Lei de Coulomb
Lista de 11 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Lei de Coulomb com questões de Vestibulares.
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1. (U.Uberaba) Uma aluna de cabelos compridos, num dia bastante seco, precebe que, depois de penteá-los, o pente utilizado atrai pedaçoes de papel. Isso ocorre porque:
- o pente se eletrizou por atrito.
- os pedaços de papel estavam eletrizados.
- o papel é um bom condutor elétrico.
- há atração gravitacional entre o pente e os pedaços de papel.
- o pente é um bom condutor elétrico.
Resposta: A
Resolução:
Quando a aluna penteia os cabelos, ocorre o atrito entre o pente e os fios de cabelo. Esse atrito pode causar a transferência de elétrons entre os objetos em contato, resultando em eletrização. No caso, o pente se eletriza, adquirindo uma carga elétrica.
Os pedaços de papel são atraídos pelo pente eletrizado devido à atração entre cargas elétricas de sinais opostos. O pente eletrizado adquire uma carga elétrica de polaridade oposta à dos pedaços de papel, o que resulta na atração entre eles.
As demais opções não são corretas. Os pedaços de papel não estão eletrizados, o papel não é um bom condutor elétrico, a atração não ocorre devido à força gravitacional e o pente não precisa ser um bom condutor elétrico para atrair os pedaços de papel eletrizados.
2. (UEL-PR) Dois corpos, A e B, de materiais diferentes, inicialmente neutros, são atritados entre si, isolados de outros corpos. Após o atrito,
- ambos ficam eletrizados negativamente.
- ambos ficam eletrizados positivamente.
- um fica eletrizado negativamente e o outro continua neutro.
- um fica eletrizado positivamente e o outro continua neutro.
- um fica eletrizado positivamente e o outro, negativamente.
Resposta: E
Resolução:
3. (UEL-PR) É conhecido que "cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e cargas elétricas de sinais contrários se atraem". Dispõe-se de quatro pequenas esferas metálicas A, B, C e D. Verifica-se que A repele B, que A atrai C, que C repele D e que D está carregada positivamente. Pode-se concluir corretamente que:
- C está carrega negativamente.
- A e C têm cargas de mesmo sinal.
- A e B estão carregadas positivamente.
- B tem carga negativa.
- A e D se repelem.
Resposta: D
Resolução:
4. (UEL) Três esferas condutoras A, B e C têm o mesmo diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra e as outras duas estão carregadas com cargas QB = 1,2 µC e QC = 1,8 µC. Com a esfera A, toca-se primeiramente a esfera B e depois a C. As cargas elétricas de A, B e C, depois desses contatos, são, respectivamente:
- 0,6 µC, 0,6 µC e 1,8 µC.
- 0,6 µC, 1,2 µC e 1,2 µC.
- 1,0 µC, 1,0 µC e 1,0 µC.
- 1,2 µC, 0,6 µC e 1,2 µC.
- 1,2 µC, 0,8 µC e 1,0 µC.
Resposta: D
Resolução: Começa em 2:10
5. (PUC) Seja F a intensidade da força de atração elétrica entre duas partículas carregadas com cargas +q e -q, separadas por uma distância d. Se a distância entre as partículas for reduzida para d/3, a nova intensidade da força de atração elétrica será:
- 3F.
- F/3.
- 6F.
- 9F.
- F/9.
Resposta: D
Resolução: A intensidade da força de atração elétrica entre duas partículas carregadas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
Podemos expressar isso matematicamente como:
F = k * (q1 * q2) / d^2
onde F é a intensidade da força, k é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas das partículas e d é a distância entre elas.
Se a distância entre as partículas for reduzida para d/3, a nova distância será (d/3). Substituindo essa nova distância na fórmula, temos:
F' = k * (q1 * q2) / (d/3)^2
F' = k * (q1 * q2) / (d^2 / 9)
F' = 9 * k * (q1 * q2) / d^2
Comparando a nova intensidade da força (F') com a intensidade original da força (F), podemos ver que F' é igual a 9F. Portanto, a resposta correta é a opção D) 9F.
6. (Cefet-PR) Duas esferas metálicas inicialmente eletrizadas com cargas de 10µC e -2 µC são postas em contato. Após o equilíbrio eletrostático, as esferas são separadas. Percebe-se que a primeira fica com carga de 5µC e a outra, com 3µC. É correto afirmar que durante o contato a segunda esfera:
- recebeu 3 µC de prótons.
- perdeu 2 µC de elétrons.
- perdeu 5 µC de elétrons.
- recebeu 5 µC de prótons.
- perdeu 3 µC de prótons.
Resposta: C
Resolução: Fonte: https://www.tutorbrasil.com.br/ Carga com sinal negativa significa que há excesso de elétrons, já a positiva, há falta.
Vamos calcular a variação de carga na segunda esfera:
ΔC = cf- ci
ΔC = [3 - (-2)]µC
ΔC = 5µC
Como achamos a variação que é positiva, significa que houve perda de 5uC de elétrons
7. (UFPI) Um corpo metálico A, eletrizado negativamente, é posto em contato com outro corpo metálico B, neutro. Sobre a transferência de cargas elétricas entre os dois corpos, até adquirirem equilíbrio eletrostático, qual é a alternativa correta?
- Passarão prótons do corpo B para o corpo A.
- Passarão elétrons do corpo B para o corpo A.
- Passarão prótons do corpo A para o corpo B.
- Passarão elétrons do corpo A para o corpo B.
- Passarão nêutrons do corpo B para o corpo A.
Resposta: D
Resolução: Quando um corpo metálico A, eletrizado negativamente, é posto em contato com outro corpo metálico B, neutro, ocorre a transferência de cargas elétricas entre eles até alcançarem o equilíbrio eletrostático.
No caso do corpo A estar eletrizado negativamente, isso significa que ele possui um excesso de elétrons. Quando os corpos entram em contato, os elétrons em excesso no corpo A podem se mover para o corpo B.
Durante o processo de contato, os elétrons fluem do corpo A para o corpo B, equalizando as cargas entre eles até que ambos atinjam o equilíbrio eletrostático. Esse processo resulta em uma distribuição de cargas uniforme entre os dois corpos, tornando-os eletricamente neutros ou com cargas iguais e opostas.
08. (UEA) Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o estado brasileiro com maior incidência de raios é o Amazonas, com média de 50000 raios por dia. Se a intensidade média da corrente elétrica em um raio é de 80 A e o seu tempo médio de duração é 0,20s, a quantidade de carga elétrica total, em coulombs, transportada pelos raios em um dia no estado do Amazonas é igual a
- 1,0 × 104.
- 2,0 × 105.
- 8,0 × 105.
- 4,0 × 106.
- 2,0 × 107.
Resposta: C
Resolução: Para calcular a quantidade de carga elétrica total transportada pelos raios em um dia no estado do Amazonas, podemos usar a fórmula:
Q = I * t
Onde:
Q é a quantidade de carga elétrica em coulombs (C),
I é a intensidade da corrente elétrica em amperes (A),
t é o tempo de duração do raio em segundos (s).
No caso, a intensidade média da corrente elétrica em um raio é de 80 A e o tempo médio de duração é de 0,20s.
Vamos calcular a quantidade de carga elétrica em um raio:
Q_raio = 80 A * 0,20 s
Q_raio = 16 C
Agora, vamos calcular a quantidade de carga elétrica total em um dia:
Q_total = 16 C/raio * 50000 raios/dia
Q_total = 800000 C
Portanto, a quantidade de carga elétrica total, em coulombs, transportada pelos raios em um dia no estado do Amazonas é igual a 800.000 coulombs.
09. (PUCCamp) Duas partículas, A e B, eletrizadas com cargas positivas, são colocadas próximas uma da outra, no vácuo. Sabe-se que as massas das partículas são iguais e que a carga elétrica da partícula A é maior que a carga elétrica da partícula B.
Considerando que sobre as partículas atuem apenas as forças de natureza eletrostática, de acordo com as leis de Coulomb e de Newton, imediatamente após serem soltas, as partículas se
- repelem e ficam sujeitas à mesma aceleração.
- repelem e a aceleração a que a partícula A fica sujeita é menor que a da partícula B.
- repelem e a aceleração a que a partícula A fica sujeita é maior que a da partícula B.
- atraem e ficam sujeitas à mesma aceleração.
- atraem e a aceleração a que a partícula A fica sujeita é menor que a da partícula B.
Resposta: B
Resolução: Pelas Leis de Coulomb foi possível analisar qual a interação entre as cargas elétricas e como era possível mensurar a força de atração ou repulsão de cargas elétricas.
Para isso sabe-se que cargas de sinais iguais sofrem repulsão e cargas de sinais diferentes sofrem atração.
10. (UDESC) Uma das principais contribuições para os estudos sobre eletricidade foi a da definição precisa da natureza da força elétrica realizada, principalmente, pelos trabalhos de Charles Augustin de Coulomb (1736-1806). Coulomb realizou diversos experimentos para determinar a força elétrica existente entre objetos carregados, resumindo suas conclusões em uma relação que conhecemos atualmente como Lei de Coulomb.
Considerando a Lei de Coulomb, assinale a alternativa correta.
- A força elétrica entre dois corpos eletricamente carregados é diretamente proporcional ao produto das cargas e ao quadrado da distância entre estes corpos.
- A força elétrica entre dois corpos eletricamente carregados é inversamente proporcional ao produto das cargas e diretamente proporcional ao quadrado da distância entre estes corpos.
- A força elétrica entre dois corpos eletricamente carregados é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre estes corpos.
- A força elétrica entre dois corpos eletricamente carregados é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional a distância entre estes corpos.
- A força elétrica entre dois corpos eletricamente carregados é diretamente proporcional a distância entre estes corpos e inversamente proporcional ao produto das cargas.
Resposta: C
Resolução:
11. (Unit-SE) A maioria das membranas celulares possui uma diferença no potencial elétrico entre cada lado denominado de Potencial de membrana. Essa diferença de potencial exerce uma força em qualquer molécula eletricamente carregada e obedece à Lei de Coulomb.
Considerando-se duas partículas carregadas com cargas q1 = 0,25mC e q2 = 0,6mC distantes 10,0cm uma da outra e a constante eletrostática igual a 9,0.109N.m²/C², então a intensidade da força elétrica entre elas, em MN, é igual a
- 0,116
- 0,135
- 0,148
- 0,153
- 0,162
Resposta: B
Resolução: Para calcular a intensidade da força elétrica entre as duas partículas, podemos usar a Lei de Coulomb. A fórmula para a força elétrica entre duas cargas é dada por:
F = k * (q1 * q2) / r^2
Onde F é a força elétrica, k é a constante eletrostática, q1 e q2 são as cargas das partículas e r é a distância entre elas.
Substituindo os valores fornecidos na fórmula, temos:
F = (9.0 * 10^9 N.m²/C²) * (0.25 * 10^-3 C) * (0.6 * 10^-3 C) / (0.1 m)^2
Simplificando os valores numéricos, obtemos:
F = (9.0 * 10^9) * (0.25 * 0.6) / 0.1^2
F = 13.5 * 10^6 N
Convertendo para MN (milionewtons):
F = 13.5 MN
Portanto, a intensidade da força elétrica entre as duas partículas é igual a 0,135 MN.