Carga Eletrica E Campo Eletrico

QUESTÃO 1

Um objeto metálico carregado positivamente, com carga +Q, é aproximadamente de um eletroscópio de folhas, que foi previamente carregado negativamente com carga igual a -Q.

Qual (is) dos itens abaixo está (ão) correto(s), justifique suas respostas.

I. À medida que o objeto for se aproximando do eletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que já estavam.

II. À medida que o objeto for se aproximando, as folhas permanecem como estavam.

III. Se o objeto tocar o terminal externo do eletroscópio, as folhas devem necessariamente fechar-se.

Somente a afirmativa III está correta, pois quando o objeto tocar o terminal externo atrairá os elétrons das folhas, fazendo com que as folhas fiquem neutras e se fechem.

QUESTÃO 2

De acordo com o modelo atômico atual, os prótons e nêutrons não são mais considerados partículas elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda menores, os quarks. Admite-se a existência de 12 quarks na natureza, mas só dois tipos formam os prótons e nêutrons, o quark up (u), de carga elétrica positiva, igual a 2/3 do valor da carga do elétron, e o quark down (d), de carga elétrica negativa, igual a -1/3 do valor da carga do elétron. A partir dessas informações, como apresenta corretamente a composição do próton e do nêutron?

Carga elétrica do quark up = +2/3e

Carga elétrica do quark down = -1/3e

O próton é composto por: 2 up e 1 down

O nêutron é composto por: 1 up e 2 down

QUESTÃO 3

Os corpos ficam eletrizados quando perdem ou ganham elétrons. Imagine um corpo que tivesse um mol de átomos e que cada átomo perdesse um elétron. Esse corpo ficaria eletrizado com uma carga, com coulombs, igual a?

Dados:

Carga do elétron = 1,6x10-19C;

1 mol = 6,0x1023

1 mol de átomos = 6,0x1023 átomos

Cada átomo perdeu um elétron, então no total foram perdidos 6,0x1023 elétrons.

A carga perdida foi de (6,0x1023) (–1,6x10-19) = – 9,6x104C

Dessa forma o corpo fica com carga positiva = + 9,6x104C

QUESTÃO 4

Suponha que o nosso Universo não tivesse força gravitacional e que só as forças eletromagnéticas mantivessem todas as partículas unidas. Admita que a Terra tivesse uma carga elétrica de 1 coulomb.

Qual deveria ser a ordem de grandeza da carga elétrica do Sol para a Terra tivesse exatamente a mesma trajetória do universo do universo real?

Dados:

Massa do Sol = 2,0 x 1030 kg

Massa da Terra = 6,0 x 1024 kg

G = 6,7 x 10-11 Nm2kg-2

k = 9,0 x 109 Nm2C-2

F(G) ë força gravitacional

F_((G)) =(Gm_t m_s)/r^2 →F_((G)) r^2=Gm_t m_s

F(E) ë força elétrica ou eletrostática

F_((E) )= (Kq_t q_s)/r^2 →F_((E)) r^2=Kq_t q_s

Para conservar a mesma trajetória do universo do universo real, então F_((G)) =F_((E) ), assim:

F_((G)) r^2=F_((E)) r^2

Gm_t m_s=Kq_t q_s

6,7.〖10〗^(-11) 6.〖10〗^24.2.〖10〗^30 Nm²=9.〖10〗^9.1.q_s Nm²C^(-1)

q_s=(80,4.〖10〗^43)/(9.〖10〗^9 ) C

q_s=8,93.〖10〗^34 C

Ordem de grandeza da carga elétrica do Sol é de 1034.

Se neste estranho universo não existisse também a força eletromagnética, certamente não haveria nem Sol e nem os planetas. Explique por quê.

QUESTÃO 5

Um aluno tem 4 esferas idênticas, pequenas e condutoras (A, B, C e D), carregadas com cargas respectivamente iguais a -2Q, 4Q, 3Q e 6Q. A esfera A é colocada em contato com a esfera B e a seguir com as esferas C e D. Ao final do processo a esfera A estará carregada com carga equivalente a?

Esfera A e B antes do contato.

QA = -2Q QB = 4Q

Esfera A e B depois do contato.

Q’A = Q Q’B = Q

Esfera A e C antes do contato.

QA = Q QC = 3Q

Esfera A e B depois do contato.

Q’A = 2Q Q’C = 2Q

Esfera