Exercícios Força Elétrica - Física

Gabarito no final das questões.


Lista de 10 exercícios Força Elétrica - Física  

1 – Dois corpos pontuais em repouso, separados por certa distância e carregados eletricamente com cargas de sinais iguais, repelem-se de acordo com a Lei de Coulomb.

a) Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?

b) Se forem mantidas as cargas iniciais, mas a distância entre os corpos for duplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?

2 – Considere o sistema de cargas na figura. As cargas +Q estão fixas e a carga -q pode mover-se somente sobre o eixo x.

Solta-se a carga -q, inicialmente em repouso, em x = a.

a) Em que ponto do eixo x a velocidade de -q é máxima?

b) Em que ponto(s) do eixo x a velocidade de -q é nula?

3 – Em cada um dos vértices de uma caixa cúbica de aresta ℓ foram fixadas cargas elétricas de módulo q cujos sinais estão indicados na figura.

Sendo k a constante eletrostática do meio, o módulo da força elétrica que atua sobre uma carga, pontual de módulo 2q, colocada no ponto de encontro das diagonais da caixa cúbica é

a) 4kq²/3ℓ²                        b) 8kq²/3ℓ²                       c) 16kq²/3ℓ²

d) 8kq²_/ℓ²                          e) 4kq²/ℓ²

4 – A força de interação entre duas cargas puntiformes Q₁ e Q₂ afastadas de uma distância d entre si, no vácuo, é dada pela Lei de Coulomb F = k₀(Q₁Q₂/d²), na qual k₀ é uma constante de valor 9×10⁹Nm²/C².

As cargas Q₁ = 2Q e Q₂ = 3Q se repelem no vácuo com força de 0,6N quando afastadas de 3m.

O valor de Q , em C, é

a) 12×10^-6                         b) 10×10^-6                         c) 8×10^-6                            d) 6×10^-6                           e) 4×10^-6

5 – Duas cargas, q e -q, são mantidas fixas a uma distância d uma da outra. Uma terceira carga q₀ é colocada no ponto médio entre as duas primeiras, como ilustra a figura A. Nessa situação, o módulo da força eletrostática resultante sobre a carga q₀ vale F_A.

A carga q₀ é então afastada dessa posição ao longo da mediatriz entre as duas outras até atingir o ponto P, onde é fixada, como ilustra a figura B. Agora, as três cargas estão nos vértices de um triângulo equilátero. Nessa situação, o módulo da força eletrostática resultante sobre a carga q₀ vale F_B.

Calcule a razão F_A/F_B.

6 – A uma distância d uma da outra, encontram-se duas esferinhas metálicas idênticas, de dimensões desprezíveis, com cargas -Q e +9Q. Elas são postas em contacto e, em seguida, colocadas à distância 2d. A razão entre os módulos das forças que atuam APÓS o contacto e ANTES do contacto é

a) 2/3               b) 4/9               c) 1                  d) 9/2              e) 4

7 – A figura a seguir representa três esferas metálicas idênticas A, B e C, todas elas possuindo a mesma quantidade de carga elétrica. 

Pode-se afirmar que as esferas:

a) A, B e C possuem o mesmo tipo de carga elétrica.

b) B e C possuem o mesmo tipo de carga elétrica e A possui carga elétrica diferente

c) A e B possuem o mesmo tipo de carga elétrica e C possui carga elétrica diferente

d) A, B e C possuem cargas elétricas diferentes

e) A e C possuem o mesmo tipo de carga elétrica e B possui carga elétrica diferente

8 – Nos vértices A, B e C de um triângulo retângulo isósceles são fixadas, respectivamente, as cargas +Q, 

+Q e -Q, conforme a ilustração a seguir. No ponto médio M da hipotenusa do triângulo, é fixada uma carga puntiforme q, a qual ficará sujeita à ação de uma força resultante F. A intensidade de F é:

a) (k.q.Q.5^1/2)/2           b) (k.q.Q.17^1/2)/2        c) k.q.Q.5^1/2        d) k.q.Q.17^1/2

e) 2k.q.Q.5^1/2

9 – A figura adiante ilustra uma das experiências mais fascinantes na evolução da teoria atômica da matéria, realizada por Rutherford, ao bombardear finas lâminas de ouro com partículas alfa. Cada partícula alfa nada mais é do que o núcleo de um átomo de hélio.

A partir do experimento descrito, julgue os seguintes itens.

(1) Por terem carga positiva, as partículas alfa sofrem desvios de trajetória devido à presença dos núcleos atômicos.

(2) No ponto B da figura, a força entre a partícula e o núcleo é a menor possível, porque ela é proporcional à distância que os separa.

(3) Rutherford teria obtido os mesmos resultados se, em vez de partículas alfa, tivesse usado nêutrons.

(4) O experimento de Rutherford usando o estanho, em vez de ouro, seria inconclusivo, em virtude da enorme variação de cargas entre os diversos isótopos do elemento estanho.

(5) O momento linear da partícula alfa incidente não varia.

10 – Duas partículas de cargas +4Q e -Q coulombs estão localizadas sobre uma linha, dividida em três regiões I, II e III, conforme a figura abaixo. Observe que as distâncias entre os pontos são todas iguais

.

a) Indique a região em que uma partícula positivamente carregada (+Q coulomb) pode ficar em equilíbrio.

b) Determine esse ponto de equilíbrio.

Gabarito

1- a) Triplica, b) Diminuirá 4 vezes. ; 2- a) Ponto O, b) x = + a e X  = - a ; 3- c ; 4- b ;

5- Na situação inicial, o módulo da força elétrica resultante é: F_A = 2[|qq₀|/(d/2)²] = (8|qq₀|)/d².

Na situação final, o módulo da força elétrica resultante é: F_B = 2(|qq₀|/d²)cos 60° = |qq₀|/d².

Portanto, a razão entre os módulos das duas forças é F_A/F_B = 8(|qq₀|/d²)/(|qq₀|/d²) = 8 ;

6- b ; 7- e ; 8- e ; 9- V F F F F ; 10- a) Região III, b) ponto 11 ;