exercícios extras_campo elétrico

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Prof. Thiago Miranda Prof. Thiago Miranda Prof. Thiago Miranda Prof. Thiago Miranda o-mundo mundo mundo mundo-da da da da-fisica.blogspot.com fisica.blogspot.com fisica.blogspot.com fisica.blogspot.com 25 EXERCÍCIOS EXTRAS 1. Uma carga elétrica de 8 μC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 12.10 -3 N. Qual o módulo desse campo elétrico? 2. Uma carga elétrica de -5 nC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 125 .10 -3 N. Qual o módulo desse campo elétrico? 3. Se o campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme é de 12 . 10 3 N/C, qual o valor da carga elétrica que neste campo fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 3 . 10 -3 N? 4. Se o campo elétrico produzido num ponto do espaço tem intensidade 15 .10 3 N/C, qual a intensidade da força que surgirá sobre uma carga elétrica de 2 nC, nesse ponto? 5. Em qual distância o campo elétrico de uma carga elétrica de - 9 μC, no vácuo, tem uma intensidade de 81 . 10 5 N/C? 6. Qual o módulo do campo elétrico resultante no ponto A, da figura a seguir? a) b) c) 7. Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6 . 10 5 N/C, direção horizontal e sentido da esquerda para a direita. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P, nos casos: a) q = 2 µC b) q = -3 µC 8. Uma partícula de carga elétrica q = 3 . 10 -8 C, colocada num ponto P localizado a 3 m de uma carga Q, no vácuo, sofre a ação de uma força de módulo F = 1,5 . 10 -2 N. (Dado: constante eletrostática do vácuo, k O = 9 . 10 9 Nm 2 C -2 .) a) Qual o módulo do campo elétrico em P? b) Admitindo-se que esse campo elétrico se deve exclusivamente a Q, qual o valor de Q? 9. Uma carga puntiforme positiva Q 1 = 18 . 10 -6 C dista, no vácuo, 20 cm de uma carga puntiforme negativa Q 2 = - 8 . 10 -6 C, conforme a figura. Qual é a intensidade do vetor campo elétrico criado por essas duas cargas no ponto P, sendo K O = 9 . 10 9 unidades no SI? 10. Duas placas metálicas paralelas, eletrizadas com cargas de sinais contrários, estão colocadas no vácuo a 10 cm de distância uma da outra. O campo elétrico produzido pelas placas tem intensidade 6 . 10 7 N/C. Uma carga elétrica puntiforme de 2 . 10 -6 C e massa 5 . 10 -6 kg é abandonada na placa positiva. Supondo desprezível a força de atração gravitacional sobre a carga elétrica, determine a intensidade da: a) força atuante sobre a carga elétrica; b) aceleração da carga elétrica; c) velocidade com que a carga elétrica atinge a placa negativa. P Q 2 Q 1 10 cm 20 cm

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Page 1: Exercícios extras_campo elétrico

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EXERCÍCIOS EXTRAS 1. Uma carga elétrica de 8 µC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 12.10

-3 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

2. Uma carga elétrica de -5 nC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 125 .10

-3 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

3. Se o campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme é de 12 . 10

3 N/C, qual o valor da carga

elétrica que neste campo fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 3 . 10-3

N? 4. Se o campo elétrico produzido num ponto do espaço tem intensidade 15 .10

3 N/C, qual a intensidade da

força que surgirá sobre uma carga elétrica de 2 nC, nesse ponto? 5. Em qual distância o campo elétrico de uma carga elétrica de - 9 µC, no vácuo, tem uma intensidade de 81 . 10

5 N/C?

6. Qual o módulo do campo elétrico resultante no ponto A, da figura a seguir? a)

b)

c)

7. Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6 . 10

5 N/C, direção horizontal

e sentido da esquerda para a direita. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua

sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P, nos casos:

a) q = 2 µC b) q = -3 µC

8. Uma partícula de carga elétrica q = 3 . 10-8

C, colocada num ponto P localizado a 3 m de uma carga Q, no

vácuo, sofre a ação de uma força de módulo F = 1,5 . 10-2

N. (Dado: constante eletrostática do vácuo, kO = 9 .

109 Nm

2C

-2.)

a) Qual o módulo do campo elétrico em P?

b) Admitindo-se que esse campo elétrico se deve exclusivamente a Q, qual o valor de Q?

9. Uma carga puntiforme positiva Q1 = 18 . 10-6

C dista, no vácuo, 20

cm de uma carga puntiforme negativa Q2 = - 8 . 10-6

C, conforme a

figura. Qual é a intensidade do vetor campo elétrico criado por essas

duas cargas no ponto P, sendo KO = 9 . 109 unidades no SI?

10. Duas placas metálicas paralelas, eletrizadas com cargas de sinais contrários, estão colocadas no vácuo a 10 cm de distância uma da outra. O campo elétrico produzido pelas placas tem intensidade 6 . 10

7 N/C. Uma

carga elétrica puntiforme de 2 . 10-6

C e massa 5 . 10-6

kg é abandonada na placa positiva. Supondo desprezível a força de atração gravitacional sobre a carga elétrica, determine a intensidade da: a) força atuante sobre a carga elétrica; b) aceleração da carga elétrica; c) velocidade com que a carga elétrica atinge a placa negativa.

P Q2 Q1

10 cm 20 cm

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GABARITO 1. E = 12 . 10

-3 = 1,5 . 10

3 N/C

8 . 10-6

2. E = 125 . 10

-3 = 25 . 10

6 = 2,5 . 10

7 N/C

5 . 10-9

3.

12 . 103 = 3 . 10

-3 → |q| . 12 . 10

3 = 3 . 10

-3 → |q| = 3 . 10

-3 = 0,25 . 10

-6 C = 0,25 µC

|q| 12 . 103

Como calculamos o módulo de q não podemos afirmar se é + ou –, assim temos que q = + 0,25 µC ou – 0,25 µC. 4.

15 . 103 = F → F = 30 . 10

-6 = 3 . 10

-5 N

2 . 10-9

5.

81 . 105 = 9 .10

9 . 9 . 10

-6 → 81 . 10

5 . d

2 = 81 . 10

3 → d

2 = 10

3 → d = √10

-2 = 10

-1 m ou

d2

105 10 cm

6. a)

Podemos afirmar que E1 = E2, pois as carga Q1 e Q2 são iguais e a distância das cargas ao ponto A também são iguais, assim teremos: ER = E1 – E2 = 0

b)

E1 = 9 . 109 . 4 . 10

-6 = 4 . 10

3 N/C

32

E2 = 9 . 10

9 . 9 . 10

-6 = 9 . 10

3 N/C

32

ER2 = E1

2 + E2

2 → ER

2 = (4 . 10

3)2 + (9 . 10

3)2 = 16 . 10

6 + 81 . 10

6

ER2 = 97 . 10

6 = √(97 . 10

6) = 9,85 . 10

3 N/C

c)

E1 = 9 . 109 . 8 . 10

-6 = 18 . 10

3 N/C

22

E2 = 9 . 10

9 . 9 . 10

-6 = 9 . 10

3 N/C

32

ER = E1 + E2 = 8 . 10

3 + 9 . 10

3 = 27 . 10

3 = 27 . 10

4 N/C

E1

E2 ER

E1

E2

ER

E1

E2

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7. a) A direção do vetor força elétrica é horizontal e o sentido para a direita.

6 . 105 = F .

2 . 10-6

F = 12 . 10

-1 = 1,2 N

b) A direção do vetor força elétrica é horizontal e o sentido para a esquerda.

6 . 105 = F .

3 . 10-6

F = 18 . 10

-1 = 1,8 N

8. a) E = 1,5 . 10

-2 = 0,5 . 10

6 = 5 . 10

5 N/C

3 . 10-8

b) 5 . 105 = 9 . 10

9 |Q| → |Q| = 5 . 10

5 → |Q| = 5 . 10

-4 C

32 10

9

Assim Q = + 5 . 10

-4 C ou Q = - 5 . 10

-4.

9.

E1 = 9 . 10

9 . 18 . 10

-6 = 9 . 18 . 10

3 = 18 . 10

5 N/C

(3 . 10-1

)2 9 . 10

-2

E2 = 9 . 10

9 . 8 . 10

-6 = 72 . 10

3 = 71 . 10

5 N/C

(10-1

)2 10

-2

ER = E2 – E1 = 72 . 10

5 – 18 . 10

5 = 54 . 10

5 N/C = 5,4 . 10

6 N/C

10. a)

6 . 107 = F → F = 12 . 10 = 120 N

2 . 10-6

b) FR = m . a FR = F = 120 N

120 = 5 . 10-6

. a → a = 120 = 24 . 106 = 2,4 10

7 m/s

2

5 . 10-6

c) V2 = VO

2 + 2 . a . ∆S → V

2 = 0

2 + 2 . 2,4 . 10

7 . 10

-1 → V

2 = 4,8 . 10

-6

V = √(4,8 . 10-6

) → V = 2,2 .103 m/s

F E

F

E

P Q2 Q1

10 cm 20 cm

E1 E2