Questões de Vestibular Sobre cargas elétricas e eletrização em física

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 ficar agachado no chão, com as mãos na nuca e os pés juntos.

(juliapetit.com.br.)
Esses procedimentos são baseados no poder das pontas, que consiste no fato de

Um elétron de energia cinética 2,0.10⁻¹⁹J descreve uma órbita circular em um plano perpendicular a um campo magnético uniforme, com o raio da órbita igual a 25,0cm. Considerando a massa do elétron igual a 9,0.10⁻³¹kg e o módulo de sua carga igual a 1,6.10⁻¹⁹C, é correto afirmar:

Uma partícula de carga q = 10,0μC e massa m = 800,0g é liberada do repouso sobre o eixo x, no ponto x = 50,0cm. A partícula começa a mover-se devido à presença de uma carga Q = 20,0μC, que é mantida fixa na origem do eixo. Considere o potencial elétrico V = 0 no infinito e .

Com base nessas informações, é correto afirmar:

Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial ∆V igual a 32 V.

Considerando a massa do próton igual a 1,6 x 10^-27 kg e sua carga igual a 1,6 x 10^-19 C, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.

Duas cargas elétricas +Q e +4Q estão fixas sobre o eixo x, respectivamente nas posições x = 0,0 m e x = 1,0 m. Uma terceira carga é posicionada entre as duas, sobre o eixo x, tal que se encontra em equilíbrio eletrostático. Qual é a posição da terceira carga, em m?

Considere uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme de intensidade 10N/C e onde temos duas minúsculas esferinhas metálicas inicialmente separadas de 1 metro. Uma das esferas (E₁), de massa 1mg e eletrizada com carga elétrica de módulo igual a 1μC, é lançada na mesma direção e sentido das linhas do campo elétrico, com velocidade de módulo igual a 4m/s, indo colidir frontalmente com a outra esferinha (E₂), idêntica à primeira, inicialmente neutra e estacionária. A colisão, que é frontal e unidirecional, cujo coeficiente de restituição é de 0,7, provoca a eletrização da segunda esferinha, devido ao breve contato entre elas. Desprezando o efeito do campo gravitacional e a resistência do ar, calcule o módulo da velocidade aproximada, em unidades do SI, adquirida pela segunda esferinha, após ela ter se deslocado 5,5m.

Um tratamento complementar para pacientes com tumor de tireóide submetidos a cirurgia consiste na ingestão de uma dose terapêutica de Iodo-131 (I-131), que se concentra no tecido da tireóide. O I-131 emite radiação beta, que age na destruição de células cancerígenas. Essa radiação consiste na emissão de

Duas partículas idênticas vêm na mesma direção e em sentidos opostos, tal que uma tem, em módulo, o dobro da velocidade v₀ da outra. Após a colisão, as partículas saem unidas. Encontre o módulo da velocidade do conjunto após a colisão.

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:

Com a chegada do inverno, cada integrante de uma família de quatro pessoas passa a utilizar um secador de cabelo de 2,0 kW, todos os dias, por aproximadamente 20 min.
Sabendo que a tarifa de energia elétrica é de R$ 0,40 por kWh (quilowatt-hora) de consumo, ao final de 30 dias o aumento no custo da conta luz com a chegada do inverno, em reais, será de:

A figura (i) abaixo esquematiza um tubo de raios catódicos. Nele, um feixe de elétrons é emitido pelo canhão eletrônico, é colimado no sistema de foco e incide sobre uma tela transparente que se ilumina no ponto de chegada. Um observador posicionado em frente ao tubo vê a imagem representada em (ii). Um ímã é então aproximado da tela, com velocidade constante e vertical, conforme mostrado em (iii).




Assinale a alternativa que descreve o comportamento do feixe após sofrer a influência do ímã.

Uma carga elétrica q > 0 de massa m penetra em uma região entre duas grandes placas planas, paralelas e horizontais, eletrizadas com cargas de sinais opostos. Nessa região, a carga percorre a trajetória representada na figura, sujeita apenas ao campo elétrico uniforme , representado por suas linhas de campo, e ao campo gravitacional terrestre .


É correto afirmar que, enquanto se move na região indicada entre as placas, a carga fica sujeita a uma força resultante de módulo

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, F_e 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

Considere uma pilha típica de uso em controles remotos de TV, com tensão de 1,5 V. Caso o polo positivo seja conectado ao polo negativo por um fio condutor perfeito, é correto afirmar que, durante esta conexão,

“Fundado em 2002 pelo Prêmio Nobel Carl Wieman, o projeto PhET Simulações Interativas da Universidade de Colorado Boulder (EUA) cria simulações interativas gratuitas de matemática e ciências. As simulações PhET baseiam-se em extensa pesquisa em educação e envolvem os alunos através de um ambiente intuitivo, estilo jogo, onde os alunos aprendem através da exploração e da descoberta”.

Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/. Acesso: 11 dez. 2018.

A figura a seguir foi obtida pelo PhET, sendo que duas partículas A e B, eletricamente carregadas, foram colocadas em uma determinada região do espaço. As setas indicam a direção e o sentido das linhas de força do vetor campo elétrico do sistema.

A respeito das cargas elétricas A e B, é CORRETO afirmar que:

Dois corpos pontuais portando cargas respectivamente iguais a Q e Q’ estão em repouso conectados por uma mola. Quando a carga de um deles é dobrada, passando de Q para 2Q, a extensão da mola diminui na nova posição de equilíbrio. Quatro hipóteses foram elaboradas sobre os sinais das cargas:

I: Q > 0 e Q’ > 0

II: Q > 0 e Q’ < 0

III: Q < 0 e Q’ > 0

IV: Q < 0 e Q’ < 0

São compatíveis com o fenômeno descrito as hipóteses

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 x 10^‐4 C, q = -2 x 10^‐5 C e d = 6 m, a força elétrica resultante sobre a carga q

Note e adote:

A constante ko da lei de Coulomb vale 9 x 10⁹ N m² /C²

Uma sessão de depilação a laser utiliza pulsos de alta potência e curta duração. O tempo total da sessão depende da área tratada. Considere certa situação em que a luz do laser incide perpendicularmente em uma área A = 2 mm² com uma intensidade média igual a I = × 2,0 10⁴ W/m² .  A energia luminosa que incide nessa área durante um intervalo de tempo ∆t = 3 ms é igual a