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DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29)
                                                                coordenadas (x,y), iguais a (4,0) e (- 4,0). A carga
                                                                negativa, igual a - q, está localizada, inicialmente em
                                                                repouso, no ponto A, cujas coordenadas são (0,3). A
                                                                aceleração da gravidade local é constante (módulo g) e
                                                                aponta no sentido negativo do eixo y do sistema de
                   Exercício 29                                 referência, que está na vertical. Todas as partículas
                                                                possuem a mesma massa m. A constante eletrostática
                                                                no meio em que as partículas carregadas estão imersas
                                                                é K.
 Questão 01

   Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo
Q e sinais opostos, são fixadas à distância de 3,0 cm
entre si. Determine o potencial elétrico no ponto A, em
volts, considerando que o potencial no ponto B é 60
volts.



                                                                   Determine o módulo da velocidade com que a
                                                                partícula com carga negativa chega ao ponto P,
                                                                localizado pelas coordenadas (x,y) = (0,-3).
 Questão 02
                                                                 Questão 05
   O gráfico a seguir representa a variação da energia
                                        -6
potencial de uma carga elétrica de 10 C, no vácuo,                   Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga
submetida apenas à ação de um campo elétrico
                                                                elétrica positiva de 40 μ C, é abandonada do repouso no
uniforme e paralelo ao eixo x. Em x = 0,0 cm, a energia
                                                                ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o
cinética da carga é nula.
                                                                potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire
                                                                movimento e se choca em B, com um anteparo rígido.
                                                                Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100
                                                                V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o
                                                                obstáculo é de




a) Determine o potencial elétrico em x = 0,6 cm.
b) Determine o trabalho realizado para levar a carga de
x = 0,2 cm até x = 0,8 cm.
c) Construa o gráfico da energia cinética em função
de x.
d) Construa o gráfico da energia total em função de x.          a) 4 m/s
                                                                b) 5 m/s
                                                                c) 6 m/s
 Questão 03                                                     d) 7 m/s
                                                                e) 8 m/s
   Um elétron deixa a superfície de um metal com
energia cinética igual a 10 eV e penetra em uma região           Questão 06
na qual é acelerado por um campo elétrico uniforme de
                             4
intensidade igual a 1,0 × 10 V/m.
                                                                     Duas cargas elétricas puntiformes, q1 = 3,00          μC   e
Considere que o campo elétrico e a velocidade inicial do
elétron têm a mesma direção e sentidos opostos.                 q2    =   4,00   μ C,       encontram-se    num    local   onde
Calcule a energia cinética do elétron, em eV, logo após                     9     2     2
                                                                k = 9 . 10 N.m /C . Suas respectivas posições são os
percorrer os primeiros 10 cm a partir da superfície do
                                                                vértices dos ângulos agudos de um triângulo retângulo
metal.
                                                                isósceles, cujos catetos medem 3,00 mm cada um. Ao
                                                                colocar-se outra carga puntiforme, q3 = 1,00 μ C, no
 Questão 04                                                     vértice do ângulo reto, esta adquire uma energia
                                                                potencial elétrica, devido à presença de q1 e q2, igual a
   Na figura a seguir, é mostrada uma distribuição de           a) 9,0 J
três partículas carregadas (duas com carga positiva e           b) 12,0 J
uma com carga negativa) localizadas ao longo dos eixos          c) 21,0 J
perpendiculares de um dado sistema de referência.
                                                                d) 25,0 J
Todas as distâncias estão em unidades arbitrárias (u.a.).
                                                                e) 50,0 J
As cargas positivas, ambas iguais a q, estão fixas nas
Aprovação em tudo que você faz.                             1                                 www.colegiocursointellectus.com.br
DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29)
 Questão 07

   Uma carga puntiforme Q gera uma superfície
equipotencial de 2,0V a uma distância de 1,0m de sua
posição. Tendo em vista o exposto, calcule a distância
entre as superfícies equipotenciais que diferem dessa
por 1,0V                                                        I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é
                                                                maior que no ponto C.
                                                                II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto
 Questão 08
                                                                C.
                                                                III.    Uma     partícula    carregada   negativamente,
    “Acelerador de partículas cria explosão inédita e           abandonada         no     ponto    B,  se     movimenta
             consegue simular o Big Bang                        espontaneamente para regiões de menor potencial
                                                                elétrico.
                                                                IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva
                                                                diminui quando se movimenta de B para A.
                                                                     É correto o que se afirma apenas em:
                                                                a) I.
                                                                b) I e IV.
                                                                c) II e III.
                                                                d) II e IV.
                                                                e) I, II e III.

                                                                                      GABARITO:


                                                                 Questão 01




                                                                Denominando “d” a distância entre a carga –Q e o ponto
    GENEBRA – O Grande Colisor de Hadrons (LHC) bateu           B podemos escrever:
um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de
partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de
                                                                   Lembre-se que o potencial gerado por uma carga
prótons a 7 tera-elétron-volts, criando uma explosão que
os cientistas estão chamando de um ‘Big Bang em
                                                                puntiforme a uma distância d é
miniatura’”.
    A unidade elétron-volt, citada na materia de O Globo,       Calculando o potencial em B, concluímos:
refere-se à unidade de medida da grandeza física:
a) corrente
b) tensão
c) potencia
d) energia
e) carga elétrica
                                                                Calculando o potencial em A, concluímos:

 Questão 09

    Em um laboratório, um pesquisador colocou uma
esfera eletricamente carregada em uma câmara na qual
foi feito vácuo.
    O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a
                                                                 Questão 02
certa distância dessa esfera valem, respectivamente,
600 V e 200 V/m.
    Determine o valor da carga elétrica da esfera.                 E = q.V → 0,0006 = 10-6.V → V = 600 V
                                                                W = E – E’ → W = 0,001 – 0,0004 = 0,0006 J
                                                                O diagrama da energia cinética deve ser complementar
 Questão 10
                                                                o diagrama da energia potencial. Assim em x = 0 a
                                                                energia cinética é zero e cresce linearmente até que em
   Na figura a seguir, são representadas as linhas de           1,2 cm a energia cinética será igual a 0,0012 J.
força em uma região de um campo elétrico. A partir dos          A energia total é constante e desta forma será uma linha
pontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as         horizontal, no valor 0,0012 J, desde x = 0 cm até
seguintes afirmações:                                           x = 1,2 cm
Aprovação em tudo que você faz.                             2                            www.colegiocursointellectus.com.br
DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29)
 Questão 03                                                       Questão 07

Pelo teorema da energia cinética a variação de energia          A figura a seguir ilustra a situação.
cinética é igual ao trabalho realizado para se obter esta
variação:


   O trabalho em um campo elétrico uniforme para a
distância de 10 cm
                   -19   4    -1          -16
W = qEd = 1,6 x 10 x 10 x 10 = 1,6 x 10 J
   Levando isto em conta na expressão do teorema da
energia cinética




 Questão 04

   Como o sistema é simétrico quanto a energia
potencial elétrica o que ocorrerá é a transformação de
energia gravitacional em cinética. Assim:                       Dividindo (II) por (I):
             2
m.g.h = m.v /2
       2
g.h = v /2
                                                                Dividindo (III) por (I):


 Questão 05
                                                                A distância d é:
    Letra A                                                     d = r3 – r1   ⇒    d = 2 – 0,67   ⇒     d = 1,33 m.
Dados: m = 1 g = 10 kg; q = 40 μ C = 4?10 C; VA =
                    -3                   -5

300 V e VB = 100 V.                                               Questão 08
Aplicando o Teorema da Energia Cinética a essa
situação:
                                                                   Letra D
                                                                   O elétron-volt é uma unidade de energia. Equivale ao
                                                                trabalho da força elétrica para acelerar uma partícula
                                                                                                                     –19
                                                                com carga igual à carga elementar (q = e = 1,6 x 10
 Questão 06                                                     C) numa ddp de 1 volt.
                                                                Na eletrostática, a expressão do trabalho da força
  Letra C                                                       elétrica é:
Dados: q1 = 3,00 μ C = 3,00 x 10–6 C; q2 = 4,00 μ C =
4,00 x 10 C; q3 = 1,00 μ C = 1,00 x 10 C;
         –6                            –6

                 2                       –3
k = 9 x 109 N.m /C; r = 3 mm = 3 x 10 m.
                                                                  Questão 09
   A figura abaixo ilustra a situação descrita.

                                                                Dados: V = 600 V; E = 200 V/m; k = 9 x 109 N.m2/C2.

                                                                Como o Potencial elétrico é positivo, a carga é positiva.
                                                                Então, abandonando os módulos, temos:



A energia potencial elétrica adquirida pela carga q3 é
devida à presença de q1 e q2.
                                                                Substituindo na expressão do Potencial:




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DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29)
 Questão 10

     Letra B
     Analisando cada uma das afirmações:
I. Correta. Quanto mais concentradas as linhas de força,
mais intenso é o campo elétrico.
II. Falsa. No sentido das linhas de força o potencial
elétrico é decrescente, portanto VD > VC.
III. Falsa. Partículas com carga negativa sofrem força em
sentido oposto ao do vetor campo elétrico,
movimentando-se espontaneamente para regiões de
maior potencial elétrico.
IV. Correta. Partículas positivamente carregadas
movimentam-se espontaneamente no mesmo sentido
dos menores potenciais, ganhando energia cinética,
consequentemente, diminuindo sua energia potencial.




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Fisica 3 exercicios gabarito 29

  • 1. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) coordenadas (x,y), iguais a (4,0) e (- 4,0). A carga negativa, igual a - q, está localizada, inicialmente em repouso, no ponto A, cujas coordenadas são (0,3). A aceleração da gravidade local é constante (módulo g) e aponta no sentido negativo do eixo y do sistema de Exercício 29 referência, que está na vertical. Todas as partículas possuem a mesma massa m. A constante eletrostática no meio em que as partículas carregadas estão imersas é K. Questão 01 Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo Q e sinais opostos, são fixadas à distância de 3,0 cm entre si. Determine o potencial elétrico no ponto A, em volts, considerando que o potencial no ponto B é 60 volts. Determine o módulo da velocidade com que a partícula com carga negativa chega ao ponto P, localizado pelas coordenadas (x,y) = (0,-3). Questão 02 Questão 05 O gráfico a seguir representa a variação da energia -6 potencial de uma carga elétrica de 10 C, no vácuo, Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga submetida apenas à ação de um campo elétrico elétrica positiva de 40 μ C, é abandonada do repouso no uniforme e paralelo ao eixo x. Em x = 0,0 cm, a energia ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o cinética da carga é nula. potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire movimento e se choca em B, com um anteparo rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o obstáculo é de a) Determine o potencial elétrico em x = 0,6 cm. b) Determine o trabalho realizado para levar a carga de x = 0,2 cm até x = 0,8 cm. c) Construa o gráfico da energia cinética em função de x. d) Construa o gráfico da energia total em função de x. a) 4 m/s b) 5 m/s c) 6 m/s Questão 03 d) 7 m/s e) 8 m/s Um elétron deixa a superfície de um metal com energia cinética igual a 10 eV e penetra em uma região Questão 06 na qual é acelerado por um campo elétrico uniforme de 4 intensidade igual a 1,0 × 10 V/m. Duas cargas elétricas puntiformes, q1 = 3,00 μC e Considere que o campo elétrico e a velocidade inicial do elétron têm a mesma direção e sentidos opostos. q2 = 4,00 μ C, encontram-se num local onde Calcule a energia cinética do elétron, em eV, logo após 9 2 2 k = 9 . 10 N.m /C . Suas respectivas posições são os percorrer os primeiros 10 cm a partir da superfície do vértices dos ângulos agudos de um triângulo retângulo metal. isósceles, cujos catetos medem 3,00 mm cada um. Ao colocar-se outra carga puntiforme, q3 = 1,00 μ C, no Questão 04 vértice do ângulo reto, esta adquire uma energia potencial elétrica, devido à presença de q1 e q2, igual a Na figura a seguir, é mostrada uma distribuição de a) 9,0 J três partículas carregadas (duas com carga positiva e b) 12,0 J uma com carga negativa) localizadas ao longo dos eixos c) 21,0 J perpendiculares de um dado sistema de referência. d) 25,0 J Todas as distâncias estão em unidades arbitrárias (u.a.). e) 50,0 J As cargas positivas, ambas iguais a q, estão fixas nas Aprovação em tudo que você faz. 1 www.colegiocursointellectus.com.br
  • 2. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 07 Uma carga puntiforme Q gera uma superfície equipotencial de 2,0V a uma distância de 1,0m de sua posição. Tendo em vista o exposto, calcule a distância entre as superfícies equipotenciais que diferem dessa por 1,0V I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é maior que no ponto C. II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto Questão 08 C. III. Uma partícula carregada negativamente, “Acelerador de partículas cria explosão inédita e abandonada no ponto B, se movimenta consegue simular o Big Bang espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico. IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva diminui quando se movimenta de B para A. É correto o que se afirma apenas em: a) I. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. e) I, II e III. GABARITO: Questão 01 Denominando “d” a distância entre a carga –Q e o ponto GENEBRA – O Grande Colisor de Hadrons (LHC) bateu B podemos escrever: um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de Lembre-se que o potencial gerado por uma carga prótons a 7 tera-elétron-volts, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de um ‘Big Bang em puntiforme a uma distância d é miniatura’”. A unidade elétron-volt, citada na materia de O Globo, Calculando o potencial em B, concluímos: refere-se à unidade de medida da grandeza física: a) corrente b) tensão c) potencia d) energia e) carga elétrica Calculando o potencial em A, concluímos: Questão 09 Em um laboratório, um pesquisador colocou uma esfera eletricamente carregada em uma câmara na qual foi feito vácuo. O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a Questão 02 certa distância dessa esfera valem, respectivamente, 600 V e 200 V/m. Determine o valor da carga elétrica da esfera. E = q.V → 0,0006 = 10-6.V → V = 600 V W = E – E’ → W = 0,001 – 0,0004 = 0,0006 J O diagrama da energia cinética deve ser complementar Questão 10 o diagrama da energia potencial. Assim em x = 0 a energia cinética é zero e cresce linearmente até que em Na figura a seguir, são representadas as linhas de 1,2 cm a energia cinética será igual a 0,0012 J. força em uma região de um campo elétrico. A partir dos A energia total é constante e desta forma será uma linha pontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as horizontal, no valor 0,0012 J, desde x = 0 cm até seguintes afirmações: x = 1,2 cm Aprovação em tudo que você faz. 2 www.colegiocursointellectus.com.br
  • 3. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 03 Questão 07 Pelo teorema da energia cinética a variação de energia A figura a seguir ilustra a situação. cinética é igual ao trabalho realizado para se obter esta variação: O trabalho em um campo elétrico uniforme para a distância de 10 cm -19 4 -1 -16 W = qEd = 1,6 x 10 x 10 x 10 = 1,6 x 10 J Levando isto em conta na expressão do teorema da energia cinética Questão 04 Como o sistema é simétrico quanto a energia potencial elétrica o que ocorrerá é a transformação de energia gravitacional em cinética. Assim: Dividindo (II) por (I): 2 m.g.h = m.v /2 2 g.h = v /2 Dividindo (III) por (I): Questão 05 A distância d é: Letra A d = r3 – r1 ⇒ d = 2 – 0,67 ⇒ d = 1,33 m. Dados: m = 1 g = 10 kg; q = 40 μ C = 4?10 C; VA = -3 -5 300 V e VB = 100 V. Questão 08 Aplicando o Teorema da Energia Cinética a essa situação: Letra D O elétron-volt é uma unidade de energia. Equivale ao trabalho da força elétrica para acelerar uma partícula –19 com carga igual à carga elementar (q = e = 1,6 x 10 Questão 06 C) numa ddp de 1 volt. Na eletrostática, a expressão do trabalho da força Letra C elétrica é: Dados: q1 = 3,00 μ C = 3,00 x 10–6 C; q2 = 4,00 μ C = 4,00 x 10 C; q3 = 1,00 μ C = 1,00 x 10 C; –6 –6 2 –3 k = 9 x 109 N.m /C; r = 3 mm = 3 x 10 m. Questão 09 A figura abaixo ilustra a situação descrita. Dados: V = 600 V; E = 200 V/m; k = 9 x 109 N.m2/C2. Como o Potencial elétrico é positivo, a carga é positiva. Então, abandonando os módulos, temos: A energia potencial elétrica adquirida pela carga q3 é devida à presença de q1 e q2. Substituindo na expressão do Potencial: Aprovação em tudo que você faz. 3 www.colegiocursointellectus.com.br
  • 4. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 10 Letra B Analisando cada uma das afirmações: I. Correta. Quanto mais concentradas as linhas de força, mais intenso é o campo elétrico. II. Falsa. No sentido das linhas de força o potencial elétrico é decrescente, portanto VD > VC. III. Falsa. Partículas com carga negativa sofrem força em sentido oposto ao do vetor campo elétrico, movimentando-se espontaneamente para regiões de maior potencial elétrico. IV. Correta. Partículas positivamente carregadas movimentam-se espontaneamente no mesmo sentido dos menores potenciais, ganhando energia cinética, consequentemente, diminuindo sua energia potencial. Aprovação em tudo que você faz. 4 www.colegiocursointellectus.com.br