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Eletromagnetismo

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Duas pequenas esferas metálicas idênticas, E1 e E2, são utilizadas numa experiência de Eletrostática. A esfera E1 está inicialmente neutra e a esfera E2, eletrizada positivamente com a carga 4,8.10-9 C. As duas esferas são colocadas em contato e em seguida afastadas novamente uma da outra.
Sendo a carga de um elétron igual a -1,6.10-19 C e a de um próton igual a +1,6.10-19 C, podemos dizer que:
a) a esfera E2 recebeu 1,5.1010 prótons da esfera E1.
b) a esfera E2 recebeu 3,0.1010 prótons da esfera E1.
c) a esfera E2 recebeu 1,5.1010 elétrons da esfera E1.
d) a esfera E2 recebeu 3,0.1010 elétrons da esfera E1.
e) a esfera E2 pode ter recebido 3,0.1010 elétrons da esfera E1, como também pode ter cedido 3,0.1010 prótons à esfera E1.
f) não sei.
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Desafios Para o Conhecimento

há 3 dias

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LF1D11 Carga elétrica e processos de eletrização
17 pág.

LF1D11 Carga elétrica e processos de eletrização

ESTÁCIO

Respostas

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há 3 dias

Vamos analisar a situação apresentada: 1. A esfera E1 está inicialmente neutra, o que significa que ela tem um número igual de prótons e elétrons. 2. A esfera E2 está eletrizada positivamente com uma carga de \(4,8 \times 10^{-9} \, C\). Quando as esferas são colocadas em contato, a carga total se distribui igualmente entre as duas esferas, já que são idênticas. Portanto, cada esfera terá metade da carga total após o contato. A carga total é \(4,8 \times 10^{-9} \, C\), então cada esfera terá: \[ \frac{4,8 \times 10^{-9} \, C}{2} = 2,4 \times 10^{-9} \, C \] A esfera E1, que estava neutra, agora terá uma carga de \(2,4 \times 10^{-9} \, C\) (carga positiva), e a esfera E2 terá uma carga de \(2,4 \times 10^{-9} \, C\) (carga positiva). Agora, vamos calcular quantos elétrons a esfera E1 "cedeu" para a esfera E2. A carga de um elétron é \(1,6 \times 10^{-19} \, C\). Para encontrar o número de elétrons, usamos a fórmula: \[ n = \frac{Q}{e} \] onde \(Q\) é a carga e \(e\) é a carga do elétron. Para a esfera E1, a carga que ela "cedeu" é \(2,4 \times 10^{-9} \, C\): \[ n = \frac{2,4 \times 10^{-9} \, C}{1,6 \times 10^{-19} \, C} = 1,5 \times 10^{10} \text{ elétrons} \] Portanto, a esfera E2 recebeu \(1,5 \times 10^{10}\) elétrons da esfera E1. Analisando as alternativas: a) a esfera E2 recebeu 1,5.10¹⁰ prótons da esfera E1. (Incorreta) b) a esfera E2 recebeu 3,0.10¹⁰ prótons da esfera E1. (Incorreta) c) a esfera E2 recebeu 1,5.10¹⁰ elétrons da esfera E1. (Correta) d) a esfera E2 recebeu 3,0.10¹⁰ elétrons da esfera E1. (Incorreta) e) a esfera E2 pode ter recebido 3,0.10¹⁰ elétrons da esfera E1, como também pode ter cedido 3,0.10¹⁰ prótons à esfera E1. (Incorreta) f) não sei. (Incorreta) Portanto, a alternativa correta é: c) a esfera E2 recebeu 1,5.10¹⁰ elétrons da esfera E1.

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ESTÁCIO

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Considere dois corpos sólidos envolvidos em processos de eletrização. Um dos fatores que pode ser observado tanto na eletrização por contato quanto na por indução é o fato de que, em ambas,
a) torna-se necessário manter um contato direto entre os corpos.
b) deve-se ter um dos corpos ligado temporariamente a um aterramento.
c) ao fim do processo de eletrização, os corpos adquirem cargas elétricas de sinais opostos.
d) um dos corpos deve, inicialmente, estar carregado eletricamente.
e) para ocorrer, os corpos devem ser bons condutores elétricos.
f) não sei.

Dois corpos A e B de materiais diferentes, inicialmente neutros e isolados de outros corpos, são atritados entre si.
Após o atrito, observamos que:
a) um fica eletrizado positivamente e o outro continua neutro;
b) um fica eletrizado negativamente e o outro continua neutro;
c) ambos ficam eletrizados negativamente;
d) ambos ficam eletrizados positivamente;
e) um fica eletrizado negativamente e o outro, positivamente.
f) Não sei.

Em um experimento realizado em sala de aula, um professor de Física mostrou duas pequenas esferas metálicas idênticas, suspensas por fios isolantes, em uma situação de atração.
Na tentativa de explicar esse fenômeno, cinco alunos fizeram os seguintes comentários: Fizeram comentários corretos os alunos:
Maria — Uma das esferas pode estar eletrizada positivamente e a outra, negativamente.
José — Uma esfera pode estar eletrizada positivamente e a outra, neutra.
Roberto — O que estamos observando é simplesmente uma atração gravitacional entre as esferas.
Marisa — Essas esferas só podem estar funcionando como ímãs.
Celine — Uma esfera pode estar eletrizada negativamente e a outra, neutra.
a) Marisa, Celine e Roberto.
b) Roberto, Maria e José.
c) Celine, José e Maria.
d) José, Roberto e Marisa.
e) Marisa e Roberto.
f) Não sei.

Três pequenas esferas de cobre, idênticas, são utilizadas em um experimento de Eletrostática. A primeira, denominada A, está inicialmente eletrizada com carga QA = +2,40 nC; a segunda, denominada B, não está eletrizada; e a terceira, denominada C, está inicialmente eletrizada com carga QC = -4,80 nC.
Em um dado instante, são colocadas em contato entre si as esferas A e B. Após atingido o equilíbrio eletrostático, A e B são separadas uma da outra e, então, são postas em contato as esferas B e C. Ao se atingir o equilíbrio eletrostático entre B e C, a esfera C:
a) perdeu a carga elétrica equivalente a 1,125 · 1010 elétrons.
b) perdeu a carga elétrica equivalente a 1,875 · 1010 elétrons.
c) ganhou a carga elétrica equivalente a 1,125 · 1010 elétrons.
d) ganhou a carga elétrica equivalente a 1,875 · 1010 elétrons.
e) manteve sua carga elétrica inalterada.
f) Não sei.

Duas esferas condutoras idênticas carregadas com cargas + Q e -3Q, inicialmente separadas por uma distância d, atraem-se com uma força elétrica de intensidade (módulo) F.
Se as esferas são postas em contato e, em seguida, levadas de volta para suas posições originais, a nova força entre elas será:
a) maior que F e de atração.
b) menor que F e de atração.
c) igual a F e de repulsão.
d) menor que F e de repulsão.
e) maior que F e de repulsão.
f) Não sei.

Duas pequenas esferas metálicas idênticas, inicialmente neutras, encontram-se suspensas por fios inextensíveis e isolantes. Um jato de ar perpendicular ao plano da figura é lançado durante um certo intervalo de tempo sobre as esferas.
Observa-se então que ambas as esferas estão fortemente eletrizadas. Quando o sistema alcança novamente o equilíbrio estático, podemos afirmar que as tensões nos fios:
a) aumentaram e as esferas atraem-se.
b) diminuíram e as esferas repelem-se.
c) aumentaram e as esferas repelem-se.
d) diminuíram e as esferas atraem-se.
e) não sofreram alterações.
f) Não sei.

No esquema a seguir, as cargas +Q de mesmo módulo estão fixas, enquanto a carga +q, inicialmente em repouso na origem do sistema de eixos, pode deslizar sem atrito sobre os eixos x e y.
O tipo de equilíbrio que a carga +q experimenta nos eixos x e y, respectivamente, é:
a) estável, estável.
b) instável, instável.
c) estável, instável.
d) instável, estável.
e) estável, indiferente.
f) não sei.

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.
f) não sei.

Duas pequenas esferas suspensas por fios isolantes estão eletrizadas negativamente e repelem-se mutuamente.
Observa-se que, com o tempo, a distância entre elas diminui gradativamente. Pode-se afirmar que isso ocorre porque as esferas, através do ar:
a) recebem prótons.
b) perdem prótons.
c) recebem elétrons.
d) trocam prótons e elétrons.
e) perdem elétrons.
f) Não sei.

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