Questões sobre Eletrostática

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APOSTILA - ELETROSTÁTICA 
 
1. Em regiões de clima seco, como o cerrado brasileiro, 
onde a umidade relativa do ar chega a 10%, é 
comum ouvir as pessoas dizerem que “levam 
choque” em algumas circunstâncias como: ao 
abrirem a porta do carro; ao passarem próximo a 
um aparelho de televisão; ao entrarem em um 
ônibus; ou, ainda, ao tocarem em outra pessoa. Este 
fenômeno ocorre devido: 
a) Ao aumento do campo gravitacional da Terra 
nos dias secos. 
b) À transferência de cargas elétricas entre uma 
pessoa e um corpo (carro, TV, ônibus ou, 
mesmo, outra pessoa), havendo uma pequena 
corrente elétrica passando pela pessoa. 
c) Ao aumento de sais na pele das pessoas, 
causado pelo suor, já que os sair são excelentes 
condutores elétricos. 
d) Ao aumento do campo magnético terrestre em 
dias secos. 
e) NDA 
 
2. A água, substancia líquida mais abundante em 
nosso planeta, está presente em praticamente todas 
as nossas atividades diárias. Desde o simples lavar 
as mãos até o acender de uma lâmpada. A molécula 
da água, sendo polar (distribuição assimétrica de 
cargas com acúmulo de positivas de um lado e 
negativas do outro), tem capacidade de atrair 
corpos neutros. Esta capacidade confere a água o 
“poder” de limpeza, pois, por onde ela passa, seus 
lados “eletrizados” vão atraindo partículas neutras e 
arrastando-as com o fluxo em direção aos esgotos. 
Pode-se dizer que o corpo eletrizado (indutor) atrai 
um corpo neutro porque induz neste: 
a) Apenas cargas de sinal contrário ao das cargas 
do indutor, sendo, portanto, atraídas. 
b) Apenas cargas de mesmo sinal das cargas do 
indutor, sendo, portanto, atraídas. 
c) Cargas das duas espécies, porém, as de sinal 
contrário ao das cargas do indutor, são mais 
numerosas e a força de atração é maior que a 
força de repulsão. 
d) Cargas das duas espécies, porém, as cargas de 
sinal contrário ao das cargas do indutor ficam 
mais próximas deste e a força de atração é 
maior que a de repulsão. 
e) NDA 
 
3. Numa experiência rudimentar para medir a carga 
elétrica de pequenas bolinhas de plástico 
carregadas positivamente, pendura-se a bolinha, 
cuja carga se quer medir, em um fio de seda de 5 
cm de comprimento e massa desprezível. Aproxima-
se, ao longo da vertical, uma outra bolinha com 
carga de valor conhecido Q = 10 nC, até que as 
duas ocupem a mesma linha horizontal, como 
mostra a figura. Sabendo que a distância medida da 
carga Q até o ponto de fixação do fio de seda é 4 
cm e que a massa da bolinha é de 0,4 g, o valor da 
carga desconhecida é: 
 
a) 30 nC 
b) 25 nC 
c) 32 nC 
d) 53 nC 
e) 44 nC 
Dados: k = 9. 10
9
 N. m²/C²; g = 10 m/s²; L = 5 cm; d 
= 4 cm; m = 0,4 g; Q = 10 nC. 
 
4. Meteorologistas mediram a distribuição de cargas 
elétricas no interior das nuvens de tempestade, 
chamadas de “Cúmulus Nimbus”, e encontraram um 
perfil para essa distribuição de cargas semelhante 
ao mostrado na figura a seguir. Nessa figura, é 
mostrado ainda o solo sob a nuvem, que fica 
carregado negativamente por indução, além dos 
pontos X, Y, Z e W. 
 
2 
 
Desse modo, entre a parte superior e inferior da nuvem, bem 
como entre a parte inferior da nuvem e o solo, são induzidos 
campos elétricos da ordem de 100 V/m. 
Pode-se afirmar que o sentido do vetor campo elétrico entre 
os pontos X e Y e entre os pontos Z e W é, respectivamente: 
a) Para baixo e para cima 
b) Para cima e para baixo 
c) Para cima e para cima 
d) Para baixo e para baixo 
e) NDA 
 
5. Uma das aplicações tecnológicas modernas da 
Eletrostática foi a invenção da impressora a jato de 
tinta. Esse tipo de impressora utiliza pequenas gotas 
de tinta, que podem ser eletricamente neutras ou 
eletrizadas positiva ou negativamente. Essas gotas 
são jogadas entre as placas defletoras da 
impressora, região onde existe um campo elétrico 
uniforme E, atingindo, então, o papel para formar 
letras. A figura a seguir mostra três gotas de tinta 
que são lançadas para baixo, a partir do emissor. 
Após atravessar a região entre as placas, essas gotas 
vão impregnar o papel. (O campo elétrico uniforme 
está representado por apenas uma linha de força.) 
Pelos desvios sofridos pode-se dizer que as gotas 1, 
2 e 3 estão, respectivamente: 
a) Carregada negativamente, neutra e carregada 
positivamente. 
b) Neutra, carregada positivamente e carregada 
negativamente. 
c) Carregada positivamente, neutra e carregada 
negativamente. 
d) Carregada positivamente, carregada 
negativamente e neutra. 
 
 
Texto para as questões 6 e 7 
Leite Longa Vida 
 A durabilidade dos alimentos é aumentada por meio de 
tratamentos térmicos, como no caso do leite longa vida. 
Estes processos térmicos matam os microorganismos, mas 
provocam efeitos colaterais indesejáveis. Um dos métodos 
alternativos é o que utiliza campos elétricos pulsados, 
provocando a variação de potencial através da célula. A 
membrana da célula de um microorganismo é destruída se 
uma diferença de potencial U = 1 V é estabelecida no interior 
da membrana. 
 
6. Sabendo-se que o diâmetro de uma célula é de 1 
μm, a intensidade do campo elétrico que precisa ser 
aplicado para destruir a célula é: 
a) 1. 10
-6
 V/m 
b) 1. 10
6
 V/m 
c) 2. 10
-6 
V/m 
d) 2. 10
6
 V/m 
e) NDA 
 
7. O ganho de energia em eV de um elétron que 
atravessa a célula sob a tensão aplicada é: 
a) 1. 10
-19
 
b) 1. 10
19
 
c) 1 
d) 0,5 
e) NDA 
 
8. Experiências mostram que uma célula de músculo 
de rã tem uma diferença de potencial elétrico entre 
o exterior e o interior da célula. A ddp entre a 
superfície interna da membrana celular e a 
superfície externa é observada como sendo U = - 
9,8. 10
-2
 V, onde U = Vi – Ve, Ve é o potencial 
externo e Vi, o potencial interno. A estrutura da 
membrana celular é tal que o módulo do campo 
elétrico no interior da membrana é 
aproximadamente uniforme e tem valor de 1. 10
6
 
 
3 
V/m. A força elétrica agindo sobre um íon K
+
 
passando pela membrana é: (Dado: carga elétrica de 
um elétron = - 1,6. 10
-19
 C.) 
a) 1,6. 10
-13
 N, apontando para fora da célula. 
b) 1,6. 10
-13
 N, apontando para dentro da célula. 
c) 9,8. 10
4
 N, apontando para fora da célula. 
d) 9,8. 10
4
 N, apontando para dentro da célula. 
e) 0 N, pois a célula está em equilíbrio. 
 
9. Millikan realizou um célebre experimento para a 
medição da carga elétrica elementar. Um ensaio 
poderia consistir em equilibrar uma gotícula de óleo 
sujeita exclusivamente à gravidade g e a um campo 
elétrico E. Admitir que o peso da gotícula seja mg = 
1,6. 10
-7
N, que o campo elétrico E tenha intensidade 
100 V/m e que a gotícula possua um elétron 
excedente. Indicar a alternativa que indica a carga 
do elétron (correta em valor absoluto e sinal) e o 
sentido do campo E. 
a) – 1,6. 10
-19
 C; para cima. 
b) – 1,6. 10
-19
 C; para baixo. 
c) – 1,6. 10
-17
 C; para cima. 
d) 1,6. 10
-17
 C; para baixo. 
e) NDA 
 
10. A figura esquematiza o experimento de Robert 
Millikan para a obtenção do valor da carga do 
elétron. O vaporizador (atomizador) borrifa gotas de 
óleo extremamente pequenas que, no seu processo 
de formação são eletrizadas e, ao passar por um 
campo elétrico uniforme, estabelecido entre duas 
placas de uma bateria, mostradas na figura. 
 
 Verificando adequadamente a tensão entre as placas, 
Millikan conseguiu estabelecer uma situação na qual a 
gotócula mantinha-se em equilíbrio. Conseguiu medir cargas 
de milharesde gotículas e concluiu que os valores eram 
sempre multiplos inteiros de 1,6. 10
-19
 C (a cagra do elétron). 
Em uma aproximação da investigação descrita, pode-se 
considerar que uma gotícula de massa 1,2. 10
-12
 kg atingiu o 
equilíbrio entre placas separadas de 1,6 cm, estando sujeita 
apenas aos campos elétrico e gravitacional. Supondo que 
entre as placas estabeceça-se uma tensão 6. 10
2
 V, o número 
de elétrons, em excesso na gotícula, será (adote g = 10 m/s²): 
a) 2. 10
3
 
b) 4. 10
3
 
c) 6. 10
3
 
d) 8. 10
3
 
e) 1. 10
4
 
 
11. Um professor mostra uma situação em que duas 
esferas metálicas idênticas estão suspensas por fios 
isolantes. As esferas se aproximam uma da outra, 
como indicado na figura. 
 
 Três estudantes fizeram os seguintes comentários sobre 
essa situação: 
Cecília – uma esfera tem carga positiva e a outra está neutra. 
Heloísa – uma esfera tem carga negativa e a outra tem carga 
positiva. 
Rodrigo – uma esfera tem carga negativa e a outra está 
neutra. 
 
 Assinale a alternativa correta. 
a) Apenas Heloísa e Rodrigo fizeram comentários 
pertinentes. 
b) Todos os estudantes fizeram comentários 
pertinentes. 
c) Apenas Cecília a Rodrigo fizeram comentários 
pertinentes. 
d) Apenas Heloísa fez um comentário pertinente. 
e) NDA 
 
12. Um estudante observou que, ao colocar sobre uma 
mesa horizontal três pêndulos eletrostáticos 
idênticos, eqüidistantes entre si, como se cada um 
ocupasse o vértice de um triângulo eqüilátero, as 
esferas dos pêndulos se atraíam mutuamente. 
Sendo as três cargas metálicas, o estudante concluiu 
corretamente que: 
a) As três esferas estavam eletrizadas com cargas 
de mesmo sinal. 
b) Duas esferas estavam eletrizadas com carga de 
mesmo sinal e uma com carga de sinal oposto. 
c) Duas esferas estavam eletrizadas com cargas 
de mesmo sinal e uma neutra. 
d) Duas esferas estavam eletrizadas com cargas 
de sinais opostos e uma neutra. 
e) Uma esfera estava eletrizada e duas neutras. 
 
13. A estrutura interna do átomo só foi explicada 
adequadamente com o advento da Física Moderna 
por meio da Mecânica Quântica. Uma descrição 
 
4 
bastante simples do átomo foi proposta pelo físico 
dinamarquês Niels Bohr (1885 – 1962) em 1913. 
Segundo esse modelo, os elétrons se movem em 
torno do núcleo, sob ação da força de Coulomb, em 
órbitas circulares e estáveis. Utilizando os dados 
abaixo, calcule a velocidade linear aproximada do 
elétron no átomo de hidrogênio, que é formado de 
um elétron e um próton. 
Dados: 
R = 5. 10
-11
 m é o raio da órbita; m = 9,1. 10
-31
 kg é 
a massa do elétron; e = 1,6. 10
-19
 C é a carga do 
elétron em módulo; k = 9. 10
9
 N. m²/C² é a 
constante eletrostática do vácuo. 
a) v = 7. 10
3
 m/s 
b) v = 7,1. 10
1
 m/s 
c) v = 3. 10
8
 m/s 
d) v = 5. 10
12
 m/s 
e) v = . 10
6
 m/s 
 
14. A fumaça liberada pelo fogão durante a preparação 
de alimentos apresenta gotículas de óleo com 
diâmetros entre 0,5 μm e 1 μm. Uma das técnicas 
possíveis para reter essas gotículas de óleo é utilizar 
uma coisa eletrostática. A fumaça é aspirada por 
uma ventoinha, forçando a passagem através de um 
estágio de ionização, onde as gotículas de óleo 
adquirem carga elétrica. Essas gotículas carregadas 
são conduzidas para um conjunto de coletores 
formados por placas paralelas, com um campo 
elétrico entre elas, e precipitam-se nos coletores. 
Considerando a gota esférica, a densidade do óleo 
9. 10
2
 kg/m³ e π = 3, a massa das maiores gotículas 
de óleo, é: 
a) 4,5. 10
-16
 kg 
b) 4,5. 10
16
 kg 
c) 4. 10
-16 
kg 
d) 4. 10
16
 kg 
e) NDA 
 
15. A preservação da qualidade do ar requer o controle 
da emissão de poluentes pelas indústrias. Um 
mecanismo simples para redução de partículas 
sólidas lançadas na atmosfera em processos 
industriais é o filtro eletrostático acoplado aos 
sistemas de exaustão. O funcionamento desses 
dispositivos pode ser entendido considerando um 
par de placas planas e paralelas, eletrizadas com 
cargas opostas. As partículas sólidas, em geral 
eletrizadas, são defletidas pelo campo eletrostático 
e se acumulam nas paredes do filtro. Suponha que a 
velocidade de ascensão de uma partícula seja 0,50 
m/s e que sua carga elétrica seja positiva. Utilizando 
os dados abaixo, a diferença de potencial elétrico 
mínima entre as placas, U, para que o filtro retenha 
essas partículas vale: 
a) 1,5. 10
7
 V 
b) – 1,5. 10
7
 V 
c) 1,25. 10
7
 V 
d) – 1,25. 10
7
 V 
e) NDA 
Despreze os efeitos da atração gravitacional e 
considere que o campo elétrico E é uniforme na 
região entre as placas. (Dados: massa das partículas 
= 3,2. 10
-9
 kg; carga da partícula = 3,2. 10
-19
 C; 
comprimento das placas = 2,0 m; distância entre as 
placas = 0,10 m)