Conjuntos Naturais e Inteiros

Lista de Exercícios de Cargas Elétricas

1- (Unitau-SP) Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2 . 10^-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6 10^-19 C, pode-se concluir que a esfera contém:

a) 2 . 10¹⁵ elétrons

b) 200 elétrons

c) um excesso de 2. 10¹⁵ elétrons

d) 2 . 10¹⁰ elétrons

e) um excesso de 2 . 10¹⁰ elétrons

 2- Um corpo condutor inicialmente neutro perde 5,0. 10^-13 elétrons . Considerando a carga elementar e= 1,6 . 10^-19 c, qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons?

3- Uma partícula está eletrizada positivamente com uma carga elétrica de 8.10^-15 C. Como o módulo da carga do elétron é 1,6.10^-19 C, essa partícula:

a) ganhou 2,5.10⁴ elétrons

b) perdeu 2,5.10⁴ elétrons

c) perdeu 6,4.10⁴ elétrons

d) ganhou 6,4.10⁴ elétrons

4- Em uma carga de 1,0 Coulomb o número de elétrons existente é:

 a) 6,25x10¹⁸

b) 3,5x10¹⁸

c) 6,45x10¹⁸

d) 10,45x10¹⁸

5- Eram 23h55m20s do dia 20 de julho de 1969, no Brasil; Terráqueos embasbacados aqui e em , todo o canto do planeta pararam, diante da TV. Numa transmissão ao vivo, viram o astronauta americano Neil Armstrong descer as escadas do módulo lunar da nave Apolo.11, pisar na Lua e proferir a célebre frase: "Esse é um pequeno passo para um homem, mas um grande salto para a humanidade". Foi uma comoção geral: pela primeira vez, um humano caminhava num outro astro do Universo. A façanha está completando 30 anos, cumprindo a profecia de Armstrong: o homem não parou mais de vasculhar o espaço. Tanto que, apenas nove dias depois, a sonda norte americana Mariner Vl transmitia as primeiras imagens de Marte. O que se viu foram fotos de um planeta, árido, cortado por penhascos e precipícios. Extraído da revista Galileu, .

Globo, julho/99, ano 8, n. 96. . Nenhum dos grandes feitos que as superpotências mundiais fizessem na área da tecnologia não seria possível sem o conhecimento que se tem da estrutura atômica.

As principais partículas que constituem um átomo são os prótons, os elétrons e os nêutrons. A carga elétrica do elétron é __________________, enquanto a carga de um próton é ___________________. O nêutron não apresenta carga elétrica. A carga de um elétron é ___________________ a carga de um próton em valor absoluto. A massa do elétron é ___________________ a massa do próton.

Assinale o conjunto de palavras que suprem as lacunas nas frases acima, na ordem CORRETA:

a) Positiva, negativa, menor que, igual

b) Positiva, negativa, igual, maior que

c) Negativa, positiva, maior que , igual

d) Negativa, positiva, igual, menor que

Como a lagartixa consegue subir na parede? A aderência entre as patas das lagartixas e a superfície das paredes é resultado do mesmo fenômeno atrativo eletromagnético que garante a estabilidade dos átomos e moléculas, a chamada força de Van der Waals. As pontas dos dedos desses répteis possuem cerca de 2 milhões de pêlos finíssimos, chamados setas, e a extremidade de cada pêlo subdivide-se em até mil filamentos de dimensões microscópicas conhecidos como cerdas. Os extremos de cada cerda são carregados eletricamente. Os milhões de cerdas fazem com que as lagartixas troquem elétrons entre suas patas e a superfície da parede ou do teto. Este processo é conhecido como força de Van der Waals. Esse fenômeno só foi Exercícios de Física – Carga Elétrica confirmado em 2000 com a publicação, na revista científica britânica Nature, de um estudo coordenado pelos biólogos Kellar Autumn e Robert Full e pelos engenheiros Ronald Fearing e Thomas Kenny, todos americanos. Revista Galilei, fevereiro de 2002, Nº 127, pg 21.

6- Sabendo-se que a lagartixa tem 20 dedos, cada dedo tem 2.000.000 de setas e cada seta 1.000 cerdas e que cada cerda tenha perdido 5.000 elétrons então, a carga elétrica total dos dedos vale: Dado: e = 1,6x10^-19 C

a) 5x10^-6 C

b) 12x10^-9 C

c) 3,2x10^-5 C

d) 6x10^-6 C

7- De acordo com o texto e seus conhecimentos sobre a eletricidade, marque a alternativa CORRETA:

a) as patas da lagartixa ficam carregadas negativamente quando cedem elétrons para a parede.

b) a lagartixa fica presa ao teto se suas patas e o teto tiverem cargas de mesmo sinal.

c) estando a parede neutra, a lagartixa não conseguirá ficar presa ao teto, mesmo que suas patas estejam eletrizadas.

d) o módulo da força elétrica tem que ser no mínimo igual ao módulo do peso da lagartixa para que ela fique no teto sem cair.

8- Quantos elétrons deve-se retirar de um corpo neutro para que ele fique com carga de 2 C?

a) 1,25.10^-19

b) 3,2.10¹⁹

c) 3,2.10^-19

d) 1,25.10¹⁹

Exercícios Resolvidos de Cargas Elétricas

(Unitau-SP) Uma esfera metálica tem carga elétrica negativa de valor igual a 3,2 . 10^-4 C. Sendo a carga do elétron igual a 1,6. 10^-19 C, pode-se concluir que a esfera contém:

a) 2 . 10¹⁵ elétrons

b) 200 elétrons

c) um excesso de 2. 10¹⁵ elétrons

d) 2 . 10¹⁰ elétrons

e) um excesso de 2 . 10¹⁰ elétrons

Q= n.e

Sendo a carga

Q= 3,2.10^-4 C

e a carga elementar

 e= 1,6. 10^-19 C

3,2.10^-4 C = n. 1,6.10^-19 C

  = n

n= 2. 10¹⁵

resposta correta letra c

Um corpo condutor inicialmente neutro perde 5,0. 10^-13 elétrons. Considerando a carga elementar e= 1,6 . 10^-19 c, qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons?

Vamos utilizar a formula

Q= n.e

Sendo n o número de elétrons igual a n = 5,0. 10^-13

e a carga elementar e= 1,6.10^-19 c

Q= 5,0.10^-13 . 1,6.10^-19

Q = 8,0 . 10 ^{– 32} C

Uma breve historia da eletricidade

                Hoje em dia talvez você não se imagine viver sem eletricidade. Usamos a eletricidade para fazer varias coisas durante nosso dia-dia estudar, assistir televisão, acessar a internet entre outras coisas. Mas como você imagina que tudo isso começou? Como surgiu a eletricidade?

                Talvez a resposta seja mais intrigante do que você imagina. A palavra eletricidade vem do grego élektron, que significa âmbar amarelo. Isso mesmo âmbar, que é um sólido de origem fóssil, que ao ser atritado no pelo de um animal passou a atrair outros objetos, como penas e pedacinhos de palha. Esse efeito foi notado há seis séculos antes de Cristo pelo filósofo Tales de Mileto.

                Percebemos que faz muito tempo que notamos alguns efeitos da eletricidade, mas foi apenas 22 séculos depois dessa descoberta de Tales, que o médico Inglês Willian Gilbert observou que o efeito parecido com o do âmbar com outros materiais como o vidro, enxofre, seda, lã entre outros.

                Em 1672, o alemão Otto Von Guericke construiu o primeiro gerador de cargas elétricas. Um dispositivo que consiste em uma bola de enxofre que, ao ser girado por uma manivela e esfregado com a mão ou um pedaço de couro seco, produzia grande quantidade de eletricidade estática.

                Durante muito o questionamento da natureza do fenômeno provocado pelo atrito ficava sem resposta. Quando em 1729 o físico Sthepen Gray descobriu que a eletricidade poderia “fluir” de um corpo para outro. Gray também observou que alguns materiais permitiam a condução da eletricidade e outros não.  Acreditava-se então que a eletricidade era um fluido. Em 1733 o francês Charles du Fay fez uma descoberta interessante que haveria dois tipos de fluido. Eletricidade vítrea ou positiva e a eletricidade resinosa ou negativa.

                A ideia dos dois fluidos permaneceu até 1750, quando Benjamin Franklin que existia um único fluido no corpo. O fluido era conduzido de um corpo para o outro, o que recebia o fluido ficava com eletricidade positiva e o que transferia fluido ficava com eletricidade negativa.

                Apenas no final do século XIX através de algumas experiências e trabalhos que se modificaram a visão que se tinha sobre os fenômenos elétricos. A descoberta feita por John Thomson que o elétron com constituinte universal da matéria. Entre 1909 e 1911, a explicação dos fenômenos elétricos e magnéticos saída ideia dos fluidos e ganhou consistência maior com o modelo baseado na estrutura atômica da matéria. Saem os fluidos e entram os átomos como constituinte da eletricidade.

                Mas a eletricidade como revolução aconteceu um pouco antes, uma nova revolução industrial. Com a invenção da pilha por Alessandro Volta em 1800. A eletricidade como ciência começou a se desenvolver e com um melhor entendimento dos fenômenos elétricos proporcionou o surgimento de dispositivos práticos, como o telégrafo, motor elétrico, o telefone e a lâmpada. A eletricidade modificou o comportamento e as relações humanas.           

Espelho Esférico

Consideramos espelhos esféricos  toda calota com faces polida que tenha alto pode de reflexão.

Elementos geométricos dos espelhos esféricos

Condições de nitidez de Gauss

—  O espelho deve ter pequeno ângulo de abertura (α < 10°).

—  Os raios de luz incidentes devem ser próximos  e pouco inclinados em relação ao eixo principal.

Formação da imagem no espelho Côncavo

1º Objeto real antes do centro da curvatura, forma uma imagem real, invertida e menor em relação ao objeto.

2º Objeto posicionado no centro da curvatura, a imagem é real, invertida e igual ao objeto.

3º Objeto posicionado entre  o centro e o foco principal da curvatura, a imagem é real, invertida e maior

4º Objeto posicionado sobre o foco do espelho, a imagem é a imagem é imprópria, pois se forma muito distante do espelho.

5º Objeto posicionado entre o foco principal e o vértice, a imagem é virtual, direta e maior.

Formação da imagem no espelho convexo

Nos espelhos convexos independente da distância entre  o objeto e o espelho a imagem sempre será virtual, direta e menor e localizada entre o vértice e o foco.

Exercícios

1- (UFES) Um objeto está sobre o eixo de um espelho esférico côncavo. A distância entre o objeto e o espelho é maior que o raio de

curvatura do espelho. A imagem do objeto é:

a) real, não invertida, menor que o objeto;

b) real, invertida, maior que o objeto;

c) real, invertida, menor que o objeto;

d) virtual, não invertida, maior que o objeto;

e) virtual, invertida, menor que o objeto.

2- (PUC) Em um farol de automóvel tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões

que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:

a) côncavo e o filamento está no centro do espelho;

b) côncavo e o filamento está no foco do espelho;

c) convexo e o filamento está no centro do espelho;

d) convexo e o filamento está no foco do espelho;

e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro do espelho.

3- (UNIFESP-SP) Considere as situações seguintes.

I. Você vê a imagem ampliada do seu rosto, conjugada por um espelho esférico.

II. Um motorista vê a imagem reduzida de um carro atrás do seu, conjugada pelo espelho retrovisor direito.

III. Uma aluna projeta, por meio de uma lente, a imagem do lustre do teto da sala de aula sobre o tampo da sua carteira.

A respeito dessas imagens, em relação aos dispositivos ópticos referidos, pode-se afirmar que

a) as três são virtuais.

b) I e II são virtuais; III é real.

c) I é virtual; II e III são reais.

d) I é real; II e III são virtuais.

e) as três são reais.

4- (UNIFESP-SP) Suponha que você é estagiário de uma estação de televisão e deve providenciar um espelho que amplie a imagem

do rosto dos artistas para que eles próprios possam retocar a maquilagem.

O toucador limita a aproximação do rosto do artista ao espelho a, no máximo, 15 cm. Dos espelhos a seguir, o único indicado para

essa finalidade seria um espelho esférico

a) côncavo, de raio de curvatura 5,0 cm.

b) convexo, de raio de curvatura 10 cm.

c) convexo, de raio de curvatura 15 cm.

d) convexo, de raio de curvatura 20 cm.

e) côncavo, de raio de curvatura 40 cm.

5- (PUC-PR) Considere as figuras que representam uma vela colocada em frente a vários tipos de espelhos.

A imagem da vela formada pelo espelho será virtual em:

a) I, IV e V .

b) II e III.

c) I e II

d) somente V.

e) somente IV e V.

Gabarito

1- C/  2- B/  3-B/ 4-E / 5- A

Espelhos planos

Espelhos planos

Introdução

O ramo da física que trabalha com os espelhos planos  é a óptica. Para os espelhos planos , temos:

—  O objeto e sua imagem são simétricos em relação ao espelho;

—  Ponto objeto real: intersecção efetiva dos raios de luz;

—  Ponto imagem virtual: Intersecção dos prolongamentos dos raios de luz;

—  O objeto e a respectiva imagem têm  naturezas contrárias.

Campo visual de um espelho plano 

O campos visual é a região do espaço que pode ser vista por um observador pela reflexão da luz num espelho plano.

  O campo visual depende de um espelho depende do tamanho do espelho, além da posição ocupada pelo observado em relação ao espelho.

Translação do espelho plano

Quando nos afastamos ou nos aproximamos de um espelho plano temos a impressão nossa imagem se aproxima bem mais rápido, isso se deve ao fato de nossa imagem realizar o mesmo movimento que realizamos. Logo se chamarmos Vo a velocidade do objeto e Vi a velocidade da imagem, temos:

Vi = 2Vo

Devido a imagem ser simétrica ao objeto a distância do objeto para a imagem e o dobro da distância do objeto para o espelho, logo:

D= 2d

Associação de espelhos planos

Uma associação de espelhos é quando a luz refletida por um espelho plano atinge a superfície refletora de outro espelho próximo,  formando varias imagem do mesmo objeto.

  Em alguns casos é possível calcular o número N de imagens  formadas numa associação de dois espelhos pela fórmula:

N = (360°/α) - 1

Exercícios

1- Um espelho plano reflete a imagem de um objeto situado a 20 cm do espelho. Deslocando-se o espelho 30 cm numa direção normal ao seu próprio plano, que distância vai separar a antiga e a nova imagem?

r-60 cm

2- Uma pessoa que estava encostada em um espelho plano vertical começa a se afastar de com velocidade de 1,5m/s. Após 10 s, qual a distância:

a)Entre a pessoa e o espelho?

r- 15m

b)Entre a pessoa e sua imagem?

r- 30m

3- Um motorista dirige um carro com velocidade 50 km/h, afastando-se de um poste. Pergunte-se:

a)Qual a velocidade  com que a imagem do poste , conjugada pelo espelho retrovisor plano e fixo no carro, desloca-se em relação a um observador encostado nesse poste?

r- 100 km/h

b)Qual a velocidade com que o motorista vê a imagem do poste afastar-se?

r - 50 km / h

4- Um espelho plano fornece uma imagem de certo objeto situado a uma distância igual a 30 cm do espelho.

Deslocando o espelho 10 cm e afastando-o do objeto com velocidade de 5cm/s, determine:

a)A distância entre a antiga e a nova imagem;

r- 20 cm

b)A velocidade da imagem em relação ao objeto;

r- 10 cm/s

5- Um objeto é colocado entre dois espelhos que forma entre si um ângulo de 45°. Calcule o número

de imagens obtidas e a posição que o objeto deverá ocupar para se obter esse número de imagens.

r - 7 imagens

6- Tira-se uma foto de um casal entre dois espelhos  planos  verticais que formam um ângulo α entre si. Se

nessa foto aparecem 16 indivíduos, qual a medida do ângulo α?

r- 45°

Lista de Exercício sobre Força magnética

  1-    O princípio de funcionamento dos motores elétricos, está baseado em qual ramo de estudo da física?

a)      Eletromagnetismo

b)      Eletrodinâmica

c)       Eletricidade

d)      Mecânica

e)      Termodinâmica

22-      Os motores elétricos são dispositivos muito utilizados atualmente, temos como exemplo os motores utilizados em ventiladores, liquidificadores e etc. Com relação aos motores podemos dizer que são desenvolvidos para transformar maior parte da  energia elétrica em:

a)      Energia magnética

b)      Energia Mecânica

c)       Energia Sonora

d)      Fluxo magnético

e)      Energia elétrica

33-      (UEMT – LONDRINA) A respeito do fluxo de indução, concatenado com um condutor elétrico, podemos afirmar que a força eletromotriz induzida:

a) será nula quando o fluxo for constante;

b) será nula quando a variação do fluxo em função de tempo for linear;

c) produz uma corrente que reforça a variação do fluxo;

d) produz uma corrente permanente que se opõe à variação do fluxo, mesmo quando o circuito estiver aberto;

e) produzirá corrente elétrica somente quando o circuito estiver em movimento.

44-      (UFMG) A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:

a) nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante;

b) inversamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo;

c) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético;

d) tanto maior quanto maior for a resistência da espira;

e) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.

55-      A força magnética máxima acontece quando uma carga elétrica, em movimento em relação ao campo, interage com ele de forma:

a)      Paralela ao campo magnético

b)      Perpendicular ao campo magnético

c)       Paralelo a velocidade

d)      Inclinado ao campo magnético

e)      Não pode-se concluir na

6 

76-      Analise as afirmativas abaixo e verifique se são verdadeira ou falsa

I – Independentemente de como a carga atravesse o campo magnético sempre existirá uma força magnética.

II – Uma carga elétrica ao atravessar perpendicularmente um campo magnético tem força magnética máxima.

III – Quanto mais rápido a carga atravessar o campo menor será a força magnética que atua sobre a mesma.

a)      V V F

b)      F V V

c)       F V F

d)      V F V

e)      F F V

87-      Uma carga elétrica de 4 µC, com velocidade de 100 m/s,  atravessa paralelamente as linhas de um campo magnético de intensidade 0,8 T, qual a intensidade da força magnética em Newton?

a)      3,2

b)      32

c)       0,32

d)      0,032

e)      Nula

98-      Uma carga elétrica de 5 C e velocidade de 10 m/s atravessa um campo magnético de 8T formando um ângulo de 30° graus com as linhas de campo, qual a força magnética sobre a carga em Newtons?

a)      200

b)      400

c)       12000

d)      100

e)      300

19-   Um condutor elétrico de 5 m é atravessado por uma corrente elétrica 2 A, perpendicularmente a esse condutor passa um campo magnético de intensidade de 5T, qual a força magnética em Newton que age sobre o condutor?

a)      0

b)      12

c)       10

d)      50

e)      25

 Gabarito

1-A; 2-B; 3-A; 4-A; 5-B; 6-C; 7-E; 8-A e 9-D