Fisica III

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Fisica III – Eletromagnetismo – Livro de Sears e Zemnsky
1 - Uma certa carga Q deve ser dividida em duas: q e Q – q. Qual a relação entre Q e q, para que a
repulsão Coulombiana entre as duas partes seja máxima?
2 - 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.
3 - A carga total de duas pequenas esferas positivamente carregadas vale 5,0∙10-5 C. Determine a carga
total de cada esfera, sabendo que, quando a distância entre as esferas é de 2,0 m , a força de repulsão
possui módulo igual a 0,9 N.
4 - A arraia elétrica (gênero Torpedo) possui células que acumulam energia elétrica como pilhas. Cada
eletrócito pode gerar uma ddp de 10–4 V, e eles ficam arrumados em camadas, como aparece na figura.
Considere que um mergulhador tem uma resistência elétrica corporal baixa, de 2 000 Ω, e que uma corrente elétrica fatal, nessas condições, seja da ordem de 20 mA. Nesse caso, o número de camadas de eletrócitos capaz de produzir essa corrente fatal será igual a:
a) 400 000
b) 480 000
c) 560 000
d) 800 000
e) 1 000 000
5 - Uma esfera metálica é eletrizada negativamente. Se ela se encontra isolada, sua carga:
a) acumula-se no seu centro.
b) distribui-se uniformemente por todo o seu volume.
c) distribui-se por todo o volume e com densidade aumentando com distância ao seu centro.
d) distribui-se por todo o volume e com densidade diminuindo com a distância ao seu centro.
e) distribui-se uniformemente por sua superfície.
6 - O corpo humano resiste a correntes elétricas da ordem de 60 mA quando próximas ao coração. Um
eletricista trabalha sem luvas com as mãos ligeiramente suadas, o que faz com que a resistência elétrica
diminua consideravelmente. Por descuido, toca com as mãos em dois fios desencapados, fazendo com que a corrente passe pela região do tórax. Sabendo que nessas condições a resistência elétrica do corpo é da ordem de 2 000 Ω, determine a maior diferença de potencial elétrico para que o choque não seja fatal.
a) 12 V
b) 15 V
c) 25 V
d) 120 V
e) 220 V
7 - Duas pequenas esferas idênticas estão eletrizadas com cargas –Q e 5Q e separadas de uma distância d. Elas se atraem com uma força elétrica de intensidade F. São então colocadas em contato e, a seguir, separadas de uma distância 2d, passando a se repelirem com força de intensidade F’. Nestas condições, a relação F’/F vale
8 - Considere duas esferas metálicas idênticas. A carga elétrica de uma é - Q e a da outra é 3Q. Colocando as duas esferas em contato, a carga elétrica da esfera que estava, no início, carregada positivamente fica igual a:
a) Q
b) Q/2
c) -Q/2
d) -3Q
e) -Q/4
9 - Veículos espaciais que passam pelos cinturões de radiação da Terra colidem com elétrons confinado ali. Como no espaço não há potencial elétrico de terra, o acúmulo de cargas é significativo e pode danificar os componentes eletrônicos, provocando perturbações de circuitos de controle e disfunções operacionais. Um satélite esférico de metal, com 3,2, m de diâmetro, acumula 2,4 μC de carga ao completar uma revolução em órbita. (a) Calcule a densidade superficial de carga. (b) Calcule o campo elétrico resultante imediatamente fora da superfície do satélite.
10 - Um pássaro pousa em um dos fios de uma linha de transmissão de energia elétrica. O foi conduz uma corrente elétrica i = 1.000 A e sua resistência, por unidade de comprimento, é de 5,0∙10-5 Ω/m. A distância que separa os pés do pássaro, ao longo do fio, é de 6,0 cm. A diferença de potencial, em milivolts (mV),entre os seus pés é:
a) 1,0
b) 2,0
c) 3,0
d) 4,0
e) 5,0
11 - Assinale verdadeiro V ou falso F para as proposições:
( ) Para a maioria dos metais a resistividade diminui quando há um aumento na temperatura.
( ) A dissipação de energia por efeito Joule num resistor depende do sentido da corrente e independe da
tensão aplicada sobre ele.
( ) Para dois condutores de mesmo material e mesmo comprimento, sendo que um tem o dobro da área de
seção do outro, teremos uma mesma intensidade de corrente se aplicarmos a mesma tensão sobre ambos.
( ) Para um condutor ôhmico um aumento de tensão corresponde a um aumento proporcional de corrente
elétrica.
( ) Ao se estabelecer uma corrente elétrica num fio metálico submetido a uma certa tensão contínua,
teremos prótons se movendo do pólo positivo ao negativo.
( ) Os metais geralmente são bons condutores de eletricidade e de calor.
12 – Em condições ideais, o ar consegue suportar um campo elétrico máximo de intensidade 3,0 . 106 V/m antes de sofrer ionização e haver faíscas. Este valor é denominado rigidez dielétrica do ar. Desse modo, calcule o potencial máximo que se pode usar para carregar uma esfera metálica de raio r = 10 cm, no ar.
13 - Em cada vértice de um quadrado existe uma carga q. Determine o módulo da força elétrica resultante sobre qualquer uma das quatro cargas em função do lado a do quadrado, de q e de ε.
14 -Duas cargas puntiformes de mesmo módulo, +Q e –Q, estão fixas numa região do espaço, longe de
qualquer outra influência elétrica. As linhas contínuas da figura representam linhas de força do campo
elétrico gerado por elas, e as tracejadas representam linhas equipotenciais desse campo
Sabendo-se que B é o ponto médio do segmento que une as cargas, pode-se afirmar corretamente que
a) uma carga elétrica positiva abandonada em B permanece em repouso.
b) o potencial elétrico do ponto A tem sinal negativo.
c) a diferença de potencial entre os pontos B e C tem valor positivo.
d) o campo elétrico resultante criado pelas cargas no ponto D tem módulo nulo.
e) uma carga positiva abandonada em D dirige-se a B em movimento uniforme.
15 - Os materiais chamados de condutores elétricos e isolantes elétricos são utilizados em diversas
situações do cotidiano. Por exemplo: a energia elétrica chega às nossas casas por fios condutores, que são encapados por materiais isolantes. Assinale a alternativa que melhor explica o que é um material condutor elétrico:
a) Materiais condutores possuem seus elétrons fortemente ligados aos prótons; por isso, facilitam a
passagem de outras cargas elétricas.
b) Todo material que pode ser eletrizado será um bom condutor de eletricidade.
c) Para que um material seja um bom condutor elétrico, é necessário que ele esteja eletrizado.
d) Todo material que não pode ser eletrizado será um bom condutor de eletricidade.
e) Condutores elétricos são materiais que possuem grande quantidade de elétrons livres.
16 - Considere duas cargas iguais e de mesmo sinal separadas por uma distância 2d. Um sistema de
coordenadas 0xy possui origem em 0 no centro da distância entre as cargas; o eixo 0x é a reta que une as duas cargas e o eixo 0y é ortogonal a esta reta. (a) Determine os pontos ao longo do eixo 0y para os quais o campo elétrico assume seu valor máximo. (b) Determine o módulo do campo elétrico máximo
17 - Nas vizinhanças da superfície da terrestre existe um campo elétrico uniforme cuja intensidade
depende das condições atmosféricas. O módulo deste campo é da ordem de 100 a 150 N/C . Suponha que o campo elétrico E possua um módulo igual a 130 N/C em todos os pontos da superfície terrestre; o vetor E é orientado de cima para baixo. Estime o valor da carga existente na superfície terrestre.
18 - Uma partícula carregada de massa M passa sem sofrer deflexão por uma região no vácuo com campo elétrico uniforme de módulo E, direção vertical e sentido para baixo, gerado por duas extensas placas condutoras paralelas (ver figura). Denotando por g o módulo da aceleração da gravidade,pode-se afirmar que a carga da partícula é:
a) negativa, de módulo 2Mg/E.
b) negativa, de módulo Mg/E.
c) positiva, de módulo Mg/E.
d) positiva, de módulo 2Mg/E.
e) positiva, de módulo Mg/(2E).
19 - Numa esfera dielétrica oca existe uma densidade volumétrica de cargas constante. O raio externo da esfera é igual a b e o raio do buraco esférico concêntrico é igual a a, conforme indica a figura. Determine o módulo do campo elétrico da esfera para: (a) todos os pontos externos à esfera (r > b) (b) todos os pontos da parte maciça da esfera (a < r < b) e (c) todos os pontos da parte oca da esfera (r < a).
20 - A determinação do valor da carga elementar foi realizada pelo físico estadunidense Robert Millikan. O experimento consistia em abandonar gotículas de óleo eletrizadas negativamente em uma câmara que
possuía, na parte de baixo, uma placa eletrizada negativamente. Dessa maneira, a força gravitacional era equilibrada pela força elétrica, e a gotícula permanecia flutuando. Considerando que as gotículas possuem a forma de uma esfera, determine o campo elétrico gerado pelas placas, sabendo que a carga elementar vale 1,6 x 10-19 C, que o raio de uma gotícula de óleo é de 1,0 x 10-6 m e que a densidade do óleo é de 900kg/m³.