FÍSICA - 2o ANO MÓDULO 15 ELETROSTÁTICA — REVISÃO GERAL — PARTE 2 Fixação 1) A figura abaixo representa as linhas de força e as equipotenciais (tracejadas) de campo elétrico uniforme. 5 cm 70 V 5 cm 50 V 5 cm 50 V 50 V Qual a intensidade desse campo em volts por metro? Fixação o2) Considere uma carga positiva q fixa no ponto A e uma carga 3q fixa no ponto B, distante 1 m de A. a) Se em um ponto M sobre AB os potenciais devido às cargas forem iguais, qual a distância AM? b) Se uma terceira carga for colocada num ponto P sobre o segmento AB e permanecer em equilíbrio, qual a razão entre as distâncias AP e BP ? Fixação F b) 3) O esquema a seguir representa um quadrado com três vértices ocupados por cargas elétricas puntiformes. Essas cargas produzem no vértice P o campo eletrostático E . 4 a D 45º P P -Q +Q c) +Q 45º Esse campo em P é mais bem representado no esquema: a) P d) 45º P 45º P Fixação 4) Que diferença de potencial deve ser aplicado para produzir um campo elétrico capaz de acelerar um elétron do repouso à velocidade de 107 m/s, percorrendo 1,0m em 2 mili segundos? Dados: massa do elétron = 9 .10-31 kg e carga do elétron = 1,6 .10-19 C Fixação F 5) Um corpo de 6g de massa e - 2 .10-6 C de carga gira em órbita circular com velocidade v =6 30m/s, em torno de uma carga Q = 15 .10-6 C fixa. Calcule o raio da trajetória e a energia doe sistema, adotando energia potencial nula quando as cargas estão infinitamente afastadas. a 2 b Dado: k = 9.109 N.m C2 c d e Fixação 6) Com relação ao trabalho realizado pelo campo elétrico, quando abandonamos uma carga elétrica em repouso nesse campo, ele: a) será sempre positivo; b) será sempre negativo; c) será sempre nulo; d) será negativo, se a carga abandonada for negativa; e) será nulo, se a carga for abandonada sobre uma linha equipotencial. Fixação F 7) Uma esfera de 200 g de massa, eletrizada com 1 C, é atirada com velocidade horizontal de8 10 m/s em um campo eletrostático uniforme, vertical e para cima. a) Determine a intensidade do campo elétrico uniforme que faz com que o movimento da esfera seja horizontal. b) Qual o sinal da carga da esfera? Justifique sua resposta. Dado: g = 10 m/s2 D q Fixação 8) A figura abaixo mostra três pontos alinhados: 10 cm A 20 cm B C Dados: Despreze as ações gravitacionais. Adote k0 = 9 .109 N m2/C2 Em A foi fixada uma carga puntiforme Q = 4 μC, em B foi abandonada uma carga q = 1 μC, que se desloca espontaneamente. Qual a energia cinética de q ao passar por C? Proposto P 2 1) Três cargas, q1 e q2 iguais e positivas, e q3, estão dispostas conforme a figura apresentadat a seguir. Calcule a relação entre q3 e q1, para que o campo elétrico na origem do sistema sejag e paralelo a y. d y q + q3 b) 5 √ c) - 3 4 4 d) 3 √ 3 2 0 + q1 4 a) - 5 4 e) + q2 8 3 5 6 x a 2 8 b Proposto c) 2) (CESGRANRIO) Duas partículas fixas no laboratório têm cargas elétricas +q e –q, respectivamente. Qual dos gráficos a seguir melhor representa a variação do campo elétrico produzido por estas cargas, em função da coordenada z, medida ao longo da reta mediatriz do segmento que une as cargas? z a) b) 0 d) +q 0 E 0 E 0 Z Z Z -q e) E Z E 0 0 E Z Proposto 3) Millikan realizou um célebre experimento para medição da carga elétrica elementar. Um ensaio poderia consistir em equilibrar uma gotícula de óleo sujeita exclusivamente à gravidade e a um campo elétrico vertical. Admita que o peso da gotícula seja m g = 1,6 .10-17 N, que o campo elétrico tenha intensidade E = 100V/m e que a gotícula possua um elétron excedente. Assinale o conjunto que encerra a carga do elétron (correta em valor absoluto e sinal) e o sentido do campo (ascendente ↑ ou descendente ↓): Carga do elétron a) – 1,6 .10-19 C b) 1,6 .10-19 C c) – 1,6 .10-17 C d) 1,6 . 10-17 C e) – 1,6 .10-19 C ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ Proposto 4) Um pêndulo elétrico tem comprimento L = 1,0 m. A esfera suspensa possui massa m = 10 g e carga elétrica q. Na região em que se encontra o pêndulo, a aceleração da gravidade vale 10 om/s2 e existe um campo elétrico cujo vetor E é horizontal e de módulo 7,5 .103 N/C. O pêndulo estaciona com a esfera à distância d = 0,60 m da vertical baixada do ponto de suspensão. Determinar a carga q. Proposto 5) (PUC) Duas pequenas esferas isoladas A e B encontram-se no vácuo à distância de 1,0 m uma da outra e estão carregadas com cargas, respectivamente, iguais a 3,0 .10-9 e 4,0 .10-9 C. Qual o trabalho que deve ser realizado contra as forças elétricas repulsivas, para reduzir a 0,80 m a distância entre as esferas? Dados: K = 9.109 N m2 C-2. Proposto 6) O gráfico a seguir mostra a variação do potencial elétrico do campo existente entre duas placas planas, condutoras, paralelas e muito grandes, com potenciais elétricos diferentes em afunção da distância entre elas. Sendo E = 10 V/m a intensidade do campo elétrico uniforme entre essas placas, qual a distância entre os pontos A e B, referidos no gráfico e situados sobre uma mesma linha de campo? V (volt) 20 0 - 20 A d (m) B