Questões de Concurso sobre Eletrostática e Lei de Coulomb. Força Elétrica

Os fenômenos elétricos e magnéticos estão interligados, formando a base do eletromagnetismo, que explica desde o comportamento de partículas carregadas até a geração de campos magnéticos em correntes elétricas.

Sobre eletricidade e magnetismo, assinale a alternativa CORRETA.

De acordo com o Anexo II, do Edital nº 01/2025 – Concurso de Umbuzeiro, são atribuições do Eletricista, EXCETO:

Tem-se quatro cargas elétricas fixadas nos vértices de um quadrado de lado l. As cargas nos vértices A e B são positivas e de mesmo módulo Q. Já as cargas fixadas em C e D, q₁ e q₂, respectivamente, são de mesma natureza e não se tem conhecimento de seus módulos. A partir dessa configuração, uma carga q, de módulo e natureza desconhecidos, é abandonada no centro geométrico desse quadrado e verifica-se a ação de uma força resultante , conforme a figura.

Com base no exposto acima assinale a alternativa INCORRETA:

Se for colocada uma carga positiva no centro de uma esfera imaginária, o fluxo elétrico que atravessa a superfície da esfera será proporcional à carga contida no interior, não importando o raio da esfera.

Uma carga 𝑄₁ está localizada na origem de um sistema de coordenadas, uma segunda carga 𝑄₂ está localizada no eixo y a uma distância 𝑎 da origem. Uma terceira carga 𝑄₃ está localizada no eixo x a uma distância 𝑎 da origem, como mostra a figura abaixo. Considerando 𝑎 = 0,10𝑚, 𝑄₁ = −2𝜇𝐶, 𝑄₂ = 𝑄₃ = 5𝜇𝐶 e para a constante de Coulomb use 𝑘_e = 9 × 10⁹ 𝑁.𝑚²/𝐶². Qual o valor do módulo da força elétrica resultante em 𝑄₁?

A descrição completa da luz só foi possível através da união da eletricidade com o magnetismo, cuja formulação matemática é feita através das equações de Maxwell, constituídas por um conjunto de leis: Lei de Gauss para campos elétricos, Lei de Gauss para campos magnéticos, Lei de Ampère e Lei de Faraday.

A respeito das equações de Maxwell, analise as afirmativas abaixo e classifique V, para as sentenças verdadeiras, e F, para as falsas.

( ) A grande contribuição de Maxwell está na mudança na Lei de Ampère, com a inclusão da corrente de deslocamento.

( ) A Lei de Gauss para o magnetismo expressa a inexistência de monopolos magnéticos.

( ) As Leis de Gauss e Ampère deverão ser reformuladas, na existência de monopolos magnéticos.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

Duas cargas elétricas puntiformes, 𝑄_𝐴 = +𝑄 e 𝑄_𝐵 = −4𝑄, são mantidas fixas no vácuo sobre uma mesma reta, separadas por uma distância 𝑑. Considere 𝑘 a constante eletrostática do vácuo. Analise as seguintes assertivas sobre os campos e potenciais gerados por essa configuração:

I. Se as cargas 𝑄_𝐴 e 𝑄_𝐵 forem inseridas simultaneamente no interior de um condutor, após o sistema alcançar o equilíbrio eletrostático, o campo elétrico e o potencial elétrico no interior do condutor serão nulos.

II. Existe um único ponto P sobre a reta que une as cargas, situado externamente ao segmento AB e mais próximo da carga 𝑄_𝐴, onde o campo elétrico resultante é nulo. Esse ponto P está localizado a uma distância 𝑑 da carga 𝑄_𝐴.

III. O potencial elétrico resultante é nulo em dois pontos distintos sobre a reta que une as cargas: um ponto M, situado entre as cargas, a uma distância ^𝑑⁄₅ de 𝑄_𝐴; e um ponto N, situado externamente, a uma distância ^𝑑⁄₃ de 𝑄_𝐴.

Quais estão corretas?

Durante a limpeza de recipientes de vidro em um laboratório, um técnico utiliza uma flanela seca para polir um béquer. Após alguns instantes, ele percebe que pequenos fragmentos de papel e poeira passam a ser atraídos pelo vidro, mesmo sem contato direto. Ao tocar o béquer em um balcão metálico, o profissional percebe que a atração desaparece; ao secar novamente o vidro com a flanela em dias muito secos, o efeito volta a ocorrer com mais intensidade. Com base nesses fatos e nos princípios da eletrização por atrito, polarização e condução elétrica, assinale a alternativa correta.

A figura abaixo mostra duas partículas fixas, Q₁ e Q₂, separadas por uma distância d, carregadas com cargas elétricas iguais a +16q e -4q, respectivamente. Coloca-se uma terceira partícula, Q₃, cuja carga é +q em um ponto x à direita da partícula Q₂. Para que a força elétrica resultante sobre a partícula Q₃ seja nula, marque a alternativa que apresenta a distância que ela deve estar situada a partir da partícula Q₁.

Em eletrostática, utilizamos conceitos de carga elétrica, processos de eletrização de um corpo e a influência que as propriedades dos materiais exercem no processo de eletrização. O princípio da eletrostática nos mostra uma gama de itens que implicam na análise da carga elementar, bem como a importância da força existente entre elas. A cerca do assunto referido, assinale a alternativa correta sobre os tópicos de eletrostática.

Adote a carga elementar e=1,6.10^-19 C.

Leia os enunciados a seguir e destaque a alternativa que define de forma mais precisa a Lei de Ohm.

As interações eletrostáticas de atração e repulsão entre corpos eletrizados, estudada pelo físico Charles Coulomb, são expressas por meio da lei que relaciona a força elétrica entre duas cargas. No caso de duas esferas A e B de cargas, respectivamente, 2 µC e 4 µC, no vácuo, separadas a uma distância de 2 metros, qual o valor da intensidade da força elétrica em N, entre as esferas?

Admita a constante eletrostática k=9.10⁹ Nm²/C² .

A eletricidade é um ramo da física responsável pelo estudo de fenômenos da carga elétrica. A partir da consideração do seu conceito e fenômenos, analise as alternativas abaixo e indique a que está INCORRETA.

Sejam quatro corpos muito pequenos eletrizados posicionados relativamente entre si, formando um losango de lado a, como é mostrado na figura a seguir. Ao considerar os corpos carregados como cargas aproximadamente puntiformes, temos que a interação entre estas será por meio da força eletrostática coulombiana. Todas as cargas apresentam o mesmo módulo q, mas possuem sinais diferentes, sendo duas delas positivas e as outras duas, negativas. Nessas condições, para o arranjo geométrico mostrado, assinale a alternativa correta que especifica o módulo da força eletrostática total F que atua na carga posicionada no vértice superior P do losango devido à atração e repulsão que sofre das demais cargas. Considere na solução do problema que a constante eletrostática é representada pela letra k:

Em um experimento de física, duas pequenas esferas carregadas com a mesma quantidade de carga elétrica positiva, cada uma possuindo uma carga de 1.602 x 10^-19 Coulomb, estão separadas por uma distância de 0.53 x 10^-10 metros. Usando a constante de 8.9875 x 10^9 Nm^2/C^2, avalie as seguintes afirmações:

I.A força de repulsão entre as esferas é de 8.211 x 10^-8 Newtons.

II.Para calcular a força de atração entre um próton e um elétron no átomo de hidrogênio, utilizamos a lei de Coulomb, que determina a força entre duas cargas elétricas.

III.A força calculada entre as esferas seria maior se uma das esferas tivesse uma carga negativa.

Assinale a alternativa correta:

Um elétron é abandonado dentro de um campo elétrico uniforme E, como mostrado na figura.

Assinale a alternativa que apresenta a seta que representa a força elétrica que age sobre esse elétron.

“[...] A equação da Lei de Coulomb é válida apenas para partículas carregadas (e para poucos objetos que podem ser tratados como cargas pontuais). No caso de objetos macroscópicos, nos quais a carga está distribuída de modo assimétrico, precisamos recorrer a métodos mais sofisticados.”

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentos de Física, volume 3: eletromagnetismo. 10º ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.

Dessa forma, considere duas partículas carregadas com cargas de mesmo módulo, separadas por uma distância d. Nesse momento, a força eletrostática exercida por uma das partículas sobre a outra vale F. Qual será o módulo da nova força (F’) se, sem alterar o ambiente onde o experimento está ocorrendo, dobrarmos o valor da carga de uma das partículas e dobrarmos a distância que separa as partículas carregadas?

Considere o experimento mental em que uma pessoa segurasse duas esferas, cada uma carregada com uma carga de 1,0C, separadas por uma distância de 100 cm. A intensidade da força elétrica entre essas esferas e o valor aproximado de massa na Terra que tem força peso equivalente a essa força (considere g=10m/s²) é:

Uma carga 𝑸 = −𝟓𝝁𝑪, fixa, encontra-se no vácuo. Sabe-se que a constante eletrostática no vácuo vale 𝒌_𝟎 = 𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟗𝑵.$\frac{m^2}{c^2}$. Assinale a alternativa que apresenta a intensidade do campo elétrico formado em um ponto P a uma distância de 30 cm da carga 𝑸.

Considere um cilindro maciço, feito de material não condutor e infinitamente longo, com raio 𝑅. O cilindro tem uma densidade volumétrica de cargas não uniforme, que varia radialmente a partir do centro do cilindro, sendo dada por: 𝜌 = 𝑎𝑟³. Considere a constante de permissividade do meio como sendo 𝜀. A expressão correta que determina o módulo do campo elétrico a uma distância 𝑟 do centro do cilindro é: