Física
Resolução do Simulado
Questões de 1 a 10
Borges e Nicolau
1. (UFMG)
Em seu laboratório, o Professor Ladeira prepara duas montagens ? I e II ?, distantes uma da outra, como mostrado nestas figuras:
Em cada montagem, duas pequenas esferas metálicas, idênticas, são conectadas por um fio e penduradas em um suporte isolante. Esse fio pode ser de material isolante ou condutor elétrico. Em seguida, o professor transfere certa quantidade de carga para apenas uma das esferas de cada uma das montagens. Ele, então, observa que, após a transferência de carga, as esferas ficam em equilíbrio, como mostrado nestas figuras:
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após a transferência de carga,
A) em cada montagem, ambas as esferas estão carregadas.
B) em cada montagem, apenas uma das esferas está carregada.
C) na montagem I, ambas as esferas estão carregadas e, na II, apenas uma delas está carregada.
D) na montagem I, apenas uma das esferas está carregada e, na II, ambas estão.
Resolução:
Na montagem I ocorre repulsão e, portanto, as esferas estão eletrizadas com cargas de mesmo sinal.
Na montagem II apenas uma das esferas está eletrizada, a atração ocorre por indução.
Alternativa: C
2. (UFMG)
Durante uma aula de Física, o Professor Carlos Heitor faz a demonstração de eletrostática que se descreve a seguir. Inicialmente, ele aproxima duas esferas metálicas, R e S, eletricamente neutras, de uma outra esfera isolante, eletricamente carregada com carga negativa, como representado na Figura I. Cada uma dessas esferas está apoiada em um suporte isolante. Em seguida, o professor toca o dedo, rapidamente, na esfera S, como representado na Figura II. Isso feito, ele afasta a esfera isolante das outras duas esferas, como representado na Figura III.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, na situação representada na Figura III,
A) a esfera R fica com carga negativa e a S permanece neutra.
B) a esfera R fica com carga positiva e a S permanece neutra.
C) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga negativa.
D) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga positiva.
Resolução:
A aproximação das esferas produz, por indução, alteração na distribuição das cargas de R e S, conforme mostra a figura I.
Quando o professor Carlos Heitor toca na esfera S, elétrons escoam através de seu corpo para a Terra. (Figura II)
Situação final:
Esfera R neutra e esfera S eletrizada com carga positiva. (Figura III)
Alternativa: D
3. (UFLA-MG)
Considere três esferas 1, 2 e 3, condutoras, idênticas e elaboradas de um mesmo material. Inicialmente, a esfera 1 está carregada com carga Q, e as esferas 2 e 3 estão descarregadas. Coloca-se a esfera 1 em contato com a esfera 2, eletrizando-a, e, em seguida, elas são separadas. Posteriormente, coloca-se a esfera 2 em contato com a esfera 3, eletrizando-a, e separando-as também. Finalmente, a esfera 3 é colocada em contato com a esfera 1, sendo depois separadas. Dessa forma, a carga final da esfera 1 é
A) 3Q/4
B) 3Q/8
C) Q/3
D) Q
Resolução:
Situação inicial:
Coloca-se a esfera 1 em contato com a esfera 2, eletrizando-a, e, em seguida, elas são separadas.
Distribuição das cargas após o 1º contato:
Esfera 2 em contato com a esfera 3:
Distribuição das cargas após o 2º contato:
Contato final: Esfera 1 com a esfera 3:
A carga final da esfera 1 é 3Q/8
Alternativa: B
4. (FUVEST-SP)
Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada:
I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial.1
II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial.3
Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de1
xxxxxxxxM1xxxxxxxxxM2xxxxxxxxxM3
A)xxxxxxQ/2xxxxxxxxQ/4xxxxxxxxQ/4
B)xxxxxxQ/2xxxxxxxx3Q/4xxxxxxx3Q/4
C)xxxxxx2Q/3xxxxxxx2Q/3xxxxxxx2Q/3
D)xxxxxx3Q/4xxxxxxxQ/2xxxxxxxx3Q/4
E)xxxxxxQxxxxxxxxxxzeroxxxxxxxxQ
Resolução:
Primeiro contato: M1 (carga Q) com M2 (carga zero)
Após o contato as cargas ficam assim distribuídas:2
M1 => (Q + 0)/2 => Q/2
M2 => (Q + 0)/2 => Q/2
M3 => Q
Segundo contato: M3 (carga Q) com M2 (carga Q/2)
Após o contato as cargas ficam assim distribuídas:1
M1 => Q/2
M2 => (Q + Q/2)/2 => 3Q/4
M3 => (Q + Q/2)/2 => 3Q/4
Alternativa: B
5. (UFLA-MG)
Uma casca condutora de raio R1 eletrizada com carga Q é colocada em contato com outra casca esférica de raio R2, porém, eletricamente neutra. Após o contato, as cascas esféricas são separadas e ficam eletrizadas com cargas q1 e q2, respectivamente. Considerando ambas as cascas esféricas condutoras e de mesmo material, e o sistema eletricamente isolado, pode-se1 afirmar que1
A) se R1 > R2, então q1 < q2
B) se R1 < R2, então q1 > q2
C) se R1 > R2, então q1 > q2
D) se R1 < R2, então q1 = q2
Resolução:
Quando as duas cascas são colocadas em contato as cargas elétricas em excesso distribuem-se uniformemente por suas superfícies externas. Após a separação a de maior raio terá maior carga.
Alternativa: C
6. (UEGO)
Em 2006 celebrou-se o bicentenário da morte de Charles Augustin de Coulomb. Nascido em 14 de junho de 1736, em Angoulême, e falecido em 23 de agosto de 1806, em Paris, Coulomb em 1785 apresentou à Academia Real de Ciências a lei que rege as forças de atração e repulsão entre duas cargas elétricas. Esta lei é conhecida atualmente como Lei de Coulomb. A cerca da Lei de Coulomb e da representação abaixo, na qual se tem duas partículas separadas por uma distância d e o meio é o vácuo, julgue a validade das afirmações que seguem.
I. Se a carga Q1 for maior que a carga Q2, então F2,1 é maior que F1,2
II. Se a carga Q2 for nula, não haverá força eletrostática entre as partículas, haja vista que a Lei de Coulomb indica que esta força é inversamente proporcional ao produto das cargas.2
III. Se as cargas Q1 e Q2 (mantendo-se à mesma distância) fossem mergulhadas em benzeno (constante dielétrica K = 2,3), o valor da força de repulsão entre elas tornar-se-ia K vezes menor que no vácuo.2
IV. Se a carga Q2 for quadruplicada e a distância de separação reduzida a um terço, a força entre as partículas tornar-se-á 36 vezes maior.2
V. Para se comprovar experimentalmente a Lei de Coulomb foi utilizada uma balança de torção.2
Assinale a alternativa CORRETA:2
A) Somente as afirmações I, II e III são verdadeiras.F2,1
B) Somente as afirmações I, IV e V são verdadeiras.F2,1
C) Somente as afirmações I, III e IV são verdadeiras.F2,1
D) Somente as afirmações III, IV e V são verdadeiras.
Resolução:
Analisando as alternativas:
I) F2,1 = F1,2 pelo princípio da ação e reação (afirmativa falsa).
II) Sendo as cargas elétricas puntiformes, pela Lei de Coulomb, concluimos que se a carga Q2 for nula a força elétrostática será nula, pois essa força tem intensidade diretamente proporcional ao produto das cargas. (afirmativa falsa)1
III) No vácuo:
Fvácuo = k0.(IQ1I.IQ2I)/d2 (1)
No benzeno:Fbenzeno = (k0/K).(IQ1I.IQ2I)/d2 (2)
Dividindo-se (1) por (2), vem:Q2
Fvácuo /Fbenzeno = k0/(k0/K) => Fvácuo /Fbenzeno = K => Fbenzeno = Fvácuo /2,3
(afirmativa correta)
IV) Situação inicial
F = k.(IQ1I.IQ2I)/d2 (1)
F' = k.(IQ1I.I4.Q2I)/(d/3)2 (2)
Dividindo-se (1) por (2), vem:1
F/F' = 1/36 => F' = 36.F (afirmativa correta)
V) afirmativa correta
Alternativa: D
7. (FEI-SP)
Duas cargas elétricas Q1 = 5 µC e Q2 = -7 µC estão a uma distância de 35 cm. Sabendo-se que kx=x9.109 N.m2/C2, a força que atua entre as cargas é:1
A) de atração e possui módulo 0,90 N.
B) de repulsão e possui módulo 0,90 N.0-3
C) de atração e possui módulo 29 x 10-3 N.
D) de repulsão e possui módulo 2,6 N.0-3
E) de atração e possui módulo 2,6 N.0-3
Resolução:
As cargas têm sinais contrários, logo a interação é de atração.
F = 9.109. (5.10-6.7.10-6)/(35.10-2)2 => F = 90/35 ? 2,6 N
Alternativa: E
8. (UFRR)
Duas esferas condutoras idênticas, eletricamente isoladas, estão separadas por uma distância D. Uma esfera tem carga positiva +Q, enquanto que a outra está eletricamente neutra. Por um momento, as esferas são conectadas por meio de um fio condutor. Após o fio ser removido, qual é a intensidade da força eletrostática entre as esferas?
A) F = 0.
B) F = (k/2).Q/D2.
C) F = (k/2).Q2/D.
D) F = Q/2.
E) F = (k/4).(Q/D)2.
Resolução:
Após a ligação as esferas ficam com cargas iguais a Q/2. Assim:
F = k.(Q/2.Q/2)/D2 => F = k.Q2/4D2 => F = (k/4).(Q/D)2
Alternativa: E
9. (UFPI)
Considere duas esferas idênticas que possuem cargas +Q e -2Q separadas por uma distância
d = 2 m. Se as esferas forem postas em contato, adquirirão novas cargas. A seguir as esferas são separadas pela mesma distância d = 2 m. Sabendo que Qx=x4,0 µC e que a constante eletrostática é igual a 9.109 N.m2/C2, pode-se afirmar que a razão entre as intensidades das forças elétricas entre as esferas, antes e depois do contato, vale:
A) + 1/8
B) + 2
C) + 4
D) + 1/4
E) + 8
Resolução:
Antes do contato:
Fantes = 9.109.(4.10-6.8.10-6)/4 => Fantes = 72.10-3 N
Depois do contato:
Fdepois = 9.109.(2.10-6.2.10-6)/4 => Fdepois = 9.10-3 N
Fantes/Fdepois = 72/9 => Fantes/Fdepois = 8
Alternativa: E
10. (UFAM)
Três corpos pontuais X, Y e Z têm cargas de mesma intensidade e sinais mostrados na figura. Elas estão localizadas em um triângulo isósceles. As cargas X e Y são mantidas fixas e a carga Z é livre para se mover. Qual a direção e o sentido da força elétrica em Z? As opções de direção e sentido estão listadas na própria figura
Resolução:
A força entre X e Z é de atração e, entre Y e Z, de repulsão. No gráfico estas forças estão representadas em azul e a resultante delas em vermelho.
Alternativa: b)
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Física
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Resolução do Simulado
Questões de 1 a 10
Borges e Nicolau
1. (UFMG)
Em seu laboratório, o Professor Ladeira prepara duas montagens ? I e II ?, distantes uma da outra, como mostrado nestas figuras:
Em cada montagem, duas pequenas esferas metálicas, idênticas, são conectadas por um fio e penduradas em um suporte isolante. Esse fio pode ser de material isolante ou condutor elétrico. Em seguida, o professor transfere certa quantidade de carga para apenas uma das esferas de cada uma das montagens. Ele, então, observa que, após a transferência de carga, as esferas ficam em equilíbrio, como mostrado nestas figuras:
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após a transferência de carga,
A) em cada montagem, ambas as esferas estão carregadas.
B) em cada montagem, apenas uma das esferas está carregada.
C) na montagem I, ambas as esferas estão carregadas e, na II, apenas uma delas está carregada.
D) na montagem I, apenas uma das esferas está carregada e, na II, ambas estão.
Resolução:
Na montagem I ocorre repulsão e, portanto, as esferas estão eletrizadas com cargas de mesmo sinal.
Na montagem II apenas uma das esferas está eletrizada, a atração ocorre por indução.
Alternativa: C
2. (UFMG)
Durante uma aula de Física, o Professor Carlos Heitor faz a demonstração de eletrostática que se descreve a seguir. Inicialmente, ele aproxima duas esferas metálicas, R e S, eletricamente neutras, de uma outra esfera isolante, eletricamente carregada com carga negativa, como representado na Figura I. Cada uma dessas esferas está apoiada em um suporte isolante. Em seguida, o professor toca o dedo, rapidamente, na esfera S, como representado na Figura II. Isso feito, ele afasta a esfera isolante das outras duas esferas, como representado na Figura III.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, na situação representada na Figura III,
A) a esfera R fica com carga negativa e a S permanece neutra.
B) a esfera R fica com carga positiva e a S permanece neutra.
C) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga negativa.
D) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga positiva.
Resolução:
A aproximação das esferas produz, por indução, alteração na distribuição das cargas de R e S, conforme mostra a figura I.
Quando o professor Carlos Heitor toca na esfera S, elétrons escoam através de seu corpo para a Terra. (Figura II)
Situação final:
Esfera R neutra e esfera S eletrizada com carga positiva. (Figura III)
Alternativa: D
3. (UFLA-MG)
Considere três esferas 1, 2 e 3, condutoras, idênticas e elaboradas de um mesmo material. Inicialmente, a esfera 1 está carregada com carga Q, e as esferas 2 e 3 estão descarregadas. Coloca-se a esfera 1 em contato com a esfera 2, eletrizando-a, e, em seguida, elas são separadas. Posteriormente, coloca-se a esfera 2 em contato com a esfera 3, eletrizando-a, e separando-as também. Finalmente, a esfera 3 é colocada em contato com a esfera 1, sendo depois separadas. Dessa forma, a carga final da esfera 1 é
A) 3Q/4
B) 3Q/8
C) Q/3
D) Q
Resolução:
Situação inicial:
Coloca-se a esfera 1 em contato com a esfera 2, eletrizando-a, e, em seguida, elas são separadas.
Distribuição das cargas após o 1º contato:
Esfera 2 em contato com a esfera 3:
Distribuição das cargas após o 2º contato:
Contato final: Esfera 1 com a esfera 3:
A carga final da esfera 1 é 3Q/8
Alternativa: B
4. (FUVEST-SP)
Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada:
I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial.1
II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial.3
Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de1
xxxxxxxxM1xxxxxxxxxM2xxxxxxxxxM3
A)xxxxxxQ/2xxxxxxxxQ/4xxxxxxxxQ/4
B)xxxxxxQ/2xxxxxxxx3Q/4xxxxxxx3Q/4
C)xxxxxx2Q/3xxxxxxx2Q/3xxxxxxx2Q/3
D)xxxxxx3Q/4xxxxxxxQ/2xxxxxxxx3Q/4
E)xxxxxxQxxxxxxxxxxzeroxxxxxxxxQ
Resolução:
Primeiro contato: M1 (carga Q) com M2 (carga zero)
Após o contato as cargas ficam assim distribuídas:2
M1 => (Q + 0)/2 => Q/2
M2 => (Q + 0)/2 => Q/2
M3 => Q
Segundo contato: M3 (carga Q) com M2 (carga Q/2)
Após o contato as cargas ficam assim distribuídas:1
M1 => Q/2
M2 => (Q + Q/2)/2 => 3Q/4
M3 => (Q + Q/2)/2 => 3Q/4
Alternativa: B
5. (UFLA-MG)
Uma casca condutora de raio R1 eletrizada com carga Q é colocada em contato com outra casca esférica de raio R2, porém, eletricamente neutra. Após o contato, as cascas esféricas são separadas e ficam eletrizadas com cargas q1 e q2, respectivamente. Considerando ambas as cascas esféricas condutoras e de mesmo material, e o sistema eletricamente isolado, pode-se1 afirmar que1
A) se R1 > R2, então q1 < q2
B) se R1 < R2, então q1 > q2
C) se R1 > R2, então q1 > q2
D) se R1 < R2, então q1 = q2
Resolução:
Quando as duas cascas são colocadas em contato as cargas elétricas em excesso distribuem-se uniformemente por suas superfícies externas. Após a separação a de maior raio terá maior carga.
Alternativa: C
6. (UEGO)
Em 2006 celebrou-se o bicentenário da morte de Charles Augustin de Coulomb. Nascido em 14 de junho de 1736, em Angoulême, e falecido em 23 de agosto de 1806, em Paris, Coulomb em 1785 apresentou à Academia Real de Ciências a lei que rege as forças de atração e repulsão entre duas cargas elétricas. Esta lei é conhecida atualmente como Lei de Coulomb. A cerca da Lei de Coulomb e da representação abaixo, na qual se tem duas partículas separadas por uma distância d e o meio é o vácuo, julgue a validade das afirmações que seguem.
I. Se a carga Q1 for maior que a carga Q2, então F2,1 é maior que F1,2
II. Se a carga Q2 for nula, não haverá força eletrostática entre as partículas, haja vista que a Lei de Coulomb indica que esta força é inversamente proporcional ao produto das cargas.2
III. Se as cargas Q1 e Q2 (mantendo-se à mesma distância) fossem mergulhadas em benzeno (constante dielétrica K = 2,3), o valor da força de repulsão entre elas tornar-se-ia K vezes menor que no vácuo.2
IV. Se a carga Q2 for quadruplicada e a distância de separação reduzida a um terço, a força entre as partículas tornar-se-á 36 vezes maior.2
V. Para se comprovar experimentalmente a Lei de Coulomb foi utilizada uma balança de torção.2
Assinale a alternativa CORRETA:2
A) Somente as afirmações I, II e III são verdadeiras.F2,1
B) Somente as afirmações I, IV e V são verdadeiras.F2,1
C) Somente as afirmações I, III e IV são verdadeiras.F2,1
D) Somente as afirmações III, IV e V são verdadeiras.
Resolução:
Analisando as alternativas:
I) F2,1 = F1,2 pelo princípio da ação e reação (afirmativa falsa).
II) Sendo as cargas elétricas puntiformes, pela Lei de Coulomb, concluimos que se a carga Q2 for nula a força elétrostática será nula, pois essa força tem intensidade diretamente proporcional ao produto das cargas. (afirmativa falsa)1
III) No vácuo:
Fvácuo = k0.(IQ1I.IQ2I)/d2 (1)
No benzeno:Fbenzeno = (k0/K).(IQ1I.IQ2I)/d2 (2)
Dividindo-se (1) por (2), vem:Q2
Fvácuo /Fbenzeno = k0/(k0/K) => Fvácuo /Fbenzeno = K => Fbenzeno = Fvácuo /2,3
(afirmativa correta)
IV) Situação inicial
F = k.(IQ1I.IQ2I)/d2 (1)
F' = k.(IQ1I.I4.Q2I)/(d/3)2 (2)
Dividindo-se (1) por (2), vem:1
F/F' = 1/36 => F' = 36.F (afirmativa correta)
V) afirmativa correta
Alternativa: D
7. (FEI-SP)
Duas cargas elétricas Q1 = 5 µC e Q2 = -7 µC estão a uma distância de 35 cm. Sabendo-se que kx=x9.109 N.m2/C2, a força que atua entre as cargas é:1
A) de atração e possui módulo 0,90 N.
B) de repulsão e possui módulo 0,90 N.0-3
C) de atração e possui módulo 29 x 10-3 N.
D) de repulsão e possui módulo 2,6 N.0-3
E) de atração e possui módulo 2,6 N.0-3
Resolução:
As cargas têm sinais contrários, logo a interação é de atração.
F = 9.109. (5.10-6.7.10-6)/(35.10-2)2 => F = 90/35 ? 2,6 N
Alternativa: E
8. (UFRR)
Duas esferas condutoras idênticas, eletricamente isoladas, estão separadas por uma distância D. Uma esfera tem carga positiva +Q, enquanto que a outra está eletricamente neutra. Por um momento, as esferas são conectadas por meio de um fio condutor. Após o fio ser removido, qual é a intensidade da força eletrostática entre as esferas?
A) F = 0.
B) F = (k/2).Q/D2.
C) F = (k/2).Q2/D.
D) F = Q/2.
E) F = (k/4).(Q/D)2.
Resolução:
Após a ligação as esferas ficam com cargas iguais a Q/2. Assim:
F = k.(Q/2.Q/2)/D2 => F = k.Q2/4D2 => F = (k/4).(Q/D)2
Alternativa: E
9. (UFPI)
Considere duas esferas idênticas que possuem cargas +Q e -2Q separadas por uma distância
d = 2 m. Se as esferas forem postas em contato, adquirirão novas cargas. A seguir as esferas são separadas pela mesma distância d = 2 m. Sabendo que Qx=x4,0 µC e que a constante eletrostática é igual a 9.109 N.m2/C2, pode-se afirmar que a razão entre as intensidades das forças elétricas entre as esferas, antes e depois do contato, vale:
A) + 1/8
B) + 2
C) + 4
D) + 1/4
E) + 8
Resolução:
Antes do contato:
Fantes = 9.109.(4.10-6.8.10-6)/4 => Fantes = 72.10-3 N
Depois do contato:
Fdepois = 9.109.(2.10-6.2.10-6)/4 => Fdepois = 9.10-3 N
Fantes/Fdepois = 72/9 => Fantes/Fdepois = 8
Alternativa: E
10. (UFAM)
Três corpos pontuais X, Y e Z têm cargas de mesma intensidade e sinais mostrados na figura. Elas estão localizadas em um triângulo isósceles. As cargas X e Y são mantidas fixas e a carga Z é livre para se mover. Qual a direção e o sentido da força elétrica em Z? As opções de direção e sentido estão listadas na própria figura
Resolução:
A força entre X e Z é de atração e, entre Y e Z, de repulsão. No gráfico estas forças estão representadas em azul e a resultante delas em vermelho.
Alternativa: b)
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