Questões resolvidas 01
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Questões resolvidas 01

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Questões resolvidas - Lei de Coulumb

1. (UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas

Q = 4,0 × 10-16 C e q\u201a = 6,0 × 10-16 C

estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9m. Sendo k = 9,0.109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de

a) 1,2.10-5.                     
b) 1,8.10-4.                   
c) 2,0.10-4.               
d) 2,4.10-4.                       
e) 3,0.10-3.

Resolução

F = (k . Q1 . Q2)/d2
F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9)2
F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9 . 3,0×10-9)
F = (3,0×109 . 4,0 × 10-16 . 2,0 × 10-16)/(10-18 )
F = (24×109× 10-16× 10-16)/(10-18 )
F = (24×10-23)/(10-18 )
F = 24×10-5
F = 2,4×10-4 N
2. (UEL-PR) Duas cargas iguais de 2.10-6C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9,0.109 N.m2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de:

 Resolução

F = (k . Q1 . Q2)/d2
d2 = (9.109 . 2.10-6 . 2.10-6)/0,1 
d2 = (36 . 10-3)/10-1
d2 = 36 . 10-2
d = 6 . 10-1
d = 0,6 m
3. (PUC-MG) Duas cargas elétricas puntiformes são separadas por uma distância de 4,0 cm e se repelem mutuamente com uma força de 3,6 × 10-5 N. Se a distância entre as cargas for aumentada para 12,0 cm, a força entre as cargas passará a ser de:

Resolução

F = (k . Q1 . Q2)/d2
F d2 = k . Q1 . Q2)

F' d'2 = k . Q1 . Q2)

F' . d'2 =F. d2 
F' = F. d2 /d'2 
F' = (3,6 × 10-5 . (4 × 10-2)2 )/(12 × 10-2)2
F' = (3,6 × 10-5 . 4 × 10-2. 4 × 10-2) /(12 × 10-2 . 12 × 10-2)
F' = (3,6 × 10-5) /(3 × . 3 )
F' = 0,4 × 10-5
F' = 4 × 10-6 N
4. (UF JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se: 

Resolução 

F = (k . Q1 . Q2)/d2

F' = (k . Q1 . Q2)/(3d)2
F' = (k . Q1 . Q2)/9d2
F' = F/9

F' é 9 vezes menor que F
. Entre duas partículas eletrizadas, no vácuo, e a uma distância d, a força de interação eletrostática tem intensidade F. Se dobrarmos as cargas das duas partículas e aumentarmos a separação entre elas para 2d, ainda no vácuo, qual a intensidade F' da nova força de interação eletrostática?

Resolução 

F = (k . Q1 . Q2)/d2

F' = (k . 2Q1 . 2Q2)/(2d)2
F' = 4.(k . Q1 . Q2)/4d2
F' = (k . Q1 . Q2)/d2
F' = F

6. As cargas Q1 e Q2 estão separadas pela distância (d) e se repelem com força (F). Calcule a intensidade da nova força de repulsão (F') se a distância for reduzida à metade e dobrada a carga Q1.

Resolução 

F = (k . Q1 . Q2)/d2

F' = (k . 2Q1 . Q2)/(d/2)2
F' = (k . 2Q1 . Q2)/(d2/4)
F' = 4.(k . 2Q1 . Q2)/d2
F' = 8.(k . Q1 . Q2)/d2
F' = 8F

7. (UNESP-SP) Qual dos gráficos representa a maneira como varia a força elétrica entre duas cargas pontuais em função da distância que as separa, quando são aproximadas ou afastadas uma da outra? 

Resolução

F = (k . Q1 . Q2)/d2
 F \u3b1  1  
        d2

	
	d
	F

	0
	\u2204

	1
	1

	10
	0,1

	100
	0,01

	1000
	0,001

	10000
	0,0001

8.Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3.10-5 e 5.10-6 que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm.

Resolução:

9. (UEG) Duas cargas elétricas puntiformes positivas Q1 e Q2, no vácuo interagem mutuamente através de uma força cuja intensidade varia com a distância entre elas, segundo o diagrama abaixo. A carga Q2  é o quádruplo de Q1.

O valor de Q2 é

Resolução:

10. Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 2 \u3bcC  e -4 \u3bcC, separadas por uma distância de 5 cm.

a) Calcule a força de atração entre elas.
b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2 cm, qual será a nova força de interação elétrica entre elas?
  Resolução: 

b) Na eletrização por contato a carga final de cada esfera será:
Q = Q1 + Q2 
                     2
Q = 2 . 10-6 + (-4 . 10-6)
                     2
Q = - 1. 10-6 C
A força elétrica é dada pela fórmula:
F = K0 . Q.Q 
             d2
F = 9.109.1. 10-6.1. 10-6
            (2 . 10-2) 2 
F = 9 . 10-3
     4 .10-4
F = 2,25 . 10 = 22,5N

11. Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade da força entre elas é de 200 N.
Resolução:

12. Qual o valor da força atrativa que surge entre duas cargas elétricas de valores +2nC e -1nC que encontram-se no vácuo a uma distância de 3 metros uma da outra?

Importante:
Meio:Como verificamos no enunciado, as cargas estão no vácuo desta forma K = 9.109
Unidade: Os valores das cargas elétricas estão expressas em n, ou seja em nano, por isso é importante utilizar o valor para n, conforme tabela exibida no tópico anterior que diz que nano(n) é 10-9.
Agora aplicamos os valores na formula que diz que:

Assim:
F = (9.109 . 2 . 10-9 . 1 . 10-9)/32
=>
F = (9.109 . 2 . 10-9 . 1 . 10-9)/9
Como trata-se da divisão de um produto, \u201ccortamos\u201d o 9:
F = (9.109 . 2 . 10-9 . 1 . 10-9)/9
Assim:
F = 109 . 2 . 10-9 . 1 . 10-9
Continuamos as operações:
F = 109 . 2 . 10-9 . 1 . 10-9
Por fim chegamos a resposta do exercício que é:
F = 2 . 10-9N

3. Considerando duas cargas elétricas positivas e idênticas com valores de 1µC, que se repelem no vácuo com uma força de 3,6 .10-2N, calcule qual a distância entre essas duas cargas elétricas.
O primeiro passo, a ser dado, é retirar os dados do enunciado.
Lembrar que 1µC = 10-6 assim
q1 e q2 = 1.10-6
F = 3,6. 10-2N
Como as cargas encontram-se no vácuo K = 9.109
Agora é realizar as devidas substituições na lei de Lei de Coulomb, para encontrar o valor de d.

Como o valor de d é em metros conforme estudamos no na Lei de Coulomb, a resposta para esse problema é 0,5 metros de distância entre as cargas elétricas.
14. Duas cargas elétricas puntiformes, Q 1 = 4 µC e Q 2 = - 6 µC, estão colocadas no vácuo a uma distância de 60 cm uma da outra. Qual é o módulo da força de atração entre elas? ( K 0 = 9 . 109 Nm 2 / C 2 )

Resolução

     d = 60 cm = 6,0 . 10-1 m
     F = K 0 | Q 1 |. | Q 2 |
                         d 2

       F = 9 . 109 . | 4 .10-6| . | - 6 . 10-6|
                               ( 6, 0 . 10-1)

     F = 216 . 10-3    
             36 . 10-2
       F =  6 . 10-1  N

15. Duas partículas eletrizadas estão fixadas a 3,00 mm uma da outra. Suas cargas elétricas são idênticas e iguais a 2, 0 nC, positivas. Determine a intensidade da força eletrostática sabendo que o meio é o vácuo. A constante eletrostática é  K 0 = 9, 0 . 109 unidades SI.

Resolução

Temos:
 d = 3, 0 mm = 3, 0 . 10-3 m
 Q 1 = Q 2 = 2, 0 nC = 2, 0 . 10-9
                        

                    F = K 0 | Q 1 |. | Q 2 |
                                       d 2
                        F = 9 . 10-9 . 2,0 . 10-9 . 2,0 . 10-9
                                                           ( 3,0 . 10-3)2
                        F = 36 . 10-3                                                  (-3) - (-6) = -3 + 6 = 3
                         9. 10-6
                        F = 4 . 10-3 N

16. Duas cargas puntiformes encontram-se  no vácuo a uma distância de 10cm uma da outra. As cargas valem Q1 = 3,0 . 10-8C e Q2 = 3,0 . 10-9C. Determine a intensidade da força de interação entre elas. 
Resolução:
F = 8,1 . 10-5N 

17.  (UF JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se:  
      a) 3 vezes menor
      b) 6 vezes menor
      c) 9 vezes menor
      d) 12 vezes menor
      e) 9 vezes maior 

18) (CESGRANRIO) A lei de Coulomb afirma que a força de intensidade elétrica de partículas carregadas é proporcional:
      I.   às cargas das partículas;
      II.  às massas das partículas;
      III. ao quadrado da distância entre as partículas;
      IV. à distância
Mateus
Mateus fez um comentário
Ola, poderia me mandar esse arquivo pro meu email: mateussalmeida.eng@gmail.com. Por favor, fico no aguardo
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Fernando
Fernando fez um comentário
parabéns ótimo arquivo consegui esclarecer minhas dúvidas
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