A2 física II

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27/06/2019 Ilumno
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Local: Sala 1 - Sala de Aula / Andar / Polo Ilha do Governador / POLO ILHA DO GOVERNADOR - RJ 
Acadêmico: EAD-IL10016-20192A
Aluno: BEATRIZ KAUFMANN DE SOUZA 
Avaliação: A2-
Matrícula: 20182300106 
Data: 14 de Junho de 2019 - 17:30 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 3,00/10,00
1  Código: 34860 - Enunciado: A figura a seguir mostra uma barra de plástico com carga negativa. O objetivo é
determinar o campo elétrico gerado pela barra no ponto P. 
 (Fonte: Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,
2019.)  
Com base no exposto, analise as asserções a seguir relacionadas com o procedimento para o cálculo do campo.I. A
barra pode ser dividida em pequenos elementos de carga e o campo gerado por ela no ponto P pode ser calculado
a partir do campo gerado por cada elemento.II. O campo gerado por cada elemento pode ser escrito utilizando-se
a Lei de Coulomb, .III. O campo total no ponto P é calculado a partir da soma escalar das contribuições de cada
elemento. 
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I e II.
 b) II.
 c) I, II e III.
 d) I.
 e) II e III.
 
Alternativa marcada:
c) I, II e III.
Justificativa: Resposta correta: I e II.Por ser uma distribuição contínua de carga, o campo gerado pela barra em P
não pode ser calculado utilizando-se a Lei de Coulomb. A barra então deve ser dividida em pequenos elementos
de carga, e o campo de cada elemento no ponto P pode então ser determinado pela Lei de Coulomb, uma vez que
um elemento de carga se aproxima de uma carga pontual.  III é falsa. O campo total gerado pela barra em P pode
ser calculado a partir da soma vetorial dos campos gerados por todos os elementos que compõem a barra; essa
soma vetorial é equivalente a uma integral, , onde  é o campo gerado por cada elemento em P.
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2  Código: 34856 - Enunciado: A figura a seguir mostra dois prótons (símbolo P) e um elétron (símbolo e)
posicionados ao longo de uma reta. A carga do elétron é dada pela carga elementar , enquanto a carga do próton é
. Além disso, a distância entre o elétron e o próton central é igual à distância entre os dois prótons. 
  
(Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC, 2019.) 
Lembrando que o módulo da força eletrostática é dado pela Lei de Coulomb, , pode-se afirmar que:
 a) A força resultante sobre o próton central aponta para o elétron e tem módulo igual ao dobro da força entre
os dois prótons.
 b) A força resultante sobre o próton central aponta para o elétron e tem módulo igual à metade da força entre
os dois prótons.
 c) A força resultante sobre o próton central aponta para o outro próton e tem módulo igual à metade da força
entre o próton central e o elétron.
 d) A força resultante sobre o próton central aponta para o outro próton e tem módulo igual ao dobro da força
entre o próton central e o elétron.
 e) A força resultante sobre o próton central é nula, isto é, as forças exercidas pelo elétron e pelo próton sobre
a carga em questão se anulam. 
 
Alternativa marcada:
a) A força resultante sobre o próton central aponta para o elétron e tem módulo igual ao dobro da força entre os
dois prótons.
Justificativa: Resposta correta:  A força resultante sobre o próton central aponta para o elétron e tem módulo
igual ao dobro da força entre os dois prótons.O módulo da força entre o elétron e o próton central é , assim como
o módulo da força entre os dois prótons, uma vez que as distâncias são iguais. Como a força resultante sobre o
próton central é a soma das forças exercidas sobre ele pelo elétron e pelo próton na extremidade direita, a força
resultante será A força resultante sobre o próton central é a soma vetorial das forças exercidas pelo elétron e pelo
outro próton. O elétron atrai o próton central, e portanto exerce uma força que aponta para a esquerda (em
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direção ao elétron). Já os dois prótons se repelem, e portanto o próton na extremidade direita da reta exerce sobre
o próton central uma força que também aponta para a esquerda. Portanto, essas forças se somam, e todas as
demais  alternativas estão todas incorretas. 
 
3  Código: 34858 - Enunciado: As figuras a seguir mostram quatro configurações nas quais cinco partículas
carregadas estão posicionadas ao longo de uma linha reta com um espaçamento uniforme entre elas. O valor de
cada carga está indicado, com exceção da carga central, que é positiva e tem o mesmo valor para as quatro
configurações. Lembrando que o módulo da força eletrostática entre duas partículas carregadas, dado pela Lei de
Coulomb, é e indica a força resultante na configuração . 
(Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,  2019.) Diante
disso, marque a alternativa que expressa corretamente a relação entre as intensidades das forças resultantes
sobre a carga central nas quatro configurações.
 a) 
 b) 
 c) 
 d) 
 e) 
 
Alternativa marcada:
a) 
Justificativa: Resposta correta: (4) Para esta configuração, as forças exercidas pelas partículas que estão à
esquerda da carga central anulam as forças exercidas pelas partículas que estão à direita. Portanto, a força
resultante sobre a carga central é nula. Logo, a alternativa correta é: Distratores: Analisando a força resultante
sobre a carga central para cada uma das configurações, temos:(1) As duas partículas da esquerda atraem a carga
central, enquanto a partícula positiva da direita repele e a negativa atrai. Como a força decai com o quadrado da
distância, a ação das partículas nas extremidades irá se cancelar, enquanto as partículas mais internas atuam em
conjunto puxando a carga central para a esquerda.(2) Já neste caso a ação das partículas mais internas irá se
cancelar, enquanto as partículas mais externas irão empurrar a partícula central para a direita. Como as partículas
nas extremidades estão mais distantes da carga central, o módulo da força resultante nesta configuração é menor
do que na configuração (1).Assim, verificamos que as alternativaseestão todas incorretas, uma vez que, em todas
elas, o módulo da força resultante na configuração (2) é tido como sendo maior ou igual ao da configuração (1).(3)
Nesta configuração, todas as cargas empurram a carga central para a esquerda, e portanto todas as forças se
somam. Portanto, a força em (3) é maior do que em (1) e (2). Assim, a alternativaestá errada.
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4  Código: 34840 - Enunciado: "A compreensão do significado físico da Lei de Gauss permite uma resposta rápida
para problemas aparentemente complexos. A figura mostra duas situações nas quais cargas são envolvidas por
superfícies gaussianas diferentes (com áreas superficiais diferentes)."  
 
 
(Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K.S. Física 3. Rio de Janeiro: LTC, 2017.) 
Com base nas figuras, analise as asserções a seguir. I. A carga líquida (resultante) no interior de cada gaussiana é a
mesma e vale II. O fluxo através de cada uma das superfícies gaussianas é o mesmo.III. O campo elétrico sobre
cada uma das superfícies gaussianas é o mesmo. 
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I, II e III.
 b) I.
 c) II e III.
 d) I e III.
 e) I e II.
 
Alternativa marcada:
e) I e II.
Justificativa: Resposta correta: Analisando as situações (a) e (b), verificamos que, em ambos os casos, a carga no
interior de cada gaussiana é  Logo, I é verdadeira. A Lei de Gauss,nos diz que o fluxo depende da carga interna à
superfície gaussiana () , e não da forma da superfície. Assim, como a carga interna é a mesma nas situações (a) e
(b), o fluxo deve ser o mesmo através das duas superfícies e II também é verdadeira.Do mesmo modo, a Lei de
Gauss nos diz queo campo elétrico  depende da carga interna à gaussiana, mas também depende da sua forma,
uma vez que o cálculo do campo depende da integral de superfície realizada sobre a gaussiana (isto é, depende da
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área da superfície). Como as duas gaussianas mostradas têm formas (e áreas) diferentes, os campos sobre as duas
superfícies são diferentes. Logo, III é falsa.
5  Código: 34854 - Enunciado: Um balão de aniversário é carregado negativamente por atrito com outro corpo e, ao
ser solto, adere a uma parede. Diante disso, pode-se afirmar que: I. O fato de o balão aderir a uma parede significa
que essa parede está carregada positivamente.II. Ao aderir à parede, o excesso de cargas negativas do balão migra
para ela.III. O balão acaba, eventualmente, caindo. Isso ocorre porque o balão se torna mais pesado devido ao
excesso de carga. Está correto apenas o que se afirma em:
 a) II e III.
 b) I e II.
 c) I, II e III.
 d) II.
 e) I.
 
Alternativa marcada:
d) II.
Justificativa: Resposta correta: II.Depois de um tempo encostado na parede, as cargas negativas em excesso no
balão migram para a parede e, em seguida, para o solo. Portanto, a afirmativa II é verdadeira. 
 
Distratores:A parede está, na realidade, neutra. No entanto, por estar negativamente carregado, o balão repele as
cargas negativas da parede e, por ser leve, é atraído pelo excesso de carga positiva que se forma localmente.
Assim, a afirmativa I não é correta.Ao perder o excesso de cargas negativas para a parede, o balão se torna neutro
e a força de atração se anula. Em consequência, o balão cai, uma vez que apenas a força gravitacional atua agora.
Logo, III é falsa.
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6  Código: 34855 - Enunciado: Uma esfera metálica leve e sem carga é suspensa por um fio isolante. Ela é atraída por
um bastão de borracha carregado e, após tocar o bastão, passa a ser repelida por ele. Com base no exposto, leia as
asserções a seguir relacionadas com a situação descrita. I. Apesar de estar neutra, a esfera é atraída porque as
cargas do bastão atraem as cargas de sinal oposto existentes em seu interior.II. Ao tocar o bastão, a esfera recebe
uma parte das cargas em excesso do bastão.III. A esfera e o bastão se repelem por terem cargas de sinais
opostos.  Está correto apenas o que se afirma em: 
 a) II, apenas.
 b) I, II e III.
 c) I, apenas.
 d) I e II.
 e) II e III.
 
Alternativa marcada:
b) I, II e III.
Justificativa: Resposta correta: I e II estão corretas.A esfera está inicialmente neutra. Quando o bastão se
aproxima, as cargas em excesso nele contidas atraem as cargas de sinal oposto existentes na esfera. Por ser leve, a
esfera é então atraída pelo bastão. Logo, I é verdadeira.Quando toca o bastão carregado, a esfera recebe uma
parte das cargas em excesso do bastão. Assim, II é verdadeira.Os dois objetos passam então a ter cargas de mesmo
sinal e por isso se repelem. Se as cargas tivessem sinais opostos, existiria atração entre os dois objetos. Logo, III é
falsa.
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7  Código: 35283 - Enunciado: A Lei de Gauss, expressa por  permite que o campo elétrico de distribuições
simétricas de carga seja calculado com certa facilidade. Nessa equação,  é a carga interna à superfície escolhida
para realizar a integração, chamada de gaussiana.  
 
 
(Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC, 2019.) 
Observando a figura apresentada, que representa uma casca de plástico com carga e uma partícula carregada no
centro, expresse a integral  nas seguintes situações:a) Para uma gaussiana esférica que passa pelo ponto .b) Para
uma gaussiana esférica que passa pelo ponto .
Resposta:
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Justificativa: Expectativa de resposta: 
(a) 
(b)
8  Código: 34853 - Enunciado: A figura a seguir mostra um arranjo de quatro cargas puntiformes, cada uma
ocupando o vértice de um quadrado de lado .  
(Fonte: Modificado de H. D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 3. Rio de Janeiro: LTC,
2019.) Sabendo que , desenhe o vetor campo elétrico resultante devido às quatro cargas no ponto P.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: (Fonte: Modificado de HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos
de Física. v.3. Rio de Janeiro: LTC, 2019.)
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