas sobre uma superfície plana, conforme a figura 1. Nessa situação, a partícula P fica submetida à ação de uma força elétrica resultante de intensidade F. Figura 1 Em seguida, as partículas são reposicionadas e afixadas conforme a figura 2. Figura 2 Nessa nova situação, a intensidade da força elétrica resultante que atua sobre a partícula P tem intensidade a) 4F b) 8F c) 16F d) 32F e) 64F GABARITO: | 1 – C | 2 – B | 3 – E | 4 – D | 5 – D | 6 – D | 7 – A | 8 – B | 9 – B | 10 – D | 11 – E | 12 – C |