Carga Elétrica - Exercícios

Rosimar Gouveia

A carga elétrica é a propriedade das partículas de atrair ou não outras. Por exemplo, os elétrons atraem os prótons, já os nêutrons não são nem atraídos nem repelidos pelos elétrons.

Um corpo será neutro quando possui a mesma quantidade de elétrons e prótons. Quando ele possui um maior número de elétrons do que de prótons ele está eletrizado negativamente. Por outro lado, quando o número de elétrons é menor que o número de prótons ele estará eletrizado positivamente.

Aproveite as questões resolvidas e comentadas para tirar suas dúvidas sobre este assunto da eletrostática.

Questões Resolvidas

1) UFRGS - 2018

Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a esfera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará ________ . Por outro lado, se primeiramente o aterramento for desfeito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará ________ .

a) eletricamente neutra – positivamente carregada
b) eletricamente neutra – negativamente carregada
c) positivamente carregada – eletricamente neutra
d) positivamente carregada – negativamente carregada
e) negativamente carregada – positivamente carregada

Quando uma carga negativa é aproximada de uma esfera condutora neutra, uma força de repulsão faz com que os elétrons fiquem acumulados na região da esfera mais afastada da carga.

Desta forma, a região mais próxima da esfera fica com falta de elétrons. Na primeira situação, ao aterrar a esfera enquanto a carga é afastada, faz com que a carga na esfera volte a ficar neutra.

Na segunda situação, como a carga é afastada após o aterramento ser desfeito, isso faz com que o excesso de cargas negativas acumuladas em uma extremidade da esfera seja escoado para a terra, tornando a esfera positivamente carregada.

Alternativa: a) eletricamente neutra – positivamente carregada

2) Fuvest - 2017

Um objeto metálico, X, eletricamente isolado, tem carga negativa 5,0 x 10-12 C. Um segundo objeto metálico, Y, neutro, mantido em contato com a Terra, é aproximado do primeiro e ocorre uma faísca entre ambos, sem que eles se toquem. A duração da faísca é 0,5 s e sua intensidade é 10-11 A. No final desse processo, as cargas elétricas totais dos objetos X e Y são, respectivamente,

a) zero e zero.
b) zero e – 5,0 x 10-12 C.
c) – 2,5 x 10-12 C e – 2,5 x 10-12 C.
d) – 2,5 x 10-12 C e + 2,5 x 10-12 C.
e) + 5,0 x 10-12 C e zero

A quantidade de carga transferida na situação apresentada, pode ser calculada através da seguinte fórmula:

i igual a numerador incremento Q sobre denominador incremento t fim da fração

Substituindo os valores indicados, temos:

10 à potência de menos 11 fim do exponencial igual a numerador incremento Q sobre denominador 0 vírgula 5 fim da fração incremento Q igual a 0 vírgula 5.10 à potência de menos 11 fim do exponencial igual a 5.10 à potência de menos 12 fim do exponencial C

Desta forma, o objeto y recebeu uma carga de 5.10-12 C, mas como está ligado à terra, esse excesso de carga será escoada e o objeto ficará com carga total igual a zero.

O excesso de cargas negativas que estava no objeto x, foi totalmente transferida para o objeto y, conforme calculamos. Sendo assim, sua carga total também será igual a zero.

Alternativa: a) zero e zero

3) PUC/RJ - 2015

Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 µC. Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões. Qual é a carga líquida resultante, em µC, no terceiro bastão?

a) 3,0
b) 4,5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18

Na eletrização por contato, quando os corpos são idênticos, a carga será dividida igualmente pelos corpos.

Assim, a carga de 18 µC (9 + 9) será dividida por 3, portanto, cada bastão terá, após o contato, uma carga líquida resultante de 6 µC (18 : 3).

Alternativa: c) 6,0

4) UFRGS - 2015

Em uma aula de Física, foram utilizadas duas esferas metálicas idênticas, X e Y: X está suspensa por um fio isolante na forma de um pêndulo e Y fixa sobre um suporte isolante, conforme representado na figura abaixo. As esferas encontram-se inicialmente afastadas, estando X positivamente carregada e Y eletricamente neutra.

Questão carga elétrica UFRGS 2015

Considere a descrição, abaixo, de dois procedimentos simples para demonstrar possíveis processos de eletrização e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados, na ordem em que aparecem.

I - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Nesse caso, verifica-se experimentalmente que a esfera X é _____________ pela esfera Y.
II - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Enquanto mantida nessa posição, faz-se uma ligação da esfera Y com a terra, usando um fio condutor. Ainda nessa posição próxima de X, interrompe-se o contato de Y com a terra e, então, afasta-se novamente Y de X. Nesse caso, a esfera Y fica _____________ .

a) atraída – eletricamente neutra
b) atraída – positivamente carregada
c) atraída – negativamente carregada
d) repelida – positivamente carregada
e) repelida – negativamente carregada

No procedimento I, ao aproximar a esfera Y da esfera X, carregada positivamente, os elétrons serão atraídos para a região mais próxima de X. Assim, a esfera X é atraída pela esfera Y.

Já no segundo processo, ao ligar a esfera Y com um fio condutor, a região que ficou com falta de elétrons vai receber cargas negativas. Ao interromper essa ligação, a esfera Y ficará negativamente carregada.

Alternativa: c) atraída – negativamente carregada

5) Fuvest - 2015

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 103 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem

a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.

Note e adote: carga do elétron = - 1,6 x 10-19 C ; carga do próton = + 1,6 x 10+19 C; aceleração local da gravidade = 10 m/s2

Como a carga permaneceu no interior da câmara com velocidade constante, isto significa que a força resultante é igual a zero.

Sendo a força peso e a força elétrica as forças que atuam na carga, elas deverão ter mesma intensidade e sentidos opostos para que a força resultante seja igual a zero.

A força elétrica é calculada pela fórmula Felétrica = q. E e a força peso dada por P = m.g, então temos:

q.2 x 10 ao cubo espaço igual a espaço 3 vírgula 2 x 10 à potência de menos 15 fim do exponencial.10 q igual a numerador 3 vírgula 2 x 10 à potência de menos 14 fim do exponencial sobre denominador 2 x 10 ao cubo fim da fração q igual a 1 vírgula 6 x 10 à potência de menos 17 fim do exponencial C

Como a carga é dada por q = n.e, temos:

1 vírgula 6 espaço x espaço 10 à potência de menos 17 fim do exponencial espaço igual a espaço n.1 vírgula 6 espaço x espaço 10 à potência de menos 19 fim do exponencial n igual a numerador 1 vírgula 6 x 10 à potência de menos 17 fim do exponencial sobre denominador 1 vírgula 6 x 10 à potência de menos 19 fim do exponencial fim da fração n igual a 10 ao quadrado igual a 100 espaço p a r t í c u l a s espaço

Para que a força elétrica tenha o sentido contrário da força peso, será necessário que a carga seja negativa, desta forma, a força terá o sentido contrário ao campo elétrico. Portanto, teremos excesso de elétrons.

Alternativa: b) 100 elétrons a mais que prótons.

6) UFLA - 2010

Duas esferas condutoras descarregadas e iguais 1 e 2 estão em contato entre si e apoiadas numa superfície isolante. Aproxima‐se de uma delas um bastão eletrizado positivamente, sem tocá‐la, conforme figura abaixo. Em seguida as esferas são afastadas e o bastão eletrizado é removido.

Questão UFLA 2010 cargas elétricas

É CORRETO afirmar que

a) as esferas permanecem descarregadas, pois não há transferência de cargas entre bastão e esferas.
b) a esfera 1, mais próxima do bastão, fica carregada positivamente e a esfera 2 carregada negativamente.
c) as esferas ficam eletrizadas com cargas iguais e de sinais opostos.
d) as esferas ficam carregadas com cargas de sinais iguais e ambas de sinal negativo, pois o bastão atrai cargas opostas.

As cargas positivas do bastão irão atrair para a esfera 1 as cargas negativas e a esfera 2 ficará com falta de elétrons.

Ao separar as duas esferas, mantendo o bastão na mesma posição, a esfera 1 ficará eletrizada negativamente e a esfera 2 ficará carregada positivamente.

Alternativa: c) as esferas ficam eletrizadas com cargas iguais e de sinais opostos.

Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
Bacharelada em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF)em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.