CENTRO EDUCACIONAL SESC CIDADANIA

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1 CENTRO EDUCACIONAL SESC CIDADANIA Professor: Vilson Mendes Lista de exercícios de Física I ENSINO MÉDIO NOTA: Aluno (: Data SÉRIE/TURMA 3ª Lista 2 Campo Elétrico 1. Em certa região existe um vetor campo elétrico vertical e orientado para cima de módulo 150 N/C. Uma partícula eletrizada com carga q = 2 μc é colocada nessa região. Caracterize a força elétrica (módulo, direção e sentido) que age na partícula. 2. Uma partícula eletrizada com carga q = 8 μc é colocada em determinado ponto do espaço, ficando sujeita a uma força, de natureza elétrica, vertical, orientada para cima e de intensidade F = 1, N. Com base nessas informações, determine: as características (módulo, direção e sentido) do vetor campo elétrico existente nesse ponto do espaço; as características (módulo, direção e sentido) da força elétrica que agiria em outra partícula com carga q' = +2 μc, colocada nesse mesmo ponto do espaço. 3. Uma partícula com massa 10 g e carga elétrica +5 μc é colocada em um ponto no qual existe um campo elétrico de módulo N/C. Considerando apenas a força elétrica, qual é o módulo da aceleração instantânea adquirida pela partícula? 4. Em um laboratório, uma partícula com massa de 3 g permanece em repouso no ar quando é abandonada em uma região de campo elétrico vertical, de sentido para baixo e com intensidade de N/C. Com base nos dados e considerando g = 10 m/s 2, calcule a carga elétrica da partícula. 5. A figura abaixo representa as linhas de força de um campo elétrico e três pontos, A, B e C, desse campo. em C, ficarem sujeitas a forças de mesma intensidade, então q1 > q2. V. Uma mesma partícula eletrizada colocada em B e em C ficará sujeita a uma aceleração maior quando colocada em B. 6. A figura a seguir mostra as linhas de força de um campo elétrico uniforme, de módulo E = 800 N/C, e dois pontos, A e B, desse campo. Represente o vetor força elétrica que age em uma carga q = +4 μc colocada em A. Qual é o módulo dessa força? Represente o vetor força elétrica que age em uma carga q' = 3 μc colocada em B. Qual é o módulo dessa força? 7. A figura a seguir indica uma carga elétrica puntiforme Q = 6,0 μc, fixa no vácuo, e um ponto P a uma distância de 20 cm dessa carga. Considere a constante eletrostática do vácuo k0 = N m 2 /C 2. Indique a direção, o sentido e o módulo do vetor campo elétrico criado pela carga Q no ponto P. Indique a direção, o sentido e a intensidade da força elétrica que agirá em uma carga elétrica q = +1,0 μc quando colocada no ponto P. 8. Na figura abaixo, o campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e os sentidos indicados pelas setas. O módulo do vetor campo elétrico no ponto A vale 100 N/C. Com relação a esse campo, julgue as afirmações abaixo e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. I. O campo elétrico é mais intenso em B do que em C. II. O campo elétrico é mais intenso em C do que em A. III. Uma mesma carga elétrica colocada em A e em B ficará sujeita a uma força mais intensa quando colocada em B. IV. Se duas partículas com cargas elétricas positivas q1 e q2, colocadas, respectivamente, em A e Determine:

2 as coordenadas da posição da carga elétrica puntiforme; o módulo do vetor campo elétrico, em N/C, no ponto C da figura. 9. Uma carga elétrica Q, cria em um ponto à distância d, um campo elétrico de módulo E. Considerando outras cargas e outras diferentes distâncias, complete a tabela abaixo. Todas as cargas situam-se em um mesmo meio. despreze qualquer outra força atuando sobre a bolinha. 13. O vetor campo elétrico resultante, no ponto P, acha-se corretamente representado nas situações: Qual é a soma dos números que correspondem às proposições corretas? 10. A figura abaixo indica duas situações: em uma delas, uma carga elétricaq1 cria, no ponto P, um campo elétrico de intensidade E; na outra, uma carga elétrica Q2 cria, no ponto P', um campo elétrico de 14. Em dois pontos, A e B, são colocadas cargas elétricas, respectivamente iguais a +5 μc e 2 μc, como mostra a figura a seguir. Determine a intensidade do vetor campo elétrico em P, considerando k0 = N m 2 /C 2. intensidade. 15. Em cada um dos casos a seguir, determine o valor algébrico da carga que, ao ser colocada no ponto A da reta r, torna nulo o campo resultante no ponto P. Em todos os casos, a carga elétrica colocada no ponto B vale +8 μc e o meio que envolve as cargas é o vácuo. Determine o valor algébrico da razão. Considere que o meio que envolve as cargas é o mesmo nas duas situações. 11. Uma partícula com massa m = 5 g e carga elétrica q = +6 μc é abandonada em uma região de campo elétrico uniforme, como mostra a figura abaixo. Revisando o conteúdo Considerando g = 10 m/s 2 e E = N/C, julgue as proposições a seguir. 01) A partícula permanece em equilíbrio. 02) A partícula movimenta-se na vertical e para baixo. 04) A força elétrica que atua na partícula tem módulo 0,03 N. 08) A partícula adquire aceleração de 4 m/s 2. 16) A partícula adquire aceleração de 16 m/s 2. Qual é a soma dos números que correspondem às proposições corretas? 12. Em certa região da Terra, próximo do solo, a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s 2 e o campo eletrostático do planeta (que possui carga negativa na região) tem intensidade 150 N/C. Determine o sinal e o valor da carga elétrica que uma bolinha de gude, de massa 30 g, deveria ter para permanecer em repouso acima do solo. Considere o campo elétrico praticamente uniforme no local e 1. (Mackenzie-SP) Sobre uma carga elétrica de 2, C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80 N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é: 1, N/C 1, N/C 2, N/C 1, N/C 4, N/C 2. (Udes A carga elétrica de uma partícula com 2,0 g de massa, para que ela permaneça em repouso, quando colocada em um campo elétrico vertical, com sentido para baixo e intensidade igual a 500 N/C, é: +40 nc +40 μc +40 mc 40 μc 40 mc

3 (Adote: g = 10 m/s 2 ) 3. (Mackenzie-SP) Uma partícula de massa 5 g, eletrizada com carga elétrica de 4 μc, é abandonada em uma região do espaço na qual existe um campo elétrico uniforme, de intensidade N/C. Desprezando-se as ações gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga é: 2,4 m/s 2 2,2 m/s 2 2,0 m/s 2 1,8 m/s 2 1,6 m/s 2 4. (UFPI) Uma partícula de massa 2, kg, com carga q = 6, C, é colocada num campo elétrico uniforme, de intensidade E = N/C. A partícula adquire uma aceleração escalar de: 2,0 m/s 2 5,0 m/s 2 10 m/s 2 15 m/s 2 30 m/s 2 5. (UFPA) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que são linhas de força imaginárias: tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico. tais que a perpendicular a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico. que circulam na direção do campo elétrico. que nunca coincidem com a direção do campo elétrico. que sempre coincidem com a direção do campo elétrico. 6. (FCC-SP) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5 m dela, o campo tem intensidade E = 7, N/C. Sendo o meio vácuo onde k0 = unidades SI, determine Q. 2, C 4, C 2, C 4, C 2, C 7. (Fuvest-SP) O módulo do vetor campo elétrico gerado por uma esfera metálica de dimensões desprezíveis, eletrizada positivamente, no vácuo, varia com a distância ao seu centro, segundo o diagrama dado. um excesso de elétrons em relação ao número de prótons. um excesso de prótons em relação ao número de elétrons. um excesso de prótons em relação ao número de elétrons. igual número de elétrons e prótons. 8. (UFF-RJ) Entre duas placas metálicas, paralelas e distantes L uma da outra, há um campo elétrico uniforme E, conforme mostrado na figura. Através de dois pequenos furos, uma carga positiva atravessa o sistema, tendo velocidade inicial v0. Assinale qual das opções a seguir melhor representa a variação da velocidade da carga em função de sua posição ao longo do eixo x. Sendo e = 1, C o módulo da carga elementar do elétron ou do próton, podemos afirmar que essa esfera possui: um excesso de elétrons em relação ao número de prótons. 9. (Fuvest-SP) Uma fonte F emite partículas (elétrons, prótons e nêutrons) que são lançadas no interior de uma região onde existe um campo elétrico uniforme.

4 10 7 m/s 10 7 m/s O elétron não atinge a placa B. As partículas penetram perpendicularmente às linhas de força do campo. Três partículas emitidas atingem o anteparo A nos pontos P, Q e R. Podemos afirmar que essas partículas eram, respectivamente: elétron, nêutron, próton. próton, nêutron, elétron. elétron, próton, próton. nêutron, elétron, elétron. nêutron, próton, próton. 10. (Vunesp) Um dispositivo para medir a carga elétrica de uma gota de óleo é constituído de um capacitor polarizado no interior de um recipiente convenientemente vedado, como ilustrado na figura. A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do repouso no interior do capacitor, onde existe um campo elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo elétrico, a gota inicia um movimento de queda com aceleração 0,2g, onde g é a aceleração da gravidade. O valor absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através da expressão: 12. (PUC-PR) Marque a alternativa cujas palavras completam corretamente as frases abaixo. I. Quando duas partículas eletrizadas são aproximadas uma da outra, a força elétrica entre elas. II. Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma certa distância. Sabendo-se que o campo elétrico é nulo num ponto do segmento de reta que une as duas cargas, conclui-se que as cargas são de. III. Um bastão de vidro eletrizado positivamente repele um objeto suspenso num pêndulo elétrico. Podemos afirmar que o objeto está carregado. diminui, mesmo sinal, positivamente aumenta, sinal contrário, negativamente diminui, mesmo sinal, negativamente aumenta, mesmo sinal, positivamente aumenta, sinal contrário, negativamente 13. (FMABC-SP) Duas cargas puntiformes Q1 e Q2, de sinais opostos, estão situadas nos pontos A e B localizados no eixo x, conforme mostra a figura abaixo. Sabendo-se que Q1 > Q2, podemos afirmar que existe um ponto do eixo x, situado a uma distância finita das cargas Q1 e Q2, no qual o campo elétrico resultante, produzido pelas referidas cargas, é nulo. Esse ponto: está localizado entre A e B. está localizado à direita de B. coincide com A. situa-se à esquerda de A. coincide com B. 14. (PUC-MG) A figura representa duas cargas elétricas fixas, positivas, sendoq1 > q (Udes Um capacitor produz um campo elétrico uniforme entre as placas A e B, de módulo igual a N/C, orientado de A para B. A distância entre as placas é igual a 50 mm. Um elétron de massa 9, kg é lançado da placa A no sentido da placa B, paralelamente ao campo elétrico, com velocidade inicial de 2, m/s. Os vetores campo elétrico, devido às duas cargas, no ponto médio M da distância entre elas, estão mais bem representados em: A velocidade do elétron, no instante em que atinge a placa B, é de: m/s zero

5 15. (Mackenzie-SP) Considere a figura abaixo. As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 estão fixas, no vácuo, onde k0 = 9, N m 2 /C 2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade: zero 4, N/C 5, N/C 9, N/C 1, N/C 16. (PUC-RJ) Duas esferas metálicas contendo as cargas Q e 2Q estão separadas pela distância de 1,0 m. Podemos dizer que, a meia distância entre as esferas, o campo elétrico gerado por: ambas as esferas é igual. uma esfera é do campo gerado pela outra uma esfera é do campo gerado pela outra uma esfera é do campo gerado pela outra ambas as esferas é igual a zero. 17. (Ufes) As linhas de força do conjunto de cargas Q1 e Q2 são mostradas na figura. Para originar essas linhas, os sinais de Q1 e Q2 devem ser, respectivamente: + e + e + e e + + e + ou e 18. (Mackenzie-SP) Em cada um dos pontos de coordenadas (d,0) e (0, do plano cartesiano, colocase uma carga elétrica puntiforme Q, e em cada um dos pontos de coordenadas ( d, 0) e (0, coloca-se uma carga puntiforme Q. Estando essas cargas no vácuo (constante dielétrica = k0), a intensidade do vetor campo elétrico na origem do sistema cartesiano será igual a: Gabarito: 1. Fel. = N, vertical e para baixo. 2. E = 200 N/C, vertical e para baixo. Fel. = N, vertical e para baixo. 3. a = 10 m/s 2 4. q = C 5. F-V-V-V-F 6. Fel.A = 3, N, na mesma direção e sentido do campo elétrico. Fel.B = 2, N, na mesma direção do campo, mas de sentido oposto. 7. E = 1, N/C (horizontal para a direit Fel = 1,35 N (na mesma direção e sentido do campo) 8. P (3,2) 36 N/C 9. E/2; 3Q; d/ Q1/Q2 = 3/ C N/C 15. QA = + 2 µc QA = - 0,5 µc QA = µc Revisando o conteúdo: 1. E 2. D 3. A 4. D 5. A 6. A 7. D 8. E 9. E 10. A 11. D 12. D 13. B 14. E 15. A 16. B 17. C 18. A

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