(Parte 2 de 8)

Primeiro deve-se atritar o canudinho com um pedaço de papel e em seguida encostá-lo no círculo de papel alumínio. Descreva e explique o que acontece:

ANTES do CONTATO DEPOIS do CONTATO

13) Atrita-se um bastão de vidro com um pano de lã inicialmente neutros. Pode-se afirmar que:

(A) só a lã fica eletrizada. (B) só o bastão fica eletrizado. (C) ambos se eletrizam com cargas de mesmo sinal. (D) ambos se eletrizam com cargas de sinais opostos. (E) nenhum dos corpos se eletriza.

14) Passando-se um pente nos cabelos, verifica-se que ele pode atrair pequenos pedaços de papel. A explicação mais coerente com este fato é que, ao passar o pente nos cabelos, ocorreu:

(A) eletrização do pente e não dos cabelos, que faz cargas passarem aos pedaços de papel e os atrai.

(B) aquecimento do pente, com conseqüente eletrização do ar próximo, que provoca o fenômeno descrito.

(C) eletrização do pente, que induz cargas no papel, provocando a sua atração.

(D) deseletrização do pente, que agora passa a ser atraído pelos pedaços de papel que sempre estão eletrizados.

(E) eletrização do papel, que induz cargas no pente neutro, provocando a sua atração.

15) O eletroscópio de folhas representado na figura está carregado positivamente. Se uma pessoa tocar na esfera A ele se descarrega porque:

(A) os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa.

(B) os nêutrons da pessoa passam para o eletroscópio.

(C) os prótons do eletroscópio passam para a pessoa. (D) os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio. (E) os prótons da pessoa passam para o eletroscópio.

16) Se um condutor eletrizado positivamente for aproximado de um condutor neutro, sem tocá-lo, pode-se afirmar que o condutor neutro:

(A) conserva sua carga total nula, mas é atraído pelo eletrizado.

(B) eletriza-se negativamente e é atraído pelo eletrizado.

(C) eletriza-se positivamente e é repelido pelo eletrizado.

(D) conserva a sua carga total nula e não é atraído pelo eletrizado.

(E) fica com a metade da carga do condutor eletrizado.

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17) Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados respectivamente com cargas de sinais:

(A) iguais, iguais e iguais. (B) iguais, iguais e contrários. (C) contrários, contrários e iguais. (D) contrários, iguais e iguais. (E) contrários, iguais e contrários.

18) Duas pequenas esferas metálicas, de massas desprezíveis, estão suspensas, em repouso, por fios leves e isolantes. O sinal da carga de cada esfera está indicado na figura e a ausência de sinal indica que a esfera está eletricamente neutra.

Das situações indicadas nas figuras são possíveis somente: (A) I, I e II.

(B) I, I, II e IV. (C) I, II e IV. (D) I, II, IV e V. (E) I, IV e V.

19) Em uma aula, o Prof. Paulo apresenta uma montagem com dois anéis pendurados, como representado na figura. Um dos anéis é de plástico – material isolante – e o outro é de cobre – material condutor.

Inicialmente, o Prof. Paulo aproxima um bastão eletricamente carregado, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que:

(A) os dois anéis se aproximam do bastão. (B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se afasta do bastão.

(C) os dois anéis se afastam do bastão. (D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se aproxima do bastão. (E) os dois anéis ficam imóveis.

A principal característica de uma carga elétrica é a sua capacidade de interagir com outras cargas. Na Teoria do Eletromagnetismo o CAMPO ELÉTRICO tem o papel de mediador dessa interação. É através dele que uma carga “sente” a presença de outras cargas.

Uma propriedade importante do campo elétrico é que ele é uma GRANDEZA VETORIAL e, portanto, deve ser caracterizado por INTENSIDADE, DIREÇÃO e SENTIDO.

A direção do campo de uma carga puntiforme é RADIAL e seu sentido é DIVERGENTE se a carga for positiva e CONVERGENTE se a carga for negativa.

A INTENSIDADE DO CAMPO DIMINUI COM A DISTÂNCIA, ou seja, o campo elétrico é bastante intenso próximo à carga e diminui progressivamente quando nos afastamos dela. O campo de uma carga elétrica só é nulo no infinito.

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O campo elétrico de uma carga não pode ser alterado pela presença do campo elétrico de outra carga, no entanto, é comum representarmos a superposição desses campos através de uma soma vetorial. A figura a seguir representa a superposição dos campos de duas cargas puntiformes. Qual o sinal de cada carga?

Quando colocamos uma carga elétrica próxima de outra carga elas interagem através dos seus campos elétricos. Esta interação dá origem às FORÇAS ELÉTRICAS que fazem com que as cargas se aproximem ou se afastem. A força elétrica F que uma carga q sente, quando colocada num campo elétrico E de outras cargas, é dada por:

IMPORTANTE: Se a carga for negativa, o sentido da força é contrário ao sentido do campo.

O interior de um corpo CONDUTOR fica blindado contra influências elétricas provenientes de cargas situadas no exterior desse condutor. Este fenômeno é conhecido como BLINDAGEM ELETROSTÁTICA. NO INTERIOR DE CORPOS CONDUTORES O CAMPO ELÉTRICO É SEMPRE NULO. Uma pessoa no interior de uma gaiola eletrizada não leva choque mesmo que toque nela. Já uma pessoa fora da gaiola vira churrasquinho se tocar a grade.

EXPERIMENTO: As ondas de rádio são constituídas de campos elétricos e magnéticos oscilantes. O que pode acontecer se você colocar um radinho de pilha ligado dentro de uma caixa de leite longa vida vazia (ou enrolá-lo com papel alumínio)? E numa caixa de sapatos? Faça o experimento e explique suas observações.

20) Qual a intensidade da força que age sobre uma carga elétrica de 8µC quando colocada num campo elétrico de intensidade 5.105 N/C ?

21) Meteorologistas mediram a distribuição de cargas elétricas no interior das nuvens de tempestade, chamadas de “cúmulos nimbos”, e encontraram um perfil para essa distribuição de cargas semelhante ao mostrado na figura. Nessa figura, é mostrado ainda o solo sob a nuvem, que fica carregado positivamente por indução, além dos pontos X, Y, Z e W em destaque.

Desse modo, entre a parte superior e a parte inferior da nuvem, bem como entre a parte inferior da nuvem e o solo, são produzidos campos elétricos da ordem de 100N/C. Pode-se afirmar que o sentido do vetor campo elétrico entre os pontos X e Y e entre os pontos Z e W é, respectivamente,

(A) para baixo e para cima. (B) para cima e para baixo. (C) para cima e para cima. (D) para baixo e para baixo. (E) para a direita e para a esquerda.

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O cientista francês Charles Coulomb (1738-1806) conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles.

• A intensidade da Força Elétrica é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

• A direção da força é a da reta que une as cargas.

• O valor da Constante Eletrostática K depende do meio na qual as cargas estão imersas:

2) Quando a distância entre duas partículas eletrizadas se reduz à metade, a intensidade da força eletrostática entre elas:

(A) permanece a mesma (B) quadruplica (C) dobra (D) se reduz à metade (E) se reduz a um quarto do valor inicial

23) Duas cargas positivas, separadas por uma certa distância, sofrem uma força de repulsão. Se o valor de uma das cargas for dobrado e a distância duplicada, então, em relação ao valor antigo de repulsão, a nova força será:

(A) o dobro (B) o quádruplo (C) a quarta parte (D) a metade (E) igual

C e q = 5.10 –2 C estão no vácuo separadas por uma distância de 6 m. A intensidade da força de repulsão eletrostática entre elas vale: (A) 5 N (B) 30 N (C) 50 N (D) 500 N (E) n.d.a.

25) Determine a intensidade da força elétrica entre as cargas da figura. (A) 14 N (B) 10 N (C) 9 N (D) 5 N (E) n.d.a.

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A figura abaixo mostra uma pilha ligada a duas placas metálicas paralelas.

Ao conectar a pilha, as placas adquirem cargas elétricas de sinais opostos. Cada uma dessas cargas carrega consigo seu campo. A superposição desses campos resulta em um campo elétrico aproximadamente uniforme na região entre as placas:

A intensidade do campo elétrico depende da distância d entre as placas e também de uma grandeza chamada

TENSÃO ELÉTRICA, que é uma característica da pilha.

Quanto maior a tensão elétrica, mais cargas se acumularão nas placas fazendo com que o campo elétrico aumente de intensidade. Por outro lado, se aumentarmos a distância entre as placas, o campo elétrico terá sua intensidade reduzida. Essa relação entre o campo, a tensão e a distância entre as placas é matematicamente expressa por:

Se existirem elétrons livres entre as placas, eles sentirão a presença do campo e se movimentarão em direção à placa positiva devido à atuação de uma força elétrica.

26) Determine a intensidade do campo elétrico uniforme que surge entre as placas da figura:

27) Considere duas grandes placas planas, paralelas, carregadas com cargas iguais e contrárias. Quando dizemos que entre elas existe um campo elétrico uniforme, isto significa que:

(A) não aparece força elétrica sobre uma carga colocada entre as placas.

(B) a tensão entre as placas é alternada. (C) o valor do campo é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as placas.

(D) o campo elétrico entre as placas é sempre nulo. (E) o campo elétrico tem o mesmo valor em todos os pontos situados entre as placas.

28) Durante a formação de uma tempestade, verificase que ocorre uma separação de cargas elétricas, ficando as nuvens mais altas eletrizadas positivamente, enquanto as mais baixas adquirem cargas negativas que induzem cargas positivas na superfície da Terra. À medida que vão se avolumando as cargas elétricas nas nuvens, as intensidades dos campos elétricos vão aumentando. Se o campo elétrico for inferior a

3.106 N/C, o ar permanecerá isolante e impedirá a passagem de carga de uma nuvem para a Terra ou entre nuvens. Baseando-se nestas informações, determine qual a altura máxima da nuvem para o surgimento de relâmpagos (Considere que o campo elétrico é uniforme).

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Capacitores são elementos elétricos capazes de armazenar carga elétrica e, conseqüentemente, energia potencial elétrica. Eles são utilizados de várias maneiras em circuitos eletrônicos:

• os capacitores podem ser utilizados para armazenar carga para utilização rápida. É isso que o flash faz. A diferença entre um capacitor e uma pilha é que o capacitor pode descarregar toda sua carga em uma pequena fração de segundo, já uma pilha demora mais tempo para descarregar-se. É por isso que o flash eletrônico em uma câmera utiliza um capacitor, a pilha carrega o capacitor do flash durante vários segundos, e então o capacitor descarrega toda a carga no bulbo do flash quase que instantaneamente. Isto pode tornar um capacitor grande e carregado extremamente perigoso, os flashes e as TVs possuem advertências sobre abrí-los por este motivo. Eles possuem grandes capacitores que poderiam matá-lo com a carga que contêm.

• os capacitores também podem eliminar ondulações.

Se uma linha que conduz corrente contínua (C) possui ondulações e picos, um grande capacitor pode uniformizar a tensão;

• um capacitor pode bloquear a corrente contínua

(C). Se você conectar um pequeno capacitor a uma pilha, então não fluirá corrente entre os pólos da pilha assim que o capacitor estiver carregado (o que é instantâneo se o capacitor for pequeno). Entretanto, o sinal de corrente alternada (CA) flui através do capacitor sem qualquer impedimento. Isto ocorre porque o capacitor irá carregar e descarregar à medida que a corrente alternada flutua, fazendo parecer que a corrente alternada está fluindo;

Os capacitores podem ser esféricos, cilíndricos ou planos, constituindo-se de dois condutores denominados armaduras que, ao serem eletrizados, num processo de indução total, armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto, porém de sinais contrários.

• Os capacitores adquirem a mesma carga elétrica Q.

• A tensão U entre os terminais da associação é igual à soma das tensões em cada capacitor.

• A tensão em cada capacitor é inversamente proporcional à respectiva capacitância.

• Os capacitores ficam sujeitos à mesma tensão U.

• A carga total Q acumulada pela associação é igual à soma das cargas de cada capacitor.

• A carga de cada capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância.

O gráfico abaixo representa a carga elétrica Q de um capacitor em função da ddp U nos seus terminais. Como, nesse caso, Q e U são grandezas diretamente proporcionais, o gráfico corresponde a uma função linear, pois a capacidade eletrostática C é constante.

Considerando que o capacitor tenha adquirido a carga Q quando submetido à tensão U do gráfico, a energia elétrica Welétrica armazenada no capacitor corresponde à área do triângulo sombreado.

29) A unidade de capacitância no Sistema

Internacional de Unidades é o:

(A) Coulomb. (B) Volt. (C) Watt. (D) Farad. (E) Joule.

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30) No cotidiano empregam-se capacitores nos circuitos eletrônicos de rádios, TVs, computadores, etc. Uma de suas finalidades é:

(A) armazenar carga e energia elétrica. (B) evitar passagem de corrente alternada no circuito. (C) produzir a energia elétrica do circuito. (D) diminuir a resistência elétrica. (E) produzir ondulações em corrente contínuas.

31) Um capacitor é ligado aos terminais de uma bateria de 12V. Verifica-se que a carga adquirida, em valor absoluto, é de 24 nC. A capacitância desse capacitor é igual a:

32) Determine a carga elétrica armazenada no capacitor representado na figura abaixo:

3) Um capacitor plano de capacitância 2,0nF é ligado aos terminais de uma bateria e adquire carga de

6,0x10 - 8 C. Determine a tensão da bateria.

34) Determine a capacitância equivalente das associações de capacitores a seguir: a)

A corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elementares. Pode ser um simples jato de partículas no vácuo, como acontece num tubo de TV, em que um feixe de elétrons é lançado contra a tela. No entanto, na maioria dos casos, a corrente elétrica não ocorre no vácuo, mas sim no interior de um condutor. Por exemplo, aplicando uma voltagem num fio metálico, surge nele uma corrente elétrica formada pelo movimento ordenado de elétrons.

Não se pode dizer que todo movimento de cargas elétricas seja uma corrente elétrica. No fio metálico, por exemplo, mesmo antes de aplicarmos a voltagem, já existe movimento de cargas elétricas. Todos os elétrons livres estão em movimento, devido à agitação térmica. No entanto, o movimento é caótico e não há corrente elétrica.

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