TD DE FÍSICA 2 Resolucões das Questões de Potencial elétrico e Trabalho da Força Elétrica PROF.: João Vitor

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1 TD DE ÍSICA 2 esolucões as Questões e Potencial elétrico e Trabalho a orça Elétrica PO.: João Vitor esposta a questão 1: [I] Correta. Se não fosse uma superfície equipotencial, haveria movimento e cargas, contrariano a hipótese e equilíbrio. [II] Incorreta. Há maior ensiae superficial e cargas na região mais próxima o objeto. [III] Incorreta. Uma carga negativa esloca-se a região e menor para a e maior potencial elétrico. [IV] Correta. No infinito o potencial é nulo. No ponto méio entre uas cargas e mesmo móulo e e sinais opostos, o potencial também é nulo. Logo a iferença e potencial (U) entre esses ois pontos é nula. Como W = U q, o trabalho também é nulo. esposta a questão 2: Dois conutores eletrizaos, quano colocaos em contato, trocam cargas até que seus potenciais elétricos se igualem. k QA k QB QA QB VA V B. A B A B Como as cargas são positivas: A < B Q A < Q B. esposta a questão 3: [C] 9 6 kq 9x10 x6x V 1,35x10 10 volts r 8 4x10 esposta a questão 4: A energia potencial elétrica inicial é: 2 k 2 Q 2 Q kq U U 4. Para o novo sistema, a energia potencial elétrica é U : k 2 Q2 Q k 2 QQ k 2 QQ U' + / 2 / 2 k QQ k QQ k QQ U' kq U' 4. Portanto, U = U. esposta a questão 5: [C] Daos: Página 1 e 6

2 TD DE ÍSICA 2 esolucões as Questões e Potencial elétrico e Trabalho a orça Elétrica PO.: João Vitor μ 2 μ q 5,0 C 5 10 C; q 2,0 C 2 10 C; 30cm 3 10 m; k 9 10 Nm / C. Usano a expressão a energia potencial elétrica: k q1 q Ep 3 10 J esposta a questão 6: [E] esposta a questão 7: [E] I. Correto: o potencial e qualquer ponto a casca poe ser calculao como se ela estivesse no kq centro. Seno assim, toos os pontos têm o mesmo potencial V. II. Correto: o campo é tangente à linha e força que, por sua vez, é perpenicular à equipotencial (superfície). III. Correto: no interior a casca temos um somatório e pequenos campos que se anulam. esposta a questão 8: [B] Analisano caa uma as afirmações: I. Correta. Quanto mais concentraas as linhas e força, mais intenso é o campo elétrico. II. alsa. No sentio as linhas e força o potencial elétrico é ecrescente, portanto V D > V C. III. alsa. Partículas com carga negativa sofrem força em sentio oposto ao o vetor campo elétrico, movimentano-se espontaneamente para regiões e maior potencial elétrico. IV. Correta. Partículas positivamente carregaas movimentam-se espontaneamente no mesmo sentio os menores potenciais, ganhano energia cinética, consequentemente, iminuino sua energia potencial. esposta a questão 9: = k Q q 9x10 x5x10 x2x10 01) Correto. 100N (3x10 ) 9 6 kq 9x10 x5x ) Correto. V 15x10 V 2 3x10 kq kq 04) Correto. V B V A B 1 1 V kq BA A B A A B VBA kq A B x10 5 VBA 9x10 x5x10 7,5x10 V 4 18x10 08) Errao. V W q 5 W 7,5x10 W 6 1,5J 2x10 16) Errao. Para um sistema conservativo: EP Ec W 1,5J Página 2 e 6

3 TD DE ÍSICA 2 esolucões as Questões e Potencial elétrico e Trabalho a orça Elétrica PO.: João Vitor esposta a questão 10: A expressão o potencial para pontos a superfície e fora a esfera é: kq V Observe que o potencial é inversamente proporcional à istância ao centro a esfera. O ponto citao está a uma istância o centro três vezes maior o que qualquer ponto a superfície. Portanto o potencial é três vezes menor que o a superfície a esfera. 186 V 62V 3 esposta a questão 11: Daos obtios a partir a leitura o gráfico: r i = m U i = J; r f = m U f = J. Como a força elétrica (força conservativa), nesse caso, é a própria força resultante, poemos combinar os Teoremas a Energia Potencial (TEP) e a Energia Cinética (TEC). τconservativa ΔU 18 ΔEcin ΔU ΔEcin Uf Ui τresultante ΔEcin cin 18 ΔE 210 J. E cin > 0 a energia cinética aumenta. esposta a questão 12: [A] Daos: E = 20 N/C; Q = 4 C. Consierações: Como se trata e movimentos com velociae é constante: A resultante as forças é nula em qualquer ponto. Assim a força elétrica mencionaa têm mesma intensiae e sentios opostos = -. O trabalho a resultante é nulo em qualquer os eslocamentos τ =-. el el τ el e a força Quanto aos potenciais elétricos: Os pontos 1 e 2 estão na mesma superfície equipotencial: V 1 = V 2. Os pontos 3 e 4 estão na mesma superfície equipotencial: V 3 = V 4. No sentio o campo elétrico o potencial elétrico é ecrescente. Então: V 3 = V 4 > V 1 = V 2. Analisano caa uma as afirmações. I. Correta. Os pontos 1 e 2 estão na mesma superfície equipotencial: 1,2 1,2 τ QV1 V2 0 τ 0 el 1,2,3,4,1 1,2 τ τ 1,2,3,4,1 1,2,3,4,1 τ Q V1 V1 0 τ 0 el II. Correta. Página 3 e 6

4 TD DE ÍSICA 2 esolucões as Questões e Potencial elétrico e Trabalho a orça Elétrica PO.: João Vitor 1,2 τ 0 τ τ τ 2,3 2,3 2,3 Q V2 V 3 Q V3 V2 el Como: Q 0 V3 V2 2,3 2,3 1,2 τ 0 τ τ III. Correta. 4,1 4,1 4,1 τ τ Q V4 V 1 τ Q V1 V4 el 2,3 2,3 2,3 τ τ Q V V τ Q V V el Mas: V V V V ,1 2,3 V1 V4 V3 V 2 τ τ 4 3 4,1 2,3 τ τ 0 esposta a questão 13: [A] Daos: istância entre as superfícies: = 0,3 m; iferença e potencial entre as superfícies: U = ( ) = 300 V. Carga o próton: q = e. A figura mostra as linhas e força, sempre perpeniculares às superfícies equipotenciais, e o sentio o vetor campo elétrico, o mesmo as linhas e força. O móulo o vetor campo elétrico (E) é ao por: E = U E = U = 300 0,3 E = V/m. No sentio o vetor campo elétrico, o potencial elétrico é ecrescente. Portanto, para a ireita, como inica a figura. O trabalho mínimo e um agente externo para levar o próton e A até B ocorre quano ele chega em B com velociae nula, ou seja, a variação a energia cinética é nula. Pelo teorema a energia cinética, o somatório os trabalhos é igual à variação a energia cinética. Desprezano ações gravitacionais, apenas a força elétrica e essa tal força externa Página 4 e 6

5 TD DE ÍSICA 2 esolucões as Questões e Potencial elétrico e Trabalho a orça Elétrica PO.: João Vitor realizam trabalho. W W E q E + el ext W = 300 ev. esposta a questão 14: C W = 0 W = e (1.000) (0,3) O elétron-volt é uma uniae e energia. Equivale ao trabalho a força elétrica para acelerar uma partícula com carga igual à carga elementar (q = e = 1, C) numa p e 1 volt. Na eletrostática, a expressão o trabalho a força elétrica é: Wel q U W (1, )(1) 1 ev = 1, J. el esposta a questão 15: [C] Daos: q 1 = 3,00 μ C C; = 3, C; q 2 = 4,00 μ C = 4, C; q 3 = 1,00 μ C = 1, k = N.m 2 /C; r = 3 mm = m. A figura abaixo ilustra a situação escrita. A energia potencial elétrica aquiria pela carga q 3 é evia à presença e q 1 e q 2. k q3q1 kq3q2 kq3 EPot E 3 Pot E 31 Pot q 32 1 q 2 r r r E 3 Pot EPot 21 J. 3 Página 5 e 6

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