CURSO DE GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA - UFSCar
096059 - A - FISICA PARA BIOTECNOLOGIA 1
Profa. Dra. Ignez Caracelli
11 de novembro de 2015
Exercício 6 – Eletricidade
Quando necessário, use o valor da constante dielétrica no vácuo k = 9,0  109 Nm2/C2.
Para próxima aula até exercício 11. Entregar nos primeiros 15 minutos de aula.
1.
Duas esferas de massas iguais estão suspensas e presas por fios nãocondutores. Uma das esferas tem carga +3q e a outra carga +q. Represente a
g
configuração de equilíbrio entre as duas esferas carregadas.
2.
Duas cargas q = + 1 μC e q = +10 μC são colocadas uma ao lado da outra.
Desenhe o diagrama que melhor descreve as forcas que atuam sobre as cargas.
3.
+3
q
+q
A distância entre duas partículas iguais eletrizadas, de cargas iguais a 1,0 C, no vácuo é igual a 1,0
m. Determine a força elétrica entre as partículas.
4.
Duas cargas elétricas iguais e puntiformes sofrem uma força de repulsão F = 4 N quando colocadas a
uma distância de 30 cm uma da outra. Qual o valor das cargas elétricas?
5.
Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 12 elétrons. Qual a carga elétrica de sua
eletrosfera?
6.
Na eletrosfera de um átomo de carbono temos 6 elétrons. Qual a carga elétrica de su a eletrosfera?
7.
Um corpo tem uma carga igual à -32. 10-6 C. Quantos elétrons há em excesso nele?
8.
É dado um corpo eletrizado com carga + 6,4.10-6C. Determine o número de elétrons em falta no
corpo.
9.
Quantos elétrons em excesso tem um corpo eletrizado com carga de -16.10-9 C?
10.
Em um átomo de hidrogênio, a separação media entre o elétron e o próton é cerca de 5,3  1011 m.
Calcular o módulo da força eletrostática exercida pelo próton sobre o elétron.
11.
Três cargas iguais, de valor q, estão dispostas horizontalmente sobre uma reta ABC. O módulo da
d
A
d
B
C
força elétrica F entre A e B é igual a 16 N. Calcule: a) o módulo da força elétrica entre B e C; b) o módulo
da força elétrica entre A e C; c) a força elétrica resultante em C.
12.
Uma carga negativa é colocada em uma região do campo elétrico como mostrado na figura. A carga:
a) se move para cima.
b) se move para baixo.
c) se move para a esquerda.
Eletricidade e Magnetismo nos Processos Biológicos - Ignez Caracelli
d) se move para a direita.
e) não se move.
13. Compare a intensidade dos campos
magnéticos nos pontos A e B.
a) EA > EB
b) EA = EB
c) EA < EB
14.
Calcule o valor do campo elétrico num ponto do espaço, sabendo que uma força de 8N atua sobre
uma carga de 2 C situada nesse ponto.
15.
Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a carga q = +2  10-5 C fica submetida à força
elétrica F = 4  10-2 N. Determine o valor desse campo elétrico.
16.
O corpo eletrizado Q, positivo, produz num ponto P o campo elétrico, de intensidade 2  105 N/C.
Calcule a intensidade da força produzida numa carga positiva q = 4  10-6 C colocada em P.
17.
Em um ponto do espaço, o vetor campo elétrico tem intensidade 3,6  103 N/C. Uma carga
puntiforme de 1  10-5 C colocada nesse ponto sofre a ação de uma força elétrica. Calcule a intensidade
da força.
18.
Uma carga de prova q = -3 10-6 C, colocada na presença de um campo elétrico E, fica sujeita a uma
força elétrica de intensidade 9 N, horizontal, da direita para a esquerda. Determine a intensidade do
vetor campo elétrico e sua orientação.
19.
Sobre uma carga de 2 C, situada num ponto P, age uma força de 6 N. No mesmo ponto, se
substituirmos a carga de por uma outra de 3 C, qual será o valor da força sobre ela?
20.
O que acontece com um corpo eletrizado quando colocado em uma região onde existe um campo
elétrico?
21.
Durante uma tempestade devemos ficar dentro do carro ou fora dele? Por quê?
22.
Qual das figuras acima mostra as linhas do campo elétrico de forma correta?
23.
A que distância no vácuo devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 10-4C, para que a força
elétrica de repulsão entre elas tenha intensidade 10 N?
24.
Colocam-se, no vácuo, duas cargas elétricas iguais a uma distância de 2 m uma da outra. A
intensidade da força de repulsão entre elas é de 3,6 102 N. Determine o valor das cargas.
25.
Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a q estão situadas no vácuo a 2 m de distância,
Sabendo que a força de repulsão mútua tem intensidade 0,1 N, calcule q.
26.
A distância entre um elétron e o próton no átomo de hidrogênio é da ordem de 5,3 10-11m.
Determine a força de atração eletrostática entre as partículas.
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27.
Calcule o campo elétrico criado por uma carga q = 2 10-6 C, situada no vácuo, em um ponto distante
3.10-2 m de Q.
28.
Calcule o campo elétrico gerado por uma carga q = - 4 10-6 C, situada no
vácuo, em um ponto distante 0,6 m de Q. Faça também um esquema
representando a carga q e o vetor campo elétrico.
29.
Uma carga Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a
0,5 m dela o campo elétrico tem intensidade E = 14,4 106 N/C. Sendo o meio o vácuo, determine Q.
30.
Considere uma carga Q, fixa, de -5 10-6 C, no vácuo. (a) Determine o campo elétrico criado por essa
carga num ponto A localizado a 0,2 m da carga; (b) Determine a força elétrica que atua sobre uma carga
q = 4 10-6 C, colocada no ponto A.
31.
O diagrama ao lado representa a intensidade do campo elétrico,
originado por uma carga Q, fixa, no vácuo, em função da distância à carga.
Determine: a) o valor da carga Q, que origina o campo; b) o valor do
campo elétrico situado num ponto P, a 0,5 m da carga Q.
32.
No campo elétrico produzido por uma carga pontual q = 3 10-2 C, qual
é a energia potencial elétrica de uma
carga q = 3 10-7 C, colocada a 12 10-2 m de
Q? Considere as cargas no vácuo.
33.
No campo produzido por uma carga pontual q = 5 10-3 C, qual é a
energia potencial elétrica de uma carga q = - 4 10-8 C, situada a 9 10-2 m
de Q? Considere as cargas no vácuo.
34.
A energia potencial elétrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo elétrico, vale 40 J.
Calcule o potencial elétrico no ponto P, quando q = 5 C.
35.
A energia potencial elétrica de uma carga q, situada no ponto P de um campo elétrico vale -20 J.
Calcule o potencial elétrico no ponto P, quando q = 0,05 C.
36.
Uma carga q tem um potencial de 10 V em um ponto P. Qual é a energia potencial elétrica de uma
carga q = 5mC, colocada no ponto P?
37.
No campo elétrico produzido por uma carga pontual q = 4 10-7 C, calcule o potencial elétrico em um
ponto P, situado a 2m de Q. O meio é o vácuo.
38.
No campo elétrico criado por uma carga elétrica q = 3C, determine: a) o potencial elétrico num
ponto P situado a 0,3 m da carga Q; b) a energia potencial elétrica que uma carga q = 2 C adquire no
ponto P. O meio é o vácuo.
39.
Determinar o trabalho realizado pela força elétrica para transportar uma carga q = 6 10-6 C de um
ponto A até um ponto B, cujos potenciais são, respectivamente, 10 V e 20 V.
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40.
No campo elétrico de carga Q= 3 C são dados dois
pontos, A e B, conforme a figura ao lado. Determine: a) os
potenciais elétricos de A e de B; b) o trabalho da força elétrica
que atua sobre uma carga elétrica q = 1 C, no deslocamento
de A para B. O meio é o vácuo.
41.
Calcular o momento de dipolo da água. Considere para isso que o momento de dipolo resultante é a
soma dos dipolos formados pelo oxigênio de carga (+2e) e cada átomo de hidrogênio de carga (–e); o
ângulo formado entre os dois dipolos é igual 104,5° de forma que o dipolo resultante será igual a (2 p
cos). Considere a distância entre o oxigênio e o hidrogênio é igual a 1 Å (= 1010 m). Compare o valor
obtido com o valor apresentado na Tabela 2.
42.
Considere um campo elétrico uniforme de intensidade E = 5,0  106 N/C.
a) calcule a variação do potencial elétrico (VCÁ TION ) , quando um cátion monovalente se desloca, no
sentido das linhas de campo, entre dois pontos separados por x = 60 Å.
b) calcule a variação da energia potencial, em eV, desse cátion.
c) repita os cálculos do item a) para um ânion monovalente, obtendo (VÂNION ).
d) compare VCÁ TION com VÂNION.
e) compare as energias potenciais nos dois casos (UCÁ TION com UÂNION).
f) com os resultados obtidos nos itens d) e e), o que se pode dizer sobre a dependência de V e de
U com as cargas?
43.
Considere um capacitor de placas paralelas separadas por uma distância d = 0,1 mm, com cargas q =
4,4  108 C. A área das placas é de 5,0 cm2, e entre elas há apenas ar.
a) calcule a capacitância C.
b) calcule o campo elétrico entre as placas.
44.
A concentração do íon cloreto no soro sanguíneo é 0,10 mol/L. A concentração do íon cloreto na
urina é 0,16 mol/L.
a) calcule a energia gasta pelos rins no transporte do íon cloreto do plasma para urina.
b) quantos íons cloreto poderiam ser transportados por mol de ATP hidrolisado? Considere que 1
mol de ATP hidrolisado um fornece 7,7 kcal/mol.
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