Questões de Vestibular Sobre eletrostática e lei de coulomb. força elétrica. em física

O elétron da figura a seguir encontra-se inicialmente em repouso entre duas placas metálicas idênticas, paralelas, de áreas muito grandes, ligadas a uma bateria e separadas por uma distância de 10 cm. Considere a massa do elétron igual a 9,0.10^-31 kg e sua carga igual a 1,6.10^-19 C. 
A diferença de potencial elétrico entre as placas é de 90V. O elétron é abandonado junto à placa negativa e na placa positiva há um pequeno orifício que permite a sua passagem. Após deixar as placas, o elétron penetra numa região onde existe um campo magnético uniforme dirigido para a folha de papel perpendicular a ela, cujo módulo é 5,0.10^-2 T. Assinale a alternativa correta.  

Raquel atritou um balão de borracha com um pedaço de tecido e o aproximou de uma lata de refrigerante vazia, como ilustra a FIGURA 09:

Em seguida, a estudante deslocou o balão, afastando-o da lata, e observou que ela passou a rolar no sentido indicado. Dentre as seguintes, a afirmação física CORRETA em relação ao fenômeno descrito é:

Um equipamento elétrico tem a seguinte especificação 6050W-220V. Para que esse equipamento forneça a mesma potência em uma instalação de 110V, assinale a opção correta:

O astrofísico Carl Sagan escreveu em seu livro “Cosmos”, de 1980:

“Eu sou feito de átomos. Meu cotovelo, que está sobre a mesa na minha frente, é feito de átomos. A mesa é feita de átomos. Mas, se átomos são tão pequenos e vazios e os núcleos são menores ainda, porque a mesa me sustenta?”

Como resposta a esta indagação, pode-se dizer que os átomos que constituem o cotovelo do cientista não deslizam através dos átomos presentes na mesa porque:

Uma carga pontual Q está fixa no vácuo. A linha tracejada na figura corresponde a uma circunferência de raio R e centro em Q. Uma outra carga pontual q é levada da posição A à posição B através da trajetória mostrada na figura em linha sólida. A constante elétrica no vácuo é denotada por k. O trabalho da força elétrica entre as posições A e B é igual a:

Cinco cargas elétricas pontuais positivas encontram-se fixas no vácuo de acordo com o arranjo da figura a seguir. O campo elétrico resultante sobre Q₂ aponta na direção que une as cargas Q₂ e Q₄. Nessa situação, pode-se afirmar que (Q₁D₂ ) /(Q₃L₂ ) vale:

Duas esferas condutoras, isoladas e em equilíbrio eletrostático, tem cargas Q₁ = 4,0μC e Q₂ = −2,0μC e raios R₁ = 4,0cm e R₂ = 5,0cm.
Sabendo-se que as esferas são postas em contato através de um fio condutor, é correto afirmar que o potencial de equilíbrio, em 10⁵ V, é igual a

A Cuiabá do início do século XX tinha o serviço de iluminação pública à gás. De lá para cá, muita coisa mudou, a partir do ano de 1919, a iluminação pública passou a ser por energia elétrica.

Atualmente, o serviço de iluminação pública abrange praticamente toda Cuiabá, e ligar e desligar todas as lâmpadas manualmente, seria uma tarefa quase que impossível. Os avanços tecnológicos propiciados pela ampliação dos conhecimentos das propriedades físicas da matéria resultaram, em parte, na melhoria do bem-estar da sociedade, tornando o acionamento da iluminação pública automático.

No ano de 1905, o cientista, Albert Einstein, descreveu o efeito fotoelétrico, o qual serviu posteriormente para o desenvolvimento dos relés fotoelétricos. Atualmente, o acionamento da iluminação pública é automático, as células fotoelétricas detectam a presença de luz natural.

Sobre o efeito fotoelétrico, é correto afirmar que:

A energia potencial elétrica U do sistema de cargas positivas Q, representado na figura abaixo, é dado corretamente pela expressão

Dado: K = 9 x 10⁹ ( N . m ² / C ² )

Duas cargas elétricas Q1 = +1 C e Q2 = -2 C se movem em um campo elétrico uniforme de intensidade E = 2 N/C. Sabendo-se que a carga Q1 percorre o caminho ABCD e a carga Q2 o caminho MN, conforme o esquema abaixo, podemos afirmar que os trabalhos da força elétrica realizados sobre as cargas Q1 e Q2 são, respectivamente:

http://m.lacapital.com.ar/export/1390010632657/sites/core/

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Descargas elétricas atmosféricas ocorrem devido à eletrização de elementos presentes em uma região, sejam nuvens, sejam árvores, aviões, construções e até pessoas. Geralmente, o que contribui para essas descargas é um fenômeno chamado “poder das pontas”, pois, nas extremidades dos objetos, a densidade de cargas elétricas é maior. Porém, essas descargas só são visíveis se, durante a movimentação de partículas portadoras de cargas elétricas entre os diferentes potenciais elétricos, elas romperem a barreira dielétrica, aquecendo o ar à sua volta e transformando energia cinética em térmica e luminosa. Geralmente, podemos observar um ramo principal e alguns secundários dessas descargas.

Com base nessas informações e na figura apresentada, podemos afirmar que

Semicondutores são peças-chave para os dispositivos eletrônicos modernos. Compostos de substâncias tetravalentes, como o germânio ou o silício, os semicondutores são dopados com outras substâncias tri– ou pentavalentes (tipos P ou N, respectivamente) se tornando bons condutores de corrente elétrica. Elementos como o germânio ou o silício são colocados em operação de maneira conjunta formando um “diodo”, um dispositivo com uma junção P–N. Quando uma diferença de potencial elétrico (U) é aplicada nas extremidades do dispositivo, o diodo permite a passagem de uma corrente elétrica (i) apenas em um sentido, mas não no sentido oposto. Considere um diodo emissor de luz (sigla em inglês: LED) que esteja funcionando normalmente, ligado aos terminais de uma bateria.
Baseando-se nas informações descritas acima, assinale a alternativa que apresenta o desenho que melhor ilustra uma situação hipotética do correto funcionamento de um LED em dois momentos distintos (I) e (II).

Leia o texto a seguir.
     ''Suponha inicialmente o espaço vazio, livre de qualquer influência elétrica. Se transportarmos uma carga elétrica para uma região desse espaço, cada ponto do mesmo adquirirá propriedades que antes não tinha (é como se o espaço deixasse de ser 'neutro'). Dizemos então que a carga perturbou o espaço a sua volta, e a essa perturbação, a estas novas propriedades associadas a cada ponto do espaço, a esta 'atmosfera elétrica' existente em torno da carga, chamamos campo elétrico.      Note que a partícula carregada cria um campo em torno de si, independente de existirem (ou não) outras cargas por perto que possam 'sentir' esse campo. Para verificar a ação do campo, precisamos, entretanto, de outra carga. Ao exercer a ação em outra carga, o campo desempenha o papel de transmissor da interação entre elas. Em Física, um campo só é definido quando se pode atribuir um valor numérico à sua intensidade em cada ponto.''
ROCHA, J. F. M. Origem e evolução do eletromagnetismo. In: _____. (Org.). Origens e Evolução das Ideias da Física. Salvador: EDUFBA, 2002. p. 250.
Com base nesse texto de Rocha, assinale a alternativa correta.

Um capacitor de 100pF é ligado a uma bateria de 12V até ficar completamente carregado. Em seguida, a bateria é desconectada e o capacitor ligado em paralelo com um segundo capacitor, inicialmente descarregado. Considerando que a diferença de potencial entre as placas do primeiro capacitor cai para 4,8V quando foi ligado com o segundo capacitor, podemos afirmar que a capacitância do segundo capacitor vale:

A figura a seguir mostra três pares de placas condutoras paralelas, separadas pela mesma distância, e o valor do potencial elétrico em cada placa. O campo elétrico entre as placas de cada par é uniforme e perpendicular às placas.

Considere as seguintes afirmativas:
I. O módulo do campo elétrico entre as placas é maior no par de placas (2). II. Nos pares de placas (1) e (2), o vetor campo elétrico aponta da direita para a esquerda. III. Se uma carga de prova negativa for liberada, a partir do repouso, a meia distância entre as duas placas do par (3), será inicialmente acelerada em direção à placa da direita. IV. Uma carga de prova negativa liberada, a partir do repouso, a meia distância entre as placas do par (2), experimentará maior variação da energia potencial elétrica ao se deslocar sob a ação do campo elétrico, em comparação com os outros pares. V. Para qualquer carga de prova, positiva ou negativa, que se desloque de um ponto para outro, na região entre as placas de cada par, o trabalho realizado pela força elétrica não dependerá da trajetória da carga de prova entre os dois pontos.
Assinale a alternativa correta:

Num experimento realizado no laboratório de eletricidade, os alunos dispunham de duas esferas condutoras iguais, A, inicialmente neutra, e B, com uma carga +Q, apoiadas em suportes isolantes e separadas por uma distância muito maior que o raio das mesmas, de modo que a força eletrostática entre elas pudesse ser desprezada. Foram realizados os seguintes procedimentos:
(1) As esferas foram colocadas em contato e, em seguida, dispostas em suas posições iniciais. (2) Sem alterar a disposição das esferas, a esfera B foi momentaneamente aterrada e, em seguida, a ligação com a terra foi desfeita.
Podemos afirmar que:
I. As duas esferas condutoras terminaram o procedimento (1) com cargas de mesmo sinal e mesmo valor absoluto. II. A transferência de carga entre as esferas, durante o procedimento (1), cessou quando a carga da esfera A aumentou para +Q/2, devido à transferência da carga –Q /2 da esfera A para a esfera B. III. No procedimento (2), quando a esfera B foi aterrada, elétrons com carga total igual a – Q/2 migraram da terra para a esfera B, deixando-a neutra. IV. Quando a ligação com a terra foi removida no procedimento (2), a força eletrostática entre as esferas voltou a ser desprezível, por conta da distância entre as mesmas.
Assinale a alternativa correta: 

Um cíclotron é um equipamento usado para acelerar partículas eletricamente carregadas a velocidades muito elevadas, enquanto seguem uma trajetória que se expande em espiral. As partículas carregadas estão submetidas tanto a um campo elétrico quanto a um campo magnético. Sobre o princípio de funcionamento do cíclotron, considere as afirmativas a seguir.
I. No cíclotron, um dos campos é responsável pela variação do módulo da velocidade das partículas e o outro, pela variação da direção da velocidade, fazendo que as partículas tenham uma trajetória curva. II. O campo elétrico, por meio da força elétrica, atua de modo a alterar a direção da velocidade das partículas. III. O campo magnético, por meio da força magnética, faz variar o módulo da velocidade das partículas. IV. A força magnética, que atua sobre uma partícula eletricamente carregada, é sempre perpendicular à direção da sua velocidade.
Assinale a alternativa correta

Uma pilha (ou bateria) só pode fornecer energia aos poucos, enquanto que um capacitor (ou condensador) pode fornecer energia com uma rapidez muito maior como, por exemplo, quando o flash de uma câmera é disparado. Essa capacidade de armazenar cargas elétricas para usá-las futuramente de maneira flexível, quando houver resistência em seus terminais, torna o capacitor um componente importante. A grandeza física que determina a quantidade de carga que um capacitor é capaz de armazenar é sua capacitância, que representa a quantidade de carga que precisa ser acumulada nas placas para produzir certa diferença de potencial entre elas. Para um capacitor de placas paralelas, o valor da capacitância depende da geometria das placas. A figura a seguir mostra o gráfico da carga em função da diferença de potencial elétrico para três capacitores de placas paralelas, de mesma área, A, B e C.

Podemos afirmar que a relação da distância entre as placas dos três capacitores é:

A figura a seguir mostra a configuração das linhas de força e de duas superfícies equipotenciais de um campo elétrico uniforme de intensidade E = 5×10² V/m.

Se uma carga puntiforme q = +0,1μC é colocada no ponto A, assinale a alternativa INCORRETA:

Num experimento realizado no laboratório de eletricidade, quatro esferas metálicas idênticas, A, B, C e D, apoiadas em suportes isolantes, se encontravam inicialmente neutras e separadas. Elas foram eletrizadas, de modo que Q_A = Q, Q_B = -Q/2 e com os valores das cargas Q_C e Q_D desconhecidos. Em seguida, realizou-se a seguinte sequência de procedimentos:
I. As esferas A e B foram colocadas em contato e novamente separadas. II. As esferas A e C foram colocadas em contato e novamente separadas. III. As esferas B e D foram colocadas em contato e novamente separadas. IV.Verificou-se ao final que as esferas A e C ficaram com cargas Q/2 e as esferas B e D, com cargas −Q/2.
A partir dessa sequência de procedimentos, podemos afirmar que as cargas, inicialmente desconhecidas,das esferas C e D, valiam, respectivamente: