Aula 10 - Exercícios Videoaula (27.05)

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1. (Eear 2019) Considere quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, inicialmente separadas entre si. Duas delas, B e D, estão inicialmente neutras, enquanto as esferas A e C possuem cargas elétricas iniciais, respectivamente, iguais a 3Q e Q. Determine a carga elétrica final da esfera C após contatos sucessivos com as esferas A, B e D, nessa ordem, considerando que após cada contato, as esferas são novamente separadas. Q a) 4 Q b) 2 c) 2Q d) 4Q 2. (Efomm 2020) Duas esferas condutoras idênticas de carga q  2,0 μC estão penduradas em fios não condutores de comprimento D  30,0 cm, conforme apresentado na figura abaixo. Se o ângulo entre os fios vale θ  90, qual é o valor das massas das esferas? Dado: constante dielétrica k  9,0  109 N  m2 C2 ; aceleração da gravidade g  10,0 m s2

a) 20 g b) 40 g c) 60 g d) 80 g e) 100 g 3. (Ufu 2019) Um estudante realiza um experimento, utilizando duas moedas, um palito de fósforo, um balão de festa e um copo plástico descartável transparente. Primeiramente, ele coloca o palito de fósforo em equilíbrio sobre uma moeda posicionada na vertical, que se equilibra sobre a segunda moeda na horizontal. Em seguida, cobre o sistema com o copo descartável. Em um outro momento, ele infla o balão e o esfrega no próprio cabelo. Por fim, ele aproxima o balão do palito de fósforo pelo lado de fora do copo de plástico e movimenta o balão em volta do copo. Como resultado, o estudante observa que o palito de fósforo gira sobre a moeda, acompanhando o movimento do balão. A figura mostra o dispositivo montado.

Qual a explicação para o fato de o palito acompanhar o movimento do balão?

a) O balão se magnetiza ao ser inflado, e ele atrai o palito pelo fato de o material que compõe a cabeça do palito ser um material magnético. b) O balão se aquece após o atrito com o cabelo e, ao se aproximar do copo, provoca correntes de convecção no ar em seu interior, gerando o movimento do palito de fósforo. c) As moléculas do balão se ionizam após o atrito com o cabelo e, ao se aproximarem da moeda condutora, a ionizam com carga oposta, gerando um campo elétrico que faz o palito de fósforo se mover. d) O balão se eletriza após atrito com o cabelo e, ao se aproximar do palito de fósforo, o atrai por indução eletrostática. 4. (Ufjf-pism 3 2019) A água é uma molécula polar, ou seja, embora tenha carga elétrica total nula, há uma separação entre as cargas da mesma molécula devido à diferença de eletronegatividade entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio, conforme mostra a figura. Baseado nisso, um aluno resolveu realizar o seguinte experimento: quando uma torneira de água estava gotejando, colocou um bastão de vidro, previamente atritado em um pano de lã, próximo à trajetória das gotas. Assinale a alternativa CORRETA:

a) As gotas de água são repelidas pelo bastão, devido às cargas positivas provenientes do atrito com o pano. b) As gotas de água são atraídas pelo bastão, quaisquer que sejam as cargas adquiridas no atrito com o pano. c) As gotas de água não serão nem atraídas nem repelidas pelo bastão, pois moléculas polares sofrem apenas rotações, e não forças resultantes. d) As gotas de água podem ser atraídas ou repelidas pelo bastão, dependendo de suas cargas ao deixarem a torneira. e) As gotas de água não serão nem atraídas nem repelidas pelo bastão, pois o atrito de vidro com lã não gera cargas elétricas. 5. (Fuvest 2019) Três pequenas esferas carregadas com carga positiva Q ocupam os vértices de um triângulo, como mostra a figura. Na parte interna do triângulo, está afixada outra pequena esfera, com carga negativa q. As distâncias dessa carga às outras três podem ser obtidas a partir da figura.

Sendo Q  2  104 C, q  2  10 5 C e d  6 m, a força elétrica resultante sobre a carga q Note e adote:

A constante k0 da lei de Coulomb vale 9  109 N m2 C2 a) é nula. b) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,8 N. c) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 1,0 N. d) tem direção do eixo y, sentido para baixo e módulo 1,0 N. e) tem direção do eixo y, sentido para cima e módulo 0,3 N. 6. (Ufrgs 2019) Duas pequenas esferas idênticas, contendo cargas elétricas iguais, são colocadas no vértice de um perfil quadrado de madeira, sem atrito, conforme representa a figura 1 abaixo.

As esferas são liberadas e, devido à repulsão elétrica, sobem pelas paredes do perfil e ficam em equilíbrio a uma altura h em relação à base, conforme representa a figura 2. Sendo P, Fe e N, os módulos, respectivamente, do peso de uma esfera, da força de repulsão elétrica entre elas e da força normal entre uma esfera e a parede do perfil, a condição de equilíbrio ocorre quando a) P  Fe . b) P  Fe . c) P  Fe  N. d) Fe  P  N. e) P  Fe  N. 7. (Uerj 2018) O esquema abaixo representa as esferas metálicas A e B, ambas com massas de 103 kg e carga elétrica de módulo igual a 10 6 C. As esferas estão presas por fios isolantes a suportes, e a distância entre elas é de 1m.

Admita que o fio que prende a esfera A foi cortado e que a força resultante sobre essa esfera corresponde apenas à força de interação elétrica. Calcule a aceleração, em m s2 , adquirida pela esfera A imediatamente após o corte do fio. Dado: constante eletrostática do meio, k  9  109 N  m2  C2 .

8. (Pucrj 2018) Duas cargas elétricas idênticas são postas a uma distância r0 entre si tal que o módulo da força de interação entre elas é F0 . Se a distância entre as cargas for reduzida à metade, o módulo da força de interação entre as cargas será: a) 4F0 b) 2F0 c) F0 d) F0 2 e) F0 4 Gabarito:

1-A 2-A 3-D 4-B 5-E 6-A 7 - 9m/s² 8-A