(UFSC)
A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está elaborada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem.
Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) e dê a resposta como a soma delas.
01. A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon.
02. Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair.
04. Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquir carga de +5 unidades de carga, então o papel adquire carga de -5 unidades de carga.
08. Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho.
16. Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair.
32. Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado.
Resolução:
01. Incorreta.
A pele de coelho figura antes do que o teflon na série triboelétrica. Logo, atritando-se pela de coelho com teflon a pele de coelho fica eletrizada positivamente, por ceder elétrons ao teflon.
02. Correta.
Por atrito o vidro e a seda adquirem cargas elétricas de sinais opostos. Logo, ao serem aproximados vão se atrair.
04. Correta.
Por atrito o vidro e o papel adquirem cargas elétricas de mesmo valor absoluto e sinais opostos. Note que o vidro figura antes do que o papel na série triboelétrica. Portanto, o vidro fica positivamente eletrizado.
08. Correta.
A tendência de receber elétrons do teflon ao será atritado com couro é maior do que a tendência da pele de coelho, de receber elétrons, ao ser atritada com couro.
16. Incorreta.
Os dois bastões de vidro, ao serem atritados com pele de gato, eletrizam-se positivamente. Logo, vão se repelir ao serem aproximados.
32. Incorreta.
Os bastões de madeira ficarão neutros, pois ambos têm a mesma tendência de trocar elétrons.
Resposta: 14 (02+04+08)
Questão 2:
(IFCE)
Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, se encontram isoladas e bem afastadas uma das outras. A esfera A possui carga Q e as outras estão neutras. Faz-se a esfera A tocar primeiro a esfera B e depois a esfera C. Em seguida, faz-se a esfera B tocar a esfera C.
No final desse procedimento, as cargas das esferas A, B e C serão, respectivamente,
a) Q/2, Q/2 e Q/8.
b) Q/4, Q/8 e Q/8.
c) Q/2, 3Q/8 e 3Q/8.
d) Q/2, 3Q/8 e Q/8.
e) Q/4, 3Q/8 e 3Q/8.
Resolução:
Resposta: e
Questão 3:
(U.Mackenzie-SP)
Em um determinado instante, dois corpos de pequenas dimensões estão eletricamente neutros e localizados no ar. Por certo processo de eletrização, cerca de 5.1013 elétrons “passaram” de um corpo a outro. Feito isto, ao serem afastados entre si de uma distância de 1,0 cm, haverá entre eles:
a) uma repulsão eletrostática mútua, de intensidade 5,76 kN.
b) uma repulsão eletrostática mútua, de intensidade 7,2.105 kN.
c) uma interação eletrostática mútua desprezível, impossível de ser determinada.5
d) uma atração eletrostática mútua, de intensidade 7,2.105 kN.
e) uma atração eletrostática mútua, de intensidade 5,76 kN.5
Dados:
Resolução:
Q = 8,0.10-6 C
O corpo que recebeu elétrons terá carga:
Q1 = -8,0.10-6 C
O corpo que cedeu elétrons terá carga:
Q2 = 8,0.10-6 C
A força eletrostática é de atração, pois as cargas elétricas têm sinais opostos.
Sua intensidade é dada por:
F = k0.IQ1I.IQ2I/d2 => F = 9.109.8,0.10-6.8,0.10-6/(10-2)2 => F = 5760 N =>
F = 5,76 kN
Resposta: e
Questão 4:
(UPF-RGS)
Uma pequena esfera de 1,6 g de massa e eletrizada retirando-se um numero n de elétrons. Dessa forma, quando a esfera e colocada em um campo elétrico uniforme de 1,0.109 N/C, na direção vertical para cima, a esfera fica flutuando no ar em equilíbrio.
Considerando que a aceleração gravitacional local g e 10 m/s2 e a carga de um elétron e 1,6.10-19 C, pode-se afirmar que o numero de elétrons retirados da esfera e:
a) 1,0.1019 b) 1,0.1010 c) 1,0.109 d) 1,0.108 e) 1,0.107
Resolução:
No equilíbrio, temos:
Intensidade da força eletrostática = intensidade do peso
q.E = m.g
n.e.E = m.g
n.1,6.10-19.1,0.109 = 1,6.10-3.10 => n = 1,0.108
Resposta: e
Questão 5:
(VUNESP)
A figura representa a intensidade do campo elétrico criado por uma carga puntiforme Q, em função da distância d à carga.
A intensidade da força elétrica que agirá sobre uma carga de prova q = 2,0.10-1 C, colocada a 0,3 m de Q, valerá, em N,
a) 2,0.10-3 b) 2,0.10-2 c) 2,0.10-1 d) 1,0.10-2 e) 1,0.10-1
Resolução:
Para d = 0,1 m, temos E = 4,5 N/C.
De E = k0.IQI/d2 concluímos que triplicando-se a distância a intensidade do campo elétrica fica 9 vezes menor.
Assim para d = 0,3 m, temos E = 0,5 N/C.
F = q.E => F = 2,0.10-1.0,5 => F = 1,0.10-1 N
Resposta: e
Questão 6:
(VUNESP)
A figura mostra um arranjo de quatro cargas elétricas puntiformes fixas, sendo todas de mesmo modulo Q e ocupando os vértices de um quadrado de lado L.
A constante eletrostática do meio e k e não existe influencia de outras cargas. A intensidade do vetor campo elétrico produzido por essas cargas no centro do quadrado é
a) 3kQ/L2 b) kQ/L2 c) 2kQ/L2 d) 0 e) 4kQ/L2
Resolução:
Eres = 2.E => Eres = 2k.Q/(L.√2/2)L2 => Eres = 4kQ/L2
Resposta: e
Questão 7:
(VUNESP)
Com respeito a condutores em equilíbrio eletrostático, analise:
I. o campo elétrico resultante em regiões do interior de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo;
II. o potencial elétrico nos pontos internos e da superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático é constante;
III. a direção do campo elétrico em um ponto sobre a superfície de um condutor eletrizado, isolado e em equilíbrio eletrostático é perpendicular à superfície, nesse ponto.
Está correto o contido em
a) I, apenas.
b) III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
Resolução:
I. Correta.
O campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo. Se o campo elétrico não fosse nulo haveria movimento ordenado de cargas elétricas, o que contraria a hipótese de o condutor estar em equilíbrio eletrostático.
II. Correta.
Não há ddp entre os pontos internos e superficiais de um condutor em equilíbrio eletrostático, isto é, o potencial elétrico nos pontos internos e da superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático é constante. Se houvesse ddp haveria movimento ordenado de cargas elétricas.
III. Correta.
O vetor campo elétrico em um ponto sobre a superfície de um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático tem direção perpendicular à superfície. Se tal não acontecesse o vetor campo teria componente tangencial que produziria movimento ordenado de cargas elétricas.
Resposta: e
Questão 8:
(UEA-AM)
Segundo levantamento do Grupo de Eletricidade Atmosférica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, o Amazonas é o estado brasileiro com maior incidência de raios, com uma média anual de 11 milhões de descargas elétricas. Para evitar ser atingido por um deles em dias de tempestade, é recomendado afastar-se de árvores e postes de iluminação. Praias, piscinas e locais onde o ser humano seja o objeto mais alto em relação ao chão também devem ser evitados. Se não for possível encontrar um abrigo, o mais aconselhável é ?car agachado no chão, com as mãos na nuca e os pés juntos.
Esses procedimentos são baseados no poder das pontas, que consiste no fato de
a) cargas elétricas tenderem a acumular-se em regiões planas, facilitando descargas elétricas sobre regiões pontiagudas.
b) nas regiões planas a diferença de potencial entre a Terra e as nuvens ser nula, criando um corredor que leva a descarga para as regiões pontiagudas.
c) a densidade de cargas elétricas ser menor nas proximidades de regiões pontiagudas, atraindo os raios para essas regiões.
d) a diferença de potencial entre as nuvens e as regiões pontiagudas atingir valores muito baixos, dando origem a descargas elétricas violentas para compensar tal fato.
e) o campo elétrico gerado ao redor de regiões pontiagudas ser mais intenso do que o gerado em regiões planas, atraindo os raios.
Resolução:
A densidades de cargas elétricas é maior nas regiões pontiagudas. Por isso, o campo elétrico gerado nas vizinhanças das pontas é mais intenso do que o gerado em regiões planas. Assim, em torno da ponta o intenso campo elétrico provoca a ionização do ar, o que facilita a descarga elétrica.
Resposta: e
Questão 9:
(Unicamp-SP)
O carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é a autonomia de um carro elétrico que se desloca a 60 km/h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50 A e a carga máxima armazenada em suas baterias é q = 75 Ah ?
a) 40 km b) 62,5 km c) 90 km d) 160 km
Resolução:
i = Δq/Δt => 50A = 75Ah/Δt => Δt = 1,5 h
v = Δs/Δt => 60km/h = Δs/1,5h => Δs = 90 km
Resposta: c
Questão 10:
(UFPR)
A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico abaixo ilustra o comportamento elétrico de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus terminais, de modo que por eles circula uma corrente i.
Com base na figura acima, assinale a alternativa correta.
a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência
vale 0,2 kΩ.
b) O dispositivo D2 é ôhmico na faixa de –20 a +20 V e sua resistência vale 6,0 kΩ.
c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 kΩ.
d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de –30 a +30 V e sua resistência vale 0,6 kΩ.
e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de –10 a +10 V e sua resistência
vale 0,5 kΩ.
Resolução:
O gráfico U x i para um resistor ôhmico é uma reta passando pala origem. Assim, dos dispositivos apresentados, D1 é ôhmico na faixa de tensão elétrica estabelecida no gráfico.
Sua resistência elétrica é dada pela lei de Ohm:
U = R.i => 30 = R.5,0.10-3 => R = 6,0.103 Ω = 6,0 kΩ
Resposta: d
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