COLÉGIO PEDRO II
UNIDADE ESCOLAR SÃO CRISTÓVÃO III
LISTA 4 DE ELETROSTÁTICA
SÉRIE: 3ª
TURMA: 1309
1) Duas pequenas esferas metálicas idênticas, inicialmente carregadas com cargas Q1 = 1,0 x 10-6 C e
Q2 = -3,0 x 10-6 C, são colocadas em contato e depois afastadas uma da outra até uma distância 60
cm.
a) Qual é a força eletrostática (em intensidade, direção e sentido) que atua sobre cada uma das
cargas?
b) Calcule o campo elétrico (em intensidade, direção e sentido) no ponto P situado sobre a
mediatriz do segmento de reta que se une as duas cargas, a 50 cm de distância de uma delas.
9
2
2
Dados: K = 9.10 N .m / C
2) Uma pequena esfera de massa 0,04 kg, eletrizada com carga 2 µC, está
apoiada numa placa plana isolante, inclinada, de ângulo 30° com o
horizonte. Qual a intensidade do campo eletrostático horizontal que
mantém a esfera em equilíbrio?
3) Têm-se duas pequenas esferas A e B, condutoras, descarregadas e
isoladas uma da outra. Seus centros estão distantes entre si de 20 cm.
Cerca de 5,0.106 elétrons são retirados da esfera A e transferidos para a
esfera B. Considere 1,6. 10-19 C a carga do elétron e a constante dielétrica
do meio igual a 9,0.109 N m2/C2.
R
A
a) Qual o valor do campo elétrico em P?
b) Qual a direção do campo elétrico num ponto R sobre a mediatriz do segmento AB?
P
B
4) A figura mostra as linhas de força do campo eletrostático criado
por um sistema de duas cargas.
a) Nas proximidades de que carga o campo eletrostático é mais
intenso? Por Que?
b) Qual é o sinal do produto q1.q2?
5) A figura abaixo mostra duas cargas puntiformes: Q fixa no ponto A e
q = +1,6 · 10-10 C fixa no ponto B. Nessa situação elas se repelem
eletricamente com forças de módulos iguais a 8,0 · 10-5 N.
r
6) Um corpúsculo de massa m e carga q penetra, com velocidade v , numa região em que existe
r
campo elétrico uniforme E , de acordo com a figura. (Dado: e = –1,60 · 10-19 C. Despreze a atração
r
gravitacional local sobre o corpúsculo.) Sendo E =100N/C, responda:
a) qual é o módulo, a direção e o sentido da força elétrica que atuará na
partícula?
b) qual é a aceleração e que tipo de movimento a partícula terá na região?
7) Robert Millikan verificou experimentalmente que a carga elétrica que um corpo adquire é sempre
um múltiplo inteiro da carga do elétron. Seu experimento consistiu em pulverizar óleo entre duas
placas planas, paralelas e horizontais, entre as quais havia um campo elétrico uniforme. A maioria
das gotas de óleo pulverizadas se carrega por atrito. Considere que uma dessas gotas negativamente
carregada tenha ficado em repouso entre as placas, como mostra a
r
figura. Suponha que o módulo de campo elétrico entre as placas seja E
igual a 2,0 · 104 V/m e que a massa da gota seja 6,4 · 10-15 kg.
Considere desprezível o empuxo exercido pelo ar sobre a gota e g = 10
m/s2.
a) Determine a direção e o sentido do campo elétrico existente entre
as placas.
b) Sabendo que o módulo da carga q do elétron vale 1,6 · 10-19 C, calcule quantos elétrons em
excesso essa gota possui.
8) A figura abaixo mostra uma esfera com massa de 300g, em
equilíbrio, próxima de uma placa eletrizada negativamente e
suspensa por um fio ideal. Considere g=10m/s2. Qual o sinal
da carga na esfera e qual a intensidade da força de repulsão?
m
45°
45°
9) Um próton, movendo-se com uma velocidade inicial Vo=4,0x105m/s, atravessa um campo
elétrico uniforme estabelecido entre duas placas metálicas, planas e paralelas, distantes
4,5mm uma da outra. O movimento do próton se dá na mesma direção do campo elétrico
entre as placas e o próton emerge deste campo com uma velocidade v=5,0x105m/s. Sabendo
que a razão massa / carga elétrica para o próton vale m/q = 1,04x10-8kg/C, determine:
(A) a
(B) o
(C) a
(D) o
aceleração do próton no campo elétrico
tempo de trânsito do próton entre as duas placas
diferença de potencial entre as placas
valor da intensidade do campo elétrico entre as placas
10) A figura abaixo representa as linhas de um campo elétrico uniforme. A
ddp entre os pontos A e B vale 24volts. Assim, a intensidade desse
campo elétrico, em Volt / metro, vale:
(A)60
(B) 80
(C) 120
(D) 150
(E) 200
11) Um campo elétrico uniforme de direção horizontal é estabelecido entre duas placas metálicas,
planas e paralelas, separadas por uma distância de 10cm e entre as quais se estabelece
separadas por uma distância de 10cm e entre as quais se estabelece uma diferença de
potencial V que pode ser variada. Neste campo, é colocada uma partícula de massa m = 10mg
e de carga elétrica q=1,0µC, presa por um fio muito leve e de material isolante a um suporte
fixo no laboratório. Para cada valor da tensão V, uma vez estabelecido o equilíbrio da
partícula, o fio que a sustenta forma um determinado ângulo θ com a vertical.
a) Represente numa figura todas as forças que atuam sobre a partícula,
identificando-as por meio de uma legenda.
b) Determine a expressão que relaciona o ângulo θ com a diferença de
potencial V. Calcule o valor da tensão V para a qual θ=45o (considera
g=10m/s2).
12) Numa região onde o meio é o vácuo, são colocadas duas partículas eletrizadas com cargas de
+ 5,0 µC e - 3,0 µC em dois pontos A e B, respectivamente. Sabe-se que a distância entre os
dois pontos é de 2,0 m e que o valor da constante eletrostática do vácuo é 9,0 · 109 unidades
do Sl. Determine:
a) a intensidade do campo elétrico do ponto M, médio do segmento AB;
b) o valor do potencial no ponto M;
c) a intensidade da força que apareceria numa carga de prova de + 2,0 µC, se a mesma fosse
colocada no ponto M;
d) a energia potencial elétrica adquirida pela referida carga de prova, em M.
13) São dadas duas cargas elétricas pontuais + q e - q de mesmo módulo, situadas como mostra
a figura. Sabe-se que o potencial no ponto A vale 5 volts, considerando-se nulo o potencial no
infinito. Determine o trabalho realizado pela força do campo, quando se desloca uma carga
pontual positiva de 1 nC (10-9 coulomb):
a) do infinito até o ponto A;
b) do ponto A até o ponto O.
14) Duas partículas, localizadas nos pontos A e B, no vácuo, estão separadas pela distância de 10
cm, conforme a figura abaixo. No ponto A está a carga de 40 nC e no ponto B a carga de - 30
nC. Qual o trabalho realizado pelas forças elétricas para levar uma terceira carga de 25 nC do
ponto C para o ponto D? (Dado: K = 9 · 109 N m2/C2.)