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Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 27 Questão 13 Uma pequena esfera condutora de raio 2 cm, maciça, eletrizada com carga –4C, está no interior de uma casca esférica metálica de raio 5 cm, eletrizada com carga + 18C. Um fio isolante que passa por pequeno orifício permite descer a esfera A até que encoste na casca esférica B. a) quais as cargas finais de cada esfera, após esse contato ? b) caso o contato tivesse ocorrido externamente, quais as cargas finais adquiridas por cada esfera ? Questão 14 (Fuvest-SP) Três pequenas esferas carregadas com cargas de mesmo módulo, sendo A positiva e B e C negativa, estão presas nos vértices de um triângulo eqüilátero. No instante em que elas são soltas, simultaneamente, a direção e o sentido de suas acelerações serão mais bem representados pelo esquema: a) A BC b) A BC c) A BC d) A BC e) A BC Questão 15 (UEL-PR) Três partículas carregadas positivamente, cada uma com carga q, ocupam os vértices de um triângulo retângulo cujos catetos são iguais e medem d. Sabendo-se que as cargas estão num meio cuja constante eletrostática é k, a força elétrica resultante sobre a carga do ângulo reto é dada pela expressão: a) 2 2 d2 kq b) 2 2 d2 kq2 c) 2 2 d kq d) 2 2 d kq2 e) 2 2 d kq2 Questão 16 A figura mostra três cargas A, B e C de mesma intensidade Q posicionadas ao longo de um hexágono regular interagindo eletricamente com uma carga de prova positiva +q. O prof Renato Brito pede para você determinar a intensidade da força elétrica resultante sobre esta última, sabendo que ela é repelida pela carga A com uma força elétrica de intensidade F. a) F b) 2F c) 3F d) 4F e) 5F +q A B C Dica: Propriedade da resultante entre doss vetores que têm módulos iguais e formam 120o entre si. Questão 17 (FUVEST) Considere as três cargas pontuais representadas na figura por +Q, Q e +q. Determine o módulo da força eletrostática total que age sobre a carga q. +Q -Q +q 30 o 30 o R R Dica: Se dois vetores têm o mesmo módulo, a resultante entre eles está na bissetriz. FR = F.cos30o + F.cos30o Semana 1 de 15 Assunto sugerido: Vetores e Cinemática Geral. REVISÃO SEMANAL PROGRAMADA Se você revisar um pouquinho a cada semana, não acumulará toda a revisão para a semana da véspera do vestibular, né verdade ? Questão 18 Uma carga elétrica +Q desconhecida encontra-se fixa no plano mostrado abaixo. Uma carga de prova +q, quando colocada nos pontos A e C desse plano, fica sujeita a forças elétricas repulsivas FA e FC de mesma intensidade 64 N, mostradas na figura abaixo. Assim, quando prof Renato Brito colocá-la no ponto B, a carga de prova +q fica sujeita a uma força elétrica de intensidade: A B C F A F C a) 80 N b) 64 N c) 36 N d) 90 N e) 120 N Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 28 Questão 19 (UFPE) Duas bolinhas iguais, carregadas negativamente, estão presas por fios de seda de 3 cm de comprimento a um ponto comum, como mostra a figura. Cada bola tem massa igual a 80 g. Qual a quantidade de carga das bolas para que os fios formem entre si 90o ? a) 4 .10–2 C. b) 4.10–4C. c) 4 .10–6 C. d) 4.10–7C. e) 4.10–8 C. 90º 3 cm 3 cm qq Dica: A massa precisa estar em kg, distâncias em metros. Questão 20 Três pequenas esferas isoladas, carregadas com cargas respectivamente +q, –q e +q estão localizadas como mostra a figura. A força (resultante) exercida sobre a esfera C pelas esferas A e B é de 5N. A força (resultante) exercida sobre as esferas A e B, valem, respectivamente: a) 32N, 27 N b) 30N, 45N c) 36N, 48N d) 27N, 36N e) 16N, 25N Questão 21 (Cescea-SP) Uma mola de constante elástica K = 400 N/m tem uma extremidade presa a um suporte fixo e a outra possui uma carga elétrica puntiforme, de massa desprezível, de +10C. Essa mola encontra-se permanentemente comprimida devido à presença de uma segunda carga elétrica q, localizada a uma distância d = 60 cm da primeira. Sabendo que a compressão permanente da mola vale x = 0,5 cm nesse equilíbrio, a carga q deve ser de: a) 16 C b) 8 C c) –12 C d) –36C e) 24C Questão 22 O prof Renato Brito conta que duas esferas A e B condutoras de raios 3R e 2R e cargas elétricas +2Q e –Q estão separadas a uma grande distância D e que se atraem mutuamente com um força elétrica de intensidade F = 50 N. Se as esferas forem postas em contato e separadas, novamente, a uma distância D, passarão a: a) se repelir com uma força elétrica de 2N b) se repelir com uma força elétrica de 4N c) se repelir com uma força elétrica de 6N d) se repelir com uma força elétrica de 8N e) se repelir com uma força elétrica de 9N Questão 23 (Fuvest-SP) Quatro cargas pontuais estão colocadas nos vértices de um quadrado. As duas cargas +Q e –Q têm mesmo valor absoluto e as outras duas, q1 e q2, são desconhecidas. A fim de determinar a natureza destas cargas, coloca-se uma carga de prova positiva no centro do quadrado e verifica-se que a força sobre ela é F, mostrada na figura. Podemos afirmar que: a) q1 > q2 > 0 b) q2 > q1 > 0 c) q1 + q2 > 0 d)q1 + q2 < 0 e) q1 = q2 > 0 F -Q +Q q 1 q 2 Carga de prova positiva Questão 24 (Mack-SP) Um modelo conhecido para o átomo de hidrogênio é o de um elétron de carga q girando em trajetória circular de raio R em torno do próton localizado no núcleo. Sendo k a constante eletrostática do vácuo, a energia cinética do elétron, nessas condições, é: a) 2 R.q.k.5 2 b) R q.k.2 2 c) 2 R.q.k.3 2 d) R.2 q.k 2 e) 4 R.q.k.5 2 Dica: encontre inicialmente a velocidade v do elétron, lembrando que a força elétrica é a força resultante centrípeta que age sobre o elétron. A energia cinética é dada por Ecin = m.v² / 2 . Questão 25 Duas pequenas esferas de carga +q e massa 600g cada, penduradas em cordões de comprimento L = 2 m , giram em movimento circular num plano horizontal com velocidade angular = 2 rad/s. Sendo g = 10 m/s2 a aceleração da gravidade, determine +q. (K = 9.109 e g = 10 m/s2) Dica: Colocação de forças num pêndulo cônico : uma prá cima, uma prá baixo, uma prá dentro e (eventualmente) uma prá fora , lembra ? Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 29 Questão 26 (UFRS) A figura representa os pontos A, B, C , D e E e duas cargas elétricas iguais e de sinais opostos, todos contidos no plano da página. Em qual dos pontos indicados na figura o campo elétrico é mais intenso? + - A B D E C Dica: Veja figura 9 página 15 Questão 27 (UFRS) A figura representa duas cargas elétricas positivas iguais e diversos pontos. As cargas e os pontos estão localizados no plano da página. Em qual dos pontos indicados na figura o campo elétrico é menos intenso? + + A E C D B Dica: Veja figura 8 página 15 Questão 28 (UF-RS) A figura representa as linhas de força do campo elétrico que existe em certa região do espaço. Sobre uma carga de prova positiva colocada em P agirá uma força : a) dirigida para A b) dirigida para B c) dirigida para C d) dirigida para D e) nula. A B P C D Questão 29 (Cesgranrio-RJ) Quatro cargas elétricas: três positivas e uma negativa, estão colocadas nos vértices de quadrado, como mostra a figura. O campo elétrico produzido por estas cargas no centro do quadrado é representado por: + 2q +q +q -2q a) + 2q +q +q -2q b) + 2q +q +q -2q c) + 2q +q +q -2qd) + 2q +q +q -2q Questão 30 A figura mostra uma estrela (hexágono regular estrelado) em cujos vértices encontram-se fixas 6 cargas elétricas puntiformes. O prof Renato Brito pede para você determinar qual dos vetores abaixo melhor representa o campo elétrico resultante no centro dessa estrela : a) b) c) d) e) -q +3q +3q +3q -q +q Semana 2 de 15 Assunto sugerido: Leis de Newton Sem Atrito, Espelhos Planos. REVISÃO SEMANAL PROGRAMADA Se você revisar um pouquinho a cada semana, não acumulará toda a revisão para a semana da véspera do vestibular, né verdade ? Questão 31 Na distribuição de cargas elétricas representadas na figura, o ponto onde o campo elétrico é nulo fica: d = 2m +9q -4q a) entre as cargas e no centro. b) entre as cargas e a 0,3 m de +9q. c) a 2 m de – 4q e à sua direita. d) a 4 m de – 4q e à sua direita. e) a 2 m de +9q e à sua esquerda. Questão 32 A figura mostra duas cargas fixas ao longo de um eixo. Em qual posição se deve colocar uma terceira Q, para que ela permaneça em equilíbrio ? d = 2m +9q +4q a) entre as cargas e no centro. b) entre as cargas e a 1,2 m de +9q. c) a 2 m de – 4q e à sua direita. d) a 4 m de – 4q e à sua direita. e) a 2 m de +9q e à sua esquerda. Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 30 Questão 33 A figura mostra duas cargas fixas ao longo de um eixo. Em qual posição se deve colocar uma terceira Q, para que ela permaneça em equilíbrio ? d = 2m +q -q a) entre as cargas e no centro. b) entre as cargas e a 1,2 m de +9q. c) a 2 m de – 4q e à sua direita. d) a 4 m de – 4q e à sua direita. e) não existe uma posição de equilíbrio Questão 34 (FMC Santa Casa - SP) Considerando o esquema abaixo. Se a constante eletrostática vale K, o módulo do vetor campo elétrico no ponto P, devido às cargas elétricas + q e – q, é dado por: +q -q P r r a) 2r3 kq4 b) 2r kq c) 2r4 kq3 d) 2r kq2 Questão 35 (UFAL) Considere um retângulo de lados 3 cm e 4 cm. Uma carga elétrica q colocada num dos vértices do retângulo gera no vértice mais distante um campo elétrico de modulo E. Nos outros dois vértices, o modulo do campo elétrico é: a) E/9 e E/16 b) 4E/25 e 3E/16 c) 4E/3 e 5E/3 d) 5E/4 e 5E/3 e) 25E/9 e 25E/16 Questão 36 (Fuvest-SP) O campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e sentidos indicados pelas flechas na figura. O módulo do campo elétrico do ponto B vale 24V/m. O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt por metro: a) 3 b) 6 c) 4 d) 12 e) 23 A B P Dica: veja questão 9 de classe – página 21 Questão 37 (FUMEC-MG) Qual dos gráficos pode representar o campo elétrico criado por uma carga elétrica positiva, sendo d a distância do ponto considerado à carga? a) E 0 d 1 b) E 0 d c) E 0 2d 1 d) E 0 d2 e) E 0 d Questão 38 (Fafeod-MG) Uma placa condutora extensa e carregada positivamente produz um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura a seguir. Uma carga pontual positiva q = 2C, colocada no ponto P sofre a ação de uma força elétrica FP = 30 N. Se essa mesma carga for colocada nos pontos Q e R, sofrerá ação de forças elétricas FQ e FR, tais que: a) FQ = FR = 30 N b) FQ = 15 N e FR = 10 N c) FQ = 60 N e FR = 90 N d) FQ = 15 N e FR = 90 N e) FQ = 60 N e FR = 10 N + + + + + E P Q R xxx Questão 39 Uma partícula com carga positiva é abandonada entre duas placas planas, verticais, eletrizadas como mostra a figura abaixo. Considerando que o peso desta partícula não é desprezível, a trajetória que ela irá descrever será melhor representada por: + + + + + + + + + + + + ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 31 a) b) c) d) e) Questão 40 (UFPA) Entre as placas defletoras de um osciloscópio de raios catódicos a intensidade do vetor campo-elétrico é de 30.000 N/C. Sabendo-se que um elétron tem massa m = 910 31 kg e carga elétrica q = 1,6 10–19 C, a intensidade da aceleração que atua sobre um elétron colocado entre as placas é, aproximadamente, de: a) 1,9 . 1012 m/s2. b) 5,3 . 1015 m/s2. c) 1,9 . 1016 m/s2. d) 1,9 . 1050 m/s2. e) 5,3 . 1050 m/s2. Questão 41 (FEI-SP) Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com carga q, está apoiada numa placa isolante, inclinada, com um ângulo de com o horizonte. Calcular a intensidade do campo eletrostático E que mantém a esfera em equilíbrio. E Dica: você não vai esquecer de desenhar a normal N, vai ? Como se trata de um problema de equilíbrio, qualquer par de eixos resolve o problema. Assim, há duas opções para decompor as forças: 1) decompor apenas a normal N em suas componentes Nx e Ny, sem decompor nem o peso nem a força elétrica; 2) decompor o peso e a força elétrica, sem decompor a normal N, o que é mais trabalhoso e inviável. Questão 42 (FUVEST)Sobre uma partícula carregada atuam exclusivamente as forças devidas aos campos elétrico e gravitacional terrestres. Admitindo que os campos sejam uniformes e que a partícula caia verticalmente, com velocidade constante (equilíbrio), podemos afirmar que: a) a intensidade do campo elétrico é igual à intensidade do campo gravitacional b) a força devida ao campo elétrico é menor, em modulo, do que o peso da partícula c) a força devida ao campo elétrico é maior, em modulo, do que o peso da partícula d) a força devida ao campo elétrico é igual, em modulo, ao peso da partícula e) a direção do campo elétrico é perpendicular à direção do campo gravitacional Dica: velocidade constante lhe diz alguma coisa, Aristóteles ? Equilíbrio, força resultante nula. Questão 43 A figura mostra um pêndulo elétrico em equilíbrio sob ação de um campo gravitacional g = 10 m/s² e um campo elétrico uniforme de intensidade E = 7,5 . 103 N/C. Se a massa da esfera do pêndulo vale m = 10 g e = 37o, determine a carga elétrica da esfera do pêndulo (expressa em C ). (Dado: sen 37o = 0,6 cos37o = 0,8) E Questão 44 Uma carga elétrica +q está localizada a uma distância D de um enorme plano eletrizado uniformemente com densidade superficial de carga + num meio onde a permissividade elétrica vale . O prof Renato Brito pede para você determinar a força elétrica com que essa carga será repelida : a) q. b) 2 q. c) 2D.2 q. d) 2D. q. e) 4 q. Dica: veja questão 19 de classe, página 23. A carga elétrica sofrerá a ação do campo elétrico gerado por uma única placa. Questão 45 Uma carga elétrica negativa q está localizada exatamente no ponto médio entre duas placas planas paralelas eletrizadas com densidades superficiais de cargas respectivamente iguais a + e num meio onde a permissividade elétrica vale . Se a distância entre as placas vale D, o prof Renato Brito pede para você determinar a força elétrica com que age nessa carga: -q + + + + + + + + - - - - - - - - D a) q. b) 2 q. c) 2D.2 q. d) 2D. q. e) 2D.4 q. Dica: veja questão 19 de classe, página 23. A carga elétrica sofrerá a ação do campo elétrico total gerado pelas duas placas. Quanto vale esse campo elétrico ? Semana 3 de 15 Assunto sugerido: Leis de Newton Sem Atrito, Espelhos Esféricos. REVISÃO SEMANAL PROGRAMADA Se você revisar um pouquinho a cada semana, não acumulará toda a revisão para a semana da véspera do vestibular, né verdade ? Questão 46 Duas pequenas esferas condutoras idênticas apresentam cargaselétricas +3q e –q, estão inicialmente separadas por uma distância d e se atraem com uma força de 6N. Quando colocadas em contato e colocadas em suas posições iniciais, as esferas: a) passam a se atrair com uma força de 8 N b) passam a se repelir com uma força de 8 N