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Correção prova cumulativa Terceiros anos. Questão 1 Três cargas elétricas puntiformes e idênticas, Q1, Q2 e Q3 são mantidas fixas em suas posições sobre.

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1 Correção prova cumulativa Terceiros anos

2 Questão 1 Três cargas elétricas puntiformes e idênticas, Q1, Q2 e Q3 são mantidas fixas em suas posições sobre uma linha reta, conforme indica a figura abaixo: Sabendo-se que o módulo da força elétrica exercida por Q1 sobre Q2 é de 4,0 x 10–5 N, qual é o módulo da força elétrica resultante sobre Q2? A - ( ) 4,0 x 10 –5 N. B - ( ) 8,0 x 10–5 N. C - ( )1,2 x 10–4 N. D - ( ) 1,6 x 10–4 N. E - ( ) 2,0 x 10–4 N.

3 Resolução

4 Questão 2 Pesquisas mostram que mais de 90% dos raios que atingem o solo são cargas negativas que partem de nuvens, conforme a figura a seguir: Considere a diferença de potencial elétrico entre a distribuição de cargas negativas na base da nuvem e o solo como sendo da ordem de 106 V. De modo simplificado, considere uma altura de 2 km entre a base da nuvem e a terra. A melhor aproximação para o módulo do vetor campo elétrico entre a nuvem e o solo, em V/m, é: A - ( ) B - ( ) C - ( ) 0,5. 106D - ( ) 0,5. 107

5 Resolução

6 Questão 3 A figura abaixo mostra as linhas de força, em uma região de campo elétrico uniforme E. A diferença de potencial entre os pontos A e B, distantes entre si 30 cm, é U = 6,0 V. Determine a intensidade de força elétrica sobre um elétron, que se encontra no ponto A. A - ( ) 1,0 x 10–18 N B - ( ) 1,6 x 10–18 N C - ( ) 2,4 x 10–18 N D - ( ) 3,2 x 10–18 N E - ( ) 4,0 x 10–18 N

7 Resolução

8 Questão 4 Em um experimento, o professor Ladeira observa o movimento de uma gota de óleo, eletricamente carregada, entre duas placas metálicas paralelas, posicionadas horizontalmente. A placa superior tem carga positiva e a inferior, negativa, como representado nesta figura: Considere que o campo elétrico entre as placas é uniforme e que a gota está apenas sob a ação desse campo e da gravidade. Para um certo valor do campo elétrico, o professor Ladeira observa que a gota cai com velocidade constante. Com base nessa situação, é correto afirmar que a carga da gota é: A - ( ) negativa e a resultante das forças sobre a gota não é nula; B - ( ) positiva e a resultante das forças sobre a gota é nula; C - ( ) negativa e a resultante das forças sobre a gota é nula; D - ( ) positiva e a resultante das forças sobre a gota não é nula.

9 Resolução Peso - + Legenda: Força elétrica Para a partícula se mover com velocidade constante, segundo a segunda lei de Newton, a resultante das forças deve ser igual a zero, para isso precisa haver uma força contrária ao peso que é a força elétrica, desta forma a partícula precisa ser carregada negativamente, conforme pode-se ver na figura acima.

10 Questão 5 Aplica-se uma diferença de potencial V a duas placas condutoras paralelas, muito extensas e separadas por uma distância d. Entre elas, colocam-se três partículas A, B e C com velocidade inicial nula, conforme a figura abaixo. Desprezando as interações entre as partículas, é correto afirmar que: 1 -se a partícula A se movimentar para a placa à direita, ela terá carga positiva; 2 -se a partícula B permanecer parada, nada se concluirá sobre sua carga; 4 -se a partícula C se movimentar para a placa à esquerda, ela terá carga negativa; 8 -todas as partículas se movimentarão para a placa à esquerda, independentemente do sinal de suas cargas; 16 -nenhuma das três partículas poderá se movimentar horizontalmente, mesmo se forem carregadas; 32 -o campo elétrico é uniforme na região central entre as placas. Soma: ________

11 Resolução As cargas opostas se atraem, portanto os itens 1 e 4 estão corretos. Se a partícula permanecer parada significa que ela é neutra, então 2 é neutra. Pode-se concluir a partir do explicito anteriormente que as questões 8 e 16 estão incorretas. Como as placas estão igualmente carregadas o campo entre elas é uniforme, então a questão 32 está correta. Somatório: =37 pontos

12 Questão 6 Nos vértices de um quadrado, são colocadas esferas eletrizadas com uma carga elétrica que, em módulo, vale q. Em A, já existe uma positiva. Desejam-se no centro do quadrado um potencial nulo e uma intensidade de campo não nula. Devemos então colocar em B, C e D, cargas, respectivamente: A - ( ) positiva, positiva e positiva; B - ( ) negativa, positiva e negativa; C - ( ) positiva, negativa e negativa; D - ( ) positiva, negativa e positiva; E - ( ) negativa, positiva e positiva

13 Resolução Resposta C O campo elétrico sai das cargas positivas paras as negativas e portanto o campo no centro é não nulo As flechas representam o campo elétrico.

14 Questão 7 Medidas elétricas indicam que o campo elétrico junto ao solo, e a céu aberto, é uniforme e tem módulo igual a 150 N/C, com direção vertical e sentido descendente, conforme as linhas de força abaixo: Assinale a alternativa incorreta: A - ( ) A força elétrica sobre uma carga negativa neste campo tem sentido ascendente. B - ( ) O módulo da força elétrica sobre uma carga dobrará, se a carga diminuir à metade. C - ( ) O módulo da força elétrica sobre uma carga não muda, se a carga troca de sinal. D - ( ) As superfícies eqüipotenciais serão perpendiculares às linhas de força do campo elétrico. E - ( ) Dois pontos, A e B, conforme a figura, e separados pela distância d = 2 m, terão uma diferença de potencial igual a 300 V.

15 Resolução (A) Se o campo elétrico vem de cima para baixo, por convenção, se diz que o campo elétrico sai da parte positiva para a negativa, ou seja, a parte superior é positiva. Assim sobre uma partícula negativa a força seria de baixo para cima (ascendente).- Alternativa correta (B) A partir da lei de Coulomb, se a carga cai a metade a força também diminui a metade e não dobra. (alternativa falsa) (C) Quando muda-se o sinal da carga muda-se o sinal da força, entretanto como refere-se ao módulo esta alternativa é correta. (D) Já vimos que as superfícies equipotenciais são perpendiculares a força elétrica. (E) U=E.d U=150.2 U=300V Resposta B

16 Questão 8 Duas partículas, eletricamente carregadas com –6C cada uma, são colocadas no vácuo a uma distância de 30 cm, onde K = N.m²/C². A força de interação eletrostática entre essas cargas é: A - ( ) de repulsão e igual a 6,4 N; B - ( ) de repulsão e igual a 1,6 N; C - ( ) de atração e igual a 6,4 N; D - ( ) de atração e igual a 1,6 N; E - ( ) impossível de ser determinada.

17 Resolução A Força é de repulsão pois as duas cargas são positivas.

18 Questão 9 Considere dois pontos, M e N, de um campo elétrico uniforme de intensidade 5,0. 10³ N/C, conforme mostra o esquema abaixo. Sabendo que o potencial elétrico no ponto M vale 40 V, é correto afirmar que: A - ( ) o potencial elétrico no ponto N vale –10 V; B - ( ) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma carga q = 2,0. 10–6 C, de M até N, vale – 2,0. 10–4 J; C - ( ) o potencial elétrico no ponto N vale 40 V; D - ( ) o trabalho do campo elétrico ao deslocar uma carga q = 2,0. 10–6 C, de M até N, vale 2,0. 10–4 J; E - ( ) o potencial elétrico do ponto N vale 90 V.

19 Resolução Resposta A

20 Questão 10 Explique como funciona a partir da eletrostática: uma impressora. um precipitador eletrostático.

21 Resolução As gotas de tinta são carregadas com cargas contrárias ao papel onde serão impressas as imagens. Assim elas são atraídas pelo papel onde formam-se as imagens. Simulação: Vídeo: O precipitador eletrostático é utilizado para retirar partículas poluentes do ar. As partículas se atritam. Como vimos o atrito tira elétrons de um corpo ficando o corpo positivamente carregado e estas cargas passam para outro corpo que fica negativamente carregado. Nas paredes do precipitador há duas placas, uma carregada positivamente e outra carregada negativamente. As partículas carregadas negativamente são atraídas pela placa carregada positivamente e as partículas carregadas positivamente são atraídas pela placa negativa. Vídeo: Para maiores informações consulte o seu livro de Física.

22 Questão 11 Escolha um dos experimentos apresentados em sala de aula e complete abaixo: Assunto. Funcionamento. Explicação

23 Resolução Simulação: Assunto: carga elétrica, lei de Coulomb, campo elétrico, voltagem, superfícies equipotenciais. Funcionamento: pode-se escolher a quantidade de elétrons e prótons a colocar no sistema. Pode-se mudar a distância entre as cargas. E mede-se com um voltímetro a voltagem entre as cargas. Resumo da explicação: a medida que aumenta-se a distância entre as cargas diminui-se a voltagem, consequentemente a força elétrica. Segundo a lei de Coulomb a medida que aumenta-se a quantidade de cargas aumenta-se também a força elétrica, e se aumenta a distância entre as cargas diminui-se a força elétrica e a diferença de potencial.

24 Questão 12 Mapa conceitual.

25 Resolução Fonte:

26 Ótimos estudos


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