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

 
 
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Suponha‐se que uma carga puntiforme positiva q esteja circundada por uma esfera de raio r, centralizada sobre a carga. Nesse caso, o fluxo elétrico produzido por essa carga através da esfera será expresso por / C, onde k é a constante de Coulomb.


C

Certo


E

Errado

Imagine que o potencial de Coulomb da interação radial entre cargas fosse substituído pelo potencial de Yukawa dado por



O módulo da força de interação sobre a mesma carga Q nesse potencial, escrita em função do módulo da força Coulombiana de interação entre cargas, é dada por


A


B


C


D


E

Três cargas elétricas de mesmo módulo estão fixas e perfiladas como mostra a seguinte figura.


Imagem associada para resolução da questão


As distâncias entre as cargas negativas é 2d e a distância entre a carga positiva e as negativas é d. Considerando-se 0 a permissividade elétrica, é correto afirmar que a energia elétrica dessa configuração é


A

q2/20d.


B

3q/40d.


C

−3q2/80d.


D

−q2/40d.

Atente para a seguinte figura que representa uma peça metálica de forma irregular, oca, com uma carga líquida igual a +22⨉10-6C.


Imagem associada para resolução da questão


Na cavidade do condutor, essa peça possui uma carga Q = −12⨉10-6C isolada. Considerando-se a permissividade elétrica 0 na cavidade e R a distância da carga interna ao ponto P que fica no interior da parte metálica, é correto afirmar que o campo elétrico em N/C no ponto P é


A

34⨉10-6/20R.


B

zero.


C

+10⨉10-6/0R2.


D

44⨉10-6/0R2.

Um capacitor de placas paralelas possui 1,0 pF de capacitância e está conectado a uma fonte de energia contínua de 10 V. Após a fonte ser desligada, entre as placas do capacitor é inserido um dielétrico, cuja constante dielétrica é k. Sabendose que após a introdução do dielétrico a energia potencial do conjunto, placas mais dielétrico, é 8,0 x 10-10 J, assinale a alternativa correta para o valor da constante k.


A

6,25.


B

8,00.


C

16,0.


D

32,0.


E

64,0.

As equações de Maxwell descrevem como cargas e correntes dão origem a campos elétricos e magnéticos. Essas equações são dadas, em sua forma diferencial, pelas seguintes equações:


1. . = ρ/ ε0

2. . = 0

3. = -

4. = μ0 ε0 + μ0


Em relação às equações acima, é CORRETO afirmar:


A

A equação 1 trata-se da lei de Gauss para a eletrostática e desta equação conclui-se que os campos magnéticos são rotacionais, isto é, não existem monopolos magnéticos.


B

A equação 3 trata-se da lei de Faraday e desta equação conclui-se que campos magnéticos variáveis no tempo geram campos elétricos rotacionais.


C

A equação 2 trata-se da lei de Gauss para a magnetostática e desta equação conclui-se que os campos elétricos criados por cargas elétricas são divergentes ou convergentes.


D

A equação 4 trata-se da lei de Ampère-Maxwell e desta equação conclui-se que campos elétricos variáveis no tempo não geram campos magnéticos rotacionais.


E

A equação 4 trata-se da lei de Ampère-Maxwell e desta equação conclui-se que não é possível gerar campo magnético através de corrente elétrica ou cargas em movimento.

O eletroscópio de folhas é um aparelho utilizado para detectar cargas elétricas. Ele é constituído de uma placa metálica que é ligada, através de uma haste condutora elétrica, a duas lâminas metálicas finas e bem leves. Se as duas lâminas estiverem fechadas, indica que o eletroscópio está descarregado (Figura 1); se abertas, indica a presença de cargas elétricas (Figura 2).


Imagem associada para resolução da questão


Considere o eletroscópio inicialmente carregado positivamente e que a placa seja feita de zinco. Fazendo-se incidir luz monocromática vermelha sobre a placa, observa-se que a abertura das lâminas


A

aumenta muito, pois a energia dos fótons da luz vermelha é suficiente para arrancar muitos elétrons da placa.


B

aumenta um pouco, pois a energia dos fótons da luz vermelha é capaz de arrancar apenas alguns elétrons da placa.


C

diminui um pouco, pois a energia dos fótons da luz vermelha é capaz de arrancar apenas alguns prótons da placa.


D

não se altera, pois a energia dos fótons da luz vermelha é insuficiente para arrancar elétrons da placa.

Observe a figura a seguir:


Imagem associada para resolução da questão


Considere uma carga elétrica +Q1 em um ponto A de uma região do espaço. No ponto B do mesmo espaço se encontra uma carga +Q2 que dista de A uma distância d. A energia potencial elétrica necessária para deslocar a carga +Q2 até o ponto C é


A

zero.


B

Q1Q2/4ϵ0d.


C

Q1Q2/4ϵ0d2.


D

Q1Q2/8ϵ0d.

A Lei de Coulomb diz respeito à interação eletrostática (atração ou repulsão) entre duas cargas elétricas e é válida unicamente para um sistema de duas cargas pontuais, ou seja, duas partículas com carga concentrada em uma região muito pequena do espaço. Considerando‐se duas cargas elétricas (Q) de mesma carga Q = 4.10‐16C, separadas no vácuo por uma distância de 1 nm, e a constante de Coulomb para o vácuo como sendo igual a 9. 109 N.m2 /C2 , a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, será de


A

166.10-5.


B

144.10-5.


C

108.10-5.


D

64.10-5.


E

36.10-5.

Analise a figura abaixo.


Imagem associada para resolução da questão

Imersa numa região onde o campo magnético tem direção vertical e módulo B=6,0T, uma barra condutora de um metro de comprimento, resistência elétrica R=1,0Ω e massa m=0,2 kg desliza sem atrito apoiada sobre trilhos condutores em forma de "U" dispostos horizontalmente, conforme indica a figura acima. Se uma força externa F mantém a velocidade da barra constante e de módulo v=2,0m/s, qual o módulo da força F, em newtons?


A

6,0


B

18


C

36


D

48


E

72

Uma carga elétrica puntiforme, no interior de um campo magnético uniforme e constante, dependendo de suas condições cinemáticas, pode ficar sujeita à ação de uma força magnética. Sobre essa força pode-se afirmar que


A

tem a mesma direção do campo magnético, se a carga elétrica tiver velocidade perpendicular a ele.


B

é nula se a carga elétrica estiver em repouso.


C

tem máxima intensidade se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem paralelos.


D

é nula se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem perpendiculares.


E

tem a mesma direção da velocidade da carga elétrica.

Durante uma conversa com seus alunos sobre dieta, metabolismo e gasto calórico, uma professora de Biologia escuta o seguinte comentário:


“Professora, não adianta tentar emagrecer, pois, mesmo sem ingerir qualquer alimento e fazer exercício físico, eu continuo engordando!”


Compreendendo o “ingerir alimento” como único recebimento de energia, pode-se concluir que tal afirmação contraria qual das leis a seguir?


A

Primeira Lei de Newton


B

Lei de Stevin


C

Primeira Lei da Termodinâmica


D

Lei de Coulomb

Considere quatro cargas fixadas sobre o eixo x orientado para a direita. Duas delas, −q1 e +q1, separadas por uma distância a1, formam o sistema 1 e as outras duas, −q2 e +q2, separadas por uma distância a2, formam o sistema 2. Considerando que ambos os sistemas estão separados por uma distância r muito maior que a1 e a2, conforme a figura, e que (1 + z)−2 ≃ 1 − 2z + 3z2 para z ≪ 1, a força exercida pelo sistema 1 sobre o sistema 2 é


Imagem associada para resolução da questão


A

.


B

.


C

.


D

.


E

.

Das afirmações propostas abaixo, qual qualificaria melhor um voltímetro ideal?


A

Um voltímetro ideal deve ter uma resistência interna muito pequena.


B

Um voltímetro ideal deve ter uma massa desprezível.


C

Um voltímetro ideal deve de ter uma resistência interna infinita.


D

Um voltímetro ideal deve ser um instrumento digital para não interferir com os outros elementos do circuito medido.


E

Um voltímetro ideal deve ser blindado contra radiações alfa.

Quando uma diferença de potencial é aplicada entre dois pontos de um condutor qualquer, um campo elétrico é estabelecido em seu interior, fazendo com que as cargas elétricas livres no condutor entrem em movimento.


Esse fluxo de carga por unidade e tempo é denominado de


A

tensão elétrica.


B

resistência elétrica.


C

corrente elétrica.


D

potência elétrica.


E

resistividade elétrica.

Numa região em que existe um campo elétrico, uma partícula com carga q = 1,5 . 10–9 se desloca do ponto A ao ponto B. Durante esse deslocamento, a força elétrica realiza um trabalho igual a 9 . 10–3 J sobre a partícula. Em V, a diferença de potencial VA – VB entre os dois pontos considerados vale:


A

6 . 106 V.


B

6 . 10–6 V


C

–6 . 106 V


D

–6 . 10–6 V

Analise a figura abaixo.


Imagem associada para resolução da questão

As cargas pontuais Q1=+qo e Q2=-qo estão equidistantes da carga Q3, que também possui módulo igual a qo, mas seu sinal é desconhecido. A carga 03 está fixada no ponto P sobre o eixo y, conforme indica a figura acima. Considerando D=2,0m e kqo2=10N.m2 (k é a constante eletrostática), qual a expressão do módulo da força elétrica resultante em Q3, em newtons, e em função de y?


A


B


C


D


E

Depende do sinal da carga Q3.

Ficar sozinho em um descampado, nadar na piscina ou no mar, ficar em lugares altos, como árvores, segurar objetos metálicos grandes, como para-raios, é estar em lugares e situações propícias para uma descarga elétrica ocorrer. Veja a imagem da garota que estava escalando uma montanha e ficou com os cabelos arrepiados. Isso aconteceu devido à repulsão de cargas elétricas de igual sinal que foram induzidas pela passagem de uma tempestade. É o mesmo fenômeno que acontece no Gerador de Van De Graaff.


Imagem associada para resolução da questão


Sobre a garota da figura é correto afirmar que:


A

a garota não corria risco nesta situação, pois como o próprio texto menciona, ela estava blindada pelo mesmo princípio que ocorre no Gerador de Van De Graaff.


B

a garota poderia ter morrido, uma vez que o campo elétrico que atua no cabelo dela é nulo.


C

caso a garota levantasse o braço, ela correria um risco maior de descarga elétrica do raio.


D

o cabelo da garota está alinhado com as linhas de força que se cruzam. Assim, o risco de queda de raio era iminente. O cabelo evidenciou a quebra da rigidez dielétrica do local.


E

a garota corria grande perigo, pois os fios de cabelos estavam alinhados com as linhas de força e, consequentemente, com o campo elétrico. Tal posicionamento do cabelo indicava uma queda de raio iminente.

O Efeito Seebeck refere-se à produção de


A

uma diferença de potencial em um condutor elétrico submetido a um campo magnético.


B

uma diferença de temperatura devido à passagem da corrente elétrica em um condutor.


C

uma diferença de potencial entre duas junções de condutores de materiais distintos quando elas estão submetidos a uma diferença de temperatura.


D

uma diferença de temperatura na junção de dois condutores de materiais distintos quando submetidos a uma diferença de potencial.

   
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