FÍSICA — Eletrostática

Um vetor de módulo 20 forma um ângulo de 45° com o eixo x positivo.

a) Calcule as componentes Vx e Vy desse vetor.
b) As duas componentes são iguais? Por que isso ocorre especificamente para 45°?

Um vetor de módulo 8 aponta em uma direção que forma 60° com o eixo x.

a) Determine Vx e Vy, deixando as raízes exatas quando necessário.
b) Qual componente é maior, a horizontal ou a vertical? Explique pelo valor do ângulo.

Um vetor possui componente horizontal Vx = 3 e componente vertical Vy = 4.

a) Calcule o módulo desse vetor.
b) Qual ângulo esse vetor forma com o eixo x? (Use a tabela de senos e cossenos.)

Um vetor de módulo 6 faz um ângulo de 30° com o eixo x.

a) Calcule Vx e Vy.
b) Qual das duas componentes é maior? Isso sempre ocorre para ângulos menores que 45°? Justifique.

Um objeto é puxado simultaneamente por duas forças perpendiculares entre si: uma horizontal de Fx = 6 N e uma vertical de Fy = 8 N.

a) Determine o módulo da força resultante.
b) Se apenas a componente vertical fosse dobrada (Fy = 16 N), mantendo Fx, como ficaria o módulo resultante?

Um bastão de vidro é esfregado em um pano de seda e adquire carga de +3,2 × 10⁻⁶ C. Considere e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

a) Quantos elétrons foram transferidos do bastão para o pano?
b) O bastão ganhou ou perdeu elétrons? Para onde foram esses elétrons?

Um condutor metálico eletrizado positivamente possui carga de +1,6 × 10⁻⁵ C. Considere e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

Quantos elétrons esse condutor perdeu em relação ao seu estado neutro?

Uma esfera metálica neutra recebe, por contato com outro condutor, 5 × 10¹³ elétrons. Considere e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

a) Qual é a carga elétrica adquirida pela esfera, em Coulombs?
b) A carga é positiva ou negativa? Justifique.

Quatro esferas metálicas idênticas A, B, C e D estão isoladas. Apenas A possui carga de 12 μC; B, C e D estão neutras. Realiza-se a seguinte sequência de contatos:


a) Qual é a carga de cada esfera após cada contato? Mostre os cálculos passo a passo.
b) Qual é a carga final da esfera D?

A esfera A possui carga de +6 μC e a esfera B possui carga de −2 μC. As esferas são idênticas e condutoras. Encostam-se as duas e depois separam-se.

a) Qual é a carga final de cada esfera?
b) A carga total do sistema foi conservada? Verifique numericamente.

Uma esfera A com carga de 9 μC toca uma esfera B idêntica e neutra; as duas se separam. Em seguida, B toca uma terceira esfera C idêntica e neutra; separam-se novamente.

a) Qual é a carga de B após o primeiro contato?
b) Qual é a carga final de C?
c) Qual é a carga final de A?

Duas cargas elétricas de 3 μC cada estão separadas por 0,3 m no vácuo. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

a) Calcule a força elétrica entre elas.
b) Essa força é de atração ou repulsão?

Duas cargas de 4 μC e 1 μC estão separadas por 0,2 m no vácuo. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

Calcule a intensidade da força elétrica entre as cargas.

Duas cargas de 5 μC e 20 μC estão separadas por 3 m no vácuo. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

a) Calcule a força elétrica entre elas.
b) A força sobre q₁ tem o mesmo módulo que a força sobre q₂? Justifique com base nas Leis de Newton.

Duas cargas de sinais opostos, cada uma com módulo de 6 μC, estão separadas por 0,6 m no vácuo. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

a) Calcule a intensidade da força elétrica entre elas.
b) A força é atrativa ou repulsiva? Como você determina isso a partir dos sinais das cargas?

Duas cargas de 1 μC e 4 μC no vácuo se repelem com uma força de 0,9 N. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

Determine a distância entre as cargas.

Duas cargas elétricas iguais e desconhecidas estão separadas por 0,3 m no vácuo e se repelem com força de 0,1 N. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

Determine o valor de cada carga.

Duas cargas iguais de q = 1 μC cada estão separadas por uma distância d = 0,1 m no vácuo e interagem com força F₀. Considere k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

a) Calcule F₀.
b) Se a distância entre as cargas for dobrada (d' = 0,2 m), qual será a nova força F'?
c) Qual é a razão F'/F₀? O que essa razão revela sobre a relação entre força e distância na Lei de Coulomb?

A força elétrica resultante que age sobre uma carga tem intensidade de 0,9 N e aponta em uma direção que forma 60° com o eixo horizontal.

a) Decomponha essa força nas componentes horizontal (Fx) e vertical (Fy).
b) Qual componente é maior? Isso é esperado para um ângulo de 60°? Explique.

Um estudante esfrega um bastão de vidro com um pano de seda. Após o atrito, o bastão fica eletrizado positivamente.

a) O que aconteceu microscopicamente durante o atrito? Para onde foram os elétrons?
b) Qual princípio fundamental garante que a carga total do sistema (bastão + pano) não muda? Enuncie-o com suas palavras.
c) Se esse bastão eletrizado for aproximado, sem tocar, de uma esfera metálica neutra isolada, o que acontece com as cargas na esfera? Esse fenômeno tem um nome — qual é?