Este documento apresenta 10 questões sobre eletrostática e campos elétricos. As questões abordam tópicos como cálculo de potencial elétrico, trabalho realizado por forças elétricas, aceleração de partículas carregadas em campos elétricos uniformes e interpretação de gráficos de energia potencial e cinética.

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
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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
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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:
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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.
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