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Lista 2 – Campo Elétrico
1. Em certa região existe um vetor campo elétrico vertical e orientado para cima de módulo 150 N/C.
Uma partícula eletrizada com carga q = –2 μC é colocada nessa região. Caracterize a força elétrica (módulo, direção e sentido) que age na partícula.
2. Uma partícula eletrizada com carga q = –8 μC é colocada em determinado ponto do espaço, ficando sujeita a uma força, de natureza elétrica, vertical, orientada para cima e de intensidade F = 1,6 · 10–3 N.
Com base nessas informações, determine:
a) as características (módulo, direção e sentido) do vetor campo elétrico existente nesse ponto do espaço;
b) as características (módulo, direção e sentido) da força elétrica que agiria em outra partícula com carga q' = +2 μC, colocada nesse mesmo ponto do espaço.
3. Uma partícula com massa 10 g e carga elétrica +5 μC é colocada em um ponto no qual existe um campo elétrico de módulo 2 · 104 N/C. Considerando apenas a força elétrica, qual é o módulo da aceleração instantânea adquirida pela partícula?
4. Em um laboratório, uma partícula com massa de 3 g permanece em repouso no ar quando é abandonada em uma região de campo elétrico vertical, de sentido para baixo e com intensidade de 1.500 N/C. Com base nos dados e considerando g = 10 m/s2, calcule a carga elétrica da partícula.
5. A figura abaixo representa as linhas de força de um campo elétrico e três pontos, A, B e C, desse campo.
Com relação a esse campo, julgue as afirmações abaixo e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.
I. O campo elétrico é mais intenso em B do que em C.
II. O campo elétrico é mais intenso em C do que em A.
III. Uma mesma carga elétrica colocada em A e em B ficará sujeita a uma força mais intensa quando colocada em B.
IV. Se duas partículas com cargas elétricas positivas q1 e q2, colocadas, respectivamente, em A e em C, ficarem sujeitas a forças de mesma intensidade, então q1 > q2.
V. Uma mesma partícula eletrizada colocada em B e em C ficará sujeita a uma aceleração maior quando colocada em B.
6. A figura a seguir mostra as linhas de força de um campo elétrico uniforme, de módulo E = 800 N/C, e dois pontos, A e B, desse campo.
a) Represente o vetor força elétrica que age em uma carga q = +4 μC colocada em A. Qual é o módulo dessa força?
b) Represente o vetor força elétrica que age em uma carga q' = –3 μC colocada em B. Qual é o módulo dessa força?
7. A figura a seguir indica uma carga elétrica puntiforme Q = –6,0 μC, fixa no vácuo, e um ponto P a uma distância de 20 cm dessa carga. Considere a constante eletrostática do vácuo k0 = 9 · 109 N · m2/C2.
a) Indique a direção, o sentido e o módulo do vetor campo elétrico criado pela carga Q no ponto P.
b) Indique a direção, o sentido e a intensidade da força elétrica que agirá em uma carga elétrica q = +1,0 μC quando colocada no ponto P.
8. Na figura abaixo, o campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e os sentidos indicados pelas setas. O módulo do vetor campo elétrico no ponto A vale 100 N/C.
Professor: Vilson Mendes Disciplina: Física II N2
Aluno (a):_______________________________________________________________________Nº ______
Série: 3ª Turma: ______ Data: ____/____/_____
Lista
Determine:
a) as coordenadas da posição da carga elétrica puntiforme;
b) o módulo do vetor campo elétrico, em N/C, no ponto C da figura.
9. Uma carga elétrica Q, cria em um ponto à distância d, um campo elétrico de módulo E.
Considerando outras cargas e outras diferentes distâncias, complete a tabela abaixo. Todas as cargas situam-se em um mesmo meio.
10. A figura abaixo indica duas situações: em uma delas, uma carga elétricaQ1 cria, no ponto P, um campo elétrico de intensidade E; na outra, uma carga elétrica Q2 cria, no ponto P', um campo elétrico de intensidade .
Determine o valor algébrico da razão . Considere que o meio que envolve as cargas é o mesmo nas duas situações.
11. Uma partícula com massa m = 5 g e carga elétrica q = +6 μC é abandonada em uma região de campo elétrico uniforme, como mostra a figura abaixo.
Considerando g = 10 m/s2 e E = 5.000 N/C, julgue as proposições a seguir.
01) A partícula permanece em equilíbrio.
02) A partícula movimenta-se na vertical e para baixo.
04) A força elétrica que atua na partícula tem módulo 0,03 N.
08) A partícula adquire aceleração de 4 m/s2. 16) A partícula adquire aceleração de 16 m/s2.
Qual é a soma dos números que correspondem às proposições corretas?
12. Em certa região da Terra, próximo do solo, a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s2 e o campo eletrostático do planeta (que possui carga negativa na região) tem intensidade 150 N/C.
Determine o sinal e o valor da carga elétrica que uma bolinha de gude, de massa 30 g, deveria ter para permanecer em repouso acima do solo. Considere o campo elétrico praticamente uniforme no local e despreze qualquer outra força atuando sobre a bolinha.
13. O vetor campo elétrico resultante , no ponto P, acha-se corretamente representado nas situações:
Qual é a soma dos números que correspondem às proposições corretas?
14. Em dois pontos, A e B, são colocadas cargas elétricas, respectivamente iguais a +5 μC e –2 μC, como mostra a figura a seguir. Determine a intensidade do vetor campo elétrico em P, considerando
k0 = 9 · 109 N · m2/C2.
15. Em cada um dos casos a seguir, determine o valor algébrico da carga que, ao ser colocada no ponto A da reta r, torna nulo o campo resultante no ponto P. Em todos os casos, a carga elétrica colocada no ponto B vale +8 μC e o meio que envolve as cargas é o vácuo.
a)
b)
c)
Revisando o conteúdo
R1. (Mackenzie-SP) Sobre uma carga elétrica de 2,0 · 10–6 C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80 N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:
a) 1,6 · 10–6 N/C b) 1,3 · 10–5 N/C c) 2,0 · 103 N/C d) 1,6 · 105 N/C e) 4,0 · 105 N/C
R2. (Udesc) A carga elétrica de uma partícula com 2,0 g de massa, para que ela permaneça em repouso, quando colocada em um campo elétrico vertical, com sentido para baixo e intensidade igual a 500 N/C, é:
a) +40 nC b) +40 μC c) +40 mC d) –40 μC e) –40 mC
(Adote: g = 10 m/s2)
R3. (Mackenzie-SP) Uma partícula de massa 5 g, eletrizada com carga elétrica de 4 μC, é abandonada em uma região do espaço na qual existe um campo elétrico uniforme, de intensidade 3 · 103 N/C.
Desprezando-se as ações gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga é:
a) 2,4 m/s2 b) 2,2 m/s2 c) 2,0 m/s2 d) 1,8 m/s2 e) 1,6 m/s2
R4. (UFPI) Uma partícula de massa 2,0 · 10–5 kg, com carga q = 6,0 · 10–8 C, é colocada num campo elétrico uniforme, de intensidade E = 5 · 103 N/C. A partícula adquire uma aceleração escalar de:
a) 2,0 m/s2 b) 5,0 m/s2 c) 10 m/s2 d) 15 m/s2 e) 30 m/s2
R5. (UFPA) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que são linhas de força imaginárias:
a) tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico.
b) tais que a perpendicular a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico.
c) que circulam na direção do campo elétrico.
d) que nunca coincidem com a direção do campo elétrico.
e) que sempre coincidem com a direção do campo elétrico.
R6. (FCC-SP) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5 m dela, o campo tem intensidade E = 7,2 · 106 N/C.
Sendo o meio vácuo onde k0 = 9 · 109 unidades SI, determine Q.
a) 2,0 · 10–4 C b) 4,0 · 10–4 C c) 2,0 · 10–6 C d) 4,0 · 10–6 C e) 2,0 · 10–2 C
R7. (Fuvest-SP) O módulo do vetor campo elétrico gerado por uma esfera metálica de dimensões desprezíveis, eletrizada positivamente, no vácuo, varia com a distância ao seu centro, segundo o diagrama dado.
Sendo e = 1,6 · 10–19 C o módulo da carga elementar do elétron ou do próton, podemos afirmar que essa esfera possui:
a) um excesso de 1 · 1010 elétrons em relação ao número de prótons.
b) um excesso de 2 · 1010 elétrons em relação ao número de prótons.
c) um excesso de 1 · 1010 prótons em relação ao número de elétrons.
d) um excesso de 2 · 1010 prótons em relação ao número de elétrons.
e) igual número de elétrons e prótons.
R8. (UFF-RJ) Entre duas placas metálicas, paralelas e distantes L uma da outra, há um campo elétrico uniforme E, conforme mostrado na figura.
Através de dois pequenos furos, uma carga positiva atravessa o sistema, tendo velocidade inicial v0. Assinale qual das opções a seguir melhor representa a variação da velocidade da carga em função de sua posição ao longo do eixo x.
a)
b)
c)
d)
e)
R9. (Fuvest-SP) Uma fonte F emite partículas (elétrons, prótons e nêutrons) que são lançadas no interior de uma região onde existe um campo elétrico uniforme.
As partículas penetram perpendicularmente às linhas de força do campo. Três partículas emitidas atingem o anteparo A nos pontos P, Q e R. Podemos afirmar que essas partículas eram, respectivamente:
a) elétron, nêutron, próton.
b) próton, nêutron, elétron.
c) elétron, próton, próton.
d) nêutron, elétron, elétron.
e) nêutron, próton, próton.
R10. (Vunesp) Um dispositivo para medir a carga elétrica de uma gota de óleo é constituído de um capacitor polarizado no interior de um recipiente convenientemente vedado, como ilustrado na figura.
A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do repouso no interior do capacitor, onde existe um campo elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo elétrico, a gota inicia um movimento de queda com aceleração 0,2g, onde g é a aceleração da gravidade. O valor absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através da expressão:
a)
b)
c)
d)
e)
R11. (Udesc) Um capacitor produz um campo elétrico uniforme entre as placas A e B, de módulo igual a 11.250 N/C, orientado de A para B. A distância entre as placas é igual a 50 mm. Um elétron de massa 9,00
· 10–31 kg é lançado da placa A no sentido da placa B, paralelamente ao campo elétrico, com velocidade inicial de 2,0 · 107 m/s.
A velocidade do elétron, no instante em que atinge a placa B, é de:
a) 2 · 107 m/s b) zero
c) · 107 m/s d) · 107 m/s
e) O elétron não atinge a placa B.
R12. (PUC-PR) Marque a alternativa cujas palavras completam corretamente as frases abaixo.
I. Quando duas partículas eletrizadas são aproximadas uma da outra, a força elétrica entre elas __________________.
II. Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma certa distância. Sabendo-se que o campo elétrico é nulo num ponto do segmento de reta que une as duas cargas, conclui-se que as cargas são de _________________.
III. Um bastão de vidro eletrizado positivamente repele um objeto suspenso num pêndulo elétrico. Podemos afirmar que o objeto está carregado __________________.
a) diminui, mesmo sinal, positivamente b) aumenta, sinal contrário, negativamente c) diminui, mesmo sinal, negativamente d) aumenta, mesmo sinal, positivamente e) aumenta, sinal contrário, negativamente
R13. (FMABC-SP) Duas cargas puntiformes Q1 e Q2, de sinais opostos, estão situadas nos pontos A e B localizados no eixo x, conforme mostra a figura abaixo.
Sabendo-se que |Q1| > |Q2|, podemos afirmar que existe um ponto do eixo x, situado a uma distância finita das cargas Q1 e Q2, no qual o campo elétrico resultante, produzido pelas referidas cargas, é nulo.
Esse ponto:
a) está localizado entre A e B.
b) está localizado à direita de B.
c) coincide com A.
d) situa-se à esquerda de A.
e) coincide com B.
R14. (PUC-MG) A figura representa duas cargas elétricas fixas, positivas, sendoq1 > q2.
Os vetores campo elétrico, devido às duas cargas, no ponto médio M da distância entre elas, estão mais bem representados em:
a)
b)
c)
d)
e)
R15. (Mackenzie-SP) Considere a figura abaixo.
As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 estão fixas, no vácuo, onde k0 = 9,0 · 109 N · m2/C2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade:
zero
a) 4,0 · 105 N/C b) 5,0 · 105 N/C c) 9,0 · 105 N/C d) 1,8 · 106 N/C
R16. (PUC-RJ) Duas esferas metálicas contendo as cargas Q e 2Q estão separadas pela distância de 1,0 m. Podemos dizer que, a meia distância entre as esferas, o campo elétrico gerado por:
a) ambas as esferas é igual.
b) uma esfera é do campo gerado pela outra esfera.
c) uma esfera é do campo gerado pela outra esfera.
d) uma esfera é do campo gerado pela outra esfera.
e) ambas as esferas é igual a zero.
R17. (Ufes) As linhas de força do conjunto de cargas Q1 e Q2 são mostradas na figura.
Para originar essas linhas, os sinais de Q1 e Q2 devem ser, respectivamente:
a) + e + b) – e – c) + e – d) – e +
e) + e + ou – e –
R18. (Mackenzie-SP) Em cada um dos pontos de coordenadas (d,0) e (0,d) do plano cartesiano, coloca- se uma carga elétrica puntiforme Q, e em cada um dos pontos de coordenadas (–d, 0) e (0,–d) coloca-se uma carga puntiforme –Q. Estando essas cargas no vácuo (constante dielétrica = k0), a intensidade do vetor campo elétrico na origem do sistema cartesiano será igual a:
a)
b)
c)
d)
e)
Gabarito:
1. Fel. = 3 . 10-4 N, vertical e para baixo.
2. a) E = 200 N/C, vertical e para baixo.
b) Fel. = 4 . 10 -4 N, vertical e para baixo.
3. a = 10 m/s2 4. q = -2 . 10-5 C 5. F-V-V-V-F
6. a) Fel.A = 3,2.10-3 N, na mesma direção e sentido do campo elétrico.
b) Fel.B = 2,4.10-3 N, na mesma direção do campo, mas de sentido oposto.
7. a) E = 1,35.106 N/C (horizontal para a direita)
b) Fel = 1,35 N (na mesma direção e sentido do campo)
8. a) P (3,2) b) 36 N/C 9. E/2; 3Q; d/2.
10. Q1/Q2 = 3/8 11. 14
12. – 2 . 10-3 C 13. 22
14. 750 N/C 15. a) QA = + 2 µC b) QA = - 0,5 µC c) QA = - 128 µC
Revisando o conteúdo:
R1. E R2. D R3. A R4. D R5. A R6. A R7. D R8. E R9. E R10. A R11. D R12. D R13. B R14. E R15. A R16. B R17. C R18. A
