Exercícios de Indução eletrostática - Lista de Exercícios Resolvida

Considere a seguinte sequência de eventos:

1. Um bastão carregado positivamente é aproximado de uma esfera neutra condutora;
2. Ainda como o bastão positivo por perto, a esfera condutora é aterrada;
3. O aterramento da esfera é desfeito, sem que se retire o bastão positivo;
4. O bastão positivo agora é afastado para bem longe da esfera;

Após essa sequência de eventos, como é a distribuição de cargas sobre a esfera condutora?

Aproxima-se uma partícula puntiforme carregada positivamente de uma esfera condutora, neutra e isolada. Após restabelecido o equilíbrio eletrostático, responda:

a) Como é a distribuição de cargas na esfera condutora? A força entre a esfera e carga é nula, atrativa ou repulsiva? Explique.

b) A esfera é aterrada e, depois de o aterramento ser desfeito, qual é a carga que essa esfera possuirá?

c) Após o aterramento ser desfeito, a força entre a esfera e a carga pontual será nula, atrativa ou repulsiva?

Você tem um objeto com carga negativa. Como pode usá-lo para colocar carga negativa em uma esfera metálica isolada e neutra? E para colocar carga positiva na esfera?

Considere a seguinte sequência de eventos:

1. Duas esferas metálicas, iguais e neutras, são colocadas em contato;
2. Um bastão com carga positiva é aproximado dessas esferas em contato, vindo mais próximo de uma delas, mas sem tocá-las;
3. As esferas são separadas por uma pequena distância uma da outra, mas ainda com o bastão carregado positivamente próximo delas;
4. O bastão positivo agora é afastado e, em seguida, as esferas ficam bastante afastadas entre si;

Após essa sequência de eventos, como é a distribuição de cargas sobre cada uma das esferas condutoras?

Dada uma esfera condutora de carga total zero, aproxima-se uma carga puntiforme positiva dela. Assinale a opção correta:

1. Nada ocorre pois a esfera é neutra.
2. A esfera é atraída, por conta das cargas negativas que são induzidas na proximidade da carga puntiforme positiva.
3. A esfera é repelida, por conta das cargas positivas que são induzidas na proximidade da carga puntiforme positiva.
4. A esfera vai pedir um Uber para ir à Esferolândia

Temos um condutor oco, com carga Q, em equilíbrio eletrostático, conforme mostra a figura.

Com uma pequena esfera condutora, também de carga Q, considere as quatro seguintes situações:

(I) a esfera é colocada dentro da cavidade oca, sem tocar a superfície interna. (II) a esfera é colocada dentro da cavidade, em contato com a superfície interna . (III) a esfera é colocada em contato com a superfície externa do condutor oco. (IV) a esfera é colocada na vizinhança (externa) do condutor oco, sem tocar nele.

Após atingido o equilíbrio eletrostático e referindo-se às cargas nas superfície interna e

externa do condutor oco como e , respectivamente, qual das alternativas corresponde

às quatro situações descritas anteriormente?

(a) I: ; II: ; III: ; IV:

(b) I: ; II: ; III: ;IV:

(c) I: ; II: ; III: ; IV:

(d) I: ; II: ; III: ; IV:

(e) I: ; II: ; III: ; IV:

Uma esfera condutora maciça tem um buraco esférico em seu interior, no qual é colocada (utilizando-se magia) uma carga puntiforme de . Ao lado da esfera é colocada uma carga puntiforme de , conforme o desenho:

Dado que a esfera maciça tinha carga total de , calcule a quantidade de cargas em cada uma das superfícies dela (interna e externa) após atingido o equilíbrio eletrostático.

Uma pequena esfera de metal está pendurada por uma linha isolante dentro de uma esfera condutora grande e oca, como na figura. Um fio condutor estendido atravessa a pequena esfera e o pequeno orifício na esfera oca, porém sem tocá-la. Um bastão carregado é usado para transferir carga positiva para o segmento do fio que está fora da esfera oca. Após o bastão carregado ter tocado o fio e ter sido removido as seguintes superfícies estarão com carga positiva, carga negativa ou descarregada? Explique.

A pequena esfera.

A superfície interna da oca.

A superfície externa da esfera oca.

Uma esfera condutora maciça tem um buraco esférico em seu interior, no qual é colocada (não me pergunte como) uma carga puntiforme de .

Dado que a esfera maciça é neutra, calcule a quantidade de cargas em cada uma das superfícies dela (interna e externa) após a inserção da carga e atingido o equilíbrio eletrostático.

Considere a esfera sólida condutora e a casca esférica condutora concêntrica mostrada na Figura abaixo. A casca esférica tem carga . A esfera sólida tem carga .

1. Quanta carga está na superfície interna da casca esférica?
2. Considere, agora, que um fio metálico seja conectado entre a esfera sólida e a casca. Depois de o equilíbrio eletrostático ser restabelecido, quanta carga está na esfera sólida e em cada superfície da casca esférica?

Um condutor com uma cavidade encontra-se em equilíbrio eletrostático e possui uma carga total . No interior da cavidade, existe uma partícula em repouso, de carga também . Quais são as cargas nas superfícies interna e externa do condutor, respectivamente?

(a) e .

(b) e .

(c) e .

(d) e .

(e) e .

Um condutor com uma cavidade encontra-se em equilíbrio eletrostático e possui uma carga total . No interior da cavidade, existe uma partícula em repouso de carga também . Quais são as cargas nas superfícies interna e externa no condutor, respectivamente?

a)

b)

c)

d)

e)

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um eletroscópio é um dispositivo metálico constituído por uma esfera, uma haste e duas pás livres para se moverem, conforme a figura. Ele é suspenso por um suporte isolante e transparente.

O que ocorre com o eletroscópio (inicialmente eletrizado) quando um bastão de plástico com carga negativa se aproxima dele?

as pás se aproximam, independente da carga inicial do eletroscópio.

as pás se afastam, independente da carga inicial do eletroscópio.

as pás se aproximam se o eletroscópio está com carga positiva.

as pás se aproximam se o eletroscópio está com carga negativa.

as pás permanecem paradas enquanto o bastão não encosta no eletroscópio.

Sabemos que o módulo da força elétrica entre duas partículas carregadas depende da distância entre elas. Suponha, no entanto, que o módulo dessa força não dependa da distância entre elas. Nessa situação hipotética, ao aproximarmos uma haste isolante com carga elétrica negativa de um outro objeto isolante neutro, é correto afirmar que:

1. Não haverá polarização do objeto, mas haverá uma força elétrica de caráter atrativo.
2. Não haverá polarização do objeto e a força elétrica sobre ele será nula.
3. Não haverá polarização do objeto, mas haverá força elétrica resultante de caráter repulsivo.
4. A haste induzirá uma polarização no objeto e haverá uma força elétrica resultante de caráter repulsivo.
5. A haste induzirá uma polarização no objeto e haverá uma força elétrica resultante de caráter atrativo.
6. A haste induzirá uma polarização no objeto, mas a força elétrica resultante sobre ele será nula.

Um corpo isolante, eletrificado com carga negativa, é aproximado de uma esfera condutora, sem tocá-la. Enquanto o corpo carregado está próximo, a esfera condutora é conectada à Terra por um fio condutor. O fio é desconectado e, posteriormente, o corpo carregado é afastado da esfera condutora.

Considere as seguintes afirmações:

A presença do corpo carregado não afeta a carga total da esfera enquanto o fio não for conectado à Terra;

A presença do corpo carregado afeta a distribuição de cargas na esfera condutora mesmo enquanto o fio não estiver conectado à Terra;

A carga total na esfera condutora é negativa, após o fio ser desconectado e a esfera condutora ser afastada do corpo carregado;

O campo elétrico externo à esfera condutora, depois que o corpo carregado é afastado, aponta no sentido do seu centro.

As afirmativas verdadeiras são:

e ;

e ;

, e ;

, e ;

Um condutor com uma cavidade encontra-se em equilíbrio eletrostático e possui uma carga total . No interior da cavidade, existe uma partícula em repouso, de carga também e próximo a este condutor, no seu exterior, foi colocada uma carga .

Qual é o valor da carga total nas superfícies interna e externa deste condutor, respectivamente?

1. e
2. e
3. e
4. e
5. e

Uma esfera oca condutora tem uma única carga puntiforme situada no seu centro. A esfera não tem carga. A carga na superfície interna da esfera é:

:

:

:

:

;

4. Uma carga pontual está no centro de uma casca esférica condutora aterrada de raio interno e raio externo , como mostra a figura abaixo.

Qual das afirmações abaixo é verdadeira?

Escolha uma:

(a) Nenhuma das alternativas é verdadeira

(b) A superfície interna da casca tem carga elétrica enquanto a superfície externa tem carga nula.

(c) A carga elétrica em ambas as superfícies da casca é

(d) A carga elétrica em ambas as superfícies da casca é nula

(e) A superfície interna da casca tem carga elétrica enquanto a superfície externa tem carga elétrica .

Considere que você queira construir um circuito para oscilar na frequência de e você tem um indutor de Qual o valor da capacitância você deverá usar? Se o capacitor é inicialmente carregado até qual a carga de pico (máxima) no capacitor? Qual é a energia total no circuito?

. Uma esfera condutora maciça de raio é envolvida por uma casca esférica concêntrica, também condutora, de raio interno e raio externo . Inicialmente a esfera possui uma carga total e está isolada da casca, que está neutra. A seguir, ela é conectada à casca por meio de um fio condutor fino. Quando o sistema atinge novamente o equilíbrio eletrostático, podemos afirmar que as cargas totais na superfície da esfera maciça e na superfície externa da casca valem, respectivamente:

Escolha uma opção:

e

e

e

e

e

e

e

e

Uma haste isolante, carregada positivamente é trazida para perto de um objeto que está suspenso por um fio também isolante. Se o objeto é atraído pela haste, necessariamente, podemos dizer que:

1. o objeto está carregado negativamente ;
2. o objeto está carregado positivamente ;
3. o objeto é um isolante ;
4. o objeto é um condutor ;
5. nada se pode concluir .

Uma esfera de vidro carregada eletricamente se aproxima de um ímã metálico, posicionado em uma mesa, como ilustrado na figura. No experimento,

1. O ímã é atraído pela esfera devido a uma força elétrica, apenas.
2. O ímã é repelido pela esfera devido a uma força elétrica, apenas.
3. O ímã é duplamente atraído pela esfera devido às forças elétricas e magnética.
4. O ímã fica sujeito a duas forças. Ele atraído (repelido) pela esfera devido a uma força magnética (elétrica).
5. O ímã é atraído pela esfera devido a uma força magnética, apenas.

Joana penteia seu cabelo. Logo depois verifica que o pente utilizado atrai pequenos pedaços de papel. A explicação mais plausível desse fato é que:

1. O pente e o papel estavam eletrizados anteriormente
2. O pente é um bom condutor elétrico
3. O papel já estava eletrizado
4. O pente se eletrizou
5. A atração gravitacional age entre os dois

O eletroscópio de folhas ilustrado na figura a seguir está carregado positivamente.

Quando uma pessoa tocar a esfera, as lâminas a e b se fecharão, indicando que:

1. Os elétrons da pessoa passam para o eletroscópio
2. Os prótons do eletroscópio passam para a pessoa
3. O calor da pessoa passa para o eletroscópio fazendo com que elas se fechem
4. Os elétrons do eletroscópio passam para a pessoa
5. Os nêutrons da pessoa passam para o eletroscópio

6ª questão - Duas esferas condutoras não carregadas, e , são suspensas por fios isolantes de modo que se tocam. Enquanto um bastão carregado negativamente é mantido próximo, mas sem tocar a esfera , alguém move a bola para longe de . Qual a configuração das cargas líquidas nas esferas após este processo?

A) esfera neutra e esfera neutra.

B) esfera positiva e esfera negativa.

C) esfera negativa e esfera positiva.

D) esfera neutra e esfera positiva.

E) esfera negativa e esfera neutra.

Uma grande camada esférica metálica está inicialmente descarregada. Ela está apoiada sobre um suporte isolante e tem um pequeno orifício na parte superior. Uma pequena tachinha metálica carregada com carga é baixada por um fio de seda através do orifício, até tocar o interior da camada. Qual é a carga da superfície externa da camada?

a)

b)

c)

d)

e)

Duas esferas metálicas e neutras X e Y, estão em suportes isolantes. Elas estão em contato uma com a outra. Um bastão R positivamente carregado é trazido para perto de X como mostra a figura (a). Algum tempo depois a esfera Y é afastada de X como na figura (b).

O bastão é finalmente afastado das duas esferas (figura(c)). Quais são os sinais das cargas finais de X e Y, respectivamente?

Neutra e neutra

Negativa e negativa

Positiva e positiva

Negativa e positiva

Positiva e negativa

A figura abaixo mostra dois cubos de plástico carregados, que se atraem segundo a Lei de Coulomb.

Um terceiro cubo (cubo 3) condutor descarregado é colocado separadamente próximo aos cubos 1 e 2. Qual das seguintes figuras descreve as forças entre os cubos 1 e 3 e entre os cubos 2 e 3?

1. I
2. II
3. III
4. IV
5. V

Uma pequena esfera carregada está no interior de uma casca esférica metálica de raio . Nas três situações seguintes, as cargas da esfera e da casca são, respectivamente:

Situação 1: ;

Situação 2: ;

Situação 3: ;

Coloque as situações em ordem, de acordo com a carga na superfície externa da casca, começando pela mais positiva.

1, 2, 3;

3, 1, 2;

2, 3, 1;

3, 2, 1;

Todas empatadas;