EXERCÍCIOS DE PREPARAÇÃO PARA PROVA 3° ANO
Autor: Cesar Alencar | Publicado: 2012-08-20T11:01:00-07:00



01-(UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas

Q1&nbsp;= 4,0 × 10-16&nbsp;C&nbsp;e q‚ = 6,0 × 10-16&nbsp;C

estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9m.
Sendo k = 9,0.109&nbsp;N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas,
em newtons, é de

a) 1,2.10-5.
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;b)
1,8.10-4.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
c) 2,0.10-4.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
d) 2,4.10-4.
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;e)
3,0.10-3.



02-(UEL-PR) Duas cargas iguais de 2.10-6C, se repelem no
vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é
9.109Nm2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de:

a)
0,9&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
b)
0,6&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
c)
0,5&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
d) 0,3&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
e) 0,1



03-(UNESP-SP) Qual dos gráficos representa a maneira como
varia a força elétrica entre duas cargas pontuais em função da distância que as
separa, quando são aproximadas ou afastadas uma da outra?







04-(MACKENZIE-SP) Dois corpúsculos eletrizados com cargas
elétricas idênticas estão situados no vácuo (Ko=9.0.109N.m2/C2) e





distantes 1m um do outro. A intensidade da força de interação
eletrostática entre eles é 3,6.10-2&nbsp;N. A carga elétrica de cada um desses
corpúsculos pode ser (em μC):

a)
9&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
b) 8&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
c)
6&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
d)
4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
e) 2



05-(PUC-MG) Duas cargas elétricas puntiformes são separadas
por uma distância de 4,0 cm e se repelem mutuamente com uma força de 3,6 × 10-5&nbsp;N.
Se a distância entre as cargas for aumentada para 12,0 cm, a força entre as
cargas passará a ser de:

a) 1,5 × 10-6&nbsp;N&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;b) 4,0 × 10-6&nbsp;N&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp; c) 1,8 × 10-6N&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp; d) 7,2 × 10-6&nbsp;N

&nbsp;6-(ENEM-MEC-010) O pó de café jogado no lixo caseiro
e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes
poderão transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de
biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca
de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O





estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual
pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir
significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café
é ideal como produto fertilizante para jardim.

Revista Ciência e Tecnologia no Brasil, nº 155, jan. 2009.

Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel
igual a 900 kg/m3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano,
a produção de biodiesel seria equivalente a

a) 1,08 bilhão de litros.&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;b)
1,20 bilhão de litros.&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;c)
1,33 bilhão de litros.&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;d)
8,00 bilhões de litros.&nbsp;

e) 8,80 bilhões de litros.&nbsp;



7-





A população mundial hoje gira em torno de 7 bilhões de
pessoas e até meados do século XXI deverá atingir 10 bilhões. De acordo com os
cenários escolhidos para a procura energética, o consumo da energia primária
mundial poderá atingir duas a três vezes o consumo atual.

Em 1990, o consumo de energia primária por habitante e por
ano era de 5,1 TEP nos países industrializados e apenas 10% nos países em vias
de desenvolvimento.

1TEP (Tonelada Equivalente de Petróleo) é a unidade de
medição de consumo de energia e equivale a 10x109 cal.

1BEP (Barril Equivalente de Petróleo), variação da TEP,
equivalente a 1,45x109&nbsp;cal.

Ou ainda que:





Uma fonte de energia capaz de corresponder de forma
substancial a esta procura é a energia nuclear, através da FISSÃO e da FUSÃO
nuclear. Vejamos:

Esse fenômeno da repulsão elétrica constitui um dos
Princípios da Eletrostática, cujo módulo da força pode ser determinado pela Lei
de Coulomb F=k.|Q1|. |Q2|./d2.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
.

O quanto esta força atua está relacionado à carga, ao meio e
à distância entre os centros dos núcleos das partículas que estão interagindo.
Caso os núcleos conseguissem se aproximar o suficiente, prevalecendo a
interação forte, ocorreria o fenômeno da fusão nuclear.

O controle dessa fusão nuclear continua sendo objeto de
pesquisa. Essa fusão é o processo no qual dois núcleos de átomos leves (por exemplo,
o hidrogênio – cujo núcleo é constituído por 1 próton com carga elétrica
elementar é 1,6.10-19&nbsp;C) se combinam, ou se fundem, constituindo um
elemento mais pesado. Os núcleos, então, carregados positivamente, devem se
aproximar suficientemente um do outro, ou seja, vencer a força de repulsão
eletrostática entre eles.&nbsp;

Para que as reações de fusão possam ser produzidas a uma
taxa conveniente, são necessárias temperaturas altíssimas, da ordem de 100
milhões de&nbsp; graus Celsius e a pressão faz com que os átomos de&nbsp;
hidrogênio sejam comprimidos.





Os centros de seus núcleos devem estar a 1.10-15&nbsp;metros&nbsp;um
do outro para que ocorra a fusão. Nesse estágio, eles se transformam em plasma.
Uma característica especial desse estado é que, nele, a matéria reage a
influências elétricas e magnéticas.





Por modestas que sejam as esperanças de chegar à fusão,
estima-se que ainda demorará 30 anos para termos um reator comercial e, por
mais caras que sejam as pesquisas, as vantagens da fusão são sedutoras.

Segundo todos os cálculos, as futuras usinas de fusão
nuclear poderão extrair de 1 metro cúbico de água uma quantidade de energia
igual à de 2 mil barris de petróleo.

a) Segundo as expectativas, após a instalação de um reator
comercial com capacidade diária de 100 metros cúbicos de água para a fusão
nuclear, qual seria a sua produção, diária, correspondente a Barris
Equivalentes de Petróleo? (admita que 1 barril [159L] de petróleo de composição
média contenha 1,5x106&nbsp;kcal)

b) Determine o valor da força elétrica repulsiva entre dois
núcleos de hidrogênio quando colocados no vácuo e separados à distância
necessária para a ocorrência da fusão nuclear.





&nbsp;RESOLUÇÕES:

01-&nbsp;F=KQq/d2=9.109.4.10-16.6.10-16/(3.10-9)2&nbsp;
---&nbsp; F=9.24.10-23/9.10-18&nbsp; --- F=24.10-5&nbsp;N&nbsp; ---&nbsp;&nbsp;R-
D

02-&nbsp;F=KQq/d2&nbsp; ---&nbsp; 10-1=9.109.2.10-6.2.10-6/d2&nbsp;
---&nbsp; 10-1=36.10-3/d2&nbsp; ---&nbsp; d2=36.10-2&nbsp; ---&nbsp; d=6.10-1m&nbsp;
---&nbsp;&nbsp;R- B

03- R- E&nbsp; ---&nbsp; veja teoria

04-&nbsp;Q1=Q2=Q&nbsp; ---&nbsp; F=KQq/d2&nbsp; ---&nbsp;
3,6.10-2=9.109.Q.Q/(1)2&nbsp; ---&nbsp; Q2=3,6.10-2/9.109=0,4.10-11&nbsp;
---&nbsp; Q2=4.10-12&nbsp; ---&nbsp; Q=2.10-6C&nbsp; ---&nbsp;&nbsp;R- E

05-&nbsp;Observe na expressão F=KQq/d2&nbsp;que a
intensidade da força F é inversamente proporcional ao quadrado da
distância&nbsp; ---&nbsp; se a distância ficou 3 vezes maior, a força deverá
ficar 33=9 vezes menor&nbsp; ---&nbsp; 3,6.10-5/9&nbsp; ---&nbsp; F=0,4.10-5N&nbsp;
---&nbsp;&nbsp;R-B

6-&nbsp;Dados&nbsp; ---&nbsp;&nbsp; Mpó = 8.106&nbsp;kg&nbsp;
---&nbsp;&nbsp; dbiodie&nbsp;= 900 kg/m3&nbsp;= 0,9 kg/L&nbsp; ---&nbsp;&nbsp;
Mbiodie&nbsp;= 15% Mpó&nbsp; ---&nbsp; dbiodie=Mbiodie/V&nbsp; ---&nbsp;
V=0,15Mpó/dbiodie&nbsp; ----&nbsp; V=1,33.106L&nbsp; ---&nbsp; V=1,33 bilhão de
litros&nbsp; ---&nbsp;&nbsp;R- C





7-

a) Do texto&nbsp; ---&nbsp; “Segundo todos os cálculos, as
futuras usinas de fusão nuclear poderão extrair de 1 metro cúbico de água uma
quantidade de energia igual à de 2 mil barris de petróleo”&nbsp; ---&nbsp;
regra de três&nbsp; ---&nbsp; 1 m3&nbsp;– 2.103&nbsp;barris&nbsp; ---&nbsp; 100
m3&nbsp;– n barris&nbsp; ---&nbsp;

n=2.103.102&nbsp; ---&nbsp; n=2.105&nbsp;barris de
petróleo&nbsp; ---&nbsp; como cada barril contém 1,5.106&nbsp;kcal, 2.105&nbsp;barris
conterão&nbsp; ---&nbsp; W=2.105&nbsp;barris x

1,5.106kcal/barril&nbsp; ---&nbsp; W=3,0.1011&nbsp;kcal=3,0.1014cal&nbsp;
---&nbsp; do enunciado&nbsp; ---&nbsp; 1 BEP (Barril Equivalente de Petróleo),
equivale a 1,45.109&nbsp;cal&nbsp; ---&nbsp; regra de três&nbsp; ---&nbsp; 1
BEP – 1,45.109&nbsp;cal&nbsp; ---&nbsp; n’ BEP – 3.1014&nbsp;cal&nbsp;
---&nbsp; n’=3.1014&nbsp;cal/1,45.109&nbsp;cal&nbsp; ---&nbsp;

n’≈2,07.105&nbsp;BEP.

b) Do texto: “Os centros dos núcleos dos átomos de
hidrogênio devem estar a 1.10-15&nbsp;metros um do outro para que ocorra a fusão”&nbsp;
---&nbsp; ainda do texto&nbsp; ---&nbsp; “essa fusão é o processo no qual dois
núcleos de átomos leves (por exemplo, o hidrogênio – cujo núcleo é constituído
por 1 próton com carga elétrica elementar é 1,6.10-19C) se combinam, ou se
fundem, constituindo um elemento mais pesado. Os núcleos, então, carregados
positivamente, devem se aproximar suficientemente um do outro, ou seja, vencer
a força de repulsão eletrostática entre eles”&nbsp; ---&nbsp; portanto, são
dados&nbsp; ---&nbsp; d=1.10-15m&nbsp; ---&nbsp; .|Q1|= |Q2|=1,6.10-19C&nbsp;
---&nbsp; k=9.109N.m2/C2&nbsp; ---&nbsp;

Lei de Coulomb&nbsp; ---&nbsp;&nbsp; F=k.|Q1|. |Q2|./d2&nbsp;=
9.109.1,6.10-19.1,6.10-19/(1.10-15)2&nbsp;&nbsp; ---&nbsp; F=23,04.101&nbsp;
---&nbsp;&nbsp;F=230,4 N.