Física Fascículo 07 Eliana S. de Souza Braga

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1 Física Fascículo 7 Eliana S e Souza raga

2 Ínice Eletrostática Resumo Teórico 1 Eercícios Gabarito4

3 Eletrostática Resumo Teórico Força eletrostática lei e oulomb F K Q = Q 1 Vácuo: 1 K K = = 9 1 N m 4 πε ε = 8,8 1 F m Q 1 Q ampo gerao por carga puntiforme Q E E E = K Q Potencial elétrico evio a carga puntiforme Q V V = V = K Q Trabalho a força elétrica Energia potencial elétrica τ A = q(v A V ) Ep = q V com Ep = onutor em equilíbrio eletrostático E interno = E superfície = σ ε E próimo = σ ε σ= q A apacitância : Q = Energia Potencial Elétrica: E V Q V = onutor esférico isolao E interno = E superfície = 1 K Q R E próimo =K Q R E eterno =K Q V interno =V superfície = K Q R V eterno = K Q R = = 4 π ε R K E potencial = Q U 1

4 ampo elétrico uniforme (evio a uma istribuição e cargas plana, uniforme e ilimitaa ) E σ = U= V A V = E Resoluções 7 ε apacitores apacitância : = Q U Associação: I- Em série: Energia Potencial: E= Q U = s 1 n II- Em paralelo: p = 1 n σ V A V apacitor Plano: ampo elétrico: E = ; E = ε ε apacitância: = A Eercícios 1 (VUNESP-) Uma partícula e massa m e carga q é liberaa, a partir o repouso, num campo elétrico uniforme e intensiae E Supono que a partícula esteja sujeita eclusivamente à ação o campo elétrico, a velociae que atingirá t segunos epois e ter sio liberaa será aa por: a qet /m b mt /q E c qmt / E Et / qm e t / qme (Fuvest-) Duas esferas metálicas Aeestão próimas uma a outra A esfera A está ligaa à Terra, cujo potencial é nulo, por um fio conutor A esfera está isolaa e carregaa com carga Q onsiere as seguintes afirmações: I O potencial a esfera A é nulo II A carga total a esfera A é nula IIIA força elétrica total sobre a esfera A é nula Está correto apenas o que se afirma em: a Q A 3 (VUNESP-99) A força elétrica entre uas partículas carregaas foi meia, em função a istância entre elas, em ois meios iferentes, no vácuo e no interior e um líquio isolante Assinale a alternativa que melhor representa o móulo a força meia no vácuo (F ), comparaa com o móulo a força meia no líquio (F L ), em função a istância

5 a Força F b Força c L F F F L Força F F L e Força F F L Força F F L 4 (Fuvest-98) Três pequenas esferas carregaas com cargas e mesmo móulo, seno A positiva e e negativas, estão presas nos vértices e um triângulo eqüilátero No instante em que elas são soltas, simultaneamente, a ireção e o sentio e suas acelerações serão melhor representaas pelo esquema: a b c Ạ A c Ạ e A e A 5 (FGV junho 98) Três cargas elétricas puntiformes, em um momento zero, estão alinhaas seguno o eio O, como no esenho: A Os móulos os valores as cargas são iguais e os seus sinais são os apresentaos no esenho A carga, sempre soliária a O, move-se a posição inicial para a ireita, enquanto A e permanecem estacionárias O móulo F as forças elétricas que agem em A poe ser representao por: 3

6 a F b F c F 3 e F F 3 6 (Fuvest-98) Um capacitor é formao por uas placas planas e paralelas, separaas 1 mm entre si onsiere as placas o capacitor perpeniculares ao plano o papel Na figura são mostraas as intersecções as placas P 1 ep e e algumas superfícies equipotenciais com o plano o papel Ao longo o eio méio AA, o campo elétrico é uniforme entre as placas e seu valor é E = 1 5 V/m As superfícies equipotenciais inicaas estão igualmente espaçaas e 1 mm ao longo o eio Uma carga q=1 14 é levaa o ponto O ao ponto P, inicaos na figura O trabalho realizao é: aj b 51-1 J c J 41-1 J e 11-1 J Gabarito 1 Alternativa a omo o campo elétrico é uniforme, a força elétrica é constante e o movimento a partícula é uniformemente variao omo a partícula está sujeita eclusivamente à ação o campo elétrico uniforme, temos: 4

7 F resultante =F elétrica q E= m a a omo é um MUV poemos escrever: v = v a t v = q E m t = q E m q E v = m t Alternativa a I O potencial a esfera A é nulo pois ela está ligaa à Terra(V Terra = ) (Veraeira) II A esfera A, por estar ligaa à Terra, eletriza-se negativamente por inução (Falsa) IIIEntre as esferas A e ocorre atração eletrostática, pois elas têm sinais iferentes (Falsa) 3 Alternativa A força elétrica é aa pela lei e oulomb: F K Q 1 Q el =, portanto os ois gráficos ecrescem com o aumento a istância, e como k (o vácuo) é a maior constante eletrostática concluímos que F >F L F resultante A F resultante F resultante 4 Alternativa b Lembrano que uas cargas negativas se repelem, enquanto uma positiva e outra negativa se atraem, e marcano as forças em caa carga, poemos achar a força resultante sobre caa carga que tem a mesma ireção e o mesmo sentio a aceleração corresponente F A A F A 5 Alternativa 5

8 F F K Q Q = = A Q Q = K ( ) A ( ) = ( ) F = F A FA = é uma constante que não varia com K Q ( ) é ecrescente onforme aumenta, a partir e = 3, ( ) iminui F é então crescente a partir e =3 6 Alternativa S S P Ȯ 4mm Os pontos O e P pertencem às superfícies equipotenciais S e S separaas pela istância e 4 mm τ Fel = q(v V) P = qu Ao longo a linha e força, o potencial iminui, portanto, como E é para baio V < VP U< U = E = = 41 V τ Fel =qu=1-14 ( 41 ) = 41-1 J τ res = Ε cinética =Ec final -Ec inicial Supono que a carga tenha sio levaa, por um operaor, e O até P partino o repouso e seno epositaa em P em repouso, temos: τ res = τ operaor τ Fel = τ operaor = τ operaor = 41 1 J 6