Nome: ___________________________________ N.º ______
3ª série Ensino Médio.
Praia Grande, 05 de abril de 2015.
NOTA:
Professor: Wellington Vieira Lima
LISTA 2 DE FÍSICA 1º TRIMESTRE
1. (G1 - ifsc 2012) Como funciona a Máquina de Xerox
Quando se inicia a operação em uma máquina de Xerox,
acende-se uma lâmpada, que varre todo o documento a ser
copiado. A imagem é projetada por meio de espelhos e
lentes sobre a superfície de um tambor fotossensível, que é
um cilindro de alumínio revestido de um material
fotocondutor.
Os fotocondutores são materiais com propriedade isolante
no escuro. Mas, quando expostos à luz, são condutores.
Assim, quando a imagem refletida nos espelhos chega ao
tambor, as cargas superficiais do cilindro se alteram: as
áreas claras do documento eliminam as cargas elétricas que
estão sobre a superfície do cilindro e as áreas escuras as
preservam. Forma-se, então, uma imagem latente, que ainda
precisa ser revelada. Para isso, o cilindro é revestido por
uma fina tinta de pó, o tonalizador, ou toner, que adere à
imagem latente formada sobre o tambor. Em seguida, toda a
imagem passa para as fibras do papel, através de pressão e
calor. E, assim, chega-se à cópia final.
Fonte: Revista Globo Ciência, dez. 1996, p. 18.
O texto acima se refere a uma aplicação do fenômeno de
eletrização, pois é graças a ele que o toner adere ao cilindro
metálico mencionado. O processo de eletrização pode
ocorrer de três formas distintas: atrito, indução e contato,
mas todos os processos têm algo em comum. É CORRETO
afirmar que o comum destes processos é:
a) Deixar o corpo eletrizado, com um desequilíbrio entre o
número de cargas elétricas positivas e negativas.
b) Deixar o corpo eletrizado, com um equilíbrio entre o
número de cargas elétricas positivas e negativas.
c) Arrancar as cargas positivas do corpo eletrizado.
d) Deixar o corpo eletrizado com uma corrente elétrica
negativa.
e) Deixar o corpo eletrizado com um campo magnético.
2. (Ufrgs 2010) Um aluno recebe um bastão de vidro e um
pedaço de seda para realizar uma demonstração de
eletrização por atrito. Após esfregar a seda no bastão, o
aluno constata que a parte atritada do bastão ficou
carregada positivamente.
Nesse caso, durante o processo de atrito, cargas elétricas
a) positivas foram transferidas da seda para o bastão.
b) negativas foram transferidas do bastão para a seda.
c) negativas foram repelidas para a outra extremidade do
bastão.
d) negativas foram destruídas no bastão pelo calor gerado
pelo atrito.
e) positivas foram criadas no bastão pelo calor gerado pelo
atrito.
3. (Fuvest 2012)
O fluxo de íons através de membranas celulares gera
impulsos elétricos que regulam ações fisiológicas em seres
vivos. A figura acima ilustra o comportamento do potencial
elétrico V em diferentes pontos no interior de uma célula, na
membrana celular e no líquido extracelular. O gráfico desse
potencial sugere que a membrana da célula pode ser tratada
como um capacitor de placas paralelas com distância entre
as placas igual à espessura da membrana, d = 8 nm. No
contexto desse modelo, determine a intensidade E do campo
elétrico no interior da membrana;
Dados: e = 1,6 ´ 10-19 C; U = 64 mV = 64 ´ 10-3 V;
d = 8 nm = 8 ´ 10-9 m.
4. (Uftm 2012) Um elétron é abandonado entre duas placas
paralelas, eletrizadas por meio de uma bateria, conforme o
esquema representado.
A distância entre as placas é 2 cm e a tensão fornecida
pela bateria é 12 V. Sabendo que a carga do elétron é
1,6 ´ 10-19 C, determine:
a) a intensidade do vetor campo elétrico gerado entre as
placas.
b) o valor da força elétrica sobre o elétron.
5. (Ufrj 2010) 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.
a)
b)
c)
d)
e)
Dados: q = 4 ´ 10–6 C; d = 0,2 m = 2 ´ 10–1 m ; k = 9 ´ 109
N.m2/C2.
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 do campo elétrico no centro da
esfera condutora devido à partícula de carga q.
6. (Uem 2012) Assinale o que for correto.
01) Cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso em
uma região do espaço, onde existe um campo elétrico
uniforme, deslocam-se para a região de menor potencial
elétrico.
02) Cargas elétricas negativas, abandonadas em repouso
em uma região do espaço, onde existe um campo elétrico
uniforme, movem-se na direção e no sentido do campo.
04) Linhas de força de campo elétrico são sempre
perpendiculares às superfícies equipotenciais.
08) Aos campos de forças conservativas, como o campo
elétrico, associa-se o conceito de potencial.
16) Em um campo conservativo, como o campo elétrico, o
trabalho realizado por uma força conservativa para deslocar
uma partícula de um ponto a outro do campo independe da
trajetória da partícula.
De como resposta a soma das afirmativas corretas.
7. (Ufpr 2012) Um próton movimenta-se em linha reta
paralelamente às linhas de força de um campo elétrico
uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso
no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele
percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre
os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial DV igual a
32 V. Considerando a massa do próton igual a 1,6 × 10-27 kg
e sua carga igual a 1,6 × 10-19 C , assinale a alternativa que
apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar
pelo ponto 2.
2,0 × 104 m/s
4,0 × 104 m/s
8,0 × 104 m/s
1,6 × 105 m/s
3,2 × 105 m/s
8. (Upf 2012) Uma pequena esfera de 1,6 g de massa é
eletrizada retirando-se um número n de elétrons. Dessa
forma, quando a esfera é colocada em um campo elétrico
uniforme de 1´ 109 N C, na direção vertical para cima, a
esfera fica flutuando no ar em equilíbrio. Considerando que a
aceleração gravitacional local g é 10 m/s2 e a carga de um
elétron é 1,6 ´ 10-19 C, pode-se afirmar que o número de
elétrons retirados da esfera é:
a) 1´ 1019
b) 1´ 1010
c) 1´ 109
d) 1´ 108
e) 1´ 107
9. (Fatec 2007) Analise as afirmações a seguir:
I. Todo objeto que tem grande quantidade de elétrons está
eletrizado negativamente.
II. Eletrizando-se por atrito dois objetos neutros obtêm-se, ao
final deste processo de eletrização, dois objetos eletrizados
com carga de mesmo sinal.
III. Encostando-se um objeto A, eletrizado negativamente,
em um pequeno objeto B, neutro, após algum tempo o objeto
A ficará neutro.
Deve-se concluir, da análise dessas afirmações, que:
a) apenas I é correta.
b) apenas II é correta.
c) apenas II e III são corretas.
d) I, II e III são corretas.
e) não há nenhuma correta.
10. (Fatec 2006) A força de interação entre duas cargas
puntiformes Q1 e Q2 afastadas de uma distância d entre si,
no vácuo, é dada pela Lei de Coulomb:
F = k0(Q1Q2/d2)
na qual k0 é uma constante de valor 9×109Nm2/C2 . As
cargas Q1 = 2Q e Q2= 3Q se repelem no vácuo com força de
0,6N quando afastadas de 3m.
O valor de Q , em C, é
a) 12×10-6
b) 10×10-6
c) 8×10-6
d) 6×10-6
e) 4×10-6
11. (Ufpe 2012) O gráfico mostra a dependência do potencial
elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, em função
da distância à carga. Determine o valor da carga elétrica. Dê
a sua resposta em unidades de 10 -9 C .
12. (Uesc 2011 - adaptado) A figura representa o esquema
de funcionamento de um gerador eletrostático.
Ep =
Com base na figura e nos conhecimentos sobre as
propriedades físicas oriundas de cargas elétricas em
repouso, é correto afirmar:
a) O campo elétrico interno é nulo.
b) As cargas positivas migram para a Terra quando um fio
condutor conecta a esfera metálica à Terra.
c) O potencial elétrico de um ponto da superfície externa da
esfera metálica é maior do que o potencial elétrico no centro
desta esfera.
d) As duas pontas de uma lâmina de alumínio dobrado ao
meio e fixa na parte interna da esfera metálica exercem entre
si força de repulsão eletrostática.
m ×v 2
2
GABARITO E RESOLUÇÕES:
1. [A]
Para que um corpo seja eletrizado, por qualquer
processo, ele deve ganhar ou perder elétrons,
havendo, então, um desequilíbrio entre o número
de prótons (cargas positivas) e o número de
elétrons (cargas negativas).
2. [B]
Na eletrização por atrito, há passagem de cargas
negativas (elétrons) de um corpo para outro. Se o
bastão ficou carregado positivamente, ele perdeu
elétrons para a seda, ou seja, cargas negativas
foram transferidas do bastão para a seda.
3. Como o potencial elétrico varia linearmente
com a distância, o campo elétrico ao longo da
membrana da célula é constante. Sendo U a
ddp entre o interior e o exterior da célula, da
expressão do campo elétrico uniforme vem:
E d=U Þ E=
4.
Dados:
-3
U 64 ´ 10
=
d
8 ´ 10-9
Þ E = 8 ´ 106 V/m.
d = 2 cm = 2 ´ 10 m;
U
=
12
V;
q = e = 1,6 ´ 10 C.
6. 01 + 04 + 08 + 16 = 29.
7. [C]
Usando o conceito de ddp e o teorema do
trabalho-energia cinética, temos:
1
2
W12 EC2 - EC! 2 mv
1
V1 - V2 = V12 =
=
=
® qV12 = mv 2 ® q
q
q
q
2
a) O enunciado cita duas placas, mas mostra dois
fios. Considerando que no plano dos fios o
campo elétrico seja uniforme:
U
12
E d=U Þ E= =
d 2 ´ 10-2
Þ E = 6 ´ 10
2
V.
b) Calculando a intensidade da força elétrica:
Fel =| q | E = 1,6 ´ 10-19 ´ 6 ´ 102 Þ
F = 9,6 ´ 10
-17
N.
1,6 ´ 10
-27
= 8,0 ´ 104 m / s
8. [D]
Dados: m = 1,6 g = 1,6 ´ 10 –3 kg; e = 1,6 ´ 10 –19 C;
E = 1´ 109 N C; g = 10 m/s .
2
5. Dados: q = 4 ´ 10–6 C; d = 0,2 m = 2 ´ 10–1 m ; k
= 9 ´ 109 N.m2/C2.
O campo eletrostático gerado pela partícula no
centro da esfera maciça é dado pela lei de
Coulomb:
Como a esfera está em equilíbrio, a força
eletrostática equilibra o peso:
F = P Þ |q|E = m g Þ n eE = m g Þ n =
n=
-6
E=k
2 ´ 1,6 ´ 10-19 ´ 32
v=
4 ´ 10
q
9
5
Þ
E
=
9
´
10
(2 ´ 10 -1 )2 Þ E = 9,0 ´ 10
r2
N/C, no sentido indicado na Fig 1.
1,6 ´ 10 -3 ´ 10
1,6 ´ 10
-19
´ 10
9
mg
eE
Þ
Þ n = 1´ 108.
9. [E]
10. [B]
11. O potencial elétrico criado por uma carga
pontual é dado por: V =
k 0 .Q
.
r
Do gráfico temos: V = 300 v e r = 0,15 m.
Ou seja:
V=
k 0 .Q
9.109.Q
® 300 =
r
0,15
Q = 5.10 -9 C.
12. [D]
As cargas vão acumulando-se na parte externa
da esfera provocando um campo elétrico cada
vez maior. A d.d.p. entre a esfera e a Terra tende
a aumentar até romper a rigidez dielétrica do ar,
havendo, portanto, uma descarga elétrica entre a
esfera e a Terra. O que acontece com os
relâmpagos é semelhante.