Exercícios
Eletrostática Eletrostática é a
área da Física que estuda as interações entre cargas elétricas. Os processos
de eletrização, a força elétrica que surge entre duas cargas e as características
do campo ao redor de um corpo eletrizado, são alguns dos assuntos tratados. Aproveite os exercícios comentados e resolvidos para fazer uma revisão
desta importante área. Exercícios Resolvidos 1) UERJ - 2019 Na ilustração, estão representados os pontos I, II, III e IV em um
campo elétrico uniforme. Uma partícula de massa desprezível e carga positiva adquire a maior
energia potencial elétrica possível se for colocada no ponto: a) I Resposta Uma carga positiva, ao ser colocada em um campo elétrico uniforme,
terá sua energia potencial diminuída a medida que percorre o campo elétrico
no mesmo sentido das linhas de força. Neste caso, no ponto I, a carga terá mais energia potencial elétrica
do que nos demais pontos. Alternativa: a) I 2) Fuvest - 2016 Os centros de quatro esferas idênticas, I, II, III e IV, com
distribuições uniformes de carga, formam um quadrado. Um feixe de elétrons
penetra na região delimitada por esse quadrado, pelo ponto equidistante dos
centros das esferas III e IV, com velocidade inicial A trajetória dos elétrons será retilínea, na direção de a) + Q, - Q, - Q, + Q Resposta Para que o feixe de elétrons seja acelerado com velocidade crescente,
é necessário que exista uma força resultante atuando sobre eles. Essa força será a resultante vetorial da interação entre o feixe e as
forças exercidas por cada carga posicionada nos vértices do quadrado. Sendo assim, a força resultante deverá ter mesma direção e sentido do
vetor Posicionando um elétron no interior do quadrado, vamos definir
inicialmente a força resultante em função da presença das cargas I e II. Para que a força resultante aponte para o sentido indicado, as forças
FI e FII deverão ser de atração. Caso fosse
de repulsão, a força resultante apontaria para baixo. Desta forma, as cargas I e II deverão ser positivas, já que a carga do
elétron é negativa. Pela presença das cargas III e IV surgirá as forças FIII e
FIV , sendo que deverão ser de repulsão, para que a força
resultante tenha o sentido esperado. Desta forma, essas cargas serão
negativas. Na imagem abaixo, temos a indicação dessas forças: Alternativa: c) + Q, + Q, - Q, - Q 3) UFRGS - 2016 Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga
elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que
melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função
da distância r < R até o centro da esfera. Resposta Em um condutor eletrizado, as cargas em excesso ficam localizadas na
superfície externa do condutor. Desta forma, no interior do condutor o campo
elétrico é nulo, e o potencial, em todos os pontos no seu interior, terá o
mesmo valor. Sendo assim, o gráfico que representa corretamente esta situação é o
que indica o potencial constante. Alternativa: a) 4) Unesp - 2015 Modelos elétricos são frequentemente utilizados para explicar a
transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema
nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (figura 1), células
delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular
do meio extracelular. A parte interna da membrana é negativamente carregada e
a parte externa possui carga positiva (figura 2), de maneira análoga ao que
ocorre nas placas de um capacitor.
Resposta O valor da força elétrica é encontrado através da seguinte fórmula: Por sua vez, em um campo elétrico uniforme, a fórmula para o calculo da diferença de potencial é igual a: Substituindo essa expressão na fórmula da força, temos: Considerando q igual a carga elementar e, a expressão ficará: Alternativa: e) 5) UFRGS - 2014 Considere dois balões de borracha, A e B. O balão B tem excesso de
cargas negativas; o balão A, ao ser aproximado do balão B, é repelido por
ele. Por outro lado, quando certo objeto metálico isolado é aproximado do
balão A, este é atraído pelo objeto. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do
enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A respeito das cargas elétricas líquidas no balão A e no objeto,
pode-se concluir que o balão A só pode _______ e que o objeto só pode _______
. a) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de cargas positivas Resposta Quando dois corpos estão carregados eletricamente com cargas de sinais
contrários, ao se aproximarem surgirá entre eles uma força de atração. Ao contrário, se suas cargas tiverem mesmo sinal, a força será de
repulsão. Quando um corpo neutro se aproxima de um corpo eletrizado, a força
entre eles será de atração, independente do sinal da carga. Sendo assim, como o balão A foi repelido pelo balão B, sua carga será
igual a de B, ou seja, possui excesso de cargas negativas. Agora que sabemos a carga do balão A, podemos descobrir a carga do
objeto. Como a força é atrativa, então temos duas possibilidades: o objeto
pode ser neutro ou apresentar carga contrária do balão A. Desta forma, o objeto pode estar neutro ou carregado positivamente. Alternativa: b) ter excesso de cargas negativas – ter excesso de
cargas positivas ou estar eletricamente neutro 6) Udesc - 2013 Duas esferas idênticas, A e B, feitas de material condutor, apresentam
as cargas +3ē e -5ē, e são colocadas em contato. Após o equilíbrio,
a esfera A é colocada em contato com outra esfera idêntica C, a qual possui
carga elétrica de +3ē. Assinale a alternativa que contém o valor da
carga elétrica final da esfera A. a) +2ē Resposta Quando duas esferas condutoras idênticas são colocadas em contato,
ocorre uma redistribuição das cargas. Ao serem novamente separadas, cada uma
dela ficará com metade da cargas totais. Sendo assim, após o contato entre a esfera A e a esfera B, cada uma
das esferas terá de carga: Então, a esfera A passou a ter carga igual a - ē. Fazendo novo
contato, agora com a esfera C, sua carga final será encontrada fazendo-se: Alternativa: c) +1ē 7) Enem - 2010 Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar
duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas,
evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma
metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral
diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar
para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus
celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas
recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e
recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou
desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material
da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de a) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom
condutor de eletricidade. Resposta Os materiais metálicos são bons condutores de cargas, sendo assim, em uma
caixa de metal os elétrons livres ficarão distribuídos na sua parte externa. Dentro da caixa o valor do campo elétrico é nulo. Este fato é chamado
de blindagem eletrostática e foi comprovado por Michael Faraday, em uma
experiência que ficou conhecida como gaiola de Faraday. Alternativa: b) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem
eletrostática que o metal proporcionava. |