CES – Centro de Ensino Superior de C. Lafaiete Faculdade de Engenharia Elétrica

Física III – Revisão: Carga - Coulomb Prof. Aloísio Elói

• Um corpo está eletricamente carregado quando tem excesso de elétrons (carga negativa) ou falta de elétrons (carga positiva). • Eletrizar-se é ganhar ou perder elétrons. • A matéria, em seu estado normal, é neutra: o número de prótons é igual ao de elétrons. • Corpos com cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem. • Um corpo neutro e um eletrizado se atraem. Dois corpos neutros não se atraem nem se repelem. • Condutores são os materiais nos quais é fácil o movimento de cargas elétricas (metais, soluções iônicas e gases ionizados). • Isolantes são os materiais nos quais as cargas elétricas têm dificuldade de se movimentar (borracha, vidro, madeira seca, água

pura). • Nos condutores sólidos, apenas os elétrons se deslocam. Nos líquidos e gases, íons positivos se deslocam num sentido e íons

negativos no outro. • A eletrização pode ser por:

• Eletroscópios: aparelhos para detectar cargas elétricas. • Um corpo metálico pode sofrer indução. Um corpo isolante (=dielétrico) pode sofrer polarização. • Aterramento: quando um corpo eletrizado é ligado a outro muito maior, o pequeno perde praticamente toda sua carga.

Dizemos que ele foi “aterrado”.

Contato: um corpo eletrizado é colocado em contato com um não eletrizado. Este adquire carga de mesmo sinal que o primeiro. Atrito: atritam-se objetos de materiais diferentes. Eles adquirem cargas de mesmo valor, mas de sinais contrários. Indução: Ver figura.

Eletrização por indução

Eletrização por contato

Modelo atômico

Eletrização por atrito

Eletroscópio de folhas

Distribuição de cargas e poder das pontas.

a: bastão metálico, perda da carga. b: bastão isolante, não há perda da carga.

Lei de Coulomb

• F= força • k = constante eletrostática • Q e q, cargas (em valor absoluto) • r = distância entre as cargas. • k0 = 9 x 109 Nm2/C2, é a constante eletrostática para o vácuo

e, aproximadamente, para os gases em geral. • k = K.k0 , onde k é a constante eletrostática para um meio

qualquer e K é a constante dielétrica para este meio. • O valor absoluto da carga do próton é o mesmo da carga do

elétron e vale e = 1,6 x 10-19 C. • O coulomb (C) é a unidade de carga do sistema internacional e equivale à carga de 6,25 x 1018 elétrons. • Usam-se muito o mC = milicoulomb = 10-3 C e o µC = microcoulomb = 10-6 C. • Q = ± ne, onde n é o número de elétrons em excesso ou em falta.

01) Quando um bastão de vidro é atritado com um pedaço de seda verifica-se que: a) somente o bastão se eletriza. b) somente a seda se eletriza. c) o bastão e a seda se eletrizam com cargas de mesmo sinal.

d) o bastão e a seda se eletrizam com cargas de sinais contrários. e) bastão e a seda não se eletrizam. 02) Uma pequena esfera, eletricamente neutra, está suspensa por um fio isolante. Uma barra eletrizada com cargas positivas é aproximada da esfera até toca-la. Podemos afirmar que: a) a esfera permanece na mesma posição antes e após o contato com a barra. b) inicialmente a esfera é repelida pela barra e, após o contato, é atraída por ela. c) inicialmente a esfera é atraída pela barra e, após o contato, é repelida por ela. d) antes e após o contato a esfera e a barra se repelem. e) como a esfera não tem carga elétrica, não há interação elétrica entre ela e a barra.

03) (FCC)Duas esferas metálicas, muito leves, estão penduradas por fios perfeitamente isolantes, num ambiente seco, conforme se mostra na figura. Uma barra metálica, positivamente carregada, é encostada em uma das esferas e depois afastada. Após o afastamento da barra, qual deve ser a posição das esferas? (A carga inicial das esferas é nula.) 04)(Santa Casa – SP)Uma das extremidades de um bastão não condutor de eletricidade foi atritada até ficar carregada negativamente. Entre os esquemas seguintes, que representam secções longitudinais do bastão, o que melhor indica a distribuição de cargas no bastão é: 05) Um corpo X eletrizado é aproximado de outro corpo Y. Verifica-se que ocorre uma força de repulsão entre os dois. Sobre os corpos X e Y, considere as afirmações I, II e III a seguir: I) Os dois corpos têm cargas de sinais contrários. II) O corpo Y pode ser neutro. III) Os dois corpos têm cargas de mesmo sinal. Dentre as afirmações I, II e III:

a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) somente III é correta. d) I e II são corretas. e) II e III são corretas. 06)(UFGRS) Quando um bastão eletricamente carregado atrai uma bolinha condutora A mas repele uma bolinha condutora B conclui-se que: a) a bolina B não está carregada. b) ambas as bolinhas estão carregadas igualmente. c) ambas as bolinhas podem estar descarregadas. d) a bolinha B deve estar carregada positivamente. e) a bolinha A pode não estar carregada.

r

QqkF

2=

02

03

03

04

07) Uma pequena esfera de isopor B, pintada com tinta metálica, é atraída por outra esfera maior A, também metalizada. Tanto A quanto B estão eletricamente isoladas. Este ensaio permite afirmar que: a) a esfera A pode estar neutra. b) a esfera B possui carga positiva. c) as cargas elétricas em A e em B são de sinais opostos. d) a esfera A possui carga positiva. e) a esfera A não pode estar neutra.

08) (UFU) Um bastão carregado positivamente atrai um objeto isolado suspenso. Sobre o objeto é correto afirmar que: a) necessariamente possui elétrons em excesso. b) é condutor. c) pode estar neutro. d) se trata de um isolante. e) está carregado positivamente. 09) (UFSCar-SP) Uma esfera de material isolante, recoberta com uma fina camada de grafite, que é condutor, é suspensa por um fio e trazida para as proximidades de uma placa metálica, que apresenta um excesso de cargas positivas distribuídas na sua superfície (figura). Observa-se o seguinte: a) a bola é eletricamente neutra e não é afetada pela placa. b) a bola é atraída pela placa e permanece em contato. c) a bola é repelida pela placa. d) a bola é atraída pela placa e, ao toca-la, é imediatamente repelida. e) a bola adquire uma carga induzida negativa. 10) (UFU) A figura mostra duas pequenas esferas metálicas neutras (A e B) em contato e, próximo a elas, um condutor C, carregado positivamente. Separando ligeiramente as esferas e afastando a seguir o condutor C podemos afirmar que as cargas nas esferas A e B são, respectivamente: a) negativa e positiva. b) nula e nula. c) positiva e negativa. d) neutra e negativa. e) negativa e negativa. 11)(UFMG). Um eletroscópio é carregado conforme ilustrado na figura. Ligando-se a esfera E à Terra, por meio de um fio condutor, observa-se que as duas lâminas F se fecham completamente porque: a) as cargas positivas de F sobem e neutralizam a esfera E. b) as cargas negativas de E descem e neutralizam F. c) as cargas negativas de E escoam para a Terra e as positivas sobem para E. d) a carga negativa da Terra se move para o eletroscópio, neutralizando as das lâminas. e) as cargas de E e de F escoam para a Terra . 12) (ITA-SP) O eletroscópio da figura foi carregado positivamente. Aproxima-se, então, um corpo C, carregado negativamente, e liga-se a esfera do eletroscópio à Terra, por alguns instantes, mantendo-se o corpo C nas proximidades. Desfaz-se a ligação à Terra e, a seguir, afasta-se C. No final, a carga do eletroscópio: a) permanece positiva. b) fica nula, devido à ligação com a Terra. c) torna-se negativa. d) terá sinal que vai depender da maior ou menor aproximação de C. e) terá sinal que vai depender do valor da carga em C. 13) A relação x1 = x2 . x3x4/x5

2 representa a Lei de Coulomb. Nesta relação, a distância entre as cargas elétricas é representada por: a) x1 b)x2 c)x3 d)x4 e) x5 14) Uma carga puntiforme q1 = +2µC encontra-se no vacuo. É aproximada da mesma uma carga q2 = -2.10-8C, de tal forma que a distância entre elas ficou sendo de 3.10-2m. Determine a intensidade da força elétrica que age em cada carga (k=1/4πε0 = 9.109 Nm2/C2). 15) Duas cargas elétricas iguais e positivas se repelem com uma força de 3,6N de intensidade, quando separadas por uma distância de 0,10m. Sendo k=9.109 Nm2/C2, calcule o valor das cargas. 16)(UFES) Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por 12 cm. Esta distância é alterada até que a força entre as cargas fique quatro vezes maior. A nova separação entre as cargas é de: a) 3cm b) 4cm c) 6cm d) 24cm e) 48cm. 17)(Cesgranrio-RJ) A força de interação entre duas cargas elétricas iguais a q, distando r (no ar), tem intensidade f. A força de interação entre uma carga igual a 6q e outra igual a 3q, distando a mesma distância r (no ar), tem intensidade igual a: a) 18f b) 3f c) f/2 d) 9f e) 2f.

07

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18) Duas cargas elétricas puntiformes, q1 = 2µC e q2 = 8µC, sãop fixadas nos pontos A e B, separados de uma distância de 3m. Uma carga elétrica q3 = 4µC é colocada num ponto do segmento AB e permanece em equilíbrio, somente sob a ação de forças elétricas. Determine, nessas condições, a distância entre as cargas q1 e q3. 19) (PUC-SP) Duas cargas puntiformes, q1 = q2 = -1µC, são fixadas nos pontos O e A de abscissas xO = 0 e xB=1m, respectivamente. Uma terceira carga puntiforme, q3 = +1µC, é abandonada, em repouso, num ponto P de abscissa x, tal que 0<x<1m. Abstraindo-se das ações gravitacionais, a carga q3 permanecerá em repouso no ponto P se sua abscissa x for igual a: a) 0,10m b) 0,15m c) 0,30m d) 0,50m e) 0,75m. 20) (UnB) Duas cargas, q1 e q2, de mesmo sinal, estão fixas sobre o eixo OX com q1 na origem e q2 em x2 = +d. Uma terceira carga, de sinal e valor desconhecidos, quando colocada em x3 = +d/4, permanece em equilíbrio. Calcule a razão q2/q1. 21) Duas cargas elétricas, q1 = 1µC e q2 = -9µC, estão fixas nos pontos A e B separadas por uma distância de 3m. Uma terceira carga elétrica, q3 = 2µC, colocada na reta AB, permanece em equilíbrio, somente sob a ação de forças elétricas. a) A carga elétrica q3 foi colocada entre A e B ou fora do segmento AB? Mais próxima de q1 ou de q2? b) Qual a distância entre q3 e q1? 22) (Fuvest-SP) Duas cargas elétricas, +q e –q, estão fixas nos pontos A e B, conforme a figura. Uma terceira carga positiva Q é abandonada num ponto da reta AB. Podemos afirmar que a carga Q: a) permanecerá em repouso se for colocada no meio do segmento AB. b) mover-se-á para a direita se for colocada no meio do segmento AB. c) mover-se-á para a esquerda se for colocada no meio do segmento AB. d) mover-se-á para a direita se for colocada à esquerda de A. e) permanecerá em repouso em qualquer posição sobre a reta AB.

23)( UFPR)Três cargas elétricas estão dispostas conforme a figura. A carga q3 tem sinal positivo e as cargas q1 e q2 têm módulos iguais, porém sinais não especificados. Para que a força resultante sobre a carga q3 tenha sentido da esquerda para a direita, os sinais de q1 e q2 são, respectivamente: a) negativo e negativo. b) negativo e positivo. c) positivo e negativo. d) positivo e positivo. e) a força resultante nunca terá sentido da esquerda para a direita. 24)(PUC-SP) Nos pontos A , B e C da figura temos três cargas puntiformes, de mesmo valor absoluto (qA=qB=qC≠0). As cargas em A e B são fixas e a do ponto C é livre. Podemos afirmar que a carga colocada em C movimentar-se-á no sentido dos valores crescentes de x se os sinais das cargas em A, B e C forem, respectivamente: a) positivo, positivo e positivo. b) negativo, negativo e negativo. c) positivo, negativo e positivo. d) positivo, negativo e negativo. e) negativo, positivo e positivo. 25)(PUC-SP) Uma carga puntiforme e livre Q acha-se no centro do quadrado mostrado na figura. Nos vértices do quadrado são fixadas as cargas A, B, C e D. A carga Q não entra em movimento se: a) A=B≠ C=D. b) A= -C e B= -D. c) A=2C e B=2D. d) A=B=C=2D. e) A=C≠B=D. 26) (Fuvest=SP) Um dos pratos de uma balança em equilíbrio é uma esfera eletrizada A. Aproxima-se de A uma esfera B com carga igual mas de sinal contrário. O equilíbrio é restabelecido colocando-se uma massa de 2,5g no prato da balança. (k=9.109Nm2/C2 e g=10m/s2). a) Qual a intensidade da força elétrica? b) Qual o valor da carga A?

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