Questões Militares Sobre cargas elétricas e eletrização em física

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

Uma fonte puntiforme produz ondas mecânicas esféricas em um meio tridimensional uniforme e isotrópico.

A intensidade da onda (I) é dada pela razão entre a potência irradiada e a área da superfície da frente de onda. Considerando-se que a potência “P” da fonte é distribuída uniformemente na superfície da frente de onda, a intensidade “I” em um ponto situado a uma distância “d” da fonte é dada pela expressão:

Os microscópios de força atômica funcionam com base na força de repulsão (Força de Coulomb) entre os núcleos atômicos e uma haste muito fina carregada, chamada de ponta de prova.

Uma dessas pontas de prova é colocada verticalmente sobre uma amostra plana fixada na horizontal. A ponta de prova varre a amostra horizontalmente, conforme figura a seguir.

Suponha que essa ponta de prova esteja carregada positivamente e ao aproximar de um núcleo atômico meça a força de repulsão ao mesmo. E que essa força seja marcada no eixo y do gráfico como positiva e que o movimento de aproximação da ponta de prova se dê no eixo x do valor -d ao valor +d. Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta o gráfico que corresponde ao valor da força medida pela ponta de prova.

Os microscópios de força atômica funcionam com base na força de repulsão (Força de Coulomb) entre os núcleos atômicos e uma haste muito fina carregada, chamada de ponta de prova.

Uma dessas pontas de prova é colocada verticalmente sobre uma amostra plana fixada na horizontal. A ponta de prova varre a amostra horizontalmente, conforme figura a seguir.

Suponha que essa ponta de prova esteja carregada positivamente e ao aproximar de um núcleo atômico meça a força de repulsão ao mesmo. E que essa força seja marcada no eixo y do gráfico como positiva e que o movimento de aproximação da ponta de prova se dê no eixo x do valor -d ao valor +d. Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta o gráfico que corresponde ao valor da força medida pela ponta de prova.

Cláudia foi visitar o laboratório de Física da sua escola e encantou-se com algumas esferas de aço que encontrou, utilizadas em experimentos de eletricidade. Escolhendo duas delas, idênticas, colocou-as em contato uma com a outra, separando-as, em seguida, por uma distância de 50 cm. Considerando-se que as esferas possuíam, inicialmente, cargas elétricas, respectivamente iguais a 4 μC e - 6 μC, após o contato, a força de interação entre elas será de _______ e terá natureza ____________.

Considerando o sistema eletricamente isolado e a constante eletrostática do vácuo igual a 9x10⁹ N.m² /C² , assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas acima.

Considere as seguintes afirmações abaixo:

I) No interior de uma esfera metálica condutora em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo.

II) Um campo elétrico uniforme é formado entre duas placas paralelas, planas e eletrizadas com cargas opostas. Uma carga negativa é abandonada em repouso no interior dessas placas, então esta carga deslocar-se-á da região de maior potencial elétrico para a de menor potencial elétrico.

III) Um objeto eletrostaticamente carregado, próximo a um objeto em equilíbrio eletrostático, induz neste uma carga uniformemente distribuída.

IV) Uma carga puntiforme q = 1µC é deslocada de um ponto A até um ponto B de um campo elétrico. A força elétrica que age sobre q realiza um trabalho ζ_AB = 1 · 10^-5 J, então a diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B é 100 V.

Das afirmações, é (são) correta(s) somente:

Um campo elétrico é gerado por uma partícula de carga puntiforme Q = 5,0 · 10^-6 C no vácuo.

O trabalho realizado pela força elétrica para deslocar a carga de prova q=2 · 10^-8 C do ponto X para o ponto Y, que estão a 0,20 m e 1,50 m da carga Q, respectivamente, conforme o desenho abaixo é:

Dado: Constante eletrostática do vácuo k₀ =9 · 10⁹ N m²/C²

O gráfico representa a intensidade do campo elétrico (E) criado por uma esfera maciça isolante de raio R, uniformemente carregada, em função da distância ao seu centro (r), para valores de r < R.



Adotando o valor  para a constante eletrostática e π = 3, o valor da densidade volumétrica de cargas dessa esfera é: 

Determine o valor em µF da capacitância equivalente entre os pontos a e b da associação de capacitores abaixo:

Obs.: C = 30µF

Três esferas idênticas de massa m, carga elétrica Q e dimensões desprezíveis, são presas a extremidades de fios isolantes e inextensíveis de comprimento l. As demais pontas dos fios são fixadas a um ponto P, que sustenta as massas. Na condição de equilíbrio do sistema, verifica-se que o ângulo entre um dos fios e a direção vertical é θ, conforme mostra a figura. Sendo ∈_o a permissividade elétrica do meio, o valor da carga elétrica Q é dada por

Considere uma teoria na qual a força de interação entre duas “cargas generalizadas” q₁ e q₂ em universos N-dimensionais é expressa por F_e = q₁q₂ /(Kr^N-1), em que k é uma constante característica do meio. A teoria também prevê uma força entre dois “polos generalizados” p₁ e p₂ expressa por F_m = p₁p₂ /(µr^N-1 ), na qual µ é outra constante característica do meio. Sabe-se ainda que um polo p pode interagir com uma corrente de carga, i, gerando uma força F = ip /(r^N-2). Em todos os casos, r representa a distância entre os entes interagentes. Considerando as grandezas fundamentais massa, comprimento,tempo e corrente de carga, assinale a alternativa que corresponde à fórmula dimensional de kµ.

Uma carga positiva Q distribui-se uniformemente ao longo de um anel fixo não-condutor de centro C.

No ponto P, sobre o eixo do anel, abandona-se em repouso uma partícula com carga elétrica q, conforme ilustrado na figura abaixo.

Sabe-se que depois de um certo tempo essa partícula passa pelo centro C do anel. Considerando apenas as interações elétricas entre as cargas Q e q, pode-se afirmar que

As medidas da quantidade de carga que o capacitor pode armazenar em suas placas e a sua unidade são

Marque V para verdadeiro ou F para falso e em seguida assinale a sequência correta.

( ) Alguns gases são usados como condutores sob certas condições.

( ) Os metais, em geral, não são bons condutores de eletricidade.

( ) O cobre é o material mais comumente usado em condutores elétricos.

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra um sistema formado por duas pequenas esferas idênticas, de massa m cada uma, condutoras, neutras, suspensas por fios ideais e mantidas separadas uma da outra por um agente externo. Ao se eletrizar uma das esferas com carga -q e liberando o sistema da posição indicada na figura, após um pequeno intervalo de tempo, as esferas atingem novamente o repouso, estabelecendo uma distância x entre elas, sem o auxílio de um agente externo. Sendo k a constante elétrica e g a aceleração da gravidade local, qual a tangente do ângulo θ nessa nova situação?

O circuito elétrico esquematizado a seguir é constituído de uma bateria de resistência interna desprezível e fem ε, de um resistor de resistência elétrica R, de um capacitor de capacitância C, inicialmente descarregado, e de uma chave Ch, inicialmente aberta.

Fecha-se a chave Ch e aguarda-se o capacitor carregar. Quando ele estiver completamente carregado, pode-se afirmar que a razão entre a energia dissipada no resistor (ER) e a energia acumulada no capacitor , é

No triângulo retângulo isóceles XYZ, conforme desenho abaixo, em que XZ = YZ = 3,0 cm, foram colocadas uma carga elétrica puntiforme Qx = +6 nC no vértice X e uma carga elétrica puntiforme Qy = +8 nC no vértice Y.

A intensidade do campo elétrico resultante em Z, devido às cargas já citadas é

Dados: o meio é o vácuo e a constante eletrostática do vácuo é