kg 1033 ∙ о - Educacional

LISTA DE EXERCÍCIOS – 3º ANOS ENSINO MÉDIO - ELETROSTÁTICA
1-Duas cargas elétricas puntiformes Q A = 8.10-6C e QB = 6.10-6 C, se repelem com
uma força de intensidade 1,2 N. Calcule a distância entre elas.
Dado: Kvacuo = 9.109 N.m2/C2
R=0,36m
2- Duas esferas condutoras e idênticas com cargas Q A = + 16 C e QB = - 4 C se
atraem com uma força F, quando separadas de uma distância d. Fazemos o
contato entre elas e depois as separamos de uma nova distância de 3d; verifica-se
então que elas passam a se repelir com uma força de intensidade F’. Calcule F’/
F.
R: F’/F=1/16
–6
3- Duas partículas com carga 5 × 10 C cada uma estão separadas por uma distância de 1m.
9
2
2
Dado K = 9 × 10 Nm /C , determine:
a) a intensidade da força elétrica entre as partículas;
b) o campo elétrico no ponto médio entre as partículas.
R: F=0,225N ; E=0
4-A figura a seguir mostra uma carga de 2 C e um ponto P, no vácuo, distante 2
metros desta carga. Caracterize o módulo do campo elétrico produzido por esta
carga em P.
Dado: Kvacuo = 9.109 Nm2/C2
Q
P
2m
Resposta: E = 4.500 N/C de afastamento (horizontal para direita).
5- Um pêndulo, constituído de uma pequena esfera, com carga elétrica q = +2,0 x
10-9 C e massa m =
de
3 3  10 4 kg , ligada a uma haste eletricamente isolante,
comprimento d = 0,40m, e massa desprezível, é colocado num campo elétrico

constante E (|E| = 1,5x10+6 N/C). Esse campo é criado por duas placas condutoras
verticais, carregadas eletricamente.
O pêndulo é solto na posição em que a haste forma um ângulo  = 30° com a
vertical (ver figura) e, assim, ele passa a oscilar em torno de uma posição de
equilíbrio. São dados sen30° = 1/2; sen45° = 2 /2; sen60° = 3 /2. Na situação
apresentada, considerando-se desprezíveis os atritos, determine os valores dos
ângulos 1 , que a haste forma com a vertical, na posição de equilíbrio, e 2 , que a
haste forma com a vertical na posição de máximo deslocamento angular.
Represente esses ângulos na figura dada.
o
R: 1 = 30
6- Sabe-se que quando o campo elétrico atinge o valor de 3 X 10 6 volts/metro o
ar seco torna-se condutor e que nestas condições um corpo eletrizado perde
carga elétrica.
Calcule:
a) o raio da menor esfera que pode ser carregada até o potencial de 10 6 volts sem
risco de descarregar através do ar seco;
b) a carga Q armazenada nesta esfera. Use ke=9 X 109 Nm2/C2
a) R = 1/3 m
Q
b)
1
 10 3 C
27
7- Sejam 2 superfícies equipotenciais A1 e A2, e um campo elétrico uniforme
de intensidade E = 2,0 × 10 -2 N/C, conforme mostra a figura a seguir.
As distâncias CD e DB são, respectivamente, 2,0cm e 1,0cm. Determine:
a) o trabalho da força elétrica para conduzir uma carga q = 4,0 C de C até B;
b) a diferença de potencial entre C e B.
-9
R:a)  = 1,6 × 10 J
-4
b) U = 4 × 10 V
8- Um elétron com energia cinética de 2,4 x 10–16 J entra em uma região de campo
elétrico uniforme, cuja intensidade é 3,0 x 104 N/C. O elétron descreve uma
trajetória retilínea, invertendo o sentido do seu movimento após percorrer uma
certa distância. Calcule o valor desta distância, em cm.
R: d = 0,05 m
9- Partículas  (núcleo de um átomo de Hélio), partículas  (elétrons) e radiação 
(onda eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis,
perpendicularmente a um campo elétrico uniforme existente numa região do
espaço, descrevendo as trajetórias esquematizadas na figura a seguir.
a) Reproduza a figura anterior e associe ,  e  a cada uma das três trajetórias.
b) Qual é o sentido do campo elétrico?
R:a)
b) vertical para cima
10- Uma esfera condutora de raio igual a 1,6cm, inicialmente neutra, tem massa
igual a 2,13225 g quando medida numa balança eletrônica digital de grande
precisão. (Adote: constante elétrica no ar: K = 9.10 9 N.m2/C2).
a) Qual a menor quantidade de elétrons que seria necessário fornecer a esta esfera
para que a balança pudesse registrar o respectivo acréscimo de massa? Desprezar
eventuais interações elétricas com outros corpos.
b) Supondo a esfera neutra que quantidade de elétrons deve ser retirada desta
esfera para que o potencial elétrico em seu interior, seja de 0,90 volts?
Dados: massa do elétron = 1,0.10 -31 kg
carga do elétron = 1,6.10-19C
23
R: a) n = 1 x 10 elétrons
7
b) n = 1 x 10 elétrons
11- A figura mostra as linhas de força de um campo elétrico uniforme, cujo módulo
vale 2 x 104 N/C. Determine a diferença de potencial entre os pontos A e B, em
unidades de 102 V.
1cm
A
B
1cm
R:6V
12- Um elétron penetra numa região de campo elétrico uniforme de intensidade
90N/C, com velocidade inicial v 0 = 3,0.106 m/s na mesma direção e sentido do
campo. Sabendo-se que a massa do elétron é igual a 9,0.10 -31 kg e a carga do
elétron é igual a -1,6.10-19 C, determine a energia potencial elétrica no instante em
que a velocidade do elétron, no interior desse campo, é nula.
R: a) Admitindo que no ponto de entrada a energia potencial seja nula: E p = 4,1 x 10-18J
b) a = 1,6 m/s
2