Exercícios de Física sobre Carga Elétrica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE – UNIBH
FÍSICA – CARGA ELÉTRICA
PROF: CLÁUDIA ADRIANA DE SOUSA SILVA
1) Reportagem
A época é de tomar choques no carro. Mas dá para evitar
A baixa umidade do ar no inverno faz a eletricidade estática se acumular no ocupante do veículo.Veja como pelo menos reduzir o problema.
	Inverno é época de tomar choque ao sair do carro. Com a baixa umidade do ar, a eletricidade estática criada enquanto o veículo está em movimento só se descarrega quando se sai do veículo. E aparece na forma de choques, que podem até mesmo gerar faíscas. 
	A intensidade varia de acordo com as características físicas e fatores externos. De acordo com a Associação Brasileira de Medicina e Acidentes no Tráfego – Abramet – pessoas que transpiram muito ficam mais expostas às descargas, pois os sais minerais, condutores de eletricidade, são expelidos na transpiração.
	Os tecidos dos bancos e das roupas também são fatores determinantes, mas há maneiras de evitar o desconforto: antes de sair do veículo, segure alguma parte da lataria, como a porta, e só retire a mão dali quando o pé estiver no chão. Outra solução é evitar roupas de tecidos sintético e sapatos com sola de borracha, que é isolante elétrico.
Jornal do Carro, Jornal da Tarde, 26 de julho de 2000.
Depois de ler o texto acima responda as perguntas abaixo:
1-a Explique por que se devem evitar os sapatos com solados isolantes.
1-b Explique por que devemos segurar alguma parte da lataria na hora de descer do carro.
2) Uma esfera condutora suspensa por um cordão é atraída para um bastão carregado positivamente. A esfera tem necessariamente uma carga negativa? Explique. Outra esfera condutora suspensa é repelida pelo bastão carregado positivamente. Essa esfera tem necessariamente carga positiva? Explique.
3) Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 30N. Calcule a força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B é:
4) Veja com atenção as figuras mostradas a seguir e analise as afirmativas que se seguem.
I. O gato, ao esfregar suas patas no carpete de lã, adquire carga elétrica. Esse processo é conhecido como eletrização por atrito.
II. O gato, ao esfregar suas patas no carpete de lã, adquire carga elétrica. Esse processo é conhecido como eletrização por indução.
III. O estalo e a eventual faísca que o gato pode provocar, ao encostar em outros corpos, são devidos à movimentação da carga acumulada em seu corpo, que flui para os outros corpos.
Estão incorretas: 
a) I, II e III. b) apenas III. c) apenas II. d) II e III. e) apenas I.
5) Três esferas A , B e C atraem-se mutuamente (todas ao mesmo tempo) entre si. Se a carga de A é negativa o que podemos afirmar em relação as possíveis cargas de B e C?
Dois corpos pontuais em repouso, separados por certa distância e carregados eletricamente com cargas de sinais iguais, repelem-se de acordo com a Lei de Coulomb.
a) Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?
b) Se forem mantidas as cargas iniciais, mas a distância entre os corpos for duplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?
6) A carga q1 = + 25nC está na origem, a carga q2 = - 15 nC está sobre o eixo x em x= 2 m e a carga q0 = + 20 nC está posicionada em um ponto com as coordenadas x = 2 m e y= 2 m. Determine o módulo, a direção e o sentido da força resultante sobre q0.
Resposta: 4,84 x 10-7 N a -34,9
 7) Três partículas carregadas encontram-se ao longo do eixo x. A partícula com carga q1 = +15,0 µC está em x = 2,00m, enquanto a partícula com carga q2 = + 6,00 µC está na origem. Onde deve ser colocada no eixo x uma partícula com carga negativa q3 de maneira que a força resultante sobre ela seja nula? 0,775m
 8) Duas partículas a e b estão a uma distancia de 0,20 m uma da outra e têm cargas qa = +2,0 nC e qb = + 1,0 nc. Em que posição em relação a a e b devemos colocar uma terceira particula com carga q, de modo que a força sobre ela devida a a e b seja zero?
9) Duas cargas puntiformes estão localizadas no lado positivo do eixo x. A carga q1 = 1,0 nC esta localizada a 2,0 cm da origem, e a carga q2 = - 3,0 nC esta localizada a 4,0 cm da origem. Qual a força total exercida por essas cargas sobre uma carga q3 = 5,0 nC localizada na origem?
28μN
10) Quantos elétrons em excesso devem ser colocados em cada uma de duas pequenas esferas com uma separação de 3 cm entre elas, se a força de repulsão for 10-19 N?
625 eletrons
11) Duas cargas elétricas pontuais de valores +Q e +4Q estão fixas e separadas pela distância de 6cm, conforme a figura. Calcule a que distância da carga elétrica+Q deve ser colocada uma outra de valor –Q para que esta carga negativa fique em equilíbrio.
12) Num átomo de hidrogênio, a separação media entre o elétron e o próton é de 5,3 x 10-11m. Calcular o módulo da força eletrostática de atração do próton sobre o elétron.
13) Três cargas puntiformes estão sobre o eixo dos x. A carga q1 = 25 nC está na origem, q2 = -10nC está em x = 2m e q0 = 20 nC em x = 3,5m. Calcular a força resultante em q0 provocada por q1 e q2.
14) As cargas q1 e q2 encontram-se sobre o eixo dos , nas coordenadas e , respectivamente. (a) Qual deverá ser a razão entre q1e q2 para que a força resultante na carga + Q situada em seja nula? (b) Qual será a razão entre q1 e q2 se a carga + Q estiver situada em ?
15) Duas cargas elétricas fixas, uma de +27 μC e outras de - 3,0 μC, se encontram a 20 cm de distância uma da outra. Em que posição, sobre a reta que passa pelas duas cargas, devemos colocar uma terceira carga para que ela fique em equilíbrio?
16) A figura mostra uma distribuição de seis partículas mantidas fixas em suas posições, onde a = 2,0 cm e Θ = 30°. As seis cargas tem módulos iguais, q = 3,0μC. Seus sinais elétricos são: q1, q2, q4 e q5 são positivas enquanto que q3 e q6 são negativas. Qual é a força eletrostática resultante que atua sobre q1 devida a todas as outras cargas?
Resposta: 0,0
17) Os corpos ficam eletrizados quando perdem ou ganham elétrons. Imagine um corpo que tivesse um mol de átomos e que cada átomo perdesse um elétron. Esse corpo ficaria eletrizado com uma carga, com coulombs, igual a?
18) Um ser humano médio pesa cerca de 650 N. Se duas pessoas assim carregassem, cada qual 1,0 coulomb de excesso de carga, uma positiva e outra negativa, qual deve ser a distancia entre elas para que a atração elétrica seja igual aos seus pesos de 650N? 
19) Uma carga de + 3,0 x 10-6 C está afastada 12 cm de uma segunda carga de – 1,5 x 10-6 C. Calcule o módulo da força elétrica que atua em cada carga.
	
20) Qual deve ser a distância entre duas cargas puntuais q1 = 26 μC e q2 = - 47 μC para que o módulo da força de atração elétrica entre elas seja de 5,7 N?
21) Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3,2 x 10-3 m uma da outra, são largadas a partir do repouso. O módulo da aceleração inicial da primeira partícula é de 7,0 m/s2 e o da segunda é 9,0 m/s2. Sendo a massa da primeira partícula 6,3 x 10-7 kg, quais são: (a) a massa da segunda partícula? (b) o módulo da carga comum?
			
			
22) Duas esferas condutoras idênticas, 1 e 2, possuem quantidades iguais de carga elétrica e estão separadas por uma distância muito grande, em comparação com seus diâmetros. Elas se repelem mutuamente com uma força elétrica F. Suponha agora que uma terceira esfera idêntica às outras e dotada de um suporte isolante e inicialmente descarregada é tocada primeiro pela esfera 1 e depois pela esfera 2 e, em seguida, é afastada. Qual é agora a força F’ entre as esferas 1 e 2 em termos de F?
	(a)1
2
F
F
	(b)1
2
3
	
	(c)1
2
3
	(d)1
2
F’
F’
	
	
F.
23) Admite-seque um nêutron seja composto de um quark “up”, de carga +2e/3, e dois quarks “down”, cada um tendo a carga de –e/3. Se os dois quarks “down” estão afastados 2,6⋅10-15 m dentro do nêutron, qual o valor da força elétrica de repulsão entre eles?
3,78N