ROTEIRO PARA RECUPERAÇÃO PARALELA DO 3º TRIMESTRE 2º EM A Professor: Fernando Augusto Disciplina Física A

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1 1. Conteúdo: ROTEIRO PARA RECUPERAÇÃO PARALELA DO 3º TRIMESTRE 2º EM A Professor: Fernando Augusto Disciplina Física A Aula 37 (Campo elétrico uniforme) Aula 38 e 39 (Energia potencial e diferença de potencial ddp) Aula 40 e 41(Um estudo particular de energia potencial elétrica) Aula 42 (Um estudo particular de energia potencial elétrica Exercícios) Aula 43 e 44 (Mapeamento do campo elétrico). 2. Objetivos: Utilizar o conhecimento prévio do aluno para apresentar o conceito de ddp e a importância desse conceito em diferentes contextos de transformação de energia em equipamentos elétricos. Estudar campo elétrico sob uma abordagem escalar, utilizando os conceitos de energia potencial elétrico, ddp e potencial elétrico gerado por uma carga fixa. Apresentar as principais características de duas ferramentas para o mapeamento de campo elétrico: linhas de campo e superfícies equipotenciais. Estudar o campo elétrico uniforme utilizando linhas de força e superfícies equipotenciais, bem como relacionar a intensidade de campo elétrico com a diferença de potencial entre dois pontos. Além disso, utilizar a relação matemática entre ddp e intensidade do campo elétrico para promover a transição de eletrostática para eletrodinâmica. 3. Orientação de estudos O roteiro foi montado especialmente para reforçar os conceitos dados em aula. Com os exercícios, você deve fixar os seus conhecimentos e encontrar dificuldades que devem ser sanadas com seu professor, plantões de dúvidas, Plataforma Anglo e Plurall. Leia com atenção o enunciado do problema antes de começar a resolvê-lo. Esta parece ser uma dica desnecessária, mas não é. É muito comum o aluno não entender detalhes envolvidos na situação devido a uma leitura superficial do enunciado. Você deve realizar todas as leituras dos capítulos propostos neste estudo dirigido e procurar ajuda, caso necessário, para solucionar suas dúvidas. Faça um desenho esquemático da situação envolvida no problema. Se o problema se desenvolve em várias etapas, faça um esquema que mostre a evolução da situação, mesmo que isso resulte em mais trabalho. Indique no esquema as variáveis escalares e vetoriais envolvidas e associe essas variáveis a símbolos e abreviações consistentes. Não utilize o mesmo símbolo ou abreviação para variáveis diferentes Para resolver os exercícios: a) Leia atentamente toda a questão; b) Destaque, separadamente, os dados fornecidos e os pedidos da questão; 1 2º Ensino Médio

2 c) Não avance se não entendeu o enunciado. Quando há compreensão, a resolução dos exercícios se torna mais fácil; d) Os exercícios propostos normalmente seguem uma ordem crescente de dificuldade. Faça todos com atenção; não pule os que achar difíceis; e) Organize os cálculos com capricho; f) Resolva as expressões por parte e lembre-se de substituir os resultados parciais; g) Após a resolução, verifique se você cumpriu as exigências da questão. h) Lembre-se sempre de escrever a resposta da questão. Para resolver problemas: a) Leia com atenção, até entendê-los perfeitamente; b) Encontre ligação entre o que é dado e o que é pedido; c) Busque diferentes caminhos para resolvê-los, planejando sua solução através de esquemas, perguntas, fórmulas etc; d) Confira se os dados foram copiados corretamente; e) Efetue os cálculos com a máxima atenção; f) Revise os cálculos, pois a maioria dos erros nos problemas está nas operações; g) Releia a pergunta, para respondê-la adequadamente. Refaça os exercícios da sua apostila das aulas pedidas nos exercícios de classe e Tarefa mínima com muita atenção, pois estes exercícios são muito importantes para sua assimilação. Tenha um ótimo estudo! Resumo Teórico: VETOR CAMPO ELETRICO O vetor campo elétrico em ponto ao redor de uma carga Q tem: - intensidade: dada pela expressão direção: a mesma da força F. sentido: igual ao de F se q é positiva, oposto ao de F se q é negativa. CAMPO ELETRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME 2 2º Ensino Médio

3 CAMPO ELETRICO UNIFORME Quando em todos os pontos de uma região o vetor campo elétrico for o mesmo em direção, sentido e intensidade, dizemos que ele é UNIFORME ENERGIA POTENCIAL ELETRICA É a energia que determinada partícula eletrizado adquire quando colocado na presença de um campo elétrico k. Q. q p d POTENCIAL ELETRICO Uma carga de prova q situada numa região do espaço ao redor de um campo elétrico adquire uma energia potencial elétrica E pel. Podemos concluir que o ponto X tem a propriedade de dotar de energia potencial elétrica qualquer carga elétrica nele situada. Essa propriedade, que é denominada Potencial Elétrico V, é somente do ponto independe da carga de prova e pode ser medida pela expressão: A medida do potencial elétrico V nos diz quanto de energia potencial elétrica E pel o ponto X é capaz de dotar por unidade de carga elétrica q nele situada. Cada ponto da região tem um potencial elétrico que, por ser uma grandeza escalar, não poderá ser representado geometricamente como o fizemos com o vetor campo elétrico. Potencial elétrico devido a uma carga puntiforme Dessa expressão podemos concluir que: o potencial elétrico V do ponto independe da carga de prova q quando o valor da distância d entre o ponto e a carga Q aumenta, tendendo a infinito (pontos infinitamente distantes de Q), o potencial elétrico tende a zero ( = 0). Assim: carga positiva (Q > 0) gera potencial elétrico positivo (V > 0); carga negativa (Q < 0) gera potencial elétrico negativo (V < 0). 3 2º Ensino Médio

4 POTENCIAL ELETRICO RESULTANTE Para obtermos o potencial produzido por várias cargas num mesmo ponto P, calculamos inicialmente o potencial que cada uma produziria se estivesse sozinha, a seguir somamos os potenciais calculados. V r V 1 V2 V3... Relação entre Trabalho e diferença de potencial (d.d.p) É a variação de energia potencial elétrica que uma determinada carga sofre quando se desloca Exercícios extras: 1. (UFAL) Considere uma carga puntiforme Q, fixa no ponto 0, e os pontos A e B, como mostra a figura a seguir. Sabese que os módulos do vetor campo elétrico e do potencial elétrico gerados pela carga no ponto A valem, respectivamente, E e V. Nessas condições, os módulos dessas grandezas no ponto B valem, respectivamente. a) 4E e 2V b) 2E e 4V c) E/2 e V/2 d) E/2 e V/4 e) E/4 e V/2 2. A figura é a intersecção de um plano com o centro C de um condutor esférico e com três superfícies equipotenciais ao redor desse condutor. Uma carga de 1, C é levada do ponto N ao ponto M. O trabalho realizado para deslocar essa carga foi de. a) 3,2 x J b) 16,0 x J c) 8,0 x J d) 4,0 x J e) 3,2 x J 4 2º Ensino Médio

5 3. Uma carga elétrica de 8 μc encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 12x10-3 N. Qual o módulo desse campo elétrico? 4. Uma carga elétrica de 8 μc, no vácuo, gera um campo elétrico de qual intensidade, numa distância de 3 m? 5. Qual o módulo do campo elétrico gerado por uma carga elétrica de - 4 μc, no vácuo, a uma distância de 2 m? 6. Qual a intensidade do campo elétrico de uma carga elétrica de 3x10-5 C, no vácuo, a uma distância de 3 mm? (1mm = 1x10-3 m) 7. Em qual ponto do espaço, na figura a seguir, o módulo do campo elétrico resultante é nulo? 8. A seção normal de um condutor e atravessada pela quantidade de carga ΔQ = 1, C no intervalo de tempo Δt = 1, s. a) Qual a intensidade da corrente elétrica que atravessa essa seção normal? b) Se os portadores de carga são elétrons, quantos elétrons atravessam essa seção normal nesse intervalo de tempo? 9. Em cada minuto, a secção transversal de um condutor metálico e atravessada por uma quantidade de carga elétrica de 12C. Qual a corrente elétrica que percorre o condutor? 10. Determinar o trabalho realizado pela forca elétrica para transportar uma carga q = C de um ponto A ate um ponto B, cujos potenciais são, respectivamente, 60 V e 40 V. 11. Pela secção transversal de um condutor metálico passam elétrons durante 2s. Qual a corrente elétrica que atravessa o condutor? E dada a carga elétrica elementar: e = 1, C 12. A figura mostra as linhas de um campo elétrico uniforme e algumas superfícies equipotenciais. a) Calcule a intensidade do campo elétrico. b) Determine o trabalho realizado pela força elétrica para levar uma carga Q = 2,0 x 10-7 C do ponto A para o ponto B. 13. (Upe-Adaptada) Considere a Terra como uma esfera condutora, carregada uniformemente, cuja carga total é 6,0 µc e a distância entre o centro da Terra e um ponto P na superfície da Lua é de aproximadamente 4 x 10 8 m. A constante eletrostática no vácuo é de aproximadamente 9 x 10 9 Nm 2 /C 2. Qual é o potencial elétrico nesse ponto P, na superfície da Lua, em volts, a) 6,25 x 10-2 V b) 3,62 x 10-3 V c) 1,35 x 10-4 V d) 9,52 x 10-5 V e) 1 x V 5 2º Ensino Médio