LISTA – Condutores em Equilíbrio Eletrostático 01) Uma esfera metálica de b) A esfera maior terá um potencial de 4,5V. c) A esfera menor terá uma carga de 0,66.10-­‐10C. d) A esfera menor terá um potencial de 4,5V. e) A carga total é igualmente dividida entre as duas esferas. 05) Uma esfera de cobre com raio da ordem de micrômetros possui uma carga da ordem de dez mil cargas elementares (e=1,6.10-­‐19, distribuídas uniformemente sobre sua superfície. Considere que a densidade superficial é mantida constante. Assinale a alternativa que contém a ordem de grandeza do número de cargas elementares em uma esfera de cobre com raio da ordem de milímetros. a) 1019. b) 1016. c) 1013. d) 1010. e) 101. 06) Uma partícula com carga positiva q = 4,0.10-­‐6 C é mantida em repouso diante de uma esfera maciça condutora isolada de raio 0,10 m e carga total nula. A partícula encontra-­‐se a uma distância de 0,20 m do centro da esfera, conforme ilustra a figura a seguir. A esfera e as cargas que foram induzidas em sua superfície também se encontram em repouso, isto é, há equilíbrio eletrostático. raio R = 0,50 m está carregada com uma carga positiva e em equilíbrio eletrostático, de modo que sua densidade superficial de cargas seja 1,0.10-­‐6 C/m2. A esfera encontra-­‐se no vácuo. Dado: Ko = 9,0.102N · m2 A esfera encontra-­‐se carregada com uma carga elétrica de: a) 3,14.10-­‐6C. b) 1,0.10-­‐6C c) 9,0.103 C. d) 9,0.109C. 02) O campo elétrico para pontos que estejam a uma distância de 30 cm do centro dessa esfera vale: a) 3,14 · 105 N/C. b) 9,0 · 10-­‐6 N/C. c) 1,0 · 105 N/C. d) 0. 03) Uma esfera metálica oca encontra-­‐se no ar, eletrizada positivamente e isolada de outras cargas. Os gráficos a seguir representam a intensidade do campo elétrico e do potencial elétrico criado por essa esfera, em função da distancia ao seu centro. Dado: k = 9,0.109 Nm2/C2. Com base nas informações, é correto afirmar que: a) a carga elétrica do condutor e 4,5.10-­‐6 C. b) o potencial elétrico no interior do condutor é nulo. c) o potencial elétrico do condutor vale 3,6.104 V. d) o potencial elétrico de um ponto a 2,0 m do centro do condutor vale 90.103V e) a intensidade do campo elétrico em um ponto a 3,0 m do centro do condutor vale 4,0.104N/C. 04) Uma esfera metálica isolada, de 10,0 cm de raio, é carregada no vácuo até atingir o potencial U = 9,0V. Em seguida, ela é posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 = 5,0 cm, inicialmente neutra. Após atingido o equilíbrio, qual das alternativas abaixo melhor descreve a situação física? K=1/4πεo=9,0.109N.m2/C2 Dado:. a) A esfera maior terá uma carga de 0,66.10-­‐10C. Sabendo que a constante de proporcionalidade na lei de Coulomb é k = 9,0.109 N.m2/C2, determine o módulo e indique a direção e o sentido: a) do campo elétrico no centro da esfera condutora devido à partícula de carga q; b) do campo elétrico no centro da esfera condutora devido às cargas induzidas em sua superfície. 07) Uma esfera A, de raio 2 cm está uniformemente eletrizada com carga de 2mC. Num ponto P, situado a 1 cm da superfície dessa esfera é colocada uma partícula B, eletricamente carregada, com carga de 5nC. O campo elétrico da carga A, no ponto P, a força exercida por B em A, e o potencial elétrico no ponto P, são, respectivamente ( usar k0 = 9.109 N.m2/C2) a) E = 2´108 N/C, F = 10–2N, V = 6´105V. b) E = 2´108 N/C, F = 10–1N, V = 6´106V. c) E = 2´107 N/C, F = 10–1N, V = 6´105V. d) E = 2´107 N/C, F = 10–2N, V = 6´104V. e) E = 2´107 N/C, F = 10–2N, V = 6´106V. 08) Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de a) madeira e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. b) metal e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. c) metal e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. d) metal e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. e) madeira e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal. 09) Considere as afirmativas abaixo. I. A força entre duas cargas elétricas em equilíbrio eletrostático independe do meio onde essas cargas estão imersas. II. Dois bastões de alumínio, um neutro e outro carregado positivamente, são postos em contato e, em seguida, afastados um do outro. Após o afastamento, o que estava neutro perdeu elétrons. III. Dois corpos de mesmo material, inicialmente neutros, são atritados. Ambos se eletrizam com carga de mesmo sinal. IV. Numa superfície equipotencial, as linhas de força serão sempre perpendiculares a qualquer ponto da superfície. V. Para uma esfera metálica carregada positivamente, o campo elétrico no seu interior é constante e maior que zero. Das afirmações acima, pode-­‐se concluir que (A) II e IV estão corretas. (B) I, III e V estão corretas. (C) todas estão corretas. (D) todas estão incorretas. (E) I, II, IV e V estão corretas. 10) A seção transversal de um condutor em equilíbrio eletrostático carregado positivamente tem uma forma de pêra, conforme mostra a figura. Considere dois pontos A e B em sua superfície e as seguintes informações a seu respeito: I. A e B estão submetidos ao mesmo potencial. II. O vetor campo elétrico tem a mesma intensidade em A e B. III. O vetor campo elétrico resultante no interior do condutor é nulo. Das afirmativas acima: a) Apenas II está correta. b) Apenas II e III estão corretas. c) Apenas I e II estão corretas. d) Apenas I e III estão corretas. e) I, II e III estão corretas. GABARITO: 01) A 02) D 03) E 04) A 05) D 06) A 07) C 08) B 09) A 10) D