Princípios de Eletricidade

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AULA ATIVIDADE TUTOR 
 
AULA 
ATIVIDADE 
TUTOR 
 
 
 
AULA ATIVIDADE TUTOR 
Disciplina: Princípios de Eletricidade e Magnetismo 
Teleaula: 02 
Olá! Você está bem? Espero que sim! 
Pois bem, chegou o momento de interagirmos e desenvolvermos competências 
importantes para sua formação. Tenho certeza de que se dedicando e se esforçando, 
você será, em breve, um excelente profissional! 
Nossa atividade terá dois momentos, dispostos da seguinte forma 
- Etapa 1: 1h20 
- Intervalo: 20 min 
- Etapa 2: 1h20 
Etapa 1 
Nessa etapa você irá empregar os conceitos vistos em aula para resolver exercícios. 
Questão 1: 
Uma partícula com carga 𝑞 = −6𝜇𝐶 se encontra em uma região dotada de um campo 
elétrico uniforme com intensidade 1,5 × 105 𝑁/𝐶. Calcule a variação da energia 
potencial elétrica quando a partícula se desloca em 1 𝑚, acelerada exclusivamente pela 
ação da força elétrica gerada pelo referido campo. Encontre também a velocidade da 
partícula nessa situação, considerando que sua massa é 50 𝑔. 
GABARITO 
É possível calcular o trabalho que está relacionado à variação da energia potencial 
elétrica solicitada por 
𝑊 = �⃗�. 𝑑 → 𝑊 = 𝐹𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃 → 𝑊 = 𝐹𝑑 → 𝑊 = 𝑞𝐸𝑑 
𝑊 = (6 × 10−6)(1,5 × 105)(1) 
𝑊 = 0,9 𝐽 
Mas: 
𝑊 = −∆𝑈 
∆𝑈 = −0,9 𝐽 
Também: 
𝑊 = ∆𝐾 → 𝑊 =
1
2
𝑚(𝑣2 − 𝑣0
2) → 𝑊 =
1
2
𝑚𝑣2 → 𝑣2 =
2𝑊
𝑚
 → 𝑣 = √
2𝑊
𝑚
 
 
 
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𝑣 = √
2(0,9)
0,05
 
𝑣 = 6 𝑚/𝑠 
Questão 2: 
Um cientista em um laboratório observa atentamente uma partícula carregada 
eletricamente com 90𝜇𝐶 e massa 0,2 𝑔. Essa partícula é colocada em repouso sobre 
uma região do espaço onde está submetida a um potencial elétrico de 2000 𝑉, e é solta, 
passando a se mover e, após alguns instantes, passa por um local onde o potencial 
elétrico é 1000 𝑉. Qual a velocidade final da partícula, sabendo que ela se encontra no 
vácuo? 
 GABARITO 
Teorema trabalho-energia cinética: 
𝑊 = ∆𝐾 = −∆𝑈 = −𝑞∆𝑉 → ∆𝐾 = −𝑞(𝑉𝑓 − 𝑉𝑖) 
∆𝐾 = −(90 × 10−6)(1000 − 2000) 
∆𝐾 = 9 × 10−2 𝐽 
∆𝐾 =
1
2
𝑚(𝑣𝑓
2 − 𝑣𝑖
2) → ∆𝐾 =
1
2
𝑚𝑣𝑓
2 → 𝑣𝑓
2 =
2∆𝐾
𝑚
 → 𝑣𝑓 = √
2∆𝐾
𝑚
 
𝑣𝑓 = √
2(9 × 10−2)
(2 × 10−4)
 
𝑣𝑓 = 30 𝑚/𝑠 
Questão 3: 
Considere uma partícula eletrizada com uma carga 𝑄 fixa em um ponto A. 
 
Sabe-se que o potencial elétrico em B vale 20 𝑉 e o vetor campo elétrico em C tem 
módulo igual a 20 𝑁/𝐶. Encontre o potencial elétrico em C (𝑉𝐶) e o módulo do vetor 
campo elétrico em B (𝐸𝐵). 
GABARITO 
Como o potencial elétrico varia inversamente com a distância, temos: 
𝑑𝐶 = 2𝑑𝐵 
 
 
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𝑉𝐶 =
𝑉𝐵
2
= 10𝑉 
Como o módulo do vetor campo elétrico varia inversamente com o quadrado da 
distância: 
𝑑𝐵 =
𝑑𝐶
2
 
𝐸𝐵 = 4𝐸𝐶 = 80 𝑁/𝐶 
Questão 4: 
Num dado ponto P, a uma certa distância de uma carga elétrica puntiforme, o módulo 
do campo elétrico é igual a 500 𝑁/𝐶 e o potencial vale −3,0 × 103
 𝑉. Qual a distância 
do ponto à carga e o valor da carga elétrica? 
GABARITO 
𝐸𝑝 = 500 𝑁/𝐶 
𝑉𝑝 = −3,0 × 103𝑉 
𝐸𝑝 =
1
4𝜋𝜀0
𝑄
𝑑2
 → 
𝑄
𝑑2
=
𝐸𝑝
1
4𝜋𝜀0
 
𝑄
𝑑2
=
500
(8,99 × 109)
 → 
𝑄
𝑑2
= 5,56 × 10−8 
𝑑2 =
𝑄
5,56 × 10−8
 → 𝑑 = √
𝑄
5,56 × 10−8
 
𝑉𝑝 =
1
4𝜋𝜀0
𝑄
𝑑
 → 
𝑄
𝑑
=
𝑉𝑝
1
4𝜋𝜀0
 
𝑄
𝑑
=
3 × 103
8,99 × 109
 
𝑄
𝑑
= 3,34 × 10−7 
𝑑 =
𝑄
3,34 × 10−7
 
𝑄
3,34 × 10−7
= √
𝑄
5,56 × 10−8
 
𝑄2
(3,34 × 10−7)2 
=
𝑄
5,56 × 10−8
 
𝑄 =
(3,34 × 10−7)2
5,56 × 10−8
= 2 × 10−6𝐶 
 
 
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Como 𝑉𝑝 > 0, a carga é negativa. 
𝑄 = −2 × 10−6𝐶 
𝑑 =
2 × 10−6
3,34 × 10−7
 
𝑑 = 6,0𝑚 
Questão 5: 
Considere as quatro superfícies equipotenciais (figura) associadas ao campo elétrico 
devido a alguma distribuição de cargas. As quatro trajetórias I, II, III e IV são trajetórias 
ao longo das quais uma carga de teste de 1,60 × 10−19 𝐶 pode se mover. Sabendo que 
𝑉1 = 100𝑉, 𝑉2 = 80𝑉, 𝑉3 = 60𝑉 e 𝑉4 = 40𝑉, calcule o trabalho realizado em cada 
trajetória. 
 
GABARITO 
4 superfícies equipotenciais 
4 trajetórias I, II, III e IV 
∆𝑉 =
−𝑊
𝑞
 → 𝑊 = −𝑞∆𝑉 
∆𝑉 = 𝑉𝑓 − 𝑉𝑖 
Trajetória I → 𝑚𝑒𝑠𝑚𝑎 𝑆𝐸 → 𝑉𝑓 = 𝑉𝑖 → ∆𝑉 = 0 
Trajetória II → (𝑆𝐸)𝑖 = (𝑆𝐸)𝑓 → 𝑉𝑓 = 𝑉𝑖 → ∆𝑉 = 0 
Trajetória III → 𝑉1 → 𝑉2 → ∆𝑉 = 𝑉2 − V1 = 80 − 100 = −2 
Trajetória IV → 𝑉1 → 𝑉2 → ∆𝑉 = 𝑉2 − V1 = 80 − 100 = −20 
I → 𝑊 = 0 
II → 𝑊 = 0 
III → 𝑊 = −(−20)(1,6010−19) = 3,2 × 10−8𝐽 
IV → 𝑊 = −(−20)(1,6010−19) = 3,2 × 10−8𝐽 
Questão 6: 
Duas cargas elétricas positivas, Q1 e Q2, encontram-se posicionadas conforme está 
indicado no esquema. 
IMAGENS/29.png
 
 
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Sabendo que o potencial assume o mesmo valor nos pontos M e N, qual é a razão Q1/Q2? 
(a) 3/8. 
(b) 1/2. 
(c) 2/3. 
(d) 3/2. 
(e) 2. 
GABARITO 
𝑉 = 𝑘
𝑄
𝑑
 
𝑉𝑀 = 𝑉1 + 𝑉2 → 𝑉𝑀 = 𝑘
𝑄1
2
+ 𝑘
𝑄2
8
 → 𝑉𝑀 = 𝑘 (
𝑄1
2
+
𝑄2
8
) 
𝑉𝑁 = 𝑉1 + 𝑉2 → 𝑉𝑁 = 𝑘
𝑄1
6
+ 𝑘
𝑄2
4
 → 𝑉𝑁 = 𝑘 (
𝑄1
6
+
𝑄2
4
) 
𝑉𝑀 = 𝑉𝑁 → 𝑘 (
𝑄1
2
+
𝑄2
8
) =
1
𝑘
(
𝑄1
6
+
𝑄2
4
) 
𝑄1
2
−
𝑄1
6
=
𝑄2
4
−
𝑄2
8
 → 
𝑄1
3
=
𝑄2
8
 → 
𝑄1
𝑄2
=
3
8
 
Questão 7: 
Quatro partículas eletrizadas estão fixas nos vértices de um quadrado. 
 
Assinale a opção que fornece a configuração das cargas tal que o potencial elétrico e o 
vetor campo elétrico, no centro C do quadrado, sejam ambos nulos. 
(a) Q1 = +Q; Q2 = -Q; Q3 = -Q; Q4 = +Q. 
 
 
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(b) Q1 = -2Q; Q2 = +Q; Q3 = -2Q; Q4 = +Q. 
(c) Q1 = +2Q; Q2 = -Q; Q3 = +2Q; Q4 = -Q. 
(d) Q1 = +2Q; Q2 = +Q; Q3 = -Q; Q4 = -2Q. 
(e) Q1 = +Q; Q2 = -Q; Q3 = +Q; Q4 = -Q. 
GABARITO 
Em virtude da simetria, para que o potencial elétrico no ponto C seja nulo, basta que 
a soma das cargas colocadas nos vértices seja nula. 
Para que o campo elétrico seja nulo, no ponto C, é necessário e suficiente que as 
cargas colocadas nos vértices não consecutivos sejam iguais. 
As condições 1 e 2 ocorrem simultaneamente na opção (E). 
Questão 8: 
Pela secção reta de um condutor de cobre passam 320 coulombs de carga elétrica em 
20 segundos. Qual a intensidade de corrente elétrica no condutor? 
GABARITO 
𝐼 =
∆𝑞
∆𝑡
 → 𝐼 =
320
20
= 16𝐴 
Questão 9: 
Uma corrente elétrica de 0,15 𝐴 é formada em um fio condutor durante o intervalo de 
tempo de 2 minutos. Determine o módulo da carga elétrica que atravessou o fio durante 
esse tempo. 
GABARITO 
𝐼 =
∆𝑞
∆𝑡
 → ∆𝑞 = 𝐼𝑑𝑡 → ∆𝑞 = (0,15)(120) → ∆𝑞 = 18 𝐶 
Questão 10: 
Considere que a corrente elétrica que flui por um fio após a queda de um raio seja de 
50 𝑘𝐴. Determine o número aproximado de elétrons que passam pela área de seção 
transversal do fio a cada segundo. Dado: carga do elétron = 1,6 × 10–19 𝐶. 
GABARITO 
𝐼 =
∆𝑞
∆𝑡
 → 𝐼 =
𝑛𝑒
∆𝑡
 → 𝑛 =
𝐼∆𝑡
𝑒
 
𝑛 =
(50 × 103)(1)
(1,6 × 10−19)
 → 𝑛 = 3,13 × 1023 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑜𝑛𝑠 
Questão 11: 
 
 
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Um engenheiro está avaliando qual a melhor bitola para a fiação de uma instalação 
elétrica. Avaliando a situação, ele se decidiu por um fio com bitola numeração 10 para 
um fio de cobre (seção transversal de 4 𝑚𝑚2). Considerando que a corrente elétrica que 
atravessa o fio é de 30 𝐴 quando ele é submetido a uma tensão de 30 𝑉, qual é o seu 
comprimento? Considere a resistividade do cobre igual a 1,69 × 10−8 Ω𝑚. 
GABARITO 
𝑉 = 𝑅𝐼 → 𝑅 =
𝑉
𝐼
 → 𝑅 =
30
30
 → 𝑅 = 1Ω 
𝑅 =
𝜌𝐿
𝐴
 → 𝐿 =
𝑅𝐴
𝜌
 → 𝐿 =
(1)(4 × 10−6)
1,69 × 10−8
 → 𝐿 = 236,7 𝑚 
Questão 12: 
O sistema de um aquecedor elétrico consiste na aplicação de uma diferença de potencial 
de 120 𝑉 entre as extremidades de um fio de nicromo que tem resistência total de 
8,0 Ω. 
(a) Determine a corrente conduzida pelo fio e a classificação da potência do aquecedor.(b) E se o aquecedor fosse acidentalmente conectado a uma fonte de 204 𝑉? Como isso 
afetaria a corrente induzida pelo aquecedor e sua potência, supondo que a resistência 
permaneça constante. 
GABARITO 
(a) 
𝑖 =
𝑈
𝑅
 → 𝑖 =
120
8,0
= 15,0 𝐴 
𝑃 = 𝑖2𝑅 → 𝑃 = (15)2(8,0) = 1,8 × 103 𝑊 
(b) 
Se a diferença de potencial aplicada fosse dobrada, a equação da primeira lei de Ohm 
𝑖 = 𝑈/𝑅 demosntraria que a corrente seria dobrada. De acordo com a equação da 
potência 𝑃 = 𝑖2𝑅, a potência seria quatro vezes maior. 
 
 
 
 
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Etapa 2 – Sistemas fotovoltaicos 
A energia solar fotovoltaica, assim como todas as outras tecnologias, possui conceitos, 
termos e nomenclaturas específicos, com os quais devemos estar familiarizados para 
sabermos como ela funciona e assim poder aproveitar de todos os seus benefícios. 
No link disponível em https://blog.bluesol.com.br/energia-solar-5-informacoes-
essenciais/ (acesso 03 set. 2023), o instrutor técnico da Blue Sol, Lucas Santana, fornece 
um guia com todas as informações que o primeiro viajante nessa área precisa saber 
sobre a tecnologia da energia solar fotovoltaica, além das normas e órgãos que regem 
o setor solar no Brasil. Você também pode simular o quanto pode economizar na conta 
de luz com essa tecnologia. 
Após a leitura, construa uma ficha para um artigo sobre os sistemas fotovoltaicos, 
preenchendo os campos da tabela abaixo. Aproveite o simulador e aplique em sua casa 
e utilize essa simulação como exemplo. 
Referência do 
artigo 
 
Palavras-Chave 
 
O que o artigo se propõe fazer 
Ideias principais presentes no artigo (incluindo as da conclusão) 
Considerações ou conclusões apresentadas no artigo. 
Comentário crítico pessoal destacando os pontos mais significativos (méritos e 
deméritos). 
Qual foi a contribuição do texto para mim? 
 
Bons estudos! 
 
https://blog.bluesol.com.br/energia-solar-5-informacoes-essenciais/
https://blog.bluesol.com.br/energia-solar-5-informacoes-essenciais/