Questões de Vestibular de Física - Cargas Elétricas e Eletrização

Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g.

Nessas condições, a relação q/m será dada por

Uma carga de prova Q₀ pode ser colocada em quatro posições distintas sobre a linha que une duas cargas fixas, Q₁ = - Q₀ /3 e Q₂ = 3Q₀ , como ilustra a figura. Assinale a alternativa que representa a posição em que a resultante das forças sobre a carga de prova Q₀ é nula.

                         

Uma partícula com carga -Q está sob a ação de forças elétricas devido a duas outras partículas com cargas +Q e Q’. Elas distam, respectivamente, d e 2d da carga -Q, conforme ilustrado na figura. Determine a razão Q’/Q necessária para que a carga -Q permaneça em repouso.

Tem-se duas esferas metálicas (A e B) de mesmo material, carregadas com cargas iguais a Q_A = 10 nC e Q_B = 5 nC e com raios respectivamente iguais a R_A = 20 cm e R_B = 30 cm. Considerando que essas duas esferas serão colocadas em contato e, após atingirem o equilíbrio eletrostático, serão separadas novamente, pergunta-se: qual será a carga de cada uma delas? Considere: 1 nC = 1.10^-9C.

Deseja-se eletrizar um objeto metálico, inicialmente neutro, pelos processos de eletrização conhecidos, e obter uma quantidade de carga negativa de 3,2 μC. Sabendo-se que a carga elementar vale 1,6·10^–19 C, para se conseguir a eletrização desejada será preciso