Lista 2 - Campo Elétrico e Potencial Elétrico Terceiros anos Etec. estão

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Adriano Paiva Peralta
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1 Lista - ampo létrico Potncial létrico Trciros anos tc. (G - ifsul 07) As cargas létricas puntiforms q 0 μ q 4 μ stão 9 fixas no vácuo 0 k 9 0 Nm, rspctivamnt nos pontos A B, conform a figura a sguir. om bas m sus conhcimntos a rspito ltrostática analis as afirmaçõs abaixo: O campo létrico rsultant no ponto P tm intnsia a) 3,0 0 N b) ) 3, 0 N 4,0 0 N 4,5 0 N. (Upf 05) Uma lâmina muito fina minúscula cobr, contno uma carga létrica q, flutua m quilíbrio numa rgião o spaço on xist um campo létrico uniform 0 kn /, cuja irção é vrtical cujo sntio s á cima para baixo. onsirano qu a carga o létron sja 9, 0 a aclração gravitacional sja 0 m / s sabno qu a massa a lâmina é 3, mg, é possívl afirmar qu o númro létrons m xcsso na lâmina é: a) 3,0 0 b) ) ) 3,0 0 0,0 0,0 0 3, (G - ifsc 05) Os gráficos abaixo aprsntam a rlação ntr uas granzas físicas com a istância. As uas granzas físicas m qustão stão rlacionaas a uma sfra conutora, raio R, carrgaa positivamnt. I. O gráfico X vrsus aprsnta a rlação ntr o ampo létrico com a istância a partir o cntro o conutor sférico. II. O gráfico Y vrsus aprsnta a rlação ntr o Potncial létrico com a istância a partir o cntro o conutor sférico. III. A sfra conutora é obrigatoriamnt maciça. IV. A rlação ntr o ampo létrico a istância é α, qu é a msma ntr o Potncial létrico a istância, V α. Assinal a altrnativa ORRTA. a) Apnas as afirmaçõs III IV são b) Apnas as afirmaçõs II III são Apnas as afirmaçõs I II são ) Apnas as afirmaçõs I IV são ) Toas as afirmaçõs são 4. (Usc 04) Analis as proposiçõs rlacionaas às linhas campo létrico às campo magnético. I. As linhas força o campo létrico s stnm apontano para fora uma carga pontual positiva para ntro uma carga pontual ngativa. II. As linhas campo magnético não nascm nm morrm nos ímãs, apnas atravssam-nos, ao contrário o qu ocorr com os corpos conutors ltrizaos qu originam os campos létricos. III. A concntração as linhas força o campo létrico ou as linhas campo Página 5

magnético inica, qualitativamnt, on a intnsia o rspctivo campo é maior. Assinal a altrnativa corrta. a) Somnt as afirmativas I III são b) Somnt a afirmativa II é vraira.

2 magnético inica, qualitativamnt, on a intnsia o rspctivo campo é maior. Assinal a altrnativa corrta. a) Somnt as afirmativas I III são b) Somnt a afirmativa II é vraira. Somnt as afirmativas II III são ) Somnt as afirmativas I II são ) Toas as afirmativas são 5. (G - cftmg 0) m um campo létrico uniform, uma partícula carrgaa positivamnt com 0 μ stá sujita a uma forca létrica moulo 0 N. Ruzino pla mta a carga létrica ssa partícula, a força, m nwtons, qu atuará sobr la srá igual a a),5. b) 5,0. 0. ) 5.. (Upg 0) om rlação a um conutor sférico ltricamnt carrgao m quilíbrio ltrostático, assinal o qu for corrto. 0) O campo létrico rsultant nos pontos intrnos o conutor é nulo. 0) O potncial létrico m toos os pontos intrnos suprficiais o conutor é constant. 04) Nos pontos a suprfíci o conutor, o vtor campo létrico tm irção prpnicular à suprfíci. 08) As cargas létricas m xcsso istribum-s uniformmnt no intrior o conutor. ) A intnsia o vtor campo létrico para pontos xtrnos ao conutor é constant. 7. (Ug 05) onsir uma sfra conutora carrgaa com carga Q, qu possua um raio R. O potncial létrico iviio pla constant ltrostática no vácuo ssa sfra m função a istância, mia a partir o su cntro, stá scrito no gráfico a sguir. Qual é o valor a carga létrica Q, m oulomb? 4 a),0 0 3 b) 4,0 0 0,5 0 ), (G - ifsc 04) Atingio por um raio na noit a última quinta-fira, o o méio a mão irita o risto Rntor (aqul popularmnt conhcio como "pai toos") srá rstaurao [...]. A rstauração srá fita com incntivos a Li Rouant plo Instituto o Patrimônio Histórico Artístico Nacional (Iphan). Disponívl m: Acsso: 0 mar. 04. [Aaptao] A scarga létrica a qu o txto s rfr acontcu no ia /0/04. Assinal a altrnativa qu xplica ORRTAMNT o fnômno ao qual o risto Rntor foi vítima. a) O ar é bom conutor ltricia. Página 5

3 b) ntr o risto Rntor a nuvm havia uma ifrnça potncial qu prmitiu a scarga létrica. O risto Rntor foi construío matrial conutor. ) xist um xcsso carga létrica na Trra. ) A scarga létrica foi um aviso para qu o sr humano trat mlhor o planta m qu viv. b) q g. q m g. ) m q g. ) m g. 9. (Up 03) onsir a Trra como uma sfra conutora, carrgaa uniformmnt, cuja carga total é,0 μ, a istância ntr o cntro a Trra um ponto P na suprfíci a Lua é aproximaamnt 4 x 0 8 m. A constant ltrostática no vácuo é aproximaamnt 9 x 0 9 Nm /. É ORRTO afirmar qu a orm granza o potncial létrico nss ponto P, na suprfíci a Lua val, m volts, a) 0 - b) ) 0-5 ) 0-0. (Unsp 03) Uma carga létrica q > 0 massa m pntra m uma rgião ntr uas grans placas planas, parallas horizontais, ltrizaas com cargas sinais opostos. Nssa rgião, a carga prcorr a trajtória rprsntaa na figura, sujita apnas ao campo létrico uniform, rprsntao por suas linhas campo, ao campo gravitacional trrstr g. É corrto afirmar qu, nquanto s mov na rgião inicaa ntr as placas, a carga fica sujita a uma força rsultant móulo a) q m g. Página 3 5

4 Gabarito: Rsposta a qustão : álculo o campo létrico no ponto P grao pla carga q : 9 Nm k 0 q 0 m Nm m N intnsia sntio para irita q. álculo o campo létrico no ponto P grao pla carga q : 9 Nm k 0 q 8 0 m 9 Nm N m intnsia sntio para squra q. stano a lâmina m quilíbrio, significa qu a força létrica é igual à força gravitacional (pso) stão m oposição: F P Usano as quaçõs corrsponnts à ssas forças: F q P m g Ficamos com q m g Mas a carga total m um corpo ltrizao é aa plo prouto o númro (n) iniviual portaors carga (no caso os létrons) a carga unitária () ssas partículas. q n ntão n m g Isolano a quantia partículas m g n Substituino os valors com as unias no Sistma Intrnacional, tmos: m g 3, 0 kg0 m / s 0 n,0 0 létrons N /, 0 Rsposta a qustão 3: [] álculo o campo létrico rsultant acoro com o squma abaixo: Logo, o campo rsultant tm irção horizontal, no sntio A para B, cuja intnsia é aa pla soma vtorial os campos caa carga m P: r N N N N r 3, 0 Rsposta a qustão : [] [I] Vraira. A intnsia o ampo létrico é nula no intrior o conutor crsc com quarao a istância até o cntro, a partir a suprfíci o conutor α. [II] Vraira. O Potncial létrico é constant igual ao Potncial létrico a suprfíci, sno, a partir aí, invrsamnt proporcional à istância até o cntro o conutor V α. [III] Falsa. A sfra conutora po sr oca ou maciça. [IV] Falsa. Justificaa nos itns [I] [II]. Rsposta a qustão 4: [] [I] Vraira. arga létrica positiva gra campo létrico afastamnto carga létrica ngativa gra campo aproximação. Página 4 5

5 [II] Vraira. As linhas campo magnético são linhas contínuas, ino o polo nort magnético para o polo sul, atravssano o ímã o polo sul para o polo nort. [III] Vraira. Quanto mais próximas as linhas, mais intnso é o campo. Rsposta a qustão 5: O campo é uma propria o ponto não mua pla prsnça uma carga létrica nl colocaa. M-s a intnsia o campo pla F xprssão. q omo a intnsia o campo não mua, pomos scrvr: F F 0 F F 5,0N. q q 0 0 Rsposta a qustão : = 07. [0] Vraira: st fnômno é conhcio como blinagm ltrostática sua comprovação ficou famosa por Faraay, qu s colocou no intrior uma gaiola mtálica qu pois foi altamnt nrgizaa por mio scargas létricas. [0] Vraira: O campo létrico intrno é nulo, sno assim, o trabalho para movr uma carga prova no intrior o conutor é nulo também, significano qu a ifrnça potncial é igualmnt nula, com isto, tmos qu o potncial intrno é constant. [04] Vraira: A irção o campo létrico para um conutor sférico ltrizao é smpr normal à suprfíci a carga graora, ou sja, na irção raial. [08] Falsa: As cargas létricas s istribum no conutor promovno o máximo spalhamnto na suprfíci xtrna o msmo. [] Falsa: xtrnamnt ao conutor sférico, o campo létrico é invrsamnt proporcional ao quarao a istância. Portanto, aumntano a istância o conutor ltrizao, o campo létrico cairá xponncialmnt, acoro com a Q quação: k 0. r potncial cai. om isso, calculamos a carga a sfra junto a sua suprfíci ( R 0,0 m). A xprssão para o potncial létrico é k0q V Isolano Q V Q k0 5 4 Q 0 0,0 mq 0 m Rsposta a qustão 8: Msmo sno o ar um ótimo isolant létrico, quano o campo létrico nt o solo a nuvm ultrapassa a sua rigiz ilétrica, a ifrnça potncial ating valors qu prmitm a scarga létrica. Rsposta a qustão 9: [] 9 kq 9x0 xx0 4 4 V,35x0 0 volts r 8 4x0 Rsposta a qustão 0: [] Na partícula agm a força pso a força létrica, como mostrao na figura. S la svia para cima, a intnsia a força létrica é maior qu a intnsia o pso. ntão, a rsultant as forças é: F F P F q m g. R R Rsposta a qustão 7: [A] Pla anális o gráfico, sabmos qu o potncial s mantém constant até qu a istância sja igual ao raio a sfra para pontos xtrnos o Página 5 5

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