Eletrostática – Força Elétrica

1)(PUC-SP) Suponha duas pequenas esferas A e B eletrizadas com cargas de sinais opostos e separadas por certa distância. A esfera A tem uma quantidade de carga duas vezes maior que a esfera B e ambas estão fixas num plano horizontal. Supondo que as esferas troquem entre si as forças de atração FAB e FBA, podemos afirmar que a figura que representa corretamente essas forças é:

2) (Unesp-SP) 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. 3)(FUVEST/SP) Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados, como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0.10- 6 N. A força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B é:

4)(UFPE/UFRPE) O gráfico abaixo representa a força F entre duas cargas pontuais positivas de mesmo valor, separadas pela distância r. Determine o valor das cargas, em unidades de 10-9C. a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0

Exercícios de Física Adelmario Silva

5)(UFPE/UFRPE)Considere o sistema formado por três cargas elétricas pontuais, qA, qB e qC, que estão fixas ao longo de uma linha horizontal, como indicado na figura abaixo. Se o módulo da força entre as cargas qB e qC vale 24N, pode-se afirmar que, em Newtons, a intensidade da força de repulsão entre as cargas qA e qC vale: a) 9,5 b) 8,0 c) 7,3 d) 5,2 e) 3,0

6)(UFPE/UFRPE) Dois balões idênticos, cheios de hélio e presos a uma massa M = 5,0 g, flutuam em equilíbrio como esquematizado na figura. Os fios presos aos balões têm massa desprezível. Devido à carga Q existente em cada balão eles se mantêm à distância L = 3,0 cm. Calcule o valor de Q, em nC (10-9 C).

7) Duas pequenas esferas, A e B, de massas iguais a 50g e 100g, respectivamente, são colocadas à distância de 30 cm sobre a linha de maior declive de um plano inclinado, cujo ângulo de inclinação é 30º. Fixa-se a esfera B ao plano e fornece-se a cada esfera a mesma quantidade de carga elétrica. Considerando desprezível o atrito entre as esferas e o plano, indique qual deverá ser o valor e o sinal da carga fornecida a cada esfera, de modo que a esfera A se mantenha em equilíbrio na sua posição inicial.

8)(UFPE/UFRPE) Nos vértices de um triângulo equilátero de lado L = 3,0 cm, são fixadas cargas q pontuais e iguais. Considerando q = 3,0 µC, determine o módulo da força, em N, sobre uma carga pontual q0 = 2,0 µC, que se encontra fixada no ponto médio do triângulo.Dado: K = 9 · 109 (SI)

9)(Mackenzie-SP) Duas cargas elétricas puntiformes idênticas Q1 e Q2, cada uma com 1,0·10-7 C, encontram-se fixas sobre um plano horizontal, conforme a figura a seguir. Uma terceira carga q, de massa 10 g, encontra-se em equilíbrio no ponto P, formando assim um triângulo isósceles vertical. Sabendo que as únicas forças que agem em q são as de interação eletrostática com Q1 e Q2 e seu próprio peso, o valor desta terceira carga é: Dados: K0 = 9 · 109 N m2/C2; g = 10 m/s2.

10) (Fuvest-SP) Pequenas esferas, carregadas com cargas elétricas negativas de mesmo módulo Q, estão dispostas sobre um anel isolante e circular, como indicado na figura 1. Nessa configuração, a intensidade da força elétrica que age sobre uma carga de prova negativa, colocada no centro do anel (ponto P), é F1. Se forem acrescentadas sobre o anel três outras cargas de mesmo módulo Q, mas positivas, como na figura 2, a intensidade da força elétrica no ponto P passará a ser :

11)(Olimpíada Brasileira de Física) Os corpos A e B, de massas m e M respectivamente, estão atados por uma corda que passa por duas roldanas. O corpo A está carregado com carga +Q e sofre a ação de uma outra carga – Q, que se encontra a uma distância d (figura a seguir). Nessa situação todo o sistema encontra-se em equilíbrio.

Se as massas A e B quadruplicarem, qual deve ser a nova distância entre as cargas para que o sistema fique em equilíbrio? Considere desprezíveis a massa da corda e o atrito nas roldanas.

12)(Vunesp-SP) Ao retirar o copinho de um porta-copos, um jovem deixa-o escapar de suas mãos quando ele já se encontrava a 3 cm da borda do porta-copos. Misteriosamente, o copo permanece por alguns instantes pairando no ar. Analisando o fato, concluiu que o atrito entre o copo extraído e o que ficara exposto havia gerado uma força de atração de origem eletrostática. Suponha que: – a massa de um copo seja de 1 g; – a interação eletrostática ocorra apenas entre o copo extraído e o que ficou exposto, sendo que os demais copos não participam da interação; – os copos, o extraído e o que ficou exposto, possam ser associados a cargas pontuais, de mesma intensidade. Nessas condições, dados g = 10 m/s2 e K = 9 · 109 N · m2/C2, o módulo da carga elétrica excedente no copinho, momentos após sua retirada do porta-copos, foi, em coulombs, aproximadamente: a) 6 · 10-5 d) 3 · 10-8. b) 5 · 10-6. e) 2 · 10-9. c) 4 · 10-7.

13)(UFBA) Uma pequena esfera vazada C, com uma carga positiva, é perpassada por um aro semicircular situado num plano horizontal, com extremidades nos pontos A e B, como indica a figura abaixo. A esfera pode se deslocar sem atrito tendo o aro como guia. Nas extremidades A e B do aro são colocadas pequenas esferas com cargas +125 µC e +8 µC, respectivamente. Determine a tangente do ângulo ɵc, para o qual a esfera C permanece em equilíbrio.

14)(UFGO) Numa experiência rudimentar para medir a carga eletrostática de pequenas bolinhas de plástico carregadas positivamente, pendura-se a bolinha, cuja carga se quer medir, em um fio de seda de 5 cm de comprimento e massa desprezível. Aproxima-se, ao longo da vertical, uma outra bolinha com carga de valor conhecido Q = 10 nC, até que as duas ocupem a mesma linha horizontal, como mostra a figura. Sabendo-se que a distância medida da carga Q até o ponto de fixação do fio de seda é de 4 cm e que a massa da bolinha é de 0,4 g, o valor da carga desconhecida é de: a) 30 nC b) 25 nC c) 32 nC d) 53 nC e) 44 nC

15) (UFU-MG) A figura mostra uma barra isolante, sem massa, de comprimento ℓ = 2 m, presa por um pino no centro. Nas suas extremidades estão presas cargas positivas q e 2q, sendo q = 1 · 10-6 C. A uma distância r = 0,3 m, diretamente abaixo de cada uma dessas cargas, encontra-se afixada uma carga positiva Q = 4 · 10-6 C. Considere somente as interações entre as cargas situadas diretamente abaixo uma da outra e K = 9 · 109 N · m2/C2. Sabe-se que a reação no pino é nula.

Determine: a) o valor do peso P necessário para manter a barra em equilíbrio na horizontal; b) a distância x, a partir do pino, onde o peso P deve ser suspenso quando a barra está balanceada, e de que lado do suporte (esquerdo ou direito). 16)(UFGO) Considere a situação hipotética esquematizada na Figura 1, onde duas esferas idênticas de massa m = 90 g, carregadas com cargas de 2 µC cada, estão separadas por 20 cm. Dobram-se as cargas nas esferas e, para que as esferas não saiam de suas posições, prende-se uma mola entre elas, como na Figura 2. A mola distende-se 1,0 cm. Qual a constante elástica da mola? (Adote g = 10 m/s2 e K0 = 9 · 109 N · m2/C2)

17)(ITA-SP) Uma partícula de massa M = 10,0 g e carga q = – 2,0 · 10-6 C é acoplada a uma mola de massa desprezível. Esse conjunto é posto em oscilação e seu período medido é P = 0,40 s. É fixada a seguir uma outra partícula de carga q' = 0,20 · 10-6C a uma distância d da posição de equilíbrio O do sistema massa-mola (ver figura). O conjunto é levado lentamente até a nova posição de equilíbrio, distante x = 40 cm da posição de equilíbrio inicial O. Qual o valor de d? É dado: K0 = 9 · 109 N · m2/C2. Obs.: Considere as duas cargas puntiformes.

G A B A R I T O

1) A 2) D 3) D 4) E 5) E 6) 50

7) + 1,6 µC 8) 80 9)E 10) E 11) B 12) D 13) 0,4

14) A 15) a) 1,2 N b) 1/3 m 16) 2,7 .102 N/m 17) 59 cm