Trabalho de uma carga elétrica 2017

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1 Trabalho e uma carga elétrica (Uem 016) Uma molécula é formaa por ois íons, um positivo e outro negativo, separaos 10 por uma istância e 3,00 10 m. Os móulos a carga elétrica o íon positivo e o íon 19 9 negativo são iguais a 1,60 10 C. Consiere K 9,00 10 N m / C e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 9 01) força elétrica e atração entre estes íons é e,56 nn (n 10 ). 0) Se a molécula é inseria em um campo elétrico externo uniforme e intensiae 10,00 10 V / m, a intensiae a força elétrica sobre a carga positiva evio a este campo é e aproximaamente 3,0 nn. 04) O móulo o campo elétrico na posição o íon negativo, evio à carga o íon positivo, é 10 e 1,60 10 N / C. 08) Se o móulo a carga elétrica o íon positivo e a istância entre os íons obrarem, a força entre os íons obra. 16) Se a molécula for eslocaa 1,0 μ em um caminho perpenicular ao campo elétrico uniforme e intensiae 10,0 10 V / m, o trabalho realizao será e 1,0 mj.. (Uerj 016) O esquema abaixo representa um campo elétrico uniforme E, no qual as linhas verticais corresponem às superfícies equipotenciais. Uma carga elétrica puntiforme, e intensiae 400 μ C, colocaa no ponto, passa pelo ponto B após algum tempo. Determine, em joules, o trabalho realizao pela força elétrica para eslocar essa carga entre os pontos e B. Página 1 e 6

2 3. (Unifesp 015) Uma carga elétrica puntiforme Q 0 está fixa em uma região o espaço e cria um campo elétrico ao seu reor. Outra carga elétrica puntiforme q, também positiva, é colocaa em eterminaa posição esse campo elétrico, poeno mover-se entro ele. malha quariculaa representaa na figura está contia em um plano xy, que também contém as cargas. Quano na posição, q fica sujeita a uma força eletrostática e móulo F exercia por Q. a) Calcule o móulo a força eletrostática entre Q e q, em função apenas e F, quano q estiver na posição B. b) otano 1,4 e seno K a constante eletrostática o meio one se encontram as cargas, calcule o trabalho realizao pela força elétrica quano a carga q é transportaa e para B. 4. (Mackenzie 015) Uma carga elétrica e intensiae Q 10,0 μc, no vácuo, gera um campo elétrico em ois pontos e B, conforme figura acima. Sabeno-se que a constante eletrostática o vácuo é k Nm / C o trabalho realizao pela força elétrica para transferir uma carga q,00 μc o ponto B até o ponto é, em mj, igual a a) 90,0 b) 180 c) 70 ) 100 e) 00 Página e 6

3 5. (Ime 014) Sobre um trilho sem atrito, uma carga Q vem eslizano o infinito na velociae inicial v, aproximano-se e uas cargas fixas e valor Q. Sabeno que r, poe-se afirmar que a) a carga poerá entrar em oscilação apenas em torno e um ponto próximo à primeira carga fixa, epeneno o valor e v. b) a carga poerá entrar em oscilação apenas em torno e um ponto próximo à seguna carga fixa, epeneno o valor e v. c) a carga poerá entrar em oscilação apenas em torno e um ponto próximo ao ponto méio o segmento formao pelas uas cargas, epeneno o valor e v. ) a carga poerá entrar em oscilação em torno e qualquer ponto, epeneno o valor e v. e) a carga passará por perto as uas cargas fixas e prosseguirá inefiniamente pelo trilho. 6. (Uepg 016) Uma carga elétrica puntiforme Q prouz um campo elétrico e móulo N C em um ponto situao a 1cm e istância esta carga. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 6 01) força elétrica sobre uma carga e prova q 10 C, situaa a cm a carga Q é 5,4 N. 0) O trabalho a força elétrica atuante na carga e prova quano ela se esloca o ponto situao a 1cm a carga Q ao ponto situao a cm é 0,54 10 J. 04) O potencial elétrico prouzio pela carga Q num ponto situao a cm e istância a carga é 90 V. 08) O campo elétrico gerao pela carga Q em um ponto situao a cm ela é N C. 16) O potencial elétrico prouzio pela carga Q num ponto situao a 1cm e istância a carga é 360 V. Página 3 e 6

4 Gabarito: Resposta a questão 1: = Kq [01] Veraeiro. 1q 9, , ,60 10 F F F,56 nn 10 (3,00 10 ) [0] Veraeiro. F [04] Veraeiro. E F E q F, ,60 10 F 3,0 nn q Kq [08] Falso. 1q F [16] Falso. τb Eq Δ τb, , τb 3,0 10 J Resposta a questão : O trabalho realizao pela força elétrica para eslocar a carga entre os pontos e B é aa pelo prouto entre móulo a carga elétrica e a iferença entre os potencias elétricos os ois pontos. Desta forma, poe-se escrever: τ q V V τ τ B 1 B B J Resposta a questão 3: a) nalisemos a figura: Na figura aa vemos que: 4. O triângulo retângulo QB é isósceles. B B 4. plicano a lei e Coulomb para as uas situações propostas: k Q q F F' F' F F' k Q q F B F F' B Página 4 e 6

5 b) plicano o teorema a energia potencial: B k Q q k Q q k Q q k Q q WB E pot E pot W B W B 4 4 B k Q q 1 1 k Q q 1 k Q q W B W B W B k Q q 1,4 k Q q 6 W B W B kQ q W B. 40 Resposta a questão 4: [] Usano o teorema a energia potencial: k B 0Q q k0q q WF EPot E Pot B W F k0 Q q WF B 1 WF 90 mj. Resposta a questão 5: [E] Sobre a partícula móvel, apenas a forças elétricas trocaas com as cargas fixas realizam trabalho, haveno, então, conservação a energia mecânica. Too trabalho motor realizao sobre ela pelas cargas fixas urante a aproximação é compensao pelo trabalho resistente realizao urante o afastamento, e forma que a partícula irá atingir o infinito com velociae v, e mesmo móulo que a inicial. Página 5 e 6

6 Resposta a questão 6: = 4. [01] Falsa: Primeiramente calculamos a carga geraora o campo. 3 Q E N C (110 m) 10 E k0 Q Q Q 4 10 C k 0 9 Nm 9 10 C E a Força pela Lei e Coulomb: 10 6 Q q 9 Nm 4 10 C 10 C F k0 F 9 10 F 1,8 10 N C ( 10 m) [0] Falsa: O trabalho para levar a carga e prova o ponto até o ponto B é ao por: Nm τb k0 Q q τb C 10 C τ B 360 J B C 110 m 10 m [04] Falsa: O potencial elétrico no ponto B é representao pela equação: 10 Q 9 Nm 4 10 C VB k0 VB 9 10 V B 180 V B C 10 m [08] Veraeira: Calculano o campo elétrico para a istância aa: 10 Q 9 Nm 4 10 C 3 E k0 Q 9 10 E 9 10 N C C 10 m [16] Veraeira: Calculano o potencial no ponto, temos: 10 Q 9 Nm 4 10 C V k0 V 9 10 V 360 V C 110 m Página 6 e 6