RESUMO

FORÇA ELÉTRICA

A força elétrica é uma das 4 forças fundamentais da natureza (força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca).
Surge entre corpos carregados eletricamente.

Existem algumas semelhanças entre a força elétrica e a força gravitacional, como mostra o quadro a seguir:

A força de interação entre duas cargas elétricas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância. Logo, o gráfico da força pela distância que separa as cargas é uma hipérbole:

O módulo dessa força é dada pela Lei de Coulomb (no quadro acima).
A direção é a mesma da reta que une as cargas.
O sentido é determinado pelo sinal das cargas: cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais contrários se atraem.

A Lei de Coulomb só pode ser usada de duas em duas cargas. Se existirem mais cargas no sistema, o cálculo da força resultante deve obedecer às regras da soma vetorial.

CAIU NO ENEM!

CAIU NO VESTIBULAR!

2018

B (UNESP 2018) Suponha uma pequeníssima esfera contendo 12 nêutrons, 11 prótons e 10 elétrons, ao redor da qual gira um elétron a 1,6 × 10^–10 m de seu centro, no vácuo. Considerando a carga elementar e = 1,6 × 10^–19 C e a constante eletrostática do vácuo k0 = 9 × 10⁹ N · m² / C², a intensidade da força elétrica entre a esfera e o elétron é

a) 5,6 × 10^–10 N.
b) 9,0 × 10^–9 N.
c) 1,4 × 10^–9 N.
d) 1,4 × 10^–12 N.
e) 9,0 × 10^–12 N.

A (MACKENZIE 2018) Duas cargas elétricas +6,0 μC e +1,0 μC estão fixadas em uma região no vácuo a uma distância de 1,0 m uma da outra. A força resultante que atua em uma carga de –2,0 μC, colocada entre elas, será igual a zero, quando esta estiver a uma distância da carga de +1,0 μC de, aproximadamente,

a) 0,3 m
b) 0,4 m
c) 0,5 m
d) 0,7 m
e) 1,2 m

B (FCMSCSP 2018) Quatro cargas puntiformes idênticas (A, B, C e D) estão fixas e dispostas conforme a figura. As forças de repulsão entre A e B, A e C e entre A e D são, respectivamente, F_AB, F_AC e F_AD.

Sendo F_AB = F, as intensidades de F_AC e F_AD são, respectivamente,

2017

A (FACULDADE DE MEDICINA ALBERT EINSTEIN 2017) Observe a figura abaixo onde duas esferas de massas iguais a m estão eletrizadas com cargas elétricas Q, iguais em módulo, porém de sinais contrários. Estando o sistema em equilíbrio estático, determine a distância d entre os centros das esferas. Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a g, a constante eletrostática do meio igual a k e a tração na corda igual a T.

B (UFJF-PISM 3 2017) Em uma experiência realizada em sala de aula, o professor de Física usou três esferas metálicas, idênticas e numeradas de 1 a 3, suspensas por fios isolantes em três arranjos diferentes, como mostra a figura abaixo:

Inicialmente, o Professor eletrizou a esfera 3 com carga negativa. Na sequência, o professor aproximou a esfera 1 da esfera 3 e elas se repeliram. Em seguida, ele aproximou a esfera 2 da esfera 1 e elas se atraíram. Por fim, aproximou a esfera 2 da esfera 3 e elas se atraíram. Na tentativa de explicar o fenômeno, 6 alunos fizeram os seguintes comentários:

João: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera 2, positivamente.
Maria: A esfera 1 pode estar eletrizada positivamente e a esfera 2 negativamente.
Letícia: A esfera 1 pode estar eletrizada negativamente, e a esfera 2 neutra.
Joaquim: A esfera 1 pode estar neutra e a esfera 2 eletrizada positivamente.
Marcos: As esferas 1 e 2 podem estar neutras.
Marta: As esferas 1 e 2 podem estar eletrizadas positivamente.

Assinale a alternativa que apresenta os alunos que fizeram comentários corretos com relação aos fenômenos observados:

a) somente João e Maria.
b) somente João e Letícia.
c) somente Joaquim e Marta.
d) somente João, Letícia e Marcos.
e) somente Letícia e Maria.

B (EEAR 2017) Duas cargas são colocadas em uma região onde há interação elétrica entre elas. Quando separadas por uma distância d, a força de interação elétrica entre elas tem módulo igual a F. Triplicando-se a distância entre as cargas, a nova força de interação elétrica em relação à força inicial, será

a) diminuída 3 vezes
b) diminuída 9 vezes
c) aumentada 3 vezes
d) aumentada 9 vezes

D (PUC RJ 2017) Duas cargas pontuais q₁ e q₂ são colocadas a uma distância R entre si. Nesta situação, observa-se uma força de módulo F₀ sobre a carga q₂. Se agora a carga q₂ for reduzida à metade e a distância entre as cargas for reduzida para R/4, qual será o módulo da força atuando em q₁?

a) F₀ /32
b) F₀ /2
c) 2 F₀
d) 8 F₀
e) 16 F₀

2016

E (UDESC 2016) Duas pequenas esferas estão separadas por uma distância de 30 cm. As duas esferas repelem-se com uma força de 7,5 × 10^-6 N. Considerando que a carga elétrica das duas esferas é 20 nC, a carga elétrica de cada esfera é, respectivamente:

a) 10 nC e 10 nC
b) 13 nC e 7 nC
c) 7,5 nC e 10 nC
d) 12 nC e 8 nC
e) 15 nC e 5 nC

2015

A (FMABC 2015) Uma partícula de massa M e carga elétrica igual a – Q descreve um movimento circular e uniforme em torno de outra partícula fixa de massa igual a 2M e carga + Q. A distância entre os centros de massas dessas partículas vale d e a constante eletrostática do meio vale k. Com base nesses dados determine, respectivamente, a velocidade angular (ω) e o período (T) da
partícula giratória. Despreze a interação de natureza gravitacional entre as massas.

2014

(UNICAMP 2014) A atração e a repulsão entre partículas carregadas têm inúmeras aplicações industriais, tal como a pintura eletrostática. As figuras abaixo mostram um mesmo conjunto de partículas carregadas, nos vértices de um quadrado de lado a, que exercem forças eletrostáticas sobre a carga A no centro desse quadrado. Na situação apresentada, o vetor que melhor representa a força resultante agindo sobre a carga A se encontra na figura

2013

2012

A (IFPR-T 2012) O francês Charles Augustin Coulomb apresentou em 1783 a denominada lei de Coulomb, que mostra a interação de forças eletrostáticas entre duas partículas carregadas, onde estas forças podem ser de atração (cargas de sinais diferentes) e repulsão (cargas de mesmo sinal). A partir da Lei de Coulomb pode-se calcular o módulo da força elétrica entre duas partículas puntiformes carregadas pela expressão:

onde k é a constante eletrostática que depende do meio; q₁ e q₂ são os valores das cargas elétricas e r é a distância entre as cargas.

Analise as alternativas a seguir e marque a correta.

a) O módulo da força que q₁ exerce sobre q₂ é o mesmo que q₂ exerce sobre q₁, onde as forças estão na mesma direção, porém em sentidos opostos.
b) O módulo da força entre as cargas é diretamente proporcional a r².
c) O módulo da força que q₁ exerce sobre q₂ é diferente do módulo da força que q₂ exerce sobre q₁, o módulo destas forças depende basicamente do valor de cada uma das cargas.
d) O módulo da força elétrica entre as cargas puntiformes, independe do meio onde se encontram as cargas.
e) O módulo da força elétrica entre duas cargas puntiformes independe da distância entre elas.

C (PUC RJ 2012) Um sistema eletrostático composto por 3 cargas Q₁ = Q₂ = +Q e Q₃ = q é montado de forma a permanecer em equilíbrio, isto é, imóvel. Sabendo-se que a carga Q₃ é colocada no ponto médio entre Q₁ e Q₂, calcule q.

a) − 2 Q
b) 4 Q
c) − ¼ Q
d) ½ Q
e) − ½ Q

A (UDESC 2012) Duas cargas puntiformes +4q e +q estão dispostas ao longo de uma linha reta horizontal e separadas por uma distância d. Em que posição x, ao longo da linha horizontal, e em relação à carga +4q, deve-se localizar uma terceira carga +q a fim de que esta adquira uma aceleração nula?

a) 2d / 3
b) 3d / 2
c) 5d / 4
d) d / 3
e) 3d / 4

(MAUÁ 2012) Seis cargas puntiformes q₁ = +2Q, q₂ = +Q, q₃= –3Q, q₄ = –2Q, q₅ = +Q e q₆ = –3Q são fixadas nos vértices de um hexágono regular de lado L, como mostra a figura. Uma sétima carga q₇= +4Q é colocada no centro do hexágono.

Determine o módulo, a direção e o sentido da força resultante sobre a carga q₇.

RESPOSTA:

a) – 2 Q
b) 4 Q
c) – ¼ Q
d) ½ Q
e) – ½ Q

2011

D (FEI 2011) Duas cargas q₁ = 2 μC e q₂ = 4 μC estão a uma distância de 0,5 m uma da outra. Nessas condições e supondo que a constante eletrostática é k₀, a força entre as cargas é:

a) de atração com módulo 16.10^-12 k₀.
b) de repulsão com módulo 16.10^-12 k₀.
c) de atração com módulo 32.10^-12 k₀.
d) de repulsão com módulo 32.10^-12 k₀.
e) nula.

D (MACKENZIE 2011) Duas cargas elétricas puntiformes, quando separadas pela distância D, se repelem com uma força de intensidade F. Afastando-se essas cargas, de forma a duplicar a distância entre elas, a intensidade da força de repulsão será igual a:

a)√2 ∙ F
b) 2 ∙ F
c) F/2
d) F/4
e) F/8

D (PUC RJ 2011) Uma carga Q₁ = 1,0 × 10^-6C está fixa no ponto x = 0. No instante t = 0 s, em x = 1,0 m se encontra uma carga Q₂ = 2 Q₁, em repouso, porém livre para se mover. Considere que o eixo x é a linha que une as duas cargas. Dado que a constante k_e = 9,0 × 10⁹ N m²/C², indique a força em newtons na direção x que a carga Q₂ faz sobre a carga Q₁.

a) 18,0 × 10^-3.
b) 4,5 × 10^-3.
c) 9,0 × 10^-3.
d) -18,0 × 10^-3.
e) -9,0 × 10^-3.

C (UEFS 2011) O objetivo primordial da Física é entender a natureza de forma unificada. Tem-se algumas ideias sobre como unificar as interações fortes com as fracas e eletromagnéticas — a chamada Grande Unificação —, mas isso só pode ocorrer se a gravidade for incluída na equação, o que traz grandes dificuldades. Sabendo-se que a ordem de grandeza da constante de gravitação universal é 10⁻¹⁰ N.m²/kg², da constante eletrostática é 10¹⁰ N.m²/C², da massa do elétron é 10⁻³⁰ kg, da massa do próton é 10⁻²⁷ kg, da carga elétrica elementar é 10⁻¹⁹ C, do raio do átomo de hidrogênio é 10⁻¹⁰ m, a intensidade da atração gravitacional entre um elétron e um próton, no átomo de hidrogênio, é menor que a força de atração elétrica um número de vezes da ordem de:

a) 10¹⁹
b) 10²³
c) 10³⁹
d) 10⁴¹
e) 10⁴⁴

A (IFSC 2011) Um pêndulo elétrico de comprimento R e massa m = 0,2 kg, eletrizado com carga Q positiva, é repelido por outra carga igual, fixa no ponto A. A figura mostra a posição de equilíbrio do pêndulo.

Dados: g = 10 m/s².

Assinale a alternativa correta. Qual é o módulo das cargas?

2009

D (UNIFESP 2009) Considere a seguinte “unidade” de medida: a intensidade da força elétrica entre duas cargas q, quando separadas por uma
distância d, é F. Suponha em seguida que uma carga q₁ = q seja colocada frente a duas outras cargas, q₂ = 3q e q₃ = 4q, segundo a disposição mostrada na figura.

A intensidade da força elétrica resultante sobre a carga q₁, devido às cargas q₂ e q₃, será

a) 2F.
b) 3F.
c) 4F.
d) 5F.
e) 9F.