Questões Militares de Física - Cargas Elétricas e Eletrização

A carga elétrica elementar (e) foi medida em 1909 pelo físico norte-americano Robert Millikan num experimento que ficou conhecido como “a gota de óleo de Millikan”. Neste experimento as partículas de óleo carregadas negativamente eram pulverizadas no interior de uma câmara. Por causa da ação da força da gravidade (), algumas gotas descreviam movimentos verticais descendentes. Num compartimento no interior da câmara, algumas gotas de óleo de massa m ficavam em equilíbrio devido a uma força eletrostática () gerada por placas metálicas que estavam carregadas negativamente. Dessa forma, Millikan conseguia visualizar essas gotas em repouso e determinar o seu diâmetro e, por consequência, a relação carga elétrica e massa. Com relação às grandezas descritas, que atuam nessa gota de óleo em equilíbrio, em termos vetoriais, é correto expressar:
Adote como o vetor referente a aceleração da gravidade.

Considere inicialmente um capacitor no vácuo com placas paralelas, de área A, separadas por uma distância d. A seguir é inserido um material, com constante dielétrica k e espessura a, paralelamente entre suas placas, conforme figura abaixo.

Determine a capacitäncia desse segundo arranjo em função da capacitância inicial C_o (com vácuo entre as placas) e os dados a, d e k e marque a opção correta

Considere um hexágono regular, de lado r, com partículas carregadas mantidas fixas sobre seus vértices, conforme mostra a figura. Uma sétima carga q é posicionada a uma distância r/2 das cargas vizinhas. Qual deve ser o módulo da carga q, para que o campo elétrico no ponto P, no centro do hexágono, seja nulo?

Considere cos 60°=1/2.

Considere que duas esferas metálicas de raíos R₁ e R₂ (com R₁ > R₂) estão, em princípio, isoladas e no vácuo. Considere ainda que elas foram eletrizadas com cargas elétricas positivas e iguais. Num dado momento, elas são postas em contato e, logo em seguida, afastadas.

Pode-se afirmar, então, em relação às cargas Q₁ e Q₂ e potenciais V₁ e V₂ das esferas 1 e 2, respectivamente, que:

Uma partícula eletrizada positivamente com uma carga igual a 5 µC é lançada com energia cinética de 3 J, no vácuo, de um ponto muito distante e em direção a uma outra partícula fixa com a mesma carga elétrica.

Considerando apenas interações elétricas entre estas duas partículas, o módulo máximo da força elétrica de interação entre elas é, em N, igual a