Lista 3 - Campo Elétrico
Lista 3 - Campo Elétrico
Lista 3 - Campo Elétrico
1. (Upf 2019) As partículas subatômicas (elétrons, 3. (Uefs 2018) Duas cargas elétricas puntiformes, Q1
prótons e nêutrons) apresentam comportamentos e Q2 , estão fixas sobre uma circunferência de centro
específicos quando se encontram em uma região do
O, conforme a figura.
espaço onde há um campo elétrico (E) ou magnético
(B).
5. (Uern 2015) Os pontos P, Q, R e S são É correto afirmar que, enquanto se move na região
equidistantes das cargas localizadas nos vértices de indicada entre as placas, a carga fica sujeita a uma força
cada figura a seguir: resultante de módulo
a) q E + m g.
b) q (E − g ) .
c) q E − m g.
d) m q (E − g ) .
e) m (E − g ) .
b) q = −Q .
x2
( x + d)
2
c) Q = −q .
x2
Os pontos sobre o eixo x, onde o campo elétrico é nulo,
( x + d)
2
9. (Ueg 2016) A figura a seguir descreve um anel 11. (Famerp 2017) Quatro cargas elétricas puntiformes,
metálico, de raio a, carregado positivamente com Q1, Q2 , Q3 e Q4 , estão fixas nos vértices de um
carga Q, no ponto P, o campo elétrico dado pela quadrado, de modo que | Q 1 | = | Q2 | = | Q3 | = | Q4 | . As
expressão. posições das cargas e seus respectivos sinais estão
indicados na figura.
kQx
Ep =
2
(a + x 2 )3 2
13. (Espcex (Aman) 2020) No triângulo retângulo 15. (Esc. Naval 2018) Analise a figura abaixo.
isóceles XYZ, conforme desenho abaixo, em que
XZ = YZ = 3,0 cm, foram colocadas uma carga elétrica
puntiforme Qx = +6 nC no vértice X e uma carga
elétrica puntiforme Qy = +8 nC no vértice Y.
17. (Efomm 2016) Em um experimento de Millikan a) 5 105 N / C, horizontal, da direita para a esquerda.
(determinação da carga do elétron com gotas de óleo), b) 5 105 N / C, horizontal, da esquerda para a direita.
sabe-se que cada gota tem uma massa de 1,60 pg e
possui uma carga excedente de quatro elétrons. c) 9 105 N / C, horizontal, da esquerda para a direita.
Suponha que as gotas são mantidas em repouso entre d) 9 105 N / C, horizontal, da direita para a esquerda.
as duas placas horizontais separadas de 1,8 cm. A
e) 5 105 N / C, vertical, de baixo para cima.
diferença de potencial entre as placas deve ser, em
volts, igual a
19. (Esc. Naval 2015) Analise a figura abaixo.
−19
Dados: carga elementar e = 1,60 10 C;
−12 2
1pg = 10 g; g = 10m s
a) 45,0
b) 90,0
c) 250
d) 450
e) 600 Duas cargas puntiformes desconhecidas (Q0 , Q1 ) estão
fixas em pontos distantes, d0 e d1, do ponto P,
18. (Espcex (Aman) 2016) Uma pequena esfera de localizado sobre a reta que une as cargas (ver figura).
massa M igual a 0,1 kg e carga elétrica q = 1,5 μ C Supondo que, se um elétron é cuidadosamente colocado
está, em equilíbrio estático, no interior de um campo em P e liberado do repouso, ele se desloca para direita
elétrico uniforme gerado por duas placas paralelas (no sentida da carga Q1 ), sendo assim, pode-se afirma
verticais carregadas com cargas elétricas de sinais que, se Q0 e Q1
opostos. A esfera está suspensa por um fio isolante
a) são positivas, então d1 d0 .
preso a uma das placas conforme o desenho abaixo. A
intensidade, a direção e o sentido do campo elétrico b) são negativas, então d0 d1.
são, respectivamente, c) têm sinais contrários, Q1 é a carga negativa.
d) têm sinais contrários, Q0 é a carga positiva.
Dados: cos θ = 0,8 e sen θ = 0,6
e) têm o mesmo sinal, o campo elétrico resultante em
intensidade da aceleração da gravidade P aponta para a esquerda.
g = 10 m / s2
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LISTA 3- CAMPO ELÉTRICO
PROF. IGOR FERREIRA
O módulo do campo elétrico para cada carga, no ponto Sabendo que o campo elétrico é dado por:
O é dado por: F k Q
Q E= =
E = k0 q d2
r2
Pode-se afirmar que se as contribuições de cada uma
Então: das cargas se anularem mutuamente, não existirá
Q 2Q força agindo no ponto a ser analisado e,
E1 = k 0 e E2 = k 0
r 2
r2 consequentemente, não haverá campo elétrico.
Considerando que as cargas em cada um dos vértices
A razão entre esses campos é: são iguais e que em cada caso a distância do vértice
2Q ao ponto seja igual, a força elétrica que cada uma das
k0 cargas exercerá no ponto será igual a F.
E2
= r 2 E2 = 2 E = 2 E
2 1
E1 Q E1
k0 Assim, analisando o ponto P, temos as seguintes
r2 forças atuando nele:
Assim: E2 = 2 E1
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LISTA 3- CAMPO ELÉTRICO
PROF. IGOR FERREIRA
Decompondo as forças, tem-se que: Percebe-se que, as forças irão anular-se e, portanto,
não haverá campo elétrico.
Resposta da questão 6:
[C]
Assim, a força no ponto P é nula e, por conseguinte, o As cargas devem ter sinais contrários e E1 = E2
campo elétrico também é.
kQ kq (d + x)2 (d + x)2
= → Q = q → Q = −q
De forma análoga, pode-se chega à conclusão que no (d + x)2 x2 x2 x2
ponto Q tem-se o mesmo resultado que o ponto P.
Resposta da questão 7:
No ponto R, temos que: [C]
Antes de qualquer análise numérica, se faz necessário Assim, substituindo na equaçăo do campo elétrico,
uma análise quanto as possibilidades de se ter um temos que:
campo elétrico nulo nesta situação. kQx
Ep =
(x 2 )3 2
1. Em um ponto a esquerda da carga Q1, o campo
kQx
elétrico nunca será nulo, pois o módulo de Q1 é Ep =
x3
maior que o de Q2 e a distância de Q1 sempre será
kQ
menor que a de Q2 . Ep =
x2
2. Em um ponto entre Q1 e Q2 , os campos elétricos
irão se somar, portanto este nunca será nulo. O que é exatamente a mesma equaçăo para calcular o
3. Em um ponto a direita de Q2 , é possível se ter um campo elétrico de uma carga pontual.
ponto em que o campo elétrico resultante seja nulo. Desta forma, a alternativa correta é a [A].
Desta forma, para que o campo elétrico seja nulo, o Resposta da questão 10:
campo elétrico gerado por Q1 tem que ser igual ao [B]
campo elétrico gerado por Q2 :
E1 = E2 Cálculo do campo elétrico E1 no ponto P gerado pela
kQ1 kQ2
carga q1 :
=
d12 d22 Nm2
9 109 20 10 −6 C
k 0 q1 C 2
4q
=
2q E1 = E1 =
d12
( )
2
x 2
( x − d) 2 2 10−1 m2
2 1
= N m2
x 2 2
x − 2dx + d 2 9 109 20 10−6 C
2 N
C
2x 2 − 4dx + 2d2 = x 2 E1 = E1 = 45 105 de
−2 2 C
4 10 m
x 2 − 4dx + 2d2 = 0
intensidade e sentido para direita de q1.
Resolvendo a equação, obtém-se as seguintes
respostas:
x ' = 2d + d 2 = d 2 + 2 ( ) Cálculo do campo elétrico E 2 no ponto P gerado pela
carga q2 :
x '' = 2d − d 2 = d(2 − 2 ) Nm2
9 109 64 10−6 C
k 0 q2 C 2
E2 = E2 =
Nota-se que x’’ é um ponto a esquerda da carga Q1, d22
( )
2
8 10−1 m2
não sendo uma resposta factível. Logo, a única
resposta é x ' = d 2 + 2 . ( ) 9 109
Nm2
64 10−6 C
2 N
C
E2 = E2 = 9 105 de
64 10−2 m2 C
intensidade e sentido para esquerda de q2 .
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LISTA 3- CAMPO ELÉTRICO
PROF. IGOR FERREIRA
Cálculo do campo elétrico resultante de acordo com o O enunciado não descreveu a posição das placas que
esquema abaixo: resultam no campo elétrico. Supondo que elas estejam
Portanto:
ER 2 = ( 2E ) + ( 2E )
2 2
( ) ( 6 10 ) + (8 10 )
2 2 2
a 4 10 −6 ER = 4 4
0,04 =
2 ER = 105 N C
−12
0,08 = a 16 10
a = 5 109 m s2
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PROF. IGOR FERREIRA
k0
Resposta da questão 14: módulo : 5 2
a
[C]
E = direção : radial
sentido : para fora c arga líquida positiva
Após lançado, a partícula estará sob a influência das ( )
forças peso e elétrica, ambas na direção vertical e com
sentido para baixo. Sendo assim, a sua aceleração
possui módulo igual a:
FR = P + Fel = ma Resposta da questão 16:
[D]
mg + qE = ma
qE
a = g+
m
10−3 10 −2
a = 10 +
10−6
a = 20 m s2
Juntando as duas equações, encontra-se a diferença A força elétrica sobre carga negativa é oposta ao
de potencial U : campo elétrico. Então, se o elétron desloca-se para a
mg 1,6 10−15 kg 10 m / s2 1,8 10 −2 m direita, o campo elétrico resultante em P aponta para a
U= dU= esquerda.
q 4 1,6 10−19 C
As possibilidades são:
U = 450 V Q0 Q1
1ª ) Q0 0 e Q1 0, sendo
Resposta da questão 18:
( d0 ) ( d1 )2
2
[B] E
Q0 Q1
2ª ) Q0 0 e Q1 0, sendo
Como a carga é positiva (enunciado), as polaridades ( d0 )2 ( d1 )2
das placas só podem ser conforme figura abaixo, para
que a placa da esquerda “empurre” a carga para a 3ª ) Q0 0 e Q1 0
direita.
Resposta da questão 20:
[A]
Assim,
L
T1 = 2 π
a
Assim, podemos dizer que a força elétrica atuando na
carga é da esquerda para a direita. T1 = 2 π
L
g
Como para uma carga positiva o campo elétrico e a
força elétrica têm a mesma direção e sentido, o campo Na 2ª Situação, além da força peso, existe a força
elétrico terá direção horizontal. elétrica do capacitor. Por ser uma carga elétrica
positiva, a força elétrica sobre a carga irá se somar ao
Assim, utilizando as relações de um triângulo, peso da mesma.
podemos dizer que as forças atuando na esfera FR = P + Fel
eletrizada, são:
m a = m g + qE
m g + qE
a=
m
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LISTA 3- CAMPO ELÉTRICO
PROF. IGOR FERREIRA
L
T2 = 2 π
m g + qE
m
L m
T2 = 2 π
m g + qE
Q/prova Q/DB Grau/Dif. Matéria 19 .......... 148361 .... Média ............ Física ............ Esc.
Fonte Tipo Naval/2015 ............. Múltipla escolha