EDITORIAL MODULO - WLADIMIR

Transcrição

1 1. Um os granes problemas ambientais ecorrentes o aumento a proução inustrial munial é o aumento a poluição atmosférica. A fumaça, resultante a queima e combustíveis fósseis como carvão ou óleo, carrega partículas sólias quase microscópicas conteno, por exemplo, carbono, grane causaor e ificulaes respiratórias. Faz-se então necessária a remoção estas partículas a fumaça, antes e ela chegar à atmosfera. Um ispositivo iealizao para esse fim está esquematizao na figura abaixo. processo funamentalmente baseao na a) eletriciae estática. b) conservação a carga elétrica. c) conservação a energia. ) força eletromotriz. e) conservação a massa. A fumaça poluía, ao passar pela grae metálica negativamente carregaa, é ionizaa e posteriormente atraía pelas placas coletoras positivamente carregaas. O ar emergente fica até 99% livre e poluentes. A filtragem o ar iealizaa neste ispositivo é um. O gráfico mostra como varia a força e repulsão entre uas cargas elétricas, iênticas e puntiformes, em função a istância entre elas. Consierano a constante eletrostática o meio como a) o valor a força F. 9 k = 9 10 N m C, etermine: Página 1 e 1

2 b) a intensiae as cargas elétricas. 3. Consierano que as três cargas a figura estão em equilíbrio, etermine qual o valor a 9 9 carga Q 1 em uniaes e 10 C. Consiere Q3 = 3 10 C. 4. Um pênulo elétrico e comprimento R e massa m = 0, kg, eletrizao com carga Q positiva, é repelio por outra carga igual, fixa no ponto A. A figura mostra a posição e equilíbrio o pênulo. Daos: g = 10m / s Assinale a alternativa correta. Qual é o móulo as cargas? a) C. b) C c) 6 10 C ) C. e) 4.10 C. 5. Posicionaas rigiamente sobre os vértices e um cubo e aresta 1 m, encontram-se oito cargas elétricas positivas e mesmo móulo. Seno k o valor a constante eletrostática o meio que envolve as cargas, a força resultante sobre uma nona carga elétrica também positiva e e móulo igual ao as oito primeiras, abanonaa em repouso no centro o cubo, terá intensiae: a) zero. b) k Q. c) k Q. ) 4k Q 4. e) 8k Q. 6. O que acontece com a força entre uas cargas elétricas (+Q) e ( q) colocaas a uma istância () se muarmos a carga (+ Q) por (+ 4Q), a carga ( q) por (+3q) e a istância () por ()? a) Mantém seu móulo e passa a ser atrativa. b) Mantém seu móulo e passa a ser repulsiva. c) Tem seu móulo obrao e passa a ser repulsiva. ) Tem seu móulo triplicao e passa a ser repulsiva. e) Tem seu móulo triplicao e passa a ser atrativa. 7. Página e

3 A figura ilustra uma mola feita e material isolante elétrico, não eformaa, toa contia no interior e um tubo plástico não conutor elétrico, e altura h = 50 cm. Colocano-se sobre a 6 mola um pequeno corpo (raio esprezível) e massa 0, kg e carga positiva e 9 10 C, a mola passa a ocupar metae a altura o tubo. O valor a carga, em coulombs, que everá ser fixaa na extremiae superior o tubo, e moo que o corpo possa ser posicionao em equilíbrio estático a 5 cm o funo, é Daos: - Aceleração a graviae: g = 10m s - Constante eletrostática: K = 9 10 N m / C a) 10 6 b) c) ) e) Dois objetos metálicos esféricos iênticos, conteno cargas elétricas e 1 C e e 5 C, são colocaos em contato e epois afastaos a uma istância e 3 m. Consierano a Constante e Coulomb k = N m /C, poemos izer que a força que atua entre as cargas após o contato é: a) atrativa e tem móulo N. b) atrativa e tem móulo N. c) repulsiva e tem móulo N. ) repulsiva e tem móulo N. e) zero. 9. Consiere a seguinte "uniae" e meia: a intensiae a força elétrica entre uas cargas q, quano separaas por uma istância, é F. Suponha em seguia que uma carga q 1 = q seja colocaa frente a uas outras cargas, q = 3q e q 3 = 4q, seguno a isposição mostraa na figura. A intensiae a força elétrica resultante sobre a carga q 1, evio às cargas q e q 3, será a) F. b) 3F. Página 3 e 3

4 c) 4F. ) 5F. e) 9F. 10. Três cargas elétricas puntiformes iênticas, Q 1, Q e Q 3, são mantias fixas em suas posições sobre uma linha reta, conforme inica a figura a seguir. Sabeno-se que o móulo a força elétrica exercia por Q 1 sobre Q é e 4, N, qual é o móulo a força elétrica resultante sobre Q? a) 4, N. b) 8, N. c) 1, 10-4 N. ) 1, N. e), N. 11. Inicialmente, a força elétrica atuano entre ois corpos A e B, separaos por uma istância, é repulsiva e vale F. Se retirarmos metae a carga o corpo A, qual eve ser a nova separação entre os corpos para que a força entre eles permaneça igual a F? a). b) /. c) /. ) / 3. e) /3. 1. Nos vértices e um triângulo isósceles, e lao L = 3,0 cm e ângulo e base 30, são colocaas as cargas pontuais q A =,0 ìc e q B = q C = 3,0 ìc. Qual a intensiae a força elétrica, em N, que atua sobre a carga q A? Página 4 e 4

5 Gabarito: Resposta a questão 1: [A] O ispositivo mostrao emonstra a eletrização a Lei e Coulomb, objetos o estuo a Eletrostática. Resposta a questão : a) Aplicano a lei e Coulomb aos pontos mostraos no gráfico: k Q F = k Q ( 0,3) F k Q ( 0,1) F = = k Q ( 0,3) k Q 9 10 = ( 0,1) ( 0,1) ( 0,3) F F 1 = = F = 1 10 N. b) Aplicano novamente a lei e Coulomb: k Q F F = k Q = F Q = k Q = 0,1 = 0, Q = 1 10 C. Resposta a questão 3: Por simetria Q 3 só ficará em equilíbrio se Q 1 = Q. Como Q 1 e Q têm o mesmo sinal elas irão repelir-se, portanto elas evem ser atraías por Q 3 para também permanecerem em equilíbrio. Seno assim Q 1 = Q >0 e a atração entre Q 3 e Q 1 eve ser compensaa pela repulsão entre Q e Q 1. k Q1 Q3 k Q1 Q = 13 1 Q3 Q 9 = Q = 4 Q3 = 1x10 C 0,1 0, 9 Q1 = Q = 1 10 C Portanto, o valor a carga Q 1, em uniaes e Resposta a questão 4: [A] 9 10 C, é igual a 1. A Figura 1 mostra a forças que agem sobre a esfera colocaa em B. Como há equilíbrio, essas forças evem formar um triângulo, como mostra a Figura. Página 5 e 5

6 Suponhamos que essas esferas estejam no vácuo, one a constante eletrostática é N.m /C. Dao: = 6 cm = 6 10 m. Na Figura 1: 6 3 tgθ = = = 0, Na Figura : 9 k = 9 10 F kq tg F P tg mg tg Q P 4 0, 10 0, Q = = θ = = θ = θ = = Q C. mg tgθ k Resposta a questão 5: [A] Em caa uma as extremiaes as quatro iagonais que passam pelo centro o cubo há uas cargas e mesmo móulo e e mesmo sinal. Elas exercem na carga central (também e mesmo sinal e mesmo móulo que as os vértices) forças e mesma intensiae e e sentios opostos. Portanto, essas forças se equilibram, seno então nula a resultante essas forças. Resposta a questão 6: [D] As figuras representam as uas situações. Na primeira situação, as forças são atrativas e têm intensiae: k Q q F =. (I) Na seguna situação, as forças são repulsivas e têm intensiae: Página 6 e 6

7 F = k 4Q 3q 1 k Q q k Q q = = 3.(II) ( ) 4 Comparano as expressões (I) e (II), concluímos que F = 3 F, e que as forças passam e atrativas para repulsivas. Resposta a questão 7: [C] Na primeira situação agem somente o peso e a força elástica, que são iguais. mg 0, 10 kx = mg k = = = 8,0N / m x 0,5 Na seguna situação aparecerá uma força eletrostática que somaa ao peso provocará o equilíbrio o corpo KQ Q Q + mg = kx + 0, 10 = 8 0,45 (0,45) Q = 1,6 Q = 4 10 C Resposta a questão 8: [D] Resolução ( 1 + 5) Depois o contato caa corpo terá carga e F = k.q.q/ = /3 = N = 3 C A força será repulsiva, pois os ois corpos apresentam a mesma natureza elétrica (são cargas positivas). Resposta a questão 9: [D] Resolução Das informações iniciais sabemos que: F = k.q.q/ F = k.(q/) Na configuração apresentaa a força resultante sobre q 1 é: F resultante = [F 1 + F 31 ] F resultante = [(k.3q.q/ ) + (k.4q.q/ )] F resultante = [9k.q 4 / k.q 4 / 4 ] F resultante = [5k.q 4 / 4 ] = 5.k.(q/) = 5.F Resposta a questão 10: [C] Página 7 e 7

8 Resposta a questão 11: [C] Resposta a questão 1: 60N. Página 8 e 8