Ensino Médio Professor: Vilson Mendes Disciplina: Física I Aluno(a): Nº. Série: 3ª Turma: Data: / /2018 Lista 2 Campo elétrico N2 Nota 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 = 1,6 10 3 N. Com base nessas informações, determine: a) 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 2 10 4 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 1.500 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. 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 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. a) 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 = 9 10 9 N m 2 /C 2. 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. a) 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. Página 1
Determine: a) 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. Considerando g = 10 m/s 2 e E = 5.000 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 despreze qualquer outra força atuando sobre a bolinha. 13. O vetor campo elétrico resultante, no ponto P, acha-se corretamente representado nas situações: 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 intensidade. Qual é a soma dos números que correspondem às proposições corretas? 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 = 9 10 9 N m 2 /C 2. 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. 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. Página 2
a) Revisando o conteúdo 1. (Mackenzie-SP) Sobre uma carga elétrica de 2,0 10 6 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: a) 1,6 10 6 N/C 1,3 10 5 N/C 2,0 10 3 N/C 1,6 10 5 N/C 4,0 10 5 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: a) +40 nc +40 μc +40 mc 40 μc 40 mc (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 3 10 3 N/C. Desprezando-se as ações gravitacionais, a aceleração adquirida por essa carga é: a) 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 2,0 10 5 kg, com carga q = 6,0 10 8 C, é colocada num campo elétrico uniforme, de intensidade E = 5 10 3 N/C. A partícula adquire uma aceleração escalar de: a) 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: a) 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 = 7,2 10 6 N/C. Sendo o meio vácuo onde k0 = 9 10 9 unidades SI, determine Q. a) 2,0 10 4 C 4,0 10 4 C 2,0 10 6 C 4,0 10 6 C 2,0 10 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. Sendo e = 1,6 10 19 C o módulo da carga elementar do elétron ou do próton, podemos afirmar que essa esfera possui: a) um excesso de 1 10 10 elétrons em relação ao número de prótons. um excesso de 2 10 10 elétrons em relação ao número de prótons. um excesso de 1 10 10 prótons em relação ao número de elétrons. um excesso de 2 10 10 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. Página 3
Assinale qual das opções a seguir melhor representa a variação da velocidade da carga em função de sua posição ao longo do eixo x. a) 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: a) 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. 11. (Udes Um capacitor produz um campo elétrico uniforme entre as placas A e B, de módulo igual a 11.250 N/C, orientado de A para B. A distância entre as placas é igual a 50 mm. Um elétron de massa 9,00 10 31 kg é lançado da placa A no sentido da placa B, paralelamente ao campo elétrico, com velocidade inicial de 2,0 10 7 m/s. 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: a) 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 A velocidade do elétron, no instante em que atinge a placa B, é de: a) 2 10 7 m/s zero 10 7 m/s 10 7 m/s O elétron não atinge a placa B. 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. Página 4
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. a) 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: a) 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 > q2. ]15. (Mackenzie-SP) Considere a figura abaixo. As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 estão fixas, no vácuo, onde k0 = 9,0 10 9 N m 2 /C 2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade: zero a) 4,0 10 5 N/C 5,0 10 5 N/C 9,0 10 5 N/C 1,8 10 6 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: a) ambas as esferas é igual. uma esfera é do campo gerado pela outra esfera. uma esfera é do campo gerado pela outra esfera. uma esfera é do campo gerado pela outra esfera. ambas as esferas é igual a zero. 17. (Ufes) As linhas de força do conjunto de cargas Q1 e Q2 são mostradas na figura. Os vetores campo elétrico, devido às duas cargas, no ponto médio M da distância entre elas, estão mais bem representados em: a) Para originar essas linhas, os sinais de Q1 e Q2 devem ser, respectivamente: a) + 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: Página 5
a) Gabarito: 1. Fel. = 3. 10-4 N, vertical e para baixo. 2. a) E = 200 N/C, vertical e para baixo. Fel. = 4. 10-4 N, vertical e para baixo. 3. a = 10 m/s 2 4. q = -2. 10-5 C 5. F-V-V-V-F 6. a) Fel.A = 3,2.10-3 N, na mesma direção e sentido do campo elétrico. Fel.B = 2,4.10-3 N, na mesma direção do campo, mas de sentido oposto. 7. a) E = 1,35.10 6 N/C (horizontal para a direita) Fel = 1,35 N (na mesma direção e sentido do campo) 8. a) P (3,2) 36 N/C 9. E/2; 3Q; d/2. 10. Q1/Q2 = 3/8 11. 14 12. 2. 10-3 C 13. 22 14. 750 N/C 15. a) QA = + 2 µc QA = - 0,5 µc QA = - 128 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 Página 6