Lista 04 - Eletrostática

LISTA DE EXERCÍCIOS – PROF. FELIPE KELLER
ELETROSTÁTICA
Carga Elétrica
-6
1 - Um corpo tem uma carga igual a -32. 10 C. Quantos elétrons há em excesso nele?
-6
2 - É dado um corpo eletrizado com carga + 6,4.10 C. Determine o número de elétrons em falta no
corpo.
-9
3 - Quantos elétrons em excesso tem um corpo eletrizado com carga de -16.10 C?
4 – Um corpo possui 2,5.10¹² elétrons em excesso. Determine a carga deste corpo.
8
5 - Um corpo possui 5.10 elétrons em falta. Determine a carga deste corpo.
6 - Em que condições temos atração entre duas cargas elétricas? E em que condições elas se
repelem?
Conservação de Carga
7 - Duas esferas metálicas idênticas, de cargas 2 C e 6C, foram colocadas em contato. Determine
a carga de cada uma após o contato.
8 – Quatro esferas metálicas idênticas, de cargas X = 1C, Y = -4C, Z = 5C, W = 2C foram
colocadas em contato ao mesmo tempo. Determine a carga de cada uma após o contato.
9 – Existem quatro esferas metálicas com cargas X = 2C, Y = -1C, Z = 4C, W = -3C. Foi feito os
seguintes contatos. Primeiramente foi colocado em contato X com Z. Depois Z com W. E
finalmente X com Y. Calcule a carga de cada esfera após os 3 contatos.
10 - Um corpo A, com carga QA = 8 C, é colocado em contato com um corpo B, inicialmente
neutro. Calcule a nova carga do corpo A.
-6
-6
11 - Duas esferas metálicas idênticas, de cargas - 4. 10 C e 6.10 C, foram colocadas em contato.
Determine a carga de cada uma após o contato.
Lei de Coulomb
-5
12 - Dois corpos foram eletrizados positivamente. Um dos corpos ficou com uma carga de 10 C e
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o outro com uma carga de 10 C. Determine a força de repulsão que aparecerá entre eles, se
-3
9
2
2
forem colocados a uma distância de 10 m um do outro. Considere Kvácuo = 9.10 N.m /C
-4
-3
13 - Duas cargas de 8.10 C e 2.10 C estão separadas por 6 m, no vácuo. Calcule o valor da força
de repulsão entre elas.
-6
-6
14 - Duas cargas elétricas Q1 = 10.10 C e Q2 = -2.10 C estão situadas no vácuo e separadas por
uma distância de 20 cm. Qual é o valor da força de atração entre elas?
-12
-5
15 - Uma carga de 10 C é colocada a uma distância de 10 m de uma carga Q. Entre as cargas
-4
aparece uma força de atração igual a 27.10 N. Determine o valor da carga Q. Considere Kvácuo =
9
2
2
9.10 N.m /C
-9
-2
16 - Uma carga de 10 C é colocada a uma distância de 2.10 m de uma carga Q. Entre as cargas
-5
aparece uma força de atração igual a 9.10 N. Determine o valor da carga Q. Considere Kvácuo =
9
2
2
9.10 N.m /C
-4
17 - A que distância no vácuo devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 10 C, para
que a força elétrica de repulsão entre elas tenha intensidade 10 N?
18 - Colocam-se, no vácuo, duas cargas elétricas iguais a uma distância de 2 m uma da outra. A
2
intensidade da força de repulsão entre elas é de 3,6.10 N. Determine o valor em módulo das
cargas.
19 - Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão situadas no vácuo a 2 m de
distância, Sabendo que a força de repulsão mútua tem intensidade 0,1 N, calcule Q.
-6
20 - A distância entre duas cargas iguais é igual a 3.10 m. Determine a força de repulsão
-11
eletrostática entre as partículas, sabendo que as cargas possuem 6.10 C
21 - Uma pequena esfera recebe uma carga de C e outra esfera, de diâmetro igual, recebe
-2
uma carga -C. As esferas são colocadas em contato e afastadas de 5.10 m. Determine a
força de interação entre elas.
22 - A força de interação elétrica obedece ao princípio da ação e reação?
Campo Elétrico
23 - Calcule o valor do campo elétrico num ponto do espaço, sabendo que uma força de 8N atua
sobre uma carga de 2C situada nesse ponto.
24 - Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a carga q = +2.10
-2
força elétrica F = 4.10 N. Determine o valor desse campo elétrico.
-5
C fica submetida à
25 - O corpo eletrizado Q, positivo, produz num ponto P o campo elétrico, de intensidade 2.10
-6
N/C. Calcule a intensidade da força produzida numa carga positiva q = 4.10 C colocada em P.
5
3
26 - Em um ponto do espaço, o vetor campo elétrico tem intensidade 3,6.10 N/C. Uma carga
-5
puntiforme de 1.10 C colocada nesse ponto sofre a ação de uma força elétrica. Calcule a
intensidade da força.
-6
27 - Uma carga de prova q = -3.10 C, colocada na presença de um campo elétrico E, fica sujeita a
uma força elétrica de intensidade 9N, horizontal, da direita para a esquerda. Determine a
intensidade do vetor campo elétrico e sua orientação.
28 - Sobre uma carga de 4C, situada num ponto P, atua uma força de 8N. Se substituirmos a carga
de 4C por uma outra de 5C, qual será a intensidade da força sobre essa carga quando colocada no
ponto P?
29 - Sobre uma carga de 2C, situada num ponto P, age uma força de 6N. No mesmo ponto, se
substituirmos a carga de por uma outra de 3C, qual será o valor da força sobre ela?
-6
30 - Considere uma carga Q, fixa, de -5.10 C, no vácuo.
a) Determine o campo elétrico criado por essa carga num ponto A localizado a 0,2 m da carga;
-6
b) Determine a força elétrica que atua sobre uma carga q = 4.10 C, colocada no ponto A.
-6
31 - Calcule o campo elétrico criado por uma carga Q = 2.10 C, situada no vácuo, em um ponto
-2
distante 3.10 m de Q.
-6
32 - Calcule o campo elétrico gerado por uma carga Q = - 4.10 C, situada no vácuo, em um ponto
distante 0,6m de Q.
33 - Uma carga Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela o campo
6
elétrico tem intensidade E = 9. 10 N/C. Sendo o meio o vácuo, determine Q.
Energia Potencial Elétrica e Potencial Elétrico
-3
34 - No campo produzido por uma carga pontual Q = 5.10 C, qual é a energia potencial elétrica de
-8
-2
uma carga q = - 4.10 C, situada a 9.10 m de Q? Considere as cargas no vácuo.
35 - A energia potencial elétrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo elétrico, vale 40
J. Calcule o potencial elétrico no ponto P, quando q = 5 C.
36 - A energia potencial elétrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo elétrico vale -20
J. Calcule o potencial elétrico no ponto P, quando q = 0,05 C.
37 - Uma carga Q tem um potencial de 10 V em um ponto P. Qual é a energia potencial elétrica de
uma carga q = 5 C, colocada no ponto P?
-7
38 - No campo elétrico produzido por uma carga pontual Q = 4.10 C, calcule o potencial elétrico
em um ponto P, situado a 2m de Q. O meio é o vácuo.
39 - No campo elétrico criado por uma carga elétrica Q= 3 C, determine:
a) o potencial elétrico num ponto P situado a 0,3 m da carga Q;
b) a energia potencial elétrica que uma carga q = 2 C adquire no ponto P.
Obs: O meio é o vácuo.
40 - Determinar o trabalho realizado pela força elétrica para transportar uma carga
-6
q = 6.10 C de um ponto A até um ponto B, cujos potenciais são, respectivamente, 10V e 20V.
GABARITO:
14
13
11
1 – n = 2.10 elétrons
2 – n = 4.10 elétrons
3 – n = 10 elétrons
-7
-11
4 – Q = 4.10 C
5 – Q = 8.10 C
6 – Forças de atração ocorrem quando temos cargas de mesmo sinal. Repulsão quando temos
cargas de sinais opostos.
7 - QA = QB = 4C
8 - X = Y = Z = W = 1C
9 - X=1C , Y=1C , Z=0C , W=0C
10 - QA = QB = 4 C
11 - QA = QB = 1 C
12 - F = 9000 N
-11
13 - F = 400 N
14 - F = 4,5 N
15 – Q = 3.10 C
-9
-4
16 - Q = -4 . 10 C
17 – d = 3 m
18 - QA = QB = 4 . 10 C
-5
19 - QA = QB = 2/3.10 C
20 – 3,6 N
21 - F = 810 N
22 – Sim, pois a força aparece nas duas cargas, e são de mesma direção e sentidos opostos.
23 - E = 4 N/C
24 - E = 2000 N/C
25 - F = 0,8 N
-2
6
26 - F = 3,6.10 N
27 – E = 3.10 N/C (horizontal, da esquerda para a direita)
5
28 – F = 10 N
29 - F = 9 N
30 - a) - 45/4.10 N/C b) F = 4,5 N
7
5
-5
31 - E = 2.10 N/C
32 - E = -1.10 N/C
33 - Q = 25.10 C
6
-5
34 - Ep = -20 J
35 - V = 8.10 V
36 - V = - 400 V
37 - Ep = 5.10 J
4
-2
-5
38 - V = 1800 V
39 - a) V = 9.10 V b) Ep = 18.10 J
40 - Ep = 6 . 10 J