ELETROSTÁTICA — REVISÃO GERAL — PARTE 1

FÍSICA - 2o ANO
MÓDULO 14
ELETROSTÁTICA —
REVISÃO GERAL —
PARTE 1
Fixação
1) Numa dada região do espaço existe um campo elétrico uniforme de intensidade 1,0 .105 N/C.
a) Represente as linhas de força desse campo.
b) Qual a intensidade da força elétrica que atua sobre um próton no interior desse campo?
(Carga do próton: 1,6 .10-19 C)
Fixação
.2) Uma partícula de massa M e carga q negativa está em equilíbrio, sob a ação de um campo
elétrico vertical e do campo de gravidade. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade,
determine:
a) o sentido do vetor campo elétrico;
b) a intensidade do vetor campo elétrico no ponto onde a partícula está em equilíbrio.
Fixação
F
3) Uma partícula com carga elétrica q = + 5μC é colocada em ponto do espaço no qual existe4
um campo elétrico vertical, orientado para cima e de intensidade 104 N/C. Caracterize a forçae
elétrica (módulo, direção e sentido) sob a qual essa partícula ficará sujeita.
i
p
Fixação
4) Um próton penetra com energia cinética de 2,4 .10-16 J numa região extensa de um campo
elétrico uniforme, cuja intensidade é 3,0.104 N/C. A trajetória descrita é retilínea, com a partícula
invertendo o sentido do movimento após percorrer uma distância d. Sabendo que a carga do
próton é 1,6.10-19 C, determine o valor de d.
Fixação
F
5) Uma partícula de 3g de massa e carga elétrica 3.10-9 C está em repouso sob a ação de um campo6
elétrico uniforme vertical e do campo gravitacional terrestre, onde g = 10m/s2. A intensidade do campof
elétrico em N/C é:
a) 106
b) 108
c) 3.10-2
d) 104
e) 107
a
b
c
d
e
Fixação
6) Uma partícula com carga q negativa e massa m é abandonada em um campo elétrico uniforme de direção vertical e sentido para cima (vide figura).
E
q
O movimento adquirido por essa carga é:
a) retilíneo uniformemente ace-lerado, horizontal para a direita;
b) retilíneo uniformemente ace-lerado, vertical para baixo;
c) retilíneo uniformemente acelerado, vertical para cima;
d) retilíneo uniforme, vertical para baixo;
e) retilíneo uniforme, vertical para cima.
Fixação
7) Numa região do espaço, o campo elétrico dentro do corpo humano é, aproximadamente,
4,5.10–6 V/m.
Este campo atua num certo íon, de carga 2,0.10–19 C, no núcleo de uma célula.
A força elétrica exercida sobre o íon é cerca de:
a) 9,0.10–25 N
b) 1,0.10–13 N
c) 1,0.1013 N
d) 1,5.10–14 N
e) 1,5.10–1 N
Proposto
1) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que:
a) toda linha de força inicia-se numa carga negativa e termina numa carga positiva;
b) se a carga total de um sistema de cargas que ocupa certa região é nula, então não existirão
linhas de força nessa região;
c) as linhas de força representativas de um campo elétrico uniforme deverão ser retas paralelas
igualmente espaçadas;
d) num sistema de muitas cargas, algumas linhas de força podem cruzar-se;
e) no campo de uma carga positiva as linhas de força convergem para a carga.
Proposto
2) A figura representa as linhas de força de um campo elétrico uniforme, de intensidade 4,0 N/C,
e duas cargas de prova q1 = +2,0.10-6 C e q2 = -5,0.10-8 C nele colocadas em repouso. Determine
a direção, o sentido e a intensidade das forças eletrostáticas que agem sobre essas cargas.
q2
q1
Proposto
3) (PUC) Numa certa região da Terra, nas proximidades da superfície, a aceleração da gravidade
evale 9,8 m/s2 e o campo eletrostático do planeta (que possui carga negativa na região) vale 100
N/C. Determine o sinal e o valor da carga elétrica que uma bolinha de gude, de massa 50g,
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.
Proposto
4) Uma partícula com massa de 2g permanece esta-cionária no laboratório, quando submetida
a um campo elétrico uniforme vertical de sentido para baixo e com intensidade de 500 N.C-1.
Baseado nos dados, calcule a carga elétrica da partícula. (Considere g = 10 m/s2)
Proposto
5) (PUC) Um corpúsculo de massa m e carga q penetra, com velocidade v , numa região em
.que existe um campo elétrico uniforme , de acordo com a figura.
m = 1mg
v
E
q = 100 . e
(Dado: e = 1,60 .10-19C. Despreze a atração gravitacional local sobre o corpúsculo.) Sendo E
= 100 N/C, responda:
a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força elétrica que atuará na partícula?
b) Qual é a aceleração e que tipo de movimento a partícula terá na região?
Proposto
6) Preencha as lacunas e, após, assinale a opção correta. Uma esfera de pequena massa,
carregada positivamente, encontra-se em repouso, quando submetida, simultaneamente, a um
campo elétrico e ao campo gravitacional da Terra. Nesta situação, a direção do campo elétrico
é ___ com sentido ___ .
a) horizontal – do norte para o sul.
b) horizontal – do sul para o norte.
c) horizontal – do oeste para o leste.
d) vertical – de cima para baixo.
e) vertical – de baixo para cima.
Proposto
7) Uma gotícula de água com massa m=0,8.0–9 kg, eletrizada com uma carga q = 16.10-19 C,
mestá em equilíbrio no interior de duas placas paralelas e horizontais, conforme a figura, qual a
intensidade do campo elétrico entre as placas?
(Dado: g = 10 m/s2)
a) 5 .109 N/C
b) 25 .108 N/C c) 8 .108 N/C
d) 0,5 .108 N/C
e) 2,4 .108 N/C
Proposto
8) São dadas duas cargas elétricas puntiformes q1 e q2, tais que q1 = - 2 q2. Numa certa região
existe um campo elétrico uniforme, vertical e descendente. Quando as duas cargas são abandonadas nessa região, sujeitas apenas ao campo elétrico, necessariamente:
a) q1 se desloca verticalmente, no sentido oposto de q2;
b) q1 se desloca verticalmente, no mesmo sentido de q2;
c) q1 e q2 se deslocam horizontalmente;
d) q1 se desloca verticalmente para cima;
e) q2 se desloca verticalmente para baixo.
Proposto
9) Uma esfera eletrizada com carga de + 2μC e massa 100 g é lançada horizontalmente com
-velocidade 4 m/s num campo elétrico vertical, orientado para cima e de intensidade 400 N/C.
Supondo g = 10 m/s2, a distância horizontal percorrida pela esfera após cair 25 cm é:
a) 2,0 m
b) 1,8 m
c) 1,2 m
d) 0,8 m
e) 0,6 m
Proposto
1 0 )
U m a
p a r t í c u l a
c a r r e g a d a
d e
m a s s a
m
e
c a r g a
q < 0 é atirada com velocidade inicial v0, paralela às linhas da força de um campo elétrico uniforme de intensidade E, mas, no sentido oposto a elas, conforme mostra a ilustração abaixo. O gráfico posição S versus tempo
t, para a partícula no interior do campo, é mais bem representado por:
a)
c)
V
b)
s
>
>
>
>
s
t
t
s
t
d)
s
t
Proposto
11) Uma partícula com massa m e carga positiva q encontra-se inicialmente em repouso num
campo elétrico uniforme E. Considerando desprezível o peso da partícula, após ela entrar em
movimento, analise as afirmativas:
( ) Ela se move na direção do campo elétrico, mas no sentido oposto.
( ) Ela possui uma aceleração com módulo igual a qE/m.
( ) Ela se move descrevendo uma parábola.
( ) Ela se move de um ponto com potencial V(a) para um ponto com potencial V(b), tal que
V(a) >V(b).
( ) A energia cinética da partícula aumentará com o decorrer do tempo.
-
Proposto
12) Considere dois pontos A e B, sobre uma linha de força de um campo eletrostático uniforme,
separados por uma distância d. Entre esses pontos a d.d.p. é VA-VB=U (U>0). Abandona-se no
campo um corpúsculo eletrizado.
a) a força elétrica exercida no corpúsculo não depende da tensão U;
b) reduzindo-se à metade a distância d, também a d.d.p. U se reduz, necessariamente;
c) o campo elétrico é dirigido de B para A;
d) a intensidade média do campo elétrico entre A e B é inversamente proporcional ao quadrado
da distância d;
e) a força que age no corpúsculo é, necessariamente, dirigida de A para B.
Proposto
13) Considere o campo elétrico uniforme, E, representado pelo conjunto de linhas de força na
figura abaixo.
+A
E
+B
+C
Sobre o potencial elétrico nos pontos A, B e C, marcados com o sinal (+), é correto afirmar
que:
a) O potencial elétrico é o mesmo em todos os pontos.
b) O potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto B.
c) O potencial elétrico do ponto A é igual ao do ponto C.
d) O potencial elétrico do ponto B é maior que o do ponto C.
e) O potencial elétrico do ponto A é menor que o do ponto B.
Proposto
14) Um dipolo elétrico define-se como duas cargas iguais e opostas separadas por uma distância L. Se Q é o valor da carga, o campo elétrico, conforme a figura a seguir, no ponto P,
tem intensidade igual a:
a) Q/r2 b) Q/r
c) LQ/r3
d) Q/L3
e) rQ/L
r
+Q
r
L
-Q
Proposto
-15) A figura abaixo mostra duas películas planas de cargas elétricas de sinais opostos, mas
,de mesma densidade superficial. Um elétron parte do repouso da película negativa e atinge a
película oposta em 5.10-8 s. Calcule a intensidade do campo elétrico.
Dados: me = 9,1 .10-31 kg e qe = 1,6 .10-19 C
+ + + + + + + + + + + + + +
10 cm
– – – – – – – – – – – – – –
Proposto
16) O dispositivo representado a seguir consiste em duas placas eletrizadas, de forma que
existe, entre elas, um campo elétrico uniforme.
Sabe-se que d = 8,0 cm, que a placa A tem potencial VA = 400 V e que a placa B está ligada
à Terra. Determine a intensidade da força elétrica que apareceria aplicada numa partícula eletrizada com –5,0 mC, se a mesma fosse colocada no campo existente entre as placas.
A
B
d
Proposto
17) Na figura a seguir estão representadas as superfícies equipotenciais, planas, paralelas e
separadas pela distância d = 2 cm, referentes a um campo elétrico uniforme:
d
-
0V
100V
Determinar a intensidade, a direção e o sentido do referido campo elétrico.
Proposto
18) (UFRJ) Por simetria, o campo elétrico produzido por um plano de extensão infinita e uniformemente carregado é perpendicular a esse plano. Suponha um plano infinito positivamente
carregado que produz um campo elétrico de módulo igual a E. Um bastão rígido, não condutor
e de massa desprezível, possui em suas extremidades duas cargas puntiformes q e 3q de
massas iguais.
Verifica-se que este bastão, convenientemente orientado, fica em equilíbrio acima do plano
carregado. Suponha que as cargas no bastão não alterem significativamente o campo do plano
e considere o módulo da aceleração da gravidade de g.
a) Calcule a massa das partículas nas extremidades do bastão, em função dos dados da questão.
b) Faça um desenho representando o bastão na posição de equilíbrio estável, indicando claramente as posições das cargas em relação ao plano.
Proposto
-19) Sejam duas superfícies equipotenciais A e A , e um campo el[etrico uniforme d eintensidade
1
2
E= 2,0x10–2 N/C, conforme mostra a figura a seguir.
A
A
-
1
2
B
E
C
D
2,0 cm
As distâncias CD e DB são, respectivamente, 2,0cm e 1,0cm. Determine:
a) o trabalho da força elétrica para conduzir uma carga q = 4,0μC de C até B;
b) a diferença de potencial entre C e B.
Proposto
20) (CESGRANRIO) Uma partícula de massa m e carga q está numa região onde existe um
campo elétrico uniforme e vertical.
Sendo g a intensidade do campo gravitacional nessa região do espaço, o valor do módulo
do vetor campo elétrico necessário para que a partícula fique em equilíbrio é:
a) m/q.g
d) m.g/q
b) q.m.g
e) q.g/m
c) q/mg
Proposto
m21) Entre duas placas eletrizadas dispostas horizon-talmente existe um campo elétrico uniforme.
Uma partícula com carga de – 3,0 μC e massa m é colocada entre as placas, permanecendo
em repouso.
A + + + + + + + + + + + + + +
d
B – – – – – – – – – – – – – –
Sabendo que o potencial da placa A é de 500 V, que a placa B está ligada à Terra, que a
aceleração da gravidade no local vale 10 m/s² e que a distância dentre as placas vale 2,0 cm,
determine a massa m da partícula.