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Colégio de aplicação Dr. Alfredo José Balbi prof. Thomaz Barone

Lista de exercícios –campo elétrico

1. (Ufg 2014) Um capacitor de placas paralelas é formado por duas placas metálicas grandes ligadas a um gerador que

mantém uma diferença de potencial tal que o campo elétrico uniforme gerado no interior do capacitor seja E = 20000 N/C. Um pêndulo simples, formado por um fio de massa desprezível e uma esfera de massa m = 6 g eletricamente carregada com carga

q 3 C,μ é colocado entre as placas, como ilustra a figura a seguir.

Considerando que a carga q não altera o campo elétrico entre as placas do capacitor, responda:

a) para qual ângulo θ entre o fio e a vertical o sistema estará em equilíbrio estático?

b) Se a diferença de potencial fornecida pelo gerador fosse triplicada, para que ângulo θ

entre o fio e a vertical haveria equilíbrio estático? 2. (Upf 2012) Uma pequena esfera de 1,6 g de massa é eletrizada retirando-se um número n de elétrons. Dessa

forma, quando a esfera é colocada em um campo elétrico uniforme de 91 10 N C, na direção vertical para cima, a

esfera fica flutuando no ar em equilíbrio. Considerando que a aceleração gravitacional local g é 10 m/s2 e a carga de

um elétron é 191,6 10 C, pode-se afirmar que o número de elétrons retirados da esfera é:

a) 191 10 b) 101 10 c) 91 10 d) 81 10 e) 71 10 3. (Udesc 2011) A carga elétrica de uma partícula com 2,0 g de massa, para que ela permaneça em repouso, quando colocada em um campo elétrico vertical, com sentido para baixo e intensidade igual a 500 N/C, é: a) + 40 nC b) + 40 μ C c) + 40 mC d) - 40 μ C e) - 40 mC

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: No início do século XX (1910), o cientista norte-americano ROBERT MILLIKAN conseguiu determinar o valor da carga

elétrica do ELÉTRON como q = -1,6 10-19C. Para isso colocou gotículas de óleo eletrizadas dentro de um campo

elétrico vertical, formado por duas placas eletricamente carregadas, semelhantes a um capacitor de placas planas e

paralelas, ligadas a uma fonte de tensão conforme ilustração a seguir:

g = 10 m/s2.

Admita que cada gotícula tenha uma massa de 1,6 10-15 kg.

4. (Pucmg 2006) Assinale o valor do campo elйtrico necessбrio para equilibrar cada gota, considerando que ela tenha a

sobra de um ъnico ELЙTRON (carga elementar).

a) 1,6 × 104 N/C b) 1,0 × 105 N/C c) 2,0 × 105 N/C d) 2,6 × 104 N/C 5. (Udesc 2014) Analise as proposições relacionadas às linhas de campo elétrico e às de campo magnético.



I. As linhas de força do campo elétrico se estendem apontando para fora de uma carga pontual positiva e para dentro

de uma carga pontual negativa. II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que

ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam os campos elétricos. III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente,

onde a intensidade do respectivo campo é maior. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa II é verdadeira. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 6. (G1 - cftmg 2011) Em um campo elétrico uniforme, uma partícula carregada positivamente com 20 Cμ está sujeita

a uma forca elétrica de modulo 10 N. Reduzindo pela metade a carga elétrica dessa partícula, a força, em newtons, que atuará sobre ela será igual a a) 2,5. b) 5,0. c) 10. d) 15. 7. (Ufjf 2010) Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra é E =150 N / C e está dirigido para baixo como

mostra a figura. Adotando a aceleração da gravidade como sendo g =10 m / s2 e desprezando a resistência do ar, a

massa m, em gramas, de uma esfera de carga q 4 Cμ , para que ela fique em equilíbrio no campo gravitacional

da Terra, é:

a) 0, 06. b) 0, 5. c) 0,03. d) 0,02. e) 0, 4. 8. (Upe 2010) Um próton se desloca horizontalmente, da esquerda para a direita, a uma velocidade de 4 . 105 m/s. O módulo do campo elétrico mais fraco capaz de trazer o próton uniformemente para o repouso, após percorrer uma distância de 3 cm, vale em N/C: Dados: massa do próton = 1,8 . 10-27 kg, carga do próton = 1,6 . 10-19 C a) 4 . 103 b) 3 . 105 c) 6 . 104 d) 3 . 104 e) 7 . 103



Gabarito: Resposta da questão 1:

a) Dados: 4 6 3 2E 2 10 N/ C; q 3 10 C; m 6g 6 10 kg; g 10 m / s .

A figura mostra as forças agindo na esfera pendular.

Da figura:

6 4

3

q EF 3 10 2 10 3tg tg tg

P m g 36 10 10

30 .

θ θ θ

θ

b) Triplicando-se a ddp:

E d U E' 3 E' 3 E.

E' d 3 U E

Usando as expressões do item anterior:

q E' q Eq (3E) 3tg ' tg ' 3 tg ' 3 tg 3 3

m g m g m g 3

' 60 .

θ θ θ θ

θ

Resposta da questão 2: [D]

Dados: m = 1,6 g –31,6 10 kg; –19e 1,6 10 C; 9E 1 10 N C; g = 10 m/s2.

Como a esfera está em equilíbrio, a força eletrostática equilibra o peso:

38

19 9

mgF P |q|E mg neE mg n

eE

1,6 10 10n n 1 10 .

1,6 10 10

Resposta da questão 3:



[D] A figura mostra o campo elétrico e as forças que agem na partícula. Observe que a carga deve ser negativa.

Para haver equilíbrio é preciso que:

35

e

mg 2 10 10F P q E mg q 4 10 C 40 C

E 500

q 40 C

Resposta da questão 4: [B] Resposta da questão 5: [E] [I] Verdadeira. Carga elétrica positiva gera campo elétrico de afastamento e carga elétrica negativa gera campo de

aproximação. [II] Verdadeira. As linhas de campo magnético são linhas contínuas, indo do polo norte magnético para o polo sul,

atravessando o ímã do polo sul para o polo norte. [III] Verdadeira. Quanto mais próximas as linhas, mais intenso é o campo. Resposta da questão 6: [B] O campo é uma propriedade do ponto e não muda pela presença de uma carga elétrica nele colocada. Mede-se a

intensidade do campo pela expressão F

Eq

.

Como a intensidade do campo não muda, podemos escrever: 1 2

1 2

F F

q q 2

2

F10F 5,0N

20 10 .


[A]

66 2

elet

| q | E 4 10 150P F m g | q | E m 60 10 kg 6 10 g

g 10

m 0,06 g.




[D] A figura mostra o próton sendo freado pelo campo elétrico.

Usando o Teorema do trabalho-energia cinétrica, temos:

RW Ec Eco 2

0

1Fd 0 mV

2 2 27 5 21

F 3 10 1,8 10 (4 10 )2

27 1015

2

1,8 10 16 10F 4,8 10 N

2 3 10

Mas como sabemos: F

Eq

15

4

19

4,8 10E 3,0 10 N / C

1,6 10

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