Questões de Concurso Sobre cargas elétricas e eletrização em física

Uma esfera de raio R e área externa A é feita de um material não condutor. A densidade volumétrica de carga (ρ) em todo o corpo da esfera varia de acordo com seu raio: , sendo b uma constante. Pode-se afirmar que a carga total contida na esfera, e o campo elétrico em seu interior são, respectivamente (marque a alternativa que contém as respostas corretas):

A hipótese de De Broglie proposta pelo físico francês Louis de Broglie (1892 – 1987), propunha que o comportamento dual da radiação poderia ser também uma propriedade da matéria, onde o comprimento das ondas de matéria é dado por onde h = 6,63 x 10^-34J.S e p é momento linear da partícula.

Com base nessa ideia, qual é o comprimento de onda de um elétron, que é submetido a uma diferença de potencial de 2,88kV?

Para esta questão considere:

Carga elementar: e = 1,60 x 10^-19C

Massa do elétron: m_e = 9,00 x 10^-31kg

Considere as linhas de força de um campo elétrico uniforme E ,de intensidade E = 5,0 . 10⁴ N/C, e dois pontos A e B, no interior desse campo, como mostra a figura abaixo.

O trabalho realizado pelo campo para deslocar uma carga q = 2,0 μC de A até B, em joules, vale

Duas pequenas partículas, inicialmente, estão eletricamente neutras. Retiram-se, então, 5,0 . 10¹⁰ elétrons de uma delas que são transferidos para a outra partícula.

A seguir, elas são separadas de 2,0 cm, no vácuo. A intensidade da força elétrica entre as partículas será, em newtons, de 

Dados:

Constante eletrostática do vácuo: 9,0 . 10⁹ N.m²/C²

Carga elementar: 1,6 . 10⁻¹⁹ C 

Baseando-se nos estudos de Michael Faraday, Maxwell unificou, em 1864, os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis, em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou, com essa nova teoria, que vários fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro equações, na forma diferencial, conhecidas atualmente como Equações de Maxwell.

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Considerem-se as seguintes afirmativas:
(1) os campos magnéticos são rotacionais, isto é, não existem monopolos magnéticos; e
(2) correntes elétricas ou cargas em movimento geram campos magnéticos.
Tomando o texto acima como referência inicial, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, as equações de Maxwell das quais essas afirmativas são consequências.

Quando colocada em um determinado ponto de um campo elétrico, uma carga puntiforme de 2 x 10^-3 C é submetida a uma força de intensidade de 4 x 10^-2 N.
A intensidade do campo elétrico, em N/C, é igual a

Um fio retilíneo longo está situado sobre o eixo Y conforme mostra a Figura abaixo. Esse fio conduz uma corrente I, no sentido negativo do eixo (– OY).

Além do campo magnético produzido pelo fio, existe um campo magnético uniforme no espaço dado por .

A expressão do campo magnético total no ponto a, situado a uma distância L da origem é:

Uma partícula com carga q e com velocidade igual a entra em uma região com campos elétrico e magnético uniformes. O campo magnético é dado por .

Desprezando-se a massa da partícula, qual deve ser o campo elétrico na região para que a partícula se desloque em movimento retilíneo uniforme?

Duas partículas carregadas -Q e -2Q estão separadas por uma distância 3L, de acordo com a Figura a seguir.

O campo elétrico líquido, medido no ponto B situado a uma distância L da partícula -Q, é expresso do seguinte modo:

Uma esfera com massa de um miligrama e carregada eletricamente está flutuando em equilíbrio a uma distância de 0,8 centímetros de uma superfície metálica, superfície esta que possui um campo elétrico de 1960 N/C. Considerando que a esfera possui uma carga elétrica negativa, calcular o excesso de elétrons na mesma (considerar g = 9,8 m/s² e e = 1,6∙10^-19 Coulomb).

Uma pessoa está perto de um poste quando o mesmo é atingido por um raio. Durante um curto intervalo de tempo, acumula-se na base do poste uma carga de 1,6 μC suficiente para produzir uma diferença de potencial elétrico (ddp) entre as duas regiões ocupadas pelos pés da pessoa (A e B).

Em relação a essa situação, tomando K₀ = 9 × 10⁹ N.m² / C² , é possível estimar a ddp entre os pontos A e B em

Uma esfera metálica maciça de raio igual a R foi carregada com carga q distribuída uniformemente em todo o seu volume. Em situação de equilíbrio eletrostático,

Considerando-se que quatro cargas — duas positivas e duas negativas — de módulos iguais a q tenham sido colocadas nos vértices de um quadrado de lado L, é correto afirmar que o potencial no centro do quadrado

Uma esfera não condutora de raio R tem sua carga distribuída da seguinte forma: de r = 0, centro da esfera, onde r é a posição radial, até a posição r = R/2, a densidade de carga vale +ρ; e de r > R/2 até r = R, a densidade vale +2ρ. Qual das expressões abaixo representa o campo elétrico na superfície da esfera em r = R? Obs.: considere que ɛ é a constante de permissividade elétrica.

Uma esfera condutora de um metro de diâmetro está eletrizada negativamente e encontra-se em equilíbrio eletrostático no vácuo completamente isolada de outros corpos.

Sabendo que a uma distância de 40 m de seu centro o campo elétrico é de 900 V/m, qual é a intensidade do campo elétrico e do potencial elétrico a uma distância de 20 cm do centro dessa esfera, respectivamente?

(Considere a constante eletrostática de 9 x 10⁹ N.m² /C² )

Considere uma carga desprovida de dimensões Q, fixa no ponto 0, e os pontos A e B, de acordo com o apresentado abaixo.

Os módulos do vetor campo elétrico e do potencial elétrico gerados pela carga no ponto A valem, respectivamente, E e V. Nessas condições, os módulos dessas grandezas no ponto B valem, respectivamente,

Capacitores surgiram da necessidade de armazenar cargas elétricas para usá-las futuramente de maneira flexível, quando houver resistência em seus terminais. Capacitor é um componente eletrônico capaz de armazenar carga elétrica, ao ser ligado em uma fonte de tensão. O capacitor possui dois terminais para sua polarização (o terminal maior é positivo e o menor é negativo), e dentro do capacitor os terminais são conectados por placas metálicas, geralmente de alumínio, separados por um material dielétrico. Esse material dielétrico pode ser de diversos materiais, como cerâmica, teflon, mica, porcelana, celulose, milar e até ar. Dielétrico é o material isolante que é capaz de se tornar condutor quando submetido a determinado valor de campo elétrico. Essa mudança de estado (isolante para condutor) acontece quando o campo elétrico é maior que a rigidez dielétrica do material, o que significa que até os materiais isolantes podem conduzir, quando submetidos a determinado valor de cargas elétricas. Sobre o exposto, é correto afirmar que:

Ficar sozinho em um descampado, nadar na piscina ou no mar, ficar em lugares altos, como árvores, segurar objetos metálicos grandes, como para-raios, é estar em lugares e situações propícias para uma descarga elétrica ocorrer. Veja a imagem da garota que estava escalando uma montanha e ficou com os cabelos arrepiados. Isso aconteceu devido à repulsão de cargas elétricas de igual sinal que foram induzidas pela passagem de uma tempestade. É o mesmo fenômeno que acontece no Gerador de Van De Graaff.

Sobre a garota da figura é correto afirmar que:

Numa certa região do espaço estão fixas duas cargas elétricas pontuais dispostas da seguinte forma:

Q1, de 3,00 micro Coulomb está localizada na posição x= -3,00cm e y = 0,00 cm;

Q2, de -1,00 micro Coulomb, na posição x= 0,00 cm, y= -2,00 cm.

Conside que a constante eletrostática K vale 9,00 10⁹ Nm² /C² .

Nessas circunstâncias, podemos dizer que as componentes x e y do campo elétrico resultante, na posição x= 0,00 e y = 0,00 são, respectivamente:

Em um ambiente iônico, tal como dentro de um tecido biológico, potenciais elétricos são originados mediante distribuição de cargas. No caso de uma membrana do corpo de um neurônio que possui, aproximadamente, 8nm de espessura, a diferença de potencial entre seu interior e seu exterior é da ordem de 84mV. O campo elétrico que resulta no interior dessa membrana é de