P1 de Física II da UFF - 2019.1

Um elétron vai de uma superfície equipotencial para outra ao longo de um dos quatro

caminhos mostrados na figura abaixo. Classifique os caminhos de acordo com o trabalho realizado pelo campo elétrico ( ), do menor ao maior módulo.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Uma partícula com uma carga de é fixada na origem. Uma segunda partícula com uma carga de é movida de no eixo para no eixo , como na figura abaixo. A mudança na energia potencial do sistema deste sistema de duas cargas é:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

As cargas e encontram-se no interior da superfície gaussiana representada pelo hexágono da figura abaixo, enquanto a carga encontra-se no exterior da superfície gaussiana. Seja o fluxo de campo elétrico total através da superfície Gaussiana e , e representam os fluxos de campo elétrico gerados individualmente pelas cargas , e , respectivamente. A respeito dos fluxos de campo elétrico definidos, a alternativa CORRETA é:

(a) e

(b) e

(c) e

(d) e

(e) e

Um dipolo elétrico de momento dipolar   é colocado em um campo elétrico  . Qual é o módulo do torque experimentado por este dipolo?

(a)

(b)

(c) (d)

(e)

Uma partícula com carga deve ser trazida de longe para um ponto próximo a um dipolo elétrico. Nenhum trabalho é feito se a posição final da partícula estiver sobre:

(a) a linha através das cargas do dipolo.

(b) uma linha que faz um ângulo de com o momento dipolar.

(c) uma linha que faz um ângulo de com o momento dipolar.

(d) uma linha perpendicular e que passa pelo centro do momento de dipolo.

(e) nenhuma das alternativas acima.

Um elétron se move do ponto para o ponto , na direção de um campo elétrico uniforme. Durante este trajeto:

(a) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema campo-elétron aumenta.

(b) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema campo-elétron diminui.

(c) o trabalho realizado pelo campo é negativo e a energia potencial do sistema campo-elétron diminui.

(d) o trabalho realizado pelo campo é negativo e a energia potencial do sistema campo-elétron aumenta.

(e) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema campo-elétron não muda.

Uma esfera maciça de raio , feita de material condutor, está carregada com uma carga . Se representa o módulo do campo elétrico gerado pela esfera carregada, onde é a distância ao centro da esfera, o gráfico que reproduz a função CORRETAMENTE é:

Quatro cargas de mesmo módulo são dispostas de forma retilínea sobre o eixo de coordenadas , enquanto uma carga de prova positiva encontra-se na origem . Assinale a alternativa para a combinação de sinais das cargas que gera a maior componente positiva x para a força de Coulomb que atua na carga de prova:

Considere uma superfície gaussiana esférica de raio centrada na origem. Uma carga é colocada dentro da esfera. Para maximizar a magnitude do fluxo do campo elétrico através da superfície gaussiana, a carga deve estar localizada

(a) em qualquer lugar, uma vez que o fluxo não depende da posição da carga, desde que esteja dentro da esfera;

(b) na origem;

(d) em ;

(e) em ;

(c) em ;

Duas placas grandes, planas e orientadas horizontalmente são paralelas entre si, a uma distância uma da outra. A meio caminho entre as duas placas, o campo elétrico resultante tem magnitude . Se a separação das placas é reduzida para , qual é a magnitude do campo elétrico a meio caminho entre as placas?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere as seguintes afirmações:

1. Campos eletrostáticos gerados por quaisquer distribuições de carga são campos conservativos;
2. A força decorrente da indução de um momento de dipolo elétrico em materiais condutores é atrativa, enquanto em materiais isolantes é repulsiva;
3. Apenas campos elétricos gerados por cargas puntiformes obedecem ao princípio de superposição.

Marque a opção que contém as afirmações CORRETAS:

(a) I;

(b) I e II;

(c) I e III;

(d) II e III.

(e) Todas as afirmações são corretas;

Um campo elétrico não-uniforme é direcionado ao longo do eixo em todos os pontos no espaço. A magnitude do campo varia com , mas não com respeito a ou . O eixo de uma superfície cilíndrica, com de comprimento e de diâmetro, é alinhado paralelamente ao eixo , como mostrado na figura abaixo. Os campos elétricos e , nas extremidades da superfície cilíndrica, têm magnitudes de e , respectivamente, e são dirigidos como mostrado. Quanto vale, aproximadamente, o fluxo elétrico que passa pela superfície cilíndrica?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Na figura abaixo, uma pequena esfera de massa e carga é pendurada por um fio fino de massa desprezível. Uma segunda carga é mantida fixa a uma distância de , conforme a figura. Sabendo que é o módulo da aceleração da gravidade, quanto vale ?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Duas grandes placas paralelas condutoras e estão separadas por . Um campo uniforme de , na direção positiva, é produzido por cargas nas placas. O plano central a é uma superfície equipotencial na qual . Um elétron é projetado a partir de , com uma velocidade inicial de perpendicular às placas na direção positiva, como mostrado na figura abaixo. Qual é a energia cinética do elétron quando atinge a placa A?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Uma carga puntiforme positiva e um fio infinito carregado positivamente com densidade de carga estão ilustrados na figura abaixo. A direção do fio é perpendicular à folha de papel. Considere os campos elétricos gerados pelos dois objetos em função da distância de cada um deles. Para qual distância os campos elétricos gerados são idênticos:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)