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

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.

Considere a seguinte situação: um capacitor C₁ de capacitância igual a 5,0 x 10^-6 F está sendo carregado sob uma ddp de 200 V. A seguir, o operador desconecta o gerador e liga um capacitor descarregado C₂ paralelamente ao capacitor C₁. Considerando que o capacitor C₂ possui uma capacitância igual a 3,0 x 10^-6 F, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do decréscimo da energia potencial elétrica após o operador ligar em paralelo os dois capacitores.

A Lei de Gauss para a eletricidade, dada pela expressão ∮${}_S$E∙dA = q_env/$\mu$0, relaciona o fluxo elétrico às cargas elétricas envolvidas, em que q_env é a carga elétrica envolvida pela superfície S, E representa o campo elétrico na região da mesma superfície e $\mu$₀ é a permeabilidade do vácuo.

Uma casca esférica condutora com distribuição uniforme de carga elétrica atrai ou repele uma partícula eletricamente carregada situada do lado de fora dela, entretanto, se a partícula eletricamente carregada estiver situada no interior dessa casca esférica condutora, ela não exercerá nenhuma força eletrostática sobre a partícula no seu interior.

Do ponto de vista desse observador, analise as afirmativas abaixo.

I. Há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a atração entre eles.

II. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção da velocidade tensionado os fios na direção x e em sentidos opostos.

III. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a atração entre eles.

IV. Há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, de mesma intensidade e em sentidos opostos, promovendo a repulsão entre eles.

V. Há uma força magnética resultante em cada fio que é contrária ao movimento e reduz sua velocidade.

Estão corretas as afirmativas:

Três gotículas microscópicas de tinta se encontram eletrizadas, cada uma carregada com a mesma carga q positiva. Elas se encontram alinhadas e a carga central está a distância d de cada uma das outras duas. A distância d é muito maior que o tamanho das gotículas. K é a constante de proporcionalidade da Lei de Coulomb. É possível afirmar que o módulo da força elétrica resultante sobre a carga central é:

É correto afirmar que as linhas de campo magnético são contínuas, assim como as linhas de força do campo elétrico.

As primeiras determinações confiáveis do valor da carga do elétron foram feitas por Robert Millikan (1868-1953), a partir de 1909. O experimento de Millikan consistiu, basicamente, em borrifar gotículas de óleo em uma região de campo elétrico uniforme que atua num meio como o ar. Quando as gotículas carregadas estão sob a ação do campo elétrico, quatro forças atuam sobre cada uma delas: a força elétrica, a força gravitacional, a força de atrito viscoso e

Considere que duas partículas elétricas positivamente carregadas, q_A e q_B, de módulos 1 $\mu$C e 16 $\mu$C, respectivamente, estejam fixas em um plano horizontal e localizadas a uma distância de 1 m uma da outra. Se uma terceira partícula, negativamente carregada q_C, for posicionada entre as cargas q_A e q_B, alinhada a elas, e a 20 cm da carga q_A, então a carga q_C estará em equilíbrio eletrostático com as outras duas.

A força elétrica de atração entre duas cargas elétricas de sinais opostos é objeto de estudo da eletrostática.

Se um segundo observador que se movimenta com a mesma velocidade constante v junto aos fios e, portanto, também está em movimento em relação ao primeiro observado, analise as afirmativas abaixo.

I. As forças presentes nos fios são as mesmas e independem do referencial dos observadores.

II. As forças presentes em cada fio são diferentes para cada observador, mas a intensidade da resultante das forças em cada fio na direção y são iguais.

III. No referencial do segundo observador há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador, devido a contração do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.

IV. No referencial do segundo observador há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador devido a dilatação do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.

V. Os efeitos relativísticos são sempre desprezíveis para problemas dessa natureza.

Estão corretas as afirmativas:

O Circuito RC da figura a seguir foi montado com uma fonte de força eletromotriz de 100V, que possui uma resistência interna r = 5,0 Ω e ligado a outras resistências e a capacitores, sendo R₁ = 10 Ω, R₂ = 20 Ω, e C = 4,0 μF. Os capacitores estão todos descarregados. A chave S é fechada bruscamente no instante t = 0.

Imediatamente após a chave S ser fechada a corrente no circuito foi calculada. Em seguida, calculou-se a tensão na resistência da fonte (Vr em Volts), a potência dissipada (P_d em Watts) na resistência R₁ que está entre os pontos “a” e “b” acima da fonte e a potência útil (P_u em Watts) do circuito.

Os resultados Vr (V), Pd (W) e Pu (W), respectivamente, são

Um elétron entra em uma região sobre a ação de um campo elétrico de 25 N/C e um campo magnético de 5 T. Se o elétron passa por essa região sem ser defletido, qual é a sua velocidade?

Quando a umidade relativa do ar baixa muito, é comum tomar choques ao levar a mão para abrir uma porta de um carro ou a maçaneta de uma porta. Quando isso ocorre, o campo elétrico que surge entre as pontas do dedo e o condutor deve superar a rigidez dielétrica do ar, que é de 3,0 × 10⁶ V/m. Qual a densidade superficial mínima de cargas que um condutor deve acumular para superar essa rigidez dielétrica?

Dados: A constante dielétrica do vácuo tem valor de ε₀ ≈ 9,0 ×10^-12 C²N^-1m^-2.

A energia potencial elétrica acumulada em cada capacitor C₁ e C₂, em microjoules, respectivamente, é próxima de

Um gerador elétrico contém uma bobina de 80 espiras retangulares de 30,0 cm por 20,0 cm. A bobina é submetida a um campo magnético uniforme, de módulo B = 4,0 T, com $\overrightarrow{B}$ inicialmente perpendicular ao plano da bobina. Sendo assim, determine o valor máximo da força eletromotriz produzida quando a bobina gira a 1200 revoluções por minuto em torno de um eixo perpendicular a $\overrightarrow{B}$ e assinale a opção correta.

Figura 1

Fonte: autoria própria

Uma carga elétrica positiva $Q_1$ $=9\mu C$ está localizada a uma distância de 30 $cm$ de uma carga elétrica positiva $Q_2=4\mu C,$ conforme indicado na Figura 1. A posição em que uma carga negativa $q=-1\mu C$ deve ser inserida de forma que a força elétrica resultante sobre ela seja nula é

Considere um aro circular de área A , imerso em um campo magnético uniforme, formando um ângulo θ em relação ao vetor normal como mostra a figura a seguir.

Sabendo que o campo magnético varia com o tempo conforme a função B(t) = B₀ sen(ωt), podemos AFIRMAR que a força eletromotriz induzida no aro (considerando o aro imóvel) corresponde a:

A figura abaixo apresenta duas esferas de massas e cargas elétricas iguais e com um volume igual a 1 m³.

Em um primeiro momento, o sistema está em equilíbrio no ar e 𝛼 = 30° e a força elétrica em cada esfera vale 20 N. Em um segundo momento, o sistema é posto completamente submerso em um fluido de densidade igual a √3 kg/m³ e novamente o sistema fica em equilíbrio agora com 𝛼 = 60°. Calcule o valor da força elétrica nas esferas dentro do fluido.

Duas cargas elétricas puntiformes idênticas, q₁ e q₂, inicialmente estão fixadas nos vértices de um retângulo, no lado que mede $\frac{4}{3}$a. O outro lado mede a e a diagonal d, conforme mostrado na Figura I. Nessa situação a intensidade da força de interação eletrostática entre as cargas é dada por F. Quando q1 for colocada na diagonal do retângulo, como mostrado na Figura II, tem-se uma nova força eletrostática de intensidade dada por F’. Assinale a alternativa que apresenta a relação correta entre as forças citadas.

Adote: o meio como sendo o vácuo.