1.

Na Figura abaixo, temos uma esfera metálica, inicialmente neutra, conectada por um fio de náilon a um suporte. Em seguida, um bastão de plástico carregado negativamente é aproximado dessa esfera e conectado a ela por meio de um fio de cobre, sendo que este é mantido na direção horizontal com o auxílio de um outro fio de náilon, como mostra a Figura. A seguir, o fio de cobre é afastado para longe da esfera e do bastão. Sobre essa situação, são feitas as seguintes perguntas.

  1. Com o bastão negativo ainda perto da esfera metálica, a força entre a esfera e o bastão é de atração, repulsão ou não existe força entre eles? Explique.
  2. Se agora aproximamos um outro bastão, mas com carga positiva, como é a força entre a esfera e esse novo bastão?

Resolução
2.

Um determinado material possui, no equilíbrio eletrostático, uma distribuição de cargas uniformemente simétricas, porém não uniformes, possui uma densidade ρ ( r ) dada por:

ρ r = ρ 0 1 - r R ,     p a r a   r ≤ R

e

ρ r = 0 ,     p a r a   r ≥ R  

em que ρ 0 = 3 Q / ( π R 3 ) é uma constante positiva. Dada essa distribuição, o material em questão seria condutor ou um isolante?

Resolução
3.

Duas esferas metálicas, A e B, de raios R e 3R, respectivamente, são postas em contato. Inicialmente A possui carga elétrica positiva + 2 Q e B carga - Q . Após atingir o equilíbrio eletrostático, as novas cargas de A e B passam a ser, respectivamente:

( a )   Q 2       Q 2      

( b )   3 Q 4       Q 4    

( c )   3 Q 2       Q 2    

( d )   Q 4       3 Q 4    

( e )   4 Q 3       - Q 3    

Resolução
4.

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 S i .

(II) a esfera é colocada dentro da cavidade, em contato com a superfície interna S i .

(III) a esfera é colocada em contato com a superfície externa S e 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 Q i e Q e , respectivamente, qual das alternativas corresponde

às quatro situações descritas anteriormente?

(a) I: Q i =   - Q   Q e = 2 Q

II:   Q i =   2 Q   Q e = 0

III: Q i =   0   Q e = 2 Q

IV:   Q i =   2 Q   Q e = - Q

(b) I: Q i =   0   Q e = Q

II:   Q i = Q   Q e = Q

III: Q i =   Q   Q e = Q

IV:   Q i =   0   Q e = Q

(c) I: Q i =   - Q   Q e = 2 Q

II:   Q i =   0   Q e = 2 Q

III: Q i =   0   Q e = 2 Q

IV:   Q i =   0 Q e = Q

(d) I: Q i =   Q   Q e = 0

II:   Q i = 0   Q e = 2 Q

III: Q i =   0   Q e = 2 Q

IV:   Q i =   Q   Q e = 0

(e) I: Q i =   - Q   Q e = 2 Q

II:   Q i = Q   Q e = Q

III: Q i =   0   Q e = 2 Q

IV:   Q i =   0   Q e = Q

Resolução
5.

Identifique se a afirmação é verdadeira ou falsa:

( ) Metais, em geral, são condutores de eletricidade, uma vez que permitem que cargas se movam com facilidade.

( ) São exemplos de materiais isolantes: isopor, borracha, vidro e cobre.

( ) Isolantes produzem efeito contrário de condutores, dificultando a passagem de corrente elétrica.

Resolução
6.

Uma esfera maciça de raio R , composta por um certo material tem uma distribuição de cargas cuja função de densidade é à seguir:

ρ r = r 2 ,     r < R

Onde r é a distância do centro da esfera até um ponto arbitrário.

Isto significa que as cargas estão distribuídas por todo seu volume, e que existem mais cargas próximas da superfície do que do centro.

Dado que a esfera está em equilíbrio eletrostático, determine se o material é isolante, condutor ou não importa.

Resolução
7.

Uma esfera condutora maciça de raio a possui carga Q . Concêntrica a ela, existe uma casca esférica espessa condutora e descarregada, de raio interno b e raio externo c , onde c > b > a . Em certo instante, conectamos a esfera e a casca esférica por um fio condutor. Quando as cargas atingem o equilíbrio:

( a ) A superfície interna da esfera oca tem carga - Q e a esfera maciça tem carga + Q .

( b ) A superfície externa da esfera oca tem carga + Q e a esfera maciça tem carga + Q .

( c ) A superfície interna da esfera oca tem carga 0 e a esfera maciça tem carga + Q .

( d ) A superfície externa da esfera oca tem carga + Q e a esfera maciça tem carga 0 .

( e ) A superfície externa da esfera oca tem carga + Q e a esfera maciça tem carga - Q .

Resolução

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