Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
ELETROSTÁTICA 1. (Fuvest 2021) Dois balões negativamente carregados são utilizados para induzir cargas em latas metálicas, alinhadas e em contato, que, inicialmente, estavam eletricamente neutras. Conforme mostrado na figura, os balões estão próximos, mas jamais chegam a tocar as latas. Nessa configuração, as latas 1, 2 e 3 terão, respectivamente, carga total: Note e adote: O contato entre dois objetos metálicos permite a passagem de cargas elétricas entre um e outro. Suponha que o ar no entorno seja um isolante perfeito. a) 1: zero; 2: negativa; 3: zero. b) 1: positiva; 2: zero; 3: positiva. c) 1: zero; 2: positiva; 3: zero. d) 1: positiva; 2: negativa; 3: positiva. e) 1: zero; 2: zero; 3: zero. 2. (Ufjf-pism 3 2020) Luiz e Sergio brincam de cabo de guerra eletrostático: uma bolinha de isopor, eletrizada positivamente por atrito, e pendurada com um fio de seda a um suporte, de forma que ela possa balançar livremente. Cada um escolhe um bastão diferente para eletrizar, e depois de atritarem uma das extremidades de cada bastão, colocam-nos em posições opostas, mas equidistantes, a bolinha. Ganha o jogo quem tiver eletrizado mais seu próprio bastão. Na brincadeira, a bolinha se deslocou para uma posição de equilíbrio mais próxima ao bastão de Luiz. Pode-se afirmar com certeza somente que: a) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Luiz ganhou a brincadeira. b) Se os bastões tem cargas opostas entre si, então Sergio ganhou a brincadeira. c) Se os bastões tem cargas positivas, então Sergio ganhou a brincadeira. d) Se os bastões tem cargas negativas, então Sergio ganhou a brincadeira. e) Se os bastões tem cargas positivas, então Luiz ganhou a brincadeira. 3. (Enem 2020) Por qual motivo ocorre a eletrização ilustrada na tirinha? a) Troca de átomos entre a calça e os pelos do gato. b) Diminuição do número de prótons nos pelos do gato. c) Criação de novas partículas eletrizadas nos pelos do gato. d) Movimentação de elétrons entre a calça e os pelos do gato. e) Repulsão entre partículas elétricas da calça e dos pelos do gato. 4. (Eear 2019) Considere quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, inicialmente separadas entre si. Duas delas, B e D, estão inicialmente neutras, enquanto as esferas A e C possuem cargas elétricas iniciais, respectivamente, iguais a 3Q e Q.− Determine a carga elétrica final da esfera C após contatos sucessivos com as esferas A, B e D, nessa ordem, considerando que após cada contato, as esferas são novamente separadas. a) Q 4 b) Q 2 c) 2Q d) 4Q 5. (Ufrgs 2018) Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará __________. Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará __________. a) eletricamente neutra – positivamente carregada b) eletricamente neutra – negativamente carregada ELETROSTÁTICA c) positivamente carregada – eletricamente neutra d) positivamente carregada – negativamente carregada e) negativamente carregada – positivamente carregada 6. (Fgv 2015) Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 C.μ Sabendo-se que a carga elementar vale 191,6 10 C,− para se conseguir a eletrização desejada será preciso a) retirar do objeto 20 trilhões de prótons. b) retirar do objeto 20 trilhões de elétrons. c) acrescentar ao objeto 20 trilhões de elétrons. d) acrescentar ao objeto cerca de 51 trilhões de elétrons. e) retirar do objeto cerca de 51 trilhões de prótons. 7. (Mackenzie 2015) Uma esfera metálica A, eletrizada com carga elétrica igual a 20,0 C,μ− é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletricamente neutra. Em seguida, encosta-se a esfera B em outra C, também idêntica eletrizada com carga elétrica igual a 50,0 C.μ Após esse procedimento, as esferas B e C são separadas. A carga elétrica armazenada na esfera B, no final desse processo, é igual a a) 20,0 Cμ b) 30,0 Cμ c) 40,0 Cμ d) 50,0 Cμ e) 60,0 Cμ 8. (Uece 2015) Considere um balão de formato esférico, feito de um material isolante e eletricamente carregado na sua superfície externa. Por resfriamento, o gás em seu interior tem sua pressão reduzida, o que diminui o raio do balão. Havendo aquecimento do balão, há aumento da pressão e do raio. Assim, sendo constante a carga total, é correto afirmar que a densidade superficial de carga no balão a) decresce com a redução na temperatura. b) não depende da temperatura. c) aumenta com a redução na temperatura. d) depende somente do material do balão. 9. (Ufrgs 2014) Considere dois balões de borracha, A e B. O balão B tem excesso de cargas negativas; o balão A, ao ser aproximado do balão B, é repelido por ele. Por outro lado, quando certo objeto metálico isolado é aproximado do balão A, este é atraído pelo objeto. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A respeito das cargas elétricas líquidas no balão A e no objeto, pode-se concluir que o balão A só pode __________ e que o objeto só pode __________. a) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas b) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro c) ter excesso de cargas negativas – estar eletricamente neutro d) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro e) estar eletricamente neutro – ter excesso de cargas positivas 10. (Unifor 2014) Sabemos que eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. A história nos conta que grandes cientistas como Tales de Mileto conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Analise as afirmações abaixo acerca do assunto. I. Um corpo é chamado neutro quando é desprovido de cargas elétricas. II. A eletrostática é descrita pela conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante. III. A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza IV. No processo de eletrização por atrito, a eletrização não depende da natureza do material. É CORRETO apenas o que se afirma em: a) I e II b) III e IV c) I e IV d) II e III e) II e IV 11. (Fuvest 1990) Uma esfera condutora A, de peso P, eletrizada positivamente, é presa por um fio isolante que passa por uma roldana. A esfera A se aproxima, com velocidade constante, de uma esfera B, idêntica à anterior, mas neutra e isolada. A esfera A toca em B e, em seguida, é puxada para cima, com velocidade também constante. Quando A passa pelo ponto M a tração no fio é T1 na descida e T2 na subida. Podemos afirmar que: ELETROSTÁTICA a) T1 < T2 < P b) T1 < P < T2 c) T2 < T1 < P d) T2 < P < T1 e) P < T1 < T2 12. (Cesgranrio 1991) Na figura a seguir, um bastão carregado positivamente é aproximado de uma pequena esfera metálica (M) que pende na extremidade de um fio de seda. Observa-se que a esfera se afasta do bastão. Nesta situação, pode- se afirmar que a esfera possui uma carga elétrica total: a) negativa. b) positiva.c) nula. d) positiva ou nula. e) negativa ou nula. 13. (Cesgranrio 1994) A figura a SEGUIR mostra três esferas iguais: A e B, fixas sobre um plano horizontal e carregadas eletricamente com qA = - 12nC e qB = + 7nC e C, que pode deslizar sem atrito sobre o plano, carregada com qC = + 2nC (1nC = 10-9 C). Não há troca de carga elétrica entre as esferas e o plano. Estando solta, a esfera C dirige-se de encontro à esfera A, com a qual interage eletricamente, retornando de encontro à B, e assim por diante, até que o sistema atinge o equilíbrio, com as esferas não mais se tocando. Nesse momento, as cargas A, B e C, em nC, serão, respectivamente: a) - 1, - 1 e - 1 b) - 2, - 1 2 e - 1 2 c) + 2, - 1 e + 2 d) - 3, zero e + 3 e) - 3 2 , zero e - 3 2 14. (Uel 1994) Uma partícula está eletrizada positivamente com uma carga elétrica de 4,0 × 10- 15 C. Como o módulo da carga do elétron é 1,6 × 10-19 C, essa partícula a) ganhou 2,5 × 104 elétrons. b) perdeu 2,5 × 104 elétrons. c) ganhou 4,0 × 104 elétrons. d) perdeu 6,4 × 104 elétrons. e) ganhou 6,4 × 104 elétrons. 15. (Ita 1996) Um objeto metálico carregado positivamente, com carga + Q, é aproximado de um eletroscópio de folhas, que foi previamente carregado negativamente com carga igual a - Q. I. À medida que o objeto for se aproximando do eletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que já estavam. II. À medida que o objeto for se aproximando, as folhas permanecem como estavam. III. Se o objeto tocar o terminal externo do eletroscópio, as folhas devem necessariamente fechar-se. Neste caso, pode-se afirmar que: ELETROSTÁTICA a) somente a afirmativa I é correta. b) as afirmativas II e III são corretas. c) afirmativas I e III são corretas. d) somente a afirmativa III é correta. e) nenhuma das alternativas é correta. 16. (Famema 2021) Em determinado meio, uma carga elétrica q é colocada a uma distância de 21,2 10 m− de outra carga Q, ambas pontuais. A essa distância, a carga q é submetida a uma força repulsiva de intensidade 20 N. Se a carga q for reposicionada a 20,4 10 m− da carga Q no mesmo meio, a força repulsiva entre as cargas terá intensidade de a) 360 N. b) 480 N. c) 180 N. d) 520 N. e) 660 N. 17. (Ita 2021) Considere um sistema de três satélites idênticos de massa m dispostos nos vértices de um triângulo equilátero de lado d. Considerando somente o efeito gravitacional que cada um exerce sobre os demais, calcule a velocidade orbital dos satélites com respeito ao centro de massa do sistema para que a distância entre eles permaneça inalterada. a) 3Gm 2d b) Gm d c) Gm 2d d) Gm 3d e) 3Gm d 18. (Esc. Naval 2020) Na figura abaixo é apresenta uma carga 1q q= e massa M pendurada por um fio, inextensível e de massa desprezível, e presa a uma mola de constante elástica MK ambos de material isolante. A uma distancia d, existe uma carga 2q q= que está fixa. O sistema se encontra em equilíbrio com o fio formando um ângulo θ com a vertical e a mola na direção horizontal. Nessas condições, quanto vale a elongação xΔ da mola (considere a aceleração da gravidade como g e a constante de Coulomb como k)? a) 2 2 M kq Mg tgd K θ − b) 2 2 M kq Mgtg d K θ− c) 2 2 M kq Mgtg d K θ+ d) 2 2 M kq Mg tgd K θ + e) 2 2 M kq Mg tg d K θ − 19. (Efomm 2020) Duas esferas condutoras idênticas de carga q 2,0 Cμ= estão penduradas em fios não condutores de comprimento D 30,0 cm,= conforme apresentado na figura abaixo. Se o ângulo entre os fios vale 90 ,θ = qual é o valor das massas das esferas? ELETROSTÁTICA Dado: constante dielétrica 9 2 2k 9,0 10 N m C ;= aceleração da gravidade 2g 10,0 m s= a) 20 g b) 40 g c) 60 g d) 80 g e) 100 g 20. (Fuvest 2019) Três pequenas esferas carregadas com carga positiva Q ocupam os vértices de um triângulo, como mostra a figura. Na parte interna do triângulo, está afixada outra pequena esfera, com carga negativa q. As distâncias dessa carga às outras três podem ser obtidas a partir da figura. Sendo 4Q 2 10 C,−= 5q 2 10 C−= − e d 6 m,= a força elétrica resultante sobre a carga q Note e adote: A constante 0k da lei de Coulomb vale 9 2 29 10 N m C a) é nula. b) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,8 N. c) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 1,0 N. d) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,0 N. e) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 0,3 N. 21. (Cesgranrio 1990) Dois pequenos corpos eletricamente carregados são lentamente afastados um do outro. A intensidade da força de interação (F) varia com a distância (d) entre eles, segundo o gráfico: 22. (Uel 1994) A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20 cm uma da outra, é 0,030 N. Esta força aumentará para 0,060 N se a distância entre as cargas for alterada para a) 5,0 cm b) 10 cm c) 14 cm d) 28 cm e) 40 cm 23. (Epcar (Afa) 2017) Uma pequena esfera C, com carga elétrica de 45 10 C,−+ é guiada por um aro isolante e semicircular de raio R igual a 2,5 m, situado num plano horizontal, com extremidades A e B, como indica a figura abaixo. A esfera pode se deslocar sem atrito tendo o aro como guia. Nas extremidades A e B deste aro são fixadas duas cargas elétricas puntiformes de 68 10 C−+ e 61 10 C,−+ respectivamente. Sendo ELETROSTÁTICA a constante eletrostática do meio igual a 2 9 2 N m 4 5 10 , C na posição de equilíbrio da esfera C, a reação normal do aro sobre a esfera, em N, tem módulo igual a a) 1 b) 2 c) 4 d) 5 24. (Eear 2017) Duas esferas idênticas e eletrizadas com cargas elétricas 1q e 2q 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 25. (Fuvest 1987) Uma gotícula de água, com massa m = 0,80 × 10-9 kg eletrizada com carga q = 16 × 10-19 C está em equilíbrio no interior de um capacitor de placas paralelas e horizontais; conforme o esquema a seguir. Nestas circunstâncias, o valor do campo elétrico entre as placas é: a) 5 × 109 N C b) 2 × 10-10 N C c) 12,8 × 10-28 N C d) 2 × 10-11 N C e) 5 × 108 N C 26. (Cesgranrio 1991) Quatro partículas carregadas estão fixas nos vértices de um quadrado. As cargas das partículas têm o mesmo módulo q, mas os seus sinais se alternam conforme é mostrado na figura a seguir. Assinale a opção que melhor representa o vetor campo elétrico no ponto M assinalado na figura. 27. (Unesp 1992) Na figura adiante, o ponto P está equidistante das cargas fixas + Q e - Q. Qual dos vetores indica a direção e o sentido do campo elétrico em P, devido a essas cargas? 28. (Ufpe 1995) Qual dos diagramas a seguir melhor representa a variação espacial do módulo do campo elétrico com relação ao centro de uma esfera condutora de raio R, carregada e em equilíbrio eletrostático? ELETROSTÁTICA 29. (Ufmg 1995) Um ponto P está situado à mesma distância de duas cargas, uma positiva e outra negativa, de mesmo módulo. A opção que representa corretamente a direção e o sentido do campo elétrico criado por essas cargas, no ponto P, é: 30. (Unaerp 1996) Numa regiãoem que existe um campo eletrostático uniforme, uma pequena esfera condutora descarregada é introduzida. Das configurações, a que melhor representa a distribuição de cargas que aparecerá na superfície da esfera, é: 31. (Udesc 1996) A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q1 e Q2. Elas estão fixas nas suas posições e a uma distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a uma distância de 0,50 m da carga Q2, o campo elétrico é nulo. Sendo Q2 = + 1,0 × 10-7 C, o valor da carga Q1(em coulombs) é: a) - 9,0 × 10-7 b) + 9,0 × 10-7 c) +1,0 × 10-7 d) -1,0 × 10-7 e) - 3,0 × 10-7 32. (Mackenzie 1996) Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 μC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem intensidade de: a) 3,0 . 105 N/C b) 2,4 . 105 N/C c) 1,2 . 105 N/C d) 4,0 . 10-6 N/C e) 4,8 . 10-6 N/C 33. (Mackenzie 1996) Uma esfera eletrizada com carga de + 2 mC e massa 100 g é lançada horizontalmente com velocidade 4 m/s num campo elétrico vertical, orientado para cima e de intensidade 400 N/C. Supondo g = 10 m/s2, a distância horizontal percorrida pela esfera após cair 25 cm é: a) 2,0 m. b) 1,8 m. c) 1,2 m. d) 0,8 m. e) 0,6 m. 34. (Cesgranrio 1990) A aceleração de uma partícula de massa "m" e carga elétrica "q" quando, a partir do repouso, percorre uma distância "d", numa região onde existe campo elétrico uniforme ELETROSTÁTICA de módulo "E", constante é: a) q.E.d m b) q.E m c) m.E.d q d) E . d e) q E. m 35. (Ufmg 1994) Observe a figura. Nessa figura, duas placas paralelas estão carregadas com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Um elétron penetra entre essas placas com velocidade v r paralela às placas. Considerando que APENAS o campo elétrico atua sobre o elétron, a sua trajetória entre as placas será a) um arco de circunferência. b) um arco de parábola. c) uma reta inclinada em relação às placas. d) uma reta paralela às placas. e) uma reta perpendicular às placas. 36. (Unitau 1995) Uma pequena esfera de massa m está suspensa por um fio inextensível, isolante, bastante fino (conforme a figura adiante) e em estado de equilíbrio. Sabendo-se que a carga da esfera é de q coulomb e que o plano vertical da figura está uniformemente eletrizado, pode-se afirmar que o módulo do campo elétrico, devido ao plano é: a) m.g.q b) (m.g.tg ) q α c) (m.g.sen ) q α d) m.g.q.cos α e) m.g.q.cotg α 37. (Udesc 1997) Uma partícula com carga positiva é lançada com velocidade v no campo elétrico uniforme existente entre as placas A e B. Aplicando-se um campo magnético na região entre as placas, juntamente com o campo elétrico, a partícula descreve a trajetória retilínea MN. Podemos afirmar que, necessariamente, para que tal fato ocorra, o campo magnético aplicado deve ter: a) direção paralela às placas e sentido de M para N; b) direção perpendicular às placas e sentido da placa A para a placa B; c) direção perpendicular às placas e sentido da placa B para a placa A; d) direção perpendicular a esta folha e sentido "entrando" na folha; e) direção perpendicular a esta folha e sentido "saindo" da folha. ELETROSTÁTICA 38. (Mackenzie 1997) Na figura, um elétron de carga - e e massa m, é lançado com velocidade inicial V ur , no campo elétrico uniforme entre as placas planas e paralelas, de comprimento ℓ e separadas pela distância d. O elétron entra no campo, perpendicularmente às linhas de força, num ponto equidistante das placas. Desprezando as ações gravitacionais e sabendo que o elétron tangencia a placa superior (ponto A) ao emergir do campo, então a intensidade deste campo elétrico é: a) E = eℓ2/mdv2 b) E = eℓ/mdv c) E = mdv/eℓ d) E = mdv2/eℓ2 e) E = mdv2/2eℓ2 39. (Ita 1998) Um elétron, movendo-se horizontalmente, penetra em uma região do espaço onde há um campo elétrico de cima para baixo, como mostra a figura a seguir. A direção do campo de indução magnética de menor intensidade capaz de anular o efeito do campo elétrico, de tal maneira que o elétron se mantenha na trajetória horizontal, é: a) para dentro do plano do papel. b) na mesma direção e sentido oposto do campo elétrico. c) na mesma direחדo e sentido do campo elיtrico. d) para fora do plano do papel. e) a um ângulo de 45° entre a direção da velocidade do elétron e a do campo elétrico. 40. (Enem 2020) Há muitos mitos em relação a como se proteger de raios, cobrir espelhos e não pegar em facas, garfos e outros objetos metálicos, por exemplo. Mas, de fato, se houver uma tempestade com raios, alguns cuidados são importantes, como evitar ambientes abertos. Um bom abrigo para proteção é o interior de um automóvel, desde que este não seja conversível. OLIVEIRA, A. Raios nas tempestades de verão. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 10 dez. 2014 (adaptado). Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos automóveis, conforme citado no texto? a) Isolamento elétrico dos pneus. b) Efeito de para-raios da antena. c) Blindagem pela carcaça metálica. d) Escoamento da água pela lataria. e) Aterramento pelo fio terra da bateria. 41. (Eear 2019) Considere as seguintes afirmações a respeito de uma esfera homogênea carregada em equilíbrio eletrostático: I. As cargas elétricas se distribuem pela superfície da esfera, independentemente de seu sinal. II. Na superfície dessa esfera o campo elétrico é nulo. III. Na superfície dessa esfera o campo elétrico é normal à superfície e no seu interior ele é nulo. IV. A diferença de potencial elétrico entre dois pontos quaisquer da sua superfície é nula. A respeito dessas afirmações, pode-se dizer que: a) Todas estão corretas b) Apenas I está correta c) I, III e IV estão corretas d) II, III e IV estão corretas 42. (Fgv 2018) A gaiola de Faraday é um curioso dispositivo que serve para comprovar o comportamento das cargas elétricas em equilíbrio. A pessoa em seu interior não sofre descarga ELETROSTÁTICA Dessa experiência, conclui-se que o campo elétrico no interior da gaiola é a) uniforme e horizontal, com o sentido dependente do sinal das cargas externas. b) nulo apenas na região central onde está a pessoa. c) mais intenso próximo aos vértices, pois é lá que as cargas mais se concentram. d) uniforme, dirigido verticalmente para cima ou para baixo, dependendo do sinal das cargas externas. e) inteiramente nulo. 43. (Upf 2014) Durante uma experiência didática sobre eletrostática, um professor de Física eletriza uma esfera metálica oca suspensa por um fio isolante. Na sequência, faz as seguintes afirmações: I. A carga elétrica transferida para a esfera se distribui na superfície externa desta. II. O campo elétrico no interior da esfera é nulo. III. O campo elétrico na parte exterior da esfera tem direção perpendicular à superfície desta. IV. A superfície da esfera, na situação descrita, apresenta o mesmo potencial elétrico em todos os pontos. V. A carga elétrica acumulada na esfera é positiva, pois lhe foram transferidas cargas positivas. Está correto o que se afirma em: a) I apenas. b) I e II apenas. c) I, II e III apenas. d) I, II, III e IV apenas. e) I, II, III, IV e V. 44. (Upe 2014) Duas esferas isolantes, A e B, possuem raios iguais a RA e RB e cargas, uniformemente distribuídas, iguais a QA e QB, respectivamente. Sabendo-se que 5QA = 2QB e ainda que 10RA = 3RB, qual a relação entre suas densidades volumétricas de cargas A B/?ρ ρ a) 100/9 b) 15/8 c) 200/6 d) 400/27 e) 280/9 45. (Ueg 2007) Os recentes motins em presídios brasileiros chamaram a atenção de modo geral para a importância das telecomunicações na operação de estruturas organizacionais. A necessidade de se impossibilitar qualquer tipo de comunicação, no caso de organizações criminosas, tornou-se patente. Embora existam muitos sistemas de comunicação móvel, o foco centrou-se em celulares, em virtude de suas pequenas dimensões físicas e da facilidade de aquisição e uso. Várias propostas foram colocadas para o bloqueio das ondas eletromagnéticas ou de rádio. A primeira delas consiste em envolver o presídio por uma "gaiola de Faraday", ou seja, "embrulhá- lo" com um material que seja bom condutor de eletricidade ligado à terra. Uma segunda proposta era utilizar um aparelho que gerasse ondas eletromagnéticas na mesma faixa de frequência utilizada pelas operadoras de telefonia móvel. Essas ondas seriam espalhadas por meio de antenas, normalmente instaladas nos muros do presídio. Acerca das informações contidas no texto acima, julgue a validade das afirmações a seguir. I. Uma "gaiola de Faraday" é uma blindagem elétrica, ou seja, uma superfície condutora que envolve uma dada região do espaço e que pode, em certas situações, impedir a entrada de perturbações produzidas por campos elétricos e/ou magnéticos externos. II. A eficiência da "gaiola de Faraday" depende do comprimento de onda das ondas eletromagnéticas ELETROSTÁTICA da telefonia celular, pois isso definirá as dimensões da malha utilizada em sua construção. III. A segunda proposta citada no texto é a geração de ondas nas mesmas frequências utilizadas pelas operadoras de telefonia móvel. Com isso, através de interferências destrutivas, compromete-se a comunicação entre a ERB (torre celular ou estação de rádio) e o telefone. Assinale a alternativa CORRETA: a) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras. b) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras. c) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. d) Todas as afirmações são verdadeiras. 46. (Fgv 2021) Uma esfera metálica oca, cujo raio da superfície externa é R, está eletrizada com carga positiva e localizada no vácuo. Considere o ponto X, localizado no centro da esfera, e dois pontos, Y e Z, localizados fora da esfera e distando, respectivamente, R e 3R da superfície externa da esfera. Adotando-se o potencial elétrico como nulo a uma distância infinita da esfera e denominando- se X YV , V e ZV os potenciais elétricos dos pontos X, Y e Z, respectivamente, tem-se: a) X Y ZV V 2V= = b) X Y ZV 2V 4V= = c) X Y Z2V 2V V= = d) XV 0= e Y ZV 4V= e) XV 0= e Y ZV 2V= 47. (G1 - ifsul 2019) A figura a seguir ilustra, graficamente, o comportamento do Potencial Elétrico V, em função da Distância até o centro, de uma esfera condutora de raio R, eletrizada com carga positiva Q e em equilíbrio eletrostático. Considere a origem do sistema de coordenadas localizado no centro da esfera. Com base no gráfico e em seus conhecimentos de eletrostática, analise as seguintes afirmativas: I. O potencial elétrico no interior da esfera é nulo. II. O potencial elétrico no interior da esfera é igual em todos os pontos. III. O campo elétrico no interior da esfera é nulo. Estão corretas as afirmativas a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) I, II e III. 48. (Efomm 2019) Um condutor P, de raio 4,0 cm e carregado com carga 8,0 nC, está inicialmente muito distante de outros condutores e no vácuo. Esse condutor é a seguir colocado concentricamente com um outro condutor T, que é esférico, oco e neutro. As superfícies internas e externa de T têm raios 8,0 cm e 10,0 cm, respectivamente. Determine a diferença de potencial entre P e T, quando P estiver no interior de T. a) 2154,8 10 V b) 116 10 V c) 29,0 10 V d) 19,8 10 V e) 2180,0 10 V 49. (Enem PPL 2018) Em uma manhã ensolarada, uma jovem vai até um parque para acampar e ler. Ela monta sua barraca próxima de seu carro, de uma árvore e de um quiosque de madeira. Durante sua leitura, a jovem não percebe a aproximação de uma tempestade com muitos relâmpagos. A melhor maneira de essa jovem se proteger dos relâmpagos é a) entrar no carro. b) entrar na barraca. c) entrar no quiosque. d) abrir um guarda-chuva. e) ficar embaixo da árvore. 50. (Esc. Naval 2018) Analise a figura abaixo. ELETROSTÁTICA Na figura acima, a linha pontilhada mostra a trajetória de uma partícula de carga q 3,0 C− = − que percorre 6,0 metros, ao se deslocar do ponto A, onde estava em repouso, até o ponto B, onde foi conduzida novamente ao repouso. Nessa região do espaço, há um campo elétrico conservativo, cujas superfícies equipotenciais estão representadas na figura. Sabe-se que, ao longo desse deslocamento da partícula, atuam somente duas forças sobre ela, onde uma delas é a força externa extF . Sendo assim, qual o trabalho, em quilojoules, realizado pela força extF no deslocamento da partícula do ponto A até o ponto B? a) 0,28− b) 0,28+ c) 0,56− d) 0,56+ e) 0,85− 51. (Unesp 2017) Três esferas puntiformes, eletrizadas com cargas elétricas 1 2q q Q= = + e 3q –2Q,= estão fixas e dispostas sobre uma circunferência de raio r e centro C, em uma região onde a constante eletrostática é igual a 0k , conforme representado na figura. Considere CV o potencial eletrostático e CE o módulo do campo elétrico no ponto C devido às três cargas. Os valores de CV e CE são, respectivamente, a) zero e 0 2 4 k Q r b) 0 4 k Q r e 0 2 k Q r c) zero e zero d) 0 2 k Q r e 0 2 2 k Q r e) zero e 0 2 2 k Q r 52. (Mackenzie 2017) A intensidade do campo elétrico (E) ur e do potencial elétrico (V) em um ponto P gerado pela carga puntiforme Q são, respectivamente, N 50 C e 100 V. A distância d que a carga puntiforme se encontra do ponto P, imersa no ar, é a) 1,0 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 4,0 m e) 5,0 m 53. (Eear 2016) São dadas duas cargas, conforme a figura: Considerando 1E o módulo do campo elétrico devido à carga 1Q , 2E o módulo do campo elétrico devido à carga 2Q , 1V o potencial elétrico devido à carga 1Q e 2V o potencial elétrico devido à carga 2Q . Considere pE o campo elétrico e pV o potencial resultantes no ponto P. Julgue as expressões abaixo como verdadeiras (V) ou falsas (F). ELETROSTÁTICA ( ) p 1 2E E E= + ( ) p 1 2V V V= + ( ) p 1 2E E E= + r r r ( ) p 1 2V V V= + r r r Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. a) V – V – F – F b) V – F – F – V c) F – F – V – V d) F – V – V – F 54. (Efomm 2016) Considere que o Gerador de Van de Graaff da figura está em funcionamento, mantendo constante o potencial elétrico de sua cúpula esférica de raio 0R metros. Quando, então, é fechada a chave CH1, uma esfera condutora de raio 1 0R =R 4 metros, inicialmente descarregada, conecta-se à cúpula por meio de fios de capacidade desprezível (também é desprezível a indução eletrostática). Atingido o equilíbrio eletrostático, a razão 1 0,σ σ entre as densidades superficiais de carga elétrica da esfera e da cúpula, vale a) 4 b) 2 c) 1 d) 1 2 e) 1 4 55. (G1 - ifsul 2016) Analise as seguintes afirmativas, relacionadas aos conceitos e aos fenômenos estudados em Eletrostática. I. O potencial elétrico aumenta, ao longo de uma linha de força e no sentido dela. II. Uma partículaeletrizada gera um campo elétrico na região do espaço que a circunda. Porém, no ponto onde ela foi colocada, o vetor campo elétrico, devido à própria partícula, é nulo. III. Uma partícula eletrizada com carga positiva quando abandonada sob a ação exclusiva de um campo elétrico, movimenta-se no sentido da linha de força, dirigindo-se para pontos de menor potencial. IV. A diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois pontos quaisquer de um condutor em equilíbrio eletrostático é sempre diferente de zero. Estão corretas apenas as afirmativas a) I e III. b) II e IV. c) II e III. d) I e IV. 56. (Esc. Naval 2015) Analise a figura abaixo. Uma casca esférica metálica fina, isolada, de raio R 4,00 cm= e carga Q, produz um potencial elétrico igual a 10,0 V no ponto P, distante 156 cm da superfície da casca (ver figura). Suponha agora que o raio da casca esférica foi alterado para um valor quatro vezes menor. Nessa nova configuração, a ddp entre o centro da casca e o ponto P, em quilovolts, será a) 0,01 b) 0,39 c) 0,51 d) 1,59 e) 2,00 57. (Ueg 2015) Considere uma esfera condutora carregada com carga Q, que possua um raio R. O potencial elétrico dividido pela constante eletrostática no vácuo dessa esfera em função da distância d, medida a partir do seu centro, está descrito no gráfico a seguir. ELETROSTÁTICA Qual é o valor da carga elétrica Q, em Coulomb? a) 42,0 10 b) 34,0 10 c) 60,5 10 d) 62,0 10 58. (Espcex (Aman) 2021) Um campo elétrico é gerado por uma partícula de carga puntiforme 6Q 5,0 10 C−= no vácuo. O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar a carga de prova 8q 2 10 C−= do ponto X para o ponto Y, que estão a 0,20 m e 1,50 m da carga Q, respectivamente, conforme o desenho abaixo é: Dado: Constante eletrostática do vácuo 9 2 2 0k 9 10 N m C= a) 34,3 10 J− b) 35,4 10 J− c) 66,3 10 J− d) 36,0 10 J− e) 33,9 10 J− 59. (Fuvest 2021) Uma esfera metálica de massa m e carga elétrica q+ descansa sobre um piso horizontal isolante, em uma região em que há um campo elétrico uniforme e também horizontal, de intensidade E, conforme mostrado na figura. Em certo instante, com auxílio de uma barra isolante, a esfera é erguida ao longo de uma linha vertical, com velocidade constante e contra a ação da gravidade, a uma altura total h, sem nunca abandonar a região de campo elétrico uniforme. Ao longo do movimento descrito, os trabalhos realizados pela força gravitacional e pela força elétrica sobre a esfera são, respectivamente: a) mgh e qEh b) mgh− e 0 c) 0 e qEh− d) mgh− e qEh− e) mgh e 0 60. (Unicamp 2020) Existem na natureza forças que podemos observar em nosso cotidiano. Dentre elas, a força gravitacional da Terra e a força elétrica. Num experimento, solta-se uma bola com carga elétrica positiva, a partir do repouso, de uma determinada altura, numa região em que há um campo elétrico dirigido verticalmente para baixo, e mede-se a velocidade com que ela atinge o chão. O experimento é realizado primeiramente com uma bola de massa m e carga q, e em seguida com uma bola de massa 2m e mesma carga q. Desprezando a resistência do ar, é correto afirmar que, ao atingir o chão, a) as duas bolas terão a mesma velocidade. ELETROSTÁTICA b) a velocidade de cada bola não depende do campo elétrico. c) a velocidade da bola de massa m é maior que a velocidade da bola de massa 2m. d) a velocidade da bola de massa m é menor que a velocidade da bola de massa 2m. 61. (Ufrgs 2017) Seis cargas elétricas iguais a Q estão dispostas, formando um hexágono regular de aresta R, conforme mostra a figura abaixo. Com base nesse arranjo, sendo k a constante eletrostática, considere as seguintes afirmações. I. O campo elétrico resultante no centro do hexágono tem módulo igual a 26kQ R . II. O trabalho necessário para se trazer uma carga q, desde o infinito até o centro do hexágono, é igual a 6kQq R. III. A força resultante sobre uma carga de prova q, colocada no centro do hexágono, é nula. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 62. (Mackenzie 2015) Uma carga elétrica de intensidade Q 10,0 C,μ= no vácuo, gera um campo elétrico em dois pontos A e B, conforme figura acima. Sabendo-se que a constante eletrostática do vácuo é 9 2 2 0k 9 10 Nm / C= o trabalho realizado pela força elétrica para transferir uma carga q 2,00 Cμ= do ponto B até o ponto A é, em mJ, igual a a) 90,0 b) 180 c) 270 d) 100 e) 200 ELETROSTÁTICA Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Devido à indução eletrostática, as latas 1 e 3 ficam eletrizadas com cargas positivas (pois estão próximas aos balões carregados negativamente), ficando a lata 2 eletrizada com carga negativa. Resposta da questão 2: [C] Podemos concluir que, se ambos os bastões têm cargas positivas e a bolinha se aproximou mais de Luiz, então Sergio ganhou a brincadeira, pois conseguiu eletrizar positivamente uma quantidade de cargas superior a de Luiz. Resposta da questão 3: [D] Quando o gato se esfrega na calça, ocorre o processo de eletrização por atrito, havendo movimento de elétrons entre ambos. Resposta da questão 4: [A] Dado que a carga resultante em cada esfera idêntica é resultado da média aritmética das cargas iniciais, temos que a carga da esfera C será: Após o contato com a esfera A : C1 Q 3Q Q Q 2 − + = = Após o contato com a esfera B : C2 Q 0 Q Q 2 2 + = = Após o contato com a esfera D : C3 Q 0 Q2Q 2 4 + = = Portanto, a carga final da esfera C será Q . 4 Resposta da questão 5: [A] Quando a carga é afastada antes de se romper o contato com o fio terra, a esfera condutora permanece com carga neutra, mas, por outro lado, se a carga é mantida próxima à esfera enquanto é rompido o contato de aterramento, a esfera fica eletrizada positivamente por indução, isto é, a carga negativa repulsa as cargas de mesmo sinal para o fio terra, que ao ser rompido, deixa eletrizada a esfera com carga contrária ao indutor (positiva). Resposta da questão 6: [C] Sabendo que Q n e,= substituindo os dados fornecidos no enunciado, temos que: ( ) ( )6 19 6 19 13 12 3,2 10 n 1,6 10 3,2 10 n 1,6 10 n 2 10 e ou n 20 10 e − − − − − − = = = = Como o objetivo é uma carga negativa, podemos concluir que devem ser acrescentados 20 trilhões de elétrons ao objeto. Resposta da questão 7: [A] Dados: A B CQ 20 C; Q 0; Q 50 C.μ μ= − = = Como as esferas são condutoras e idênticas, após cada contato cada uma armazena metade da carga total. A B B1 B1 C B1 B2 B2 Q Q 20 0 1º Contato : A B Q Q 10 C. 2 2 Q Q 10 50 40 2º Contato : B C Q Q 20 C. 2 2 2 μ μ + − + = = = − + − + = = = = Resposta da questão 8: [C] Se a carga total do balão é mantida constante, a densidade de carga no balão depende somente da área superficial do mesmo (inversamente proporcional) → m sup Q A Δ σ = Logo, para se ter um aumento da densidade de carga, a área deve ser reduzida. Para tal, deve-se reduzir a temperatura, reduzindo o raio do balão. Resposta da questão 9: [B] ELETROSTÁTICA Quando ocorre repulsão, os corpos estão eletrizados com cargas de mesmo sinal, portanto, se o balão B possui excesso de cargas negativas, o balão A só pode, também, ter excesso de cargas negativas; quando ocorre atração, os corpos possuem cargas de sinais opostos ou um deles está neutro.Então, o objeto metálico pode ter excesso de cargas positivas ou estar eletricamente neutro. Resposta da questão 10: [D] [I] Incorreta. Um corpo neutro tem cargas positivas e negativas em quantidades iguais. [II] Correta. Entendamos sistema isolado como sistema eletricamente isolado. [III] Correta. Há subpartículas com cargas menores que a carga elementar, mas essas partículas não são encontradas isoladas na natureza. [IV] Incorreta. Quando dois corpos isolantes são atritados, um fica eletrizado positivamente e o outro negativamente, dependendo da natureza dos materiais. Resposta da questão 11: [D] Resposta da questão 12: [B] Resposta da questão 13: [B] Resposta da questão 14: [B] Resposta da questão 15: [D] Resposta da questão 16: [C] Para a primeira situação, temos: ( ) 3 2 2 kQq 20 kQq 2,88 10 1,2 10 − − = = Após o reposicionamento, teremos: ( ) 3 2 5 2 kQq 2,88 10 F' 1,6 100,4 10 F' 180 N − − − = = = Resposta da questão 17: [B] Temos a seguinte situação: Onde: 2 d 3 d 3 R 3 2 3 = = Logo: R cp 2 2 2 F 2Fcos30 F Gm 3 mv 2 2 d 3d 3 Gm v d = = = = Resposta da questão 18: [C] Ilustrando as forças em 1q , temos: ELETROSTÁTICA 2 M 2 2 M 2 2 M 2 2 2 M kq Tsen K x d Tcos Mg kq K x Tsen d Tcos Mg kq K x Mgtg d kq Mgtg dx K θ Δ θ Δ θ θ Δ θ θ Δ = − = − = − = + = Resposta da questão 19: [A] Analisando as forηas em uma das esferas, temos: ( ) ( ) 2 9 6 2 el el2 el el 9 10 2 10kq F F 0,2 N 2Dsen45 2 2 0,3 2 Tsen45 F F 0,2 tg45 1 mg 10mTcos45 mg m 0,02 kg 20 g − = = = = = = = = = Resposta da questão 20: [E] Ilustrando as forças na carga q, temos: Onde: 6 2 cos 26 2 θ = = Pela lei de Coulomb, obtemos 1F e 2F : ( ) ( ) 9 4 5 0 1 12 2 9 4 5 0 2 22 2 k Q q 9 10 2 10 2 10 F F 1N d 6 k Q q 9 10 2 10 2 10 F F 0,5 N d 2 6 2 − − − − = = = = = = Portanto, a força resultante sobre a carga q é de: r 1 2 r 2 F F 2F cos 1 2 0,5 2 F 0,3 N θ= − = − Na direção do eixo y e com sentido para cima. Resposta da questão 21: [C] Resposta da questão 22: [C] Da lei de Coulomb: ELETROSTÁTICA 1 2 2 1 211 2 2 1 2 2 2 k Q Q 0,030 k Q Qdk Q Q 0,030 F 0,060k Q Qd 0,060 d = = = = 2 2 2 1 21 d k Q Qd 2 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 1 1 d1 2 d d d1 1 2 d d d 0,7d d 0,7 20 d 14 cm. d 2 d 22 = = = = = = = Resposta da questão 23: [B] A figura mostra a situação de equilíbrio da esfera C. O triângulo OAC é isóscele, daí as igualdades de ângulos mostradas na figura. O triângulo ABC é retângulo, pois está inscrito num semicírculo. Logo as forças AF v e BF v são perpendiculares entre si. Então: B A A B B C 22 B B B A A CA A B 2 A 2 6 3B B B 3 2 6 A A A d d 1 tg (I) d d tg kQ Q (I) em (II) F d Q d tg tg (II) kQ QF Q d d Q Q Q1 1 1 10 tg tg tg tg Q tg Q Qtg 8 10 1 tg . (III) 2 α α α α α α α α α α α − − = = = = = = = = = = Combinando (I) e (III): B A B A B A B A d 1 tg d 2 d . (IV) d 2 F 1 tg F 2 F . (V) F 2 α α = = = = = = Aplicando Pitágoras no triângulo ABC e usando (IV) : ( ) 22 2 2 2 2 2 2 A B B B B B B D 5 d d D 2 d d D 5 d D d d m. (V) 5 5 + = + = = = = Pitágoras, novamente e usando (V) : ( ) 22 2 2 2 2 2 2 AB A B AB B B AB B AB B 9 6 4 B C AB AB AB2 2 B F F F F 2 F F F 5 F F 5 F kQ Q 4 5 19 1 10 5 10 50 F 5 F 5 F 2 N. 25d 5 5 − − − = + = + = = = = = = Como a esfera C está em equilíbrio: ABN F 2 N.= = Resposta da questão 24: [D] 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 k q q k q q F 9 (i) d d k 5 q 8 q k q q F' F' 40 (ii) d d = = = = Fazendo (i) (ii), vem: 1 2 2 1 2 2 k q q 9 9 1d F' 9 40 F' 360 N k q qF' F' 40 1 40 d = = = = Resposta da questão 25: [A] Resposta da questão 26: [A] Resposta da questão 27: [C] Resposta da questão 28: [B] Resposta da questão 29: [D] Resposta da questão 30: [A] Resposta da questão 31: [A] Resposta da questão 32: [A] Resposta da questão 33: [A] ELETROSTÁTICA Resposta da questão 34: [B] Resposta da questão 35: [B] Resposta da questão 36: [B] Resposta da questão 37: [D] Resposta da questão 38: [D] Resposta da questão 39: [A] Resposta da questão 40: [C] O fenômeno está relacionado à blindagem eletrostática (Gaiola de Faraday). No interior de um condutor em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo, pois o excesso de carga distribui-se na superfície externa do condutor. Resposta da questão 41: [C] [I] Verdadeira. Uma esfera homogênea carregada em equilíbrio eletrostático tem as suas cargas elétricas distribuídas pela sua superfície. [II] Falsa. O campo elétrico é nulo em pontos no infinito e no interior da esfera, não na sua superfície. [III] Verdadeira. Descrição correta no item. [IV] Verdadeira. Como a superfície da esfera é uma equipotencial, a d.d.p. é nula. Resposta da questão 42: [E] A gaiola de Faraday ilustra o fenômeno no qual as cargas elétricas se distribuem pela superfície externa de um condutor isolado em equilíbrio eletrostático, sendo nulo o campo elétrico em seu interior. Resposta da questão 43: [D] As afirmativas [I], [II], [III] e [IV] estão corretas, pois são as propriedades de um condutor em equilíbrio eletrostático. A afirmativa [V] está incorreta, pois a esfera pode ganhar ou perder elétrons, eletrizando-se positivamente ou negativamente. Resposta da questão 44: [D] Do enunciado: A B B A A B B A 5 5 Q 2 Q Q Q . 2 10 10 R 3 Q R R . 3 = = = = Lembrando que o volume da esfera é 3 4 R : 3 π A A 3 A A A B A A B 33 3 3 3 B A A A A 3 A A A 3B A A A B Q . 4 R 3 5 5 Q Q Q 5 Q Q2 2 . 4 4 1000 4 2000 4 4004 10R R R RR3 3 27 3 27 3 273 3 4 400 R Q 3 27 4 Q R 3 400 . 27 ρ π ρ π π π ππ π ρ ρ π ρ ρ = = = = = = = = Resposta da questão 45: [D] Resposta da questão 46: [B] No centro da esfera, o potencial é igual ao da sua superfície. Logo: X kQ V R = Para os pontos exteriores, teremos: Y kQ kQ V R R 2R = = + e Z kQ kQ V R 3R 4R = = + Portanto: X Y ZV 2V 4V= = Resposta da questão 47: [B] Análise das afirmativas: [I] Falsa. O potencial no interior da esfera é constante, como indica o gráfico. [II] Verdadeira. Como informado no item anterior, se o potencial é constante ele é igual em todos os pontos internos. ELETROSTÁTICA [III] Verdadeira. O campo elétrico no interior de um condutor eletrizado em equilíbrio é nulo, independente do formato do corpo. Resposta da questão 48: [C] Quando P for interior a T, teremos: 9 9 PT 2 2 1 2 2 PT kQ kQ 1 1 V 9 10 8 10 r r 4 10 8 10 V 9 10 V − − − = − = − = Resposta da questão 49: [A] O carro por ser um recinto fechado tem comportamento mais aproximado ao de um condutor em equilíbrio eletrostático (Gaiola de Faraday), sendo desprezíveis a intensidade do vetor campo elétrico no seu interior e a diferença de potencial entre dois pontos do seu interior. Resposta da questão 50: [A] Uma vez que a carga foi informada pelo seu valor oposto e este é negativo, então a carga deslocada é positiva. q 3,0 C q 3,0 C− =− = Assim, temos um trabalho resistivo em aproximar a carga para potenciais mais altos, ou seja, movimentar a carga no sentido contrário da força elétrica que é de repulsão ( 0).τ O trabalho da força elétrica para deslocar a carga do ponto A para o ponto B é dada pelo produto da carga pela diferença de potencial. ( )AB AB AB ABq U 3,0 C 100 V 6 V 282 J 0,282 kJτ τ τ= − = − − = − = − Resposta da questão 51: [E] O potencial elétrico de uma carga puntiforme é uma grandeza escalar dado pela expressão: 0k QV . r = Assim, o potencial elétrico resultante no centro C da circunferência é: ( )00 0 C C k 2Qk Q k Q V V 0 r r r − = + + = A figura mostra o vetor campo elétrico no centro C da circunferência devido a cada uma das cargas. A intensidade do vetor campo elétrico resultante nesse ponto é: 0 3 0 0 C 3 C2 2 2 k | q | k | 2Q | 2 k Q E E E r r r − = = = = Resposta da questão 52: [B] V E d V 100 d d d 2,0 m E 50 = = = = Resposta da questão 53: [D] Pelo principio da superposição p 1 2E E E= + r r r e p 1 2V V V .= + Vale a pena observar que para resolver essa questão basta saber que o campo elétrico é uma grandeza vetorial e o potencial elétrico uma grandeza escalar. Resposta da questão 54: [A] Atingindo o equilíbrio eletrostático, os potenciais das esferas são iguais entre si: 0 1 0 01 1 0 1 0 1 V V Q QQ Q k k (1) R R R R = = = Pela conservação de carga, podemos dizer que: 0 1Q Q Q (2)+ = Combinando as duas equações, podemos obter expressões para cada carga final, usando as informações dos raios entre as esferas: ELETROSTÁTICA 0 0 0 1 R Q Q R R = + e ( ) 01 1 1 0 1 0 1 RR Q Q Q Q (3) R R 4 R R = = + + E, finalmente, sabendo que a densidade de carga superficial σ é a razão entre a quantidade de carga de cada esfera e sua área: 0 0 2 0 Q 4 R σ π = e 1 1 1 1 12 2 2 1 00 Q Q 4Q (4) 4 R RR 4 4 σ σ π π π = = = Substituindo as expressões das respectivas cargas (3) em suas densidades superficiais de carga (4), temos: 0 0 1 0 2 0 R Q R R 4 R σ π + = e ( ) 0 0 1 1 2 0 R 4 Q 4 R R R σ π + = Fazendo a razão entre as duas densidades de cargas superficiais 1 0 , σ σ encontramos: ( ) 0 0 1 2 01 1 00 0 0 1 2 0 R 4 Q 4 R R R 4 R Q R R 4 R πσ σ σ σ π + = = + Resposta da questão 55: [C] [I] Incorreta. No sentido de uma linha de força o potencial elétrico é decrescente. [II] Correta. Caso o campo elétrico não fosse nulo, a partícula sofreria uma auto aceleração, contrariando o Princípio da Inércia. [III] Correta. Carga positiva sofre força elétrica no sentido do campo elétrico, tendendo para pontos de menor potencial elétrico. [IV] Incorreta. A diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois pontos quaisquer de um condutor em equilíbrio eletrostático é sempre igual a zero. Se houvesse uma ddp não nula as cargas no interior do condutor estariam em movimento, contrariando a hipótese de equilíbrio eletrostático. Resposta da questão 56: [D] O ponto P está à distância de 156 4 160 cm+ = do centro da casca, ou seja, a 1,6 m. Aplicando a definição de potencial elétrico num ponto devido a um condutor esférico: P kQ kQ V 10 kQ 16 d 1,6 = = = Calculando o potencial elétrico na casca para o novo raio de 1cm : C C C2 kQ 16 V V V 1 600 V R 10− = = = Como o potencial do ponto P não sofre alteração, temos: CP C P CP CPV V V 1 600 10 V 1590 V V 1,59kV.= − = − = = Resposta da questão 57: [A] Pela análise do gráfico, sabemos que o potencial se mantém constante até que a distância seja igual ao raio da esfera e para pontos externos o potencial decai. Com isso, calculamos a carga da esfera junto a sua superfície (d R 0,20 m).= = A expressão para o potencial elétrico é 0k QV d = Isolando Q 0 5 4 V Q d k C Q 1 10 0,20 m Q 2 10 C m = = = Resposta da questão 58: [E] O trabalho é dado por: ( )X Y 0 X Y 8 9 6 4 3 1 1 q V V qk Q d d 1 1 2 10 9 10 5 10 0,2 1,5 13 9 10 3 3,9 10 J τ τ τ τ − − − − = − = − = − = = Resposta da questão 59: [B] O trabalho da força gravitacional é dado por: ELETROSTÁTICA grav grav P h mgh τ τ = − = − Como a força elétrica é perpendicular ao movimento da esfera, o seu trabalho é nulo, pois: elet elet 0 elet F d cos90 0 τ τ = = 14 2 43 Resposta da questão 60: [C] Pelo Teorema da Energia Cinética: total c 22 0 Fe P 2 2 E mvmv 2 2 mv m 0 qEh mgh 2 2 qE v 2h g m τ Δ τ τ = + = − + = − = + Portanto, o corpo de menor massa possui maior velocidade final. Resposta da questão 61: [D] Análise das afirmativas: [I] Falsa. O vetor campo elétrico resultante no centro do hexágono regular (ponto A) é nulo, pois as cargas apresentam mesmo módulo, sinal e distância em relação ao ponto central. [II] Verdadeira. O trabalho é dado por: ( )AW q V V .= − No centro do hexágono, correspondente ao ponto A, o seu potencial elétrico é: A KQ V 6 R = Logo, o trabalho será: KQ KQq W q 0 6 W 6 R R = − = − Sendo assim, o trabalho sobre a carga é resistente, porém o importante aqui é mencionar o valor absoluto deste trabalho, ou seja, o trabalho realizado sobre a carga, portanto temos: KQq W 6 R = [III] Verdadeira. Assim como o vetor campo elétrico é nulo no centro da figura, a força resultante também é nula. Resposta da questão 62: [A] Usando o teorema da energia potencial: 0 0B A Pot PotF B A 9 6 6 3 0F F B A F k Q q k Q q W E E d d 1 1 1 1 W k Q q 9 10 10 10 2 10 W 90 10 d d 1 2 W 90 mJ. − − − = − = − = − = − = = v v v v
Compartilhar