Eletricidade Professor: Marcio Luiz Magri Kimpara LISTA DE EXERCÍCIOS 1 1) Um corpo possui 7 1019 prótons e 4 1019 elétrons . Considerando a carga elementar ( e 1,6 10 19 ), qual a carga elétrica deste corpo? 2) A figura abaixo representa três cargas elétricas puntiformes e fixas, sendo F1 a força de interação entre Q e 2q e F2 a força de interação entre Q e q. Encontre a razão F2/F1. 2q - Q F1 d + F2 q - d/2 3) A figura abaixo representa as linhas de força do campo elétrico produzido pela interação de duas cargas elétricas. Represente (desenhe) o vetor resultante no ponto P equidistante de ambas as cargas. 4) Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), considere as afirmativas a seguir: I- Se um corpo está eletrizado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas não é o mesmo. II- Se um corpo tem cargas elétricas, então está eletrizado. III- Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas. IV- Ao serem atritados, dois corpos neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas opostas, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas. V- Na eletrização por indução, é possível obter-se corpos eletrizados com quantidades diferentes de cargas. Prof. Marcio Kimpara Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta. a) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Apenas as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. c) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras. d) Apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras. e) Apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras. 5) Uma carga puntiforme positiva +Q gera um campo elétrico na região em sua volta. Uma carga de prova q= -1µC é então colocada no ponto P a uma distância de 40cm de Q, sendo atraída pelo campo. Contudo, uma força externa de 3N faz com que a carga entre em equilíbrio, permanecendo no ponto P. Determine o módulo de Q (carga geradora do campo) para que esta situação seja possível. Dado: K 9 10 9 N.m²/C² P + F = 3N - 40cm 6) Uma carga elétrica de intensidade Q= +4µC gera um campo elétrico. Dados os dois pontos, A e B conforme a figura abaixo, determine o trabalho realizado pela força para levar uma carga de prova q = 2 µC de um ponto ao outro (B até A). Dado: K 9 10 9 N.m²/C² .B d=1.5m .A Q d=4m 7) Quatro cargas elétricas são colocadas no vértice de um quadrado, conforme ilustra a figura abaixo. Indique (desenhe) o vetor força resultante sobre uma carga -q colocada no centro C do quadrado. -2q +q -q -q Prof. Marcio Kimpara +q 8) O gráfico a seguir relaciona a intensidade da força eletrostática entre duas esferas em função da distância entre os centros destas esferas. Sabendo-se que ambas têm a mesma carga elétrica, qual o valor desta carga? K 9 10 9 N.m²/C² F[μN] 40 30 20 10 2 4 6 8 d[m] 9) Considere duas esferas condutoras iguais. Inicialmente uma delas possui carga Q1 1 10 9 C e a outra Q2 5 10 10 C . A seguir estas esferas são colocadas em contato uma com a outra e depois separadas a uma distância d = 0,3m. Considere K 9 10 9 N.m²/C². a) Calcule a força elétrica F de uma esfera sobre a outra e indique se a força é atrativa ou repulsiva. b) Encontre o módulo do campo elétrico no ponto médio entre as duas partículas. 10) Duas esferas metálicas de diâmetros diferentes, apoiadas em bases isolantes, estão inicialmente em contato. Aproxima-se delas, sem tocá-las, um bastão carregado positivamente. Ver figura. + ++ + + + ++ A B Com o bastão ainda próximo das esferas, a esfera B é afastada da esfera A. Responda: a) Quais os sinais das cargas que as esferas A e B irão adquirir? b) Qual o método de eletrização utilizado? c) Compare o módulo das cargas das esferas. Prof. Marcio Kimpara GABARITO 1) Q 4,8C 2) F2 2 F1 3) 4) Alternativa B 5) Q 53,3C 6) BA 30mJ 7) 8) Q 0,13C a) F 6,25 10 9 N 9) b) E R 0 10) a) - - -- A -- - + + + + + B + + + + + b) Como as esferas são metálicas e condutoras, ocorre o fenômeno da Indução eletrostática: elétrons livres do metal são atraídos pelas cargas positivas do bastão e na extremidade oposta ocorre falta de elétrons. c) Pelo princípio da conservação da carga elétrica, os módulos das cargas das duas esferas são iguais (o mesmo n° de elétrons que A ganhou, B perdeu). Prof. Marcio Kimpara