Questões de Concurso sobre Cargas Elétricas e Eletrização

Considere uma região do espaço em que há um campo elétrico uniforme 𝐸 = 2,0 × 10⁴ 𝑁/𝐶, apontando na direção positiva do eixo x. Um objeto carregado positivamente é colocado nessa região e, inicialmente, está em repouso no ponto 𝐴(−4𝑚, 0, 0). O objeto é então liberado e se move sob a ação do campo elétrico. Considere a massa do objeto como sendo 𝑚 = 0,5 𝑘𝑔 e sua carga 𝑞 = 4,0 × 10⁻⁶ 𝐶. Supondo que não há outras forças atuando sobre ele além da força elétrica, determine o trabalho realizado pela força elétrica e a velocidade final do objeto quando este se move do ponto A até o ponto 𝐵(4𝑚, 0, 0), assumindo que a resistência do meio seja desprezível.

A figura ao lado apresenta uma distribuição esférica de cargas elétricas estáticas imersas em vácuo, centrada na origem dos eixos coordenados. A distribuição tem raio 𝒂, e as cargas estão distribuídas de forma homogênea na região, definindo uma densidade volumétrica de cargas 𝝆 uniforme em todo o seu volume. A posição de um ponto genérico do espaço é representada pelo vetor $\overrightarrow{r}$ , conforme mostra a figura ao lado, sendo 𝒓 = |$\overrightarrow{r}$ | a distância entre um ponto qualquer do espaço e a origem, onde fica o centro da distribuição de cargas, e $\hat{r}=\frac{\overrightarrow{r}}{r}$ é o versor associado ao vetor $\overrightarrow{r}$ .

Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o campo elétrico $\overrightarrow{E}$ gerado por essa distribuição em qualquer ponto em seu interior, na região onde 𝒓<𝒂, tendo em conta que 𝝐_𝟎 é a permissividade do vácuo.

Com relação à superfície S₁, é correto afirmar que o campo elétrico aponta para dentro em todos os pontos da superfície; assim, o fluxo do campo elétrico é positivo e, portanto, de acordo com a Lei de Gauss, a carga envolvida é negativa.

Em um filtro de velocidades, uma partícula com massa m e carga q passa por uma região do espaço com campos magnético B e elétrico E perpendiculares e uniformes. A velocidade inicial do corpo quando entra no filtro é perpendicular aos dois campos. Para que apenas partículas com velocidade v_s sejam selecionadas e consigam sair da região do filtro sem serem defletidas, a relação entre v_s e os módulos B e E dos campos deve ser:

A figura representa duas cargas pontuais: Q, localizada no ponto A, e q, localizada no ponto B, sendo |Q| = |q|.

Na figura a seguir, estão representados os segmentos orientados do campo elétrico em A (${\overrightarrow{E}}_A$ de módulo igual a E_o) e da força de origem elétrica $\overrightarrow{F}$ que atua sobre a carga q.

O módulo do campo elétrico ${\overrightarrow{E}}_M$ no ponto médio M do segmento AB, é igual a

Dispõe-se de quatro esferas metálicas idênticas, E1, E2, E3 e E4. E1 encontra-se eletricamente neutra, enquanto que as demais possuem as seguintes cargas elétricas, em µC: E2 = -10, E3 = -15 e E4 = 60. A seguinte sequência de procedimentos foi realizada:

E1 entra em contato com E2 e depois são separadas;

E1 entra em contato com E3 e depois são separadas;

E1 entra em contato com E4 e depois são separadas.

Sobre as cargas armazenadas nas esferas, após esses procedimentos, é correto afirmar que

Assinale a alternativa INCORRETA:

Uma lâmpada permaneceu acesa durante 30 minutos, por efeito de uma corrente de 3,0 A. Nesse intervalo de tempo, a carga (em Coulombs) consumida por esta lâmpada será de:

Há pouco mais de um século e meio atrás, James C. Maxwell mostrou que era possível descrever todos os fenômenos eletromagnéticos a partir de um conjunto de apenas quatro equações. Das equações hoje conhecidas por Equações de Maxwell, apenas uma foi formulada primeiramente por ele. Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando as quatro equações de Maxwell e suas interpretações referentes às suas aplicações.

Coluna 1

1. ∮ $\overrightarrow{E}$ ⋅ 𝑑 $\overrightarrow{s}$ = $-\frac{d{\Phi }_B}{dt}$

2. ∮ $\overrightarrow{B}$ ⋅ 𝑑 $\overrightarrow{s}$ = 𝜇₀ (𝑖𝑙𝑖𝑞 + 𝜀0 $-\frac{d{\Phi }_E}{dt}$)

3. ∮ $\overrightarrow{E}$ ⋅ 𝑑 $\overrightarrow{A}$ $=\frac{q_{env}}{{\epsilon }_0}$

4. ∮ $\overrightarrow{B}$ ⋅ 𝑑 $\overrightarrow{A}$ = 0

Coluna 2

( ) Cargas elétricas são geradoras de campo elétrico. Se a carga for puntiforme, o campo elétrico produzido por ela será dado pela Lei de Coulomb.

( ) Não existem monopólos magnéticos.

( ) Um campo magnético pode ser produzido tanto por uma corrente elétrica como por um campo elétrico variável.

( ) Um campo magnético variável produz um campo elétrico.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Num experimento, uma partícula q, carregada positivamente, com massa m e velocidade constante v penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de intensidade B e passa a descrever um movimento circular uniforme de período T. Outra partícula carregada positivamente e com uma razão entre carga elétrica e massa três vezes maior do que a razão q/m da primeira partícula penetra perpendicularmente o mesmo campo magnético e realiza um movimento circular uniforme com um período igual a T’. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta a correta relação entre os períodos T e T’.

Os fenômenos elétricos e magnéticos independem do material e da carga elétrica expressa em coulombs.

Considere que duas partículas, A e B, estejam eletricamente carregadas e que, ao aproximá-las, se verifique que surge entre elas uma força de repulsão. Nessa situação, é correto afirmar que as partículas A e B possuirão cargas elétricas de sinais opostos.

Considerando-se a carga elementar e = 1,6×10⁻¹⁹ C, é correto afirmar que o número de elétrons transferidos para um corpo que recebe uma carga elétrica de – 1,0 C é inferior a 1×10¹⁹.

A eletrostática é um campo do eletromagnetismo que estuda as cargas em repouso bem como os campos gerados por essas cargas. Na natureza, corpos inicialmente neutros podem ter suas cargas alteradas (número de elétrons) e redistribuídas via algum método de eletrização (atrito, contato, indução), conferindo a esses corpos uma característica denominada carga elétrica. Em relação às cargas elétricas, atente para o que se afirma a seguir e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso.

( ) Se um corpo tem carga elétrica, então ele está eletrizado.

( ) Em um corpo eletrizado, o número de cargas elétricas positivas e negativas é o mesmo.

( ) Em um corpo neutro não há cargas elétricas.

( ) Não é possível criar ou destruir cargas elétricas.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

Com base na imagem e nos conhecimentos de eletricidade básica, é possível afirmar que

A figura representa uma série triboelétrica:

É correto afirmar que

Considere 12 cargas elétricas, iguais em módulo, colocadas sobre os números equidistantes do centro de um relógio de ponteiro. Nos números 3 e 12 são colocadas as cargas negativas e, nos demais números, as positivas.

Se colocarmos uma carga negativa no centro do relógio, a força inicial sentida por ela terá direção e sentido apontando para o horário de

Três esferas condutoras e idênticas, A, B e C, são mantidas inicialmente isoladas umas das outras. A esfera A está carregada positivamente com carga elétrica de + 8μC e as esferas B e C estão neutras. Inicialmente faz-se a esfera A tocar somente na esfera B e, depois, faz-se a esfera A tocar somente na esfera C. Em seguida, considerando as esferas como cargas puntiformes, colocam-se as esferas B e C separadas por uma distância de 2 m. Sabendo que a constante eletrostática do meio vale 9 . 10⁹ Nm² /C², determine o valor, em 10³ V, do potencial elétrico resultante no ponto médio do segmento de reta que contém as esferas B e C.

A prevenção de choques elétricos requer uma abordagem abrangente, incluindo educação, manutenção e implementação de medidas de segurança. Ao criar um ambiente seguro e promover a conscientização sobre a segurança elétrica, você pode reduzir significativamente os riscos de choques elétricos na escola.

Quando uma partícula eletricamente carregada se move com uma velocidade vetorial v através de um campo magnético uniforme, o campo pode alterar a direção do vetor velocidade, mas não pode alterar o módulo da velocidade ou a energia cinética da partícula.