Associação de Educação Franciscana da Penitência e Caridade Cristã

Colégio Nossa Senhora do Bom ConselhoNome do Aluno: ________________________________________ Nº: ________ Turma:_ 3º ____

Disciplina: __FÍSICA__ Professor: __GELSON BARRETO__ Data: 02/03/11_ Trimestre: _1º_TRI_ __

Exercícios sobre Eletrostática

1. Determine a carga elétrica da eletrosfera do átomo de chumbo ionizado positivamente com carga +4, sabendo que ele tem 82 prótons e 126 neutrons.

2. Qual a carga do núcleo do átomo do problema anterior?

3. Qual a carga elétrica do átomo do problema anterior?

4. Um corpo está eletrizado com carga 7,2.10-7 C. Determine quantos ................ (elétrons;prótons) este átomo .................... (perdeu;ganhou).

5. Um corpo recebeu 2,7 . 1018 elétrons. Determine a carga elétrica deste corpo.

6. A carga elétrica de uma substância vale -2,144 . 10-6 C. Determine o número de elétrons que esta substância ....................... (ganhou;perdeu).

7. Uma esfera feita de zinco possui 7 . 1017

átomos. Sabendo que cada um está ionizado com carga +2, determine a carga elétrica da esfera.

8. Sabendo que a carga elétrica de um corpo vale 8 . 10-6 C, que é formado de ferro e que existem 2,5 . 1013 átomos de ferro neste corpo, determine o número de prótons ou elétrons em excesso em cada átomo de ferro (suponha todos os átomos iguais).

9. Um corpo eletrizado apresenta um excesso de 1013 elétrons. Determine o valor da carga elétrica desse corpo.

10. Um corpo é eletrizado, adquirindo uma carga elétrica positiva igual a 3,2 .10-5 C. Quantos elétrons o corpo perdeu durante a eletrização?

11. Depois de eletrizado, um corpo apresenta uma carga elétrica negativa de 0,16 . 10-18

C. Quantos elétrons o corpo ...................... (perdeu;ganhou) na eletrização?

12. Um corpo que recebeu 3,5 . 1013 elétrons, deve adquirir uma carga elétrica igual a:

13. Um objeto possui uma carga elétrica igual a 10,4 . 10-6 C. Sabendo que metade dos seus átomos estão eletrizados com carga -4, determine o número total de átomos que existe nesse objeto.

14. Determine o sinal da carga elétrica de 6 esferas A, B, C, D, E e F, sabendo que: A atrai C; B repele D que atrai E; C repele E que atrai F que está carregada positivamente.

15. De posse de 4 esferas M, N, P e Q, verifica-se que: A esfera M atrai a esfera N que, por sua vez, repele P; A esfera P atrai a esfera Q que está carregada positivamente. Com essas informações, determine o sinal da carga elétrica das esferas.

16. Considere quatro objetos eletrizados X, Y, Z e K. Verifica-se que X repele Y e atrai Z. Por sua vez, Z repele K. Sabendo que K está eletrizado positivamente, qual o sinal da carga Y?

17. Tendo seis paralelepípedos eletricamente carregadas; K, H, B, I, X e A e, sabendo-se que: K repele I que atrai X; H atrai B e repele A; B atrai I que está carregada com carga positiva. Determine o sinal das cargas elétricas de cada um dos outros paralelepípedos.

18. Duas folhas, de um mesmo tipo de papel são atritadas entre si. Elas ficarão eletrizadas? E se atritarmos duas barras de um mesmo plástico? Explique.

19. Levando em consideração que a tabela ao lado indica o comportamento elétrico de duas substâncias ao serem atritadas, ficando, sempre, a que está na parte superior eletrizada positivamente, indique as cargas das substâncias abaixo, quando atritamos:a) Lã com Vidro;b) Lã com Seda;c) Madeira com Papel;d) Madeira com Vidro;

20. No processo de eletrização por atrito do vidro com a seda, o número de elétrons em excesso na seda é maior, menor ou igual ao número de prótons em excesso no vidro?

21. Um pedaço de marfim é atritado com uma folha de papel. Qual será o sinal da carga elétrica que cada um adquire? Qual deles perdeu elétrons?

22. Uma barra de plexiglass é atritada com um pedaço de lã e uma pedra de ensofre é atritada com uma folha de papel. A barra de plexiglass, após atritada, irá atrair ou repelir:

a) a folha de papel;b) a pedra de enxofre.

23. Em dias secos, pode-se ouvir estalidos ao tirarmos uma blusa de lã usada em contato direto com apele. Explique por que isso acontece.

24. Para evitar a formação de centelhas elétricas, os caminhões transportadores de gasolina costumam andar com uma corrente metálica arrastando pelo chão ou próxima a ele. Explique.

25. Porque uma pessoa segurando uma barra metálica não consegue eletrizá-la por atrito?

26. Uma barra eletrizada negativamente é colocada próxima de um corpo metálico, como mostra a figura que segue. Para onde se deslocam os elétrons livres deste corpo metálico? Qual o sinal da carga que aparece em A? e em B? Como se denomina essa separação de cargas que ocorre no corpo metálico?

- A B

27. Suponha agora que o corpo AB seja um dielétrico (isolante), haverá movimento de elétrons livres no corpo AB? Descreva o que se passa no dielétrico e diga qual carga que aparecerá em A e em B no processo. Como se denomina esse fenômeno?

28. Considere a figura ao lado. Suponha que afastássemos o indutor (que está carregado positivamente) ou condutor (que no início está neutro) antes de desfazermos a ligação com a terra. O que ocorreria com os elétrons em excesso o condutor PQ? O

Plexiglass + Vidro

MarfimLã

MadeiraPaple

- SedaEnxofre

indutor P Q +

condutor ou induzido terra

condutor PQ ficaria carregado positivamente, negativamente ou neutro?

29. Três blocos metálicos, A, B e C encontram-se em contato apoiados sobre uma mesa de material isolante. Dois bastões, P1 e P2, eletrizados positivamente são colocados próximos as extremidades dos A e C, como mostra a figura que segue. Uma pessoa (usando luvas isolantes) separa os blocos entre si e, em seguida, afasta os bastões eletrizados.

P1 + A B C + P2

isolante

a) Descreva o movimento dos elétrons livres nos blocos, causado pela aproximação dos bastões P1 e P2.

b) Diga qal é o sinal da carga de cada bloco após serem, separadas.

30. Um corpo eletrizado positivamente é aproximado da bolinha de um pêndulo elétrico. Se a bolinha for atraída pelo corpo, podemos concluir que ela está ........................... E se ela for repelida?

31. Uma esfera metálica carregada, M, é aprosimada de um eletroscópio de folhas de alumínio, conforme o esquema abaixo. A carcaça metálica R do eletroscópio está em contato elétrico permanente com o solo.

M Tisolante

R

Enquanto a esfera M estava muito afastada do eletroscópio, estabeleceu-se um contato elétrico transitório entre T e R. Qual a afirmação correta em relação a essa experiência?a) As folhas só abrirão quando M tocar

em T;b) As folhas só abrirão quando M tocar

em R;c) As folhas só abrirão se o contato entre

T e R for mantido permanentemente;d) As folhas só abrirão se a carcaça R

receber uma carga de mesmo valor, mas de sinal oposto os de M;

e) As folhas abrirão à medida que M vai se aproximando de T.

Obs.: Influência do meio sobre a força elétrica:

A força elétrica que age sobre as cargas quando elas estão no vácuo é diferente da força que surge quando as cargas estão em um outro meio qualquer. Verifica-se que a força de interação entre elas sofre uma redução, maior ou menor, dependendo do meio. Por exemplo, o valor da força entre duas cargas praticamente não se altera quando elas passam do vácuo para o ar, porém se elas forem mergulhadas em água a força torna-se 81 vezes menor. O que estabelece esta relação é a constante dielétrica K, de tal forma que:

K =

Assim para conhecermos a força elétrica em qualquer meio, basta calcularmos o seu valor para o vácuo e dividirmos pelo valor de K correspondente, que encontra-se tabelado, como por exemplo a tabela abaixo:

MEIO KVácuo 1,0000

Ar 1,0005Benzeno 2,3Âmbar 2,7Vidro 4,5

Óleo 4,6Mica 5,4

Glicerina 43,0Água 81,0

32. Considere duas cargas positivas, q1 e q2, sendo q1 maior do que q2. Para que uma terceira carga q ficque em equilíbrio quando colocada sobre a linha que una q1

e q2, suposição deverá ser:a) entre q1 e q2, mais próxima de q1 se q

for positiva;b) à esquerda de q1 se q for negativa;c) entre q1 e q2, mais próxima de q2 se q

for positiva;d) entre q1 e q2, mais próxima de q1 se q

for negativa;

+ + q1 q2

33. Observe o desenho que segue e indique para cada situação proposta, o que acontece:a) Qual o novo módulo da força F se a

distância entre as cargas aumentasse para 6 m?

b) Qual o novo módulo da foça F se q1

duplicasse e q2 quadruplicasse?c) Qual o novo módulo da força F se q1

duplicasse, q2 octuplicasse e a distância entre as cargas aumentasse para 9 m?

d) Qual o novo módulo da força F se a distância aumentasse para 27 m sem alterarmos o valor inicial das cargas?F F

3 mF = 24 N

34. Duas cargas elétricas com valores respectivamente iguais a q1 = 2 C e q2 = 3 C, são colocadas no vácuo, e estão separadas de uma distância de 2 cm uma da outra. Sabendo que a força que surge entre elas é de repulsão e com intensidade de 135 N, determine o valor

da constante elétrica “k” da expressão geral da lei de Coulomb.

35. Duas esferas metálicas, uma com carga de 0,2 C e outra com carga de – 0,1 C, estão colocadas no vácuo e afastadas de 10 cm uma da outra.a) calcule a força entre elas;b) se as duas esferas forem colocadas

em contato e separadas novamente de 10 cm, qual será o novo valor da força entre elas? Será uma força da atração ou repulsão?

36. Uma carga pontual positiva, q1 = 0,23 C é colocada a uma distância r = 3 cm de outra carga pontual negativa q2 = - 0,6 C.a) supondo que as carga estejam no

vácuo, calcule o valor da força que as carga exercem entre si;

b) o valor da força que a carga q1 exerce sobre q2 é maior, menor ou igual à força que q2 exerce sobre q1?

c) se multiplicássemos a carga q1 por 4 e dividíssemos q2 por 2, o que aconteceria com a força?

d) considerando que os valores de q1 e de q2 não tivessem sidos alterados, mas que a distância entre as cargas fosse duplicada, qual seria o novo valor da força?

e) se estas cargas estivessem mergulhadas em óleo, qual seria o módulo da força entre elas?

37. Duas cargas elétricas pontuais estão separadas por uma distância de 15 cm. Altera-se a distância entre estas cargas até que a força elétrica entre elas se torne 25 vezes maior:a) a distância entre as cargas foi

aumentada ou diminuída?b) Qual o novo valor da distância entre

elas?

38. Colocam-se no vácuo duas cargas elétricas pontuais iguais a uma distância de 2 cm uma da outra. A intensidade da força de repulsão entra elas é de 202,5 N. Determine o valor das cargas.

39. Duas cargas elétricas (q1 e q2) se atraem com uma força F. Para quadruplicar a força entre as cargas é necessário:a) duplicar a distância entre as cargas;b) quadruplicar a distância entre as

cargas;c) dividir por dois a distância entre as

cargas;d) dividir por quatro a distância das

cargas;e) duplicar o valor de q1 ou de q2.

40. Duas cargas q e Q atraem-se com força F. Dobrando-se a distância r entre ambas, a força de atração será:a) F/2b) F/4c) 4.Fd) 2.Fe) F

41. Duas esferas metálicas pequenas A e B, de massas iguais, suspensas por fios isolantes conforme indica a figura, são carregadas com cargas elétricas positivas que valem respectivamente Q na esfera A e 2.Q na esfera B. Sendo F1 a força exercida por A sobre B e F2 a força ele’trica exercida por B sobre A, pode-se afirmar que:a) F1 = F2 b) F1 = 2.F2 c) F1 = ½.F2 d) F1 = 4.F2 e) F1 = ¼.F2

42. Determine a força elétrica que surge quando duas cargas elétricas de 7 C e outra de 3,6 C são colocadas a 2 cm de distância uma da outra.

43. Uma carga elétrica igual a 2,5 C é colocada a 5 cm de distância de uma outra carga Q. Determine o valor de Q sabendo que a força que surge entre elas é igual a 37,8 N.

44. Se uma força de repulsão igual a 9 430 N aparece quando colocamos uma carga elétrica igual a 4,1 C a 3 mm de uma outra carga, calcule o valor da carga.

45. Quando duas cargas iguais a 8,6 C e – 5 C, respectivamente, são colocadas próximas uma da outra, surge uma força elétrica de atração igual a 430 N. Determine a distância em que essas cargas foram colocadas.

46. Um corpo com excesso de 3,125 . 1013

elétrons é colocado a uma distância de um outro objeto com excesso de 2,5 . 1013

prótons. Nesse instante surge uma força elétrica de ....................... (atração; repulsão) entre eles com intensidade de 450 N. Determine a distânica ( r) entre esses corpos.

Múltiplos e submúltiplos das unidadesde medidas do sistema decimal

Prefixo Símbolo Fator de multiplicaçãoexa E 1018

peta P 1015

tera T 1012

giga G 109

mega M 106

quilo k 103

hecto h 102

deca da 10

Prefixo Símbolo Fator de multiplicaçãodeci d 10-1

centi c 10-2

mili m 10-3

micro 10-6

nano n 10-9

pico p 10-12

femto f 10-15

atto a 10-18

Lembretes:

Q = N x e e = 1,6 . 10-19 C

GABARITO

1. 1. q = - 1,248 . 10-17 C 2. q = 1,312 . 10-17 C3. q = 6,4 . 10-19 C 4. elétron ; perdeu N = 4,5 . 1012 é5. q = 0,432 C 6. ganhou ; N = -1,34 . 1013 é7. q = 0,224 C 8. x = + 2 prótons em excesso 9. q = 1,6 . 10-6 C 10. N = 2 . 1014 e11. 1 é ; ganhou 12. 5,6 C13. 1,625 . 1013 átomos 14. A+ ; B+ ; C- ; D+ ; E- ; F+15. M + ; N - ; P - ; Q + 16. Y -17. K+ , H+ ; B- ; I+ ; X- ; A+ 18. Não. O tamanho das moléculas deve ser diferente19. a) - + ; b) + - ; c) + - ; d) - 20. Igual21. Marfim 22. a) repele ; b) atrai23. São elétrons retornando ao lugar

original24. Aterramento da carroceria

25. Dois condutores trocam elétrons permanentemente

26. Para B, + , - , livres ; indução

27. Não. Reorganização das moléculas. A + ; B - ; Polarização.

28. Retornariam ao terra Neutro.

29. A - ; B + ; C – 30. Negativa ou neutra ; +31. e 32. c33. a) F = 6 N

b) F = 192 Nc) F = 42,67 Nd) F = 0,29 N

34. . k = 9.109

35. a) F = 0,018 Nb) F = 2,25 . 10-3 N

36. a) F = 1,38 Nb) igualc) F = 2,76 Nd) F = 0,345 Ne) F = 0,3 N

37. a) diminuib) 3 cm

38. q = 3 . 10-6 C

39. c 40. b41. a 42. F = 567 N43. q = 4,2 C 44. q = 2,3 C45. r = 3 cm 46. r = 2 cm ; atração