No 4
Lista de exercícios Física III
Campo Elétrico
Prof. Daniel C. Zanotta
Campo Elétrico
1) O campo elétrico criado por uma carga pontual de 4 × 10-12 C tem intensidade igual a 9 × 10-1 N/C. Calcule a
que distância d se refere o valor desse campo. (0,2 m)
2) Qual a intensidade do campo elétrico, num ponto situado a 3,0 mm de uma carga elétrica puntiforme Q = 2,7
µC no vácuo. (2,7 × 109 N/C)
3) Uma carga pontual Q, negativa, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5 m dela, o campo tem
intensidade E=14,4 × 106 N/C. Sendo o meio o vácuo, determine Q. (4 × 10-4C)
4) Considere uma carga puntiforme fixa de -5μC, no vácuo.
a) Determine o vetor campo elétrico criado por essa carga num ponto
A localizado a 0,2 m da carga. (1,125 ×106 N/C de aproximação)
P
b) Determine o vetor força elétrica que atua sobre uma carga de 4μC, A
B
colocada no ponto A. (força de atração de intensidade 4,5 N)
5) O diagrama representa a intensidade do campo elétrico, originado por uma
E(N/C)
carga Q, puntiforme, fixa no vácuo, em função da distância à carga.
Determine:
a) O valor da carga Q, que origina o campo (6 × 10-6 C)
5,4 . 10
b) A intensidade do campo elétrico situado num ponto P, a 50 cm da
5
carga Q. (2,16 × 10 N/C)
0
10
d(cm)
c) A intensidade da força elétrica que atua numa carga q = 2 × 10-10
C, colocada no ponto P. (4,32 × 10-5 N)
6) Duas cargas puntiformes de 4 μC e -5 μC estão fixas nos pontos A e B,
respectivamente, localizados no vácuo, conforme indica a figura. Sabendo
A
B
C
que AC = 20cm e CB = 30cm, determine a intensidade do vetor campo
6
elétrico no ponto C. (1,4 × 10 N/C)
6
7) Têm-se duas pequenas esferas, A e B, condutoras, descarregadas e isoladas
uma da outra. Seus centros estão distantes entre si 20 cm. Cerca de 5 × 106
elétrons são retirados da esfera A e transferidos para a esfera B. Considere
a carga do elétron igual a 1,6 × 10-19C e a constante dielétrica do meio
igual a 9 × 109 Nm2/C2.
a) Qual o valor do campo elétrico em P? (1,44 N/C)
b) Qual a direção do campo elétrico num ponto R sobre a mediatriz
do segmento AB? (paralelo a AB)
8) A figura representa dois pontos, A e B, de uma reta separados 1m. Duas
cargas de mesmo sinal são colocadas nesses pontos. Sendo a carga
colocada em A quatro vezes maior que a colocada em B, determine o ponto
onde o campo elétrico é nulo. (2/3 m à direita de A)
-9
-9
R
P
A
+
1m
A
B
3m
Q1
9) Duas cargas puntiformes, Q1 = 50 × 10 C e Q2 = 32 × 10 C, estão
colocadas nos vértices de um triângulo retângulo, como mostra a figura.
Determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no ponto P.
(34,2 N/C)
10) Nos vértices de um quadrado de 0,1 m de lado colocam-se quatro cargas de
módulos iguais a 2 μC, conforme indica a figura. Determine a intensidade
do vetor campo elétrico resultante no centro do quadrado. (101,5 × 105
N/C)
B
Q2
4m
5m
P
+q
+q
-q
-q
11) Uma carga puntiforme q produz um campo elétrico de módulo E1 = 32 N/C num ponto que está a uma
distância r dessa carga. Determine:
a) O módulo E2 do campo elétrico produzido pela carga puntiforme q num ponto P que está a uma
distância 2r dessa carga (8 N/C)
b) O módulo da força que a carga q exerce sobre outra carga puntiforme qo = 2 × 10-6 C, colocada no
ponto P. (1,6 × 10-5 N)
12) A figura a seguir mostra como estão distanciadas, entre si, duas cargas
C
elétricas puntiformes, Q e 4Q, no vácuo. Pode-se afirmar que o módulo do +Q A B
+4Q
D
E
campo elétrico (E) é nulo em qual ponto? Os quadradinhos têm 4cm de
lado. (B)
13) As cargas puntiformes q1 = 20 μC e q2 = 64 μC estão fixas no vácuo,
respectivamente nos pontos A e B. Determine a intensidade do campo
elétrico resultante no ponto P. (3,6 × 106 N/C)
q1
q2
A 20 cm P
1m
m
B
14) Duas cargas puntiformes de valores 3 × 10-6 C e – 4 × 10-6 C, estão no vácuo a uma distância mútua de 0,5 m.
Determine a intensidade do campo elétrico que cada uma cria no ponto onde está situada a outra. (1,08 × 105
e 4 × 105 N/C)
15) Duas partículas com carga de 5 × 10-6 C cada uma estão separadas por uma distância de 1 m. Determine:
a) A intensidade da força elétrica entre as partículas. (2,25 × 10-1 N)
b) O campo elétrico no ponto médio entre as partículas. (Eres=E1=E2=0)
16) Considere k a constante eletrostática universal, G a constante de gravitação universal e um sistema de dois
corpos idênticos, de mesma massa M e cargas de mesma intensidade +Q dispostos um acima do outro na
mesma vertical. Se o corpo inferior estiver fixo e o corpo superior em equilíbrio estático, qual deverá ser a
relação M/Q? (√k/g)
17) Em certo ponto do espaço, há um campo gravitacional da Terra de intensidade 10 N/kg e outro elétrico,
vertical para baixo de intensidade 400 N/C. Nesse ponto, é abandonada uma partícula de carga – 3 × 10-4 C e
50g de massa. Determine a intensidade da força resultante sobre a partícula, bem como sua eventual
aceleração. (0,38 N; 7,6 m/s2)
18) *Um pêndulo, constituído de uma pequena esfera, com carga elétrica q =
+2,0 × 10-9 C e massa m = 3√3 ×10-4 kg, ligada a uma haste eletricamente
isolante, de comprimento d = 0,40 m, e massa desprezível, é colocado
num campo elétrico constante de intensidade E = 1,5 × 106 N/C. Esse
campo é criado por duas placas condutoras verticais, carregadas
eletricamente. O pêndulo é solto na posição em que a haste forma um
ângulo α = 30º com a vertical (ver figura) e, assim, ele passa a oscilar em
torno de uma posição de equilíbrio.
São dados sen 30º = ½; sen 45º = √2/2; sen 60º = √3/2.
Na situação apresentada, considerando-se desprezíveis os atritos,
determine:
a) Os valores dos ângulos α1, que a haste forma com a vertical, na posição
de equilíbrio, e α2, que a haste forma com a vertical na posição de
máximo deslocamento angular. Represente esses ângulos na figura dada.
(α1 = 30º, α2 = 90º)
b) A energia cinética K, da esfera, quando ela passa pela posição de
equilíbrio. (1,2×10-3 J)
19) *Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra pode ser considerado uniforme, de intensidade E =
1,5×102 N/C, orientado para baixo. Uma pequena esfera de massa m = 5,0 g e de carga elétrica q = 4,0 µC é
abandonada num ponto desta região. A aceleração local da gravidade é g = 9,78 m/s 2. Despreze os efeitos do
ar. Determine a aceleração de queda da esfera. (9,90 m/s2)
Formulário
Fe =
q1 .q2 .k
d2
k = 9.109 N.m2 C 2
qe = 1,6 . 10-19 C
E=
Q.K
d2
E=
F
q
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