Lista 3 – Física Geral II – Prof. Airton Natanael Coelho Dias

Exercícios Potencial Elétrico

1) Qual deverá ser a distância entre uma carga puntiforme de -7,20 nC e uma carga

puntiforme de +2,30 nC para que a energia potencial U das duas cargas seja igual a -0,400 J.

Considere U = 0 no infinito.

2) Qual o potencial elétrico no ponto P, localizado no centro do quadrado de cargas pontuais

mostrado na figura abaixo? A distância d é 1,3 m e as cargas são q1 = +12 nC,

q2 = -24 nC, q3 = +31 nC e q3 = +17 nC.

3) Um dipolo elétrico é constituído por duas cargas puntiformes q1 = +12 nC e

q2 = -12 nC, sendo a distância d entre elas igual a 10 cm (figura abaixo). Calcule os potenciais

nos pontos a, b e c.

4) Em um relâmpago típico, a diferença de potencial (ΔV) entre pontos de descarga é cerca de

1 X 109 V e a quantidade de carga transferida é de cerca de 30 C. (a) Quanta energia é

liberada? (b) Se toda a carga que foi liberada pudesse ser usada para acelerar um carro de

1000 kg a partir do repouso, qual seria a sua velocidade final?

5) Partícula de m = 10g, q = 2μC, abandonada do repouso em A de uma campo elétrico

uniforme. Após percorrer 2 m, atinge B com v = 10 m/s. Desprezando a ação do campo

gravitacional. Considerando o W positivo, qual ΔV entre A e B.

Dica: Lembre-se que W também é igual a variação da energia cinética EC

6) A diferença de potencial elétrico entre pontos de descarga durante uma determinada

tempestade é de 1,2 X 109

V qual é o módulo da variação na energia potencial elétrica de um

elétron que se move entre estes pontos? Dê o resultado em eV.

Dica: Para transformar J em eV, multiplique o resultado por 6,242 X 1018

eV/J.

7) Quando um elétron se move de A até B ao longo da linha de campo elétrico mostrado na

figura abaixo, o campo elétrico realiza um trabalho (W) sobre ele de 3,94 X 10-19

J. Quais são

as diferenças de potencial elétrico (a) VB - VA (b) VC - VA e (c) VC - VB?

8) A figura abaixo mostra linhas de força de um campo elétrico uniforme, de 2 X 103 V/m de

intensidade, separadas 3 cm uma de outra, e duas superfícies equipotenciais desse campo,

distantes 4 cm. Qual será o trabalho realizado pela força do campo para deslocar uma carga

elétrica positiva de 6 X 106 C de A até B?

9) Considere um campo elétrico uniforme E = 1000 V/m. (a) Qual é o trabalho realizado pelo

campo elétrico sobre uma carga Q = + 1 nC, para movê-la de x = 1m até x = 5m ? (b) Qual é a

variação da energia potencial da carga? (c) E da energia cinética?

10) Grande parte do material compreendido pelos anéis de Saturno tem a forma de minúsculas

partículas de poeira cujos raios são da ordem de 10-6

m. Estes pequenos grãos estão numa

região que contêm um gás ionizado e diluído, e adquirem elétrons em excesso. Se o potencial

elétrico na superfície de um grão for de -400 V, quantos elétrons em excesso foram

adquiridos?

11) Uma gota esférica de água tem uma carga de 30 pC e o potencial na sua superfície é de

500 V(com V = 0 no infinito). (a) Calcule raio da gota. (b) Se duas gotas iguais a esta, com

mesma carga e o mesmo raio, se juntarem para constituir uma única gota esférica, qual será o

potencial na superfície desta nova gota?

12) Na figura abaixo, qual o potencial resultante no ponto P devido às quatro cargas pontuais,

se V = 0 no infinito?

13) Obtenha o potencial elétrico no ponto P devido as três cargas pontuais, mostrado na figura

abaixo.

14) Qual o potencial gerado pela quatro cargas pontuais no centro do quadrado, sendo

q = 2 X 10-8

C e a = 5 cm? Veja figura abaixo.

GABARITO

1) d = 0,373 m

2) VR ≈ 350V

3) a) VA = - 900 V, VB = 1929 V, VC = Nulo

4) a) U = 30 X 109 J, b) v = 7,75 X 10

3 m/s

5) ∆V = 250 X 103 V = 250 kV

6) U ≈ 12 X 108 V = 1,2 GeV - Para transformar J em eV, multiplique o resultado por 6,242

X 1018

eV/J

7) a) -2,46 V, b) -2,46 V, c) Nulo - pois trata-se de uma superfície equipotencial.

8) W = - 480 X 106 J = - 480 MJ

9) 2,78 X 105 elétrons

10) a) W = 400 nJ; b) -400 nJ; c) 400nJ

11) a) r = 0,539 X 10-3

m, b) V' ≈ 795 V

12) VR = 5Q/8 πε0d

13) VR = (Q·21/2

)/(πε0a)

14) VR = Nulo