1. Carga Elétrica Exercícios

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FÍSICA III 
- EXERCÍCIOS - 
 
 
 
 
 
 
Prof. Jarbas André da Rosa, M.Eng. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Novo Hamburgo 
 
2014 
 
_______________________________________________________Física III  Exercícios 
 
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1. CARGA ELÉTRICA 
 
 
1) Qual deve ser a distância entre a carga pontual 
1q
  26,0 C e a carga pontual 
2q
  47,0 
C para que a força eletrostática entre elas tenha uma intensidade de 5,70 N? 
 
Resposta: 1,39 m 
 
2) Duas partículas carregadas exercem, uma sobre a outra, uma força elétrica de módulo 4,00 
N, à distância de 0,100 m. Construa uma tabela relacionando r e F para valores de r entre 0,100 
e 0,500 m a intervalos de 0,100 m. 
 
Resposta: 
r (m) 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 
F (N) 4,00 1,00 0,444 0,250 0,160 
 
3) Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3,20 × 103 m, são soltas 
a partir do repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira partícula é de 7,00 m/s2 e 
que a da segunda é de 9,00 m/s2. Se a massa da primeira partícula for de 6,30 × 107 kg, quais 
serão (a) a massa da segunda partícula e (b) a intensidade da carga de cada partícula? 
 
Resposta: a) 4,90 × 107 kg b) 7,09 × 1011 C 
 
4) Três partículas com cargas 
aq
  14,0 nC, 
bq
  26,0 nC e 
cq
  21,0 nC estão dispostas em 
linha reta como mostra a figura abaixo. A partícula b está entre a e c, a 120 mm de a e 160 mm 
de c. (a) Determine 
baF
, 
bcF
 e o módulo da forças resultante sobre b. A força resultante sobre b é 
dirigida para a ou para c? (b) Determine 
caF
, 
cbF
 e o módulo da força resultante sobre c. Esta 
força é dirigida para b ou a partir de b? 
 
 
 
Resposta: a) 
baF
  2,27 × 104 N , 
bcF
  1,92 × 104 N , 
RbF
  3,50 × 105 N para a 
 b) 
caF
  3,37 × 105 N , 
cbF
  1,92 × 104 N , 
RcF
  1,58 × 104 N para b 
 
5) Na figura abaixo, (a) qual a componente horizontal e (b) qual a componente vertical da força 
eletrostática resultante sobre a partícula carregada no canto inferior esquerdo do quadrado se q  
1,00 × 107 C e a  5,00 cm? 
 
 
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Resposta: a) 0,169 N b) 0,0464 N 
 
6) A figura abaixo mostra duas partículas fixas: uma partícula de carga 
1q
  8q na origem e 
uma partícula de carga 
2q
  2q em x  L. Em que ponto (que não seja infinitamente distante) 
um próton pode ser colocado de modo que ele esteja em equilíbrio (significando que a força 
resultante sobre ele seja nula)? 
 
 
 
Resposta: x  2L 
 
7) (a) A figura 1 abaixo mostra duas partículas carregadas positivamente fixadas sobre um eixo 
x. As cargas são 
1q
  1,60 × 1019 C e 
2q
  3,20 × 1019 C, e a separação entre as partículas é 
R  0,0200 m. Quais são a intensidade, a direção e o sentido da força eletrostática 
12F
 da 
partícula 2 sobre a partícula 1? (b) A figura 2 é idêntica a figura 1, exceto pelo fato de uma 
partícula 3 estar agora situada sobre o eixo x entre as partículas 1 e 2. A partícula 3 possui uma 
carga 
3q
  3,20 × 1019 C e está a uma distância de ¾R da partícula 1. Qual a força eletrostática 
resultante 
1RF
 sobre a partícula 1 devida as partículas 2 e 3? (c) A figura 3 é idêntica a figura 1, 
exceto pelo fato de uma partícula 4 estar agora situada fora do eixo x, como mostrado. A 
partícula 4 possui uma carga 
4q
  3,20 × 1019 C, está a uma distância ¾R da partícula 1 e está 
situada sobre uma reta que forma um ângulo   60º com o eixo x. Qual a força eletrostática 
resultante 
1RF
 sobre a partícula 1 devida as partículas 2 e 4? 
 
 
 
Resposta: a) intensidade: 1,15 × 1024 N , direção e sentido: 180º (em relação ao sentido 
positivo do eixo x) ou 
12F
 (1,15 × 1024 N) 
i
 
 b) intensidade: 9,00 × 1025 N , direção e sentido: 0º (em relação ao sentido positivo 
do eixo x) ou 
1RF
 (9,00 × 1025 N) 
i
 
 c) intensidade: 1,78 × 1024 N , direção e sentido: 94,0º (em relação ao sentido 
positivo do eixo x) ou 
1RF
 (1,25 × 1025 N) 
i
 (1,78 × 1024 N) 
j
 
 
8) Duas partículas a e b têm igual massa de 2,60 g e cargas de mesmo módulo q, porém de sinais 
opostos. A partícula a está suspensa do teto por um fio de 0,350 m de comprimento e massa 
desprezível, como mostrado na figura abaixo. Quando a e b estão separadas por uma distância 
horizontal de 0,250 m , a está em equilíbrio estático, com o fio a um ângulo de 45º com a 
vertical. Determine q. 
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Resposta: 4,21 × 107 C 
 
9) Admita duas bolas de beisebol idênticas com cargas positivas iguais. Quando as bolas estão 
distantes 4,00 m uma da outra, a força que uma exerce sobre a outra tem a intensidade de 9,00 
N. Determine (a) a carga elétrica e (b) o número de elétrons que faltam em cada uma das bolas. 
 
Resposta: a) 1,27 × 107 C b) 7,94 × 1011 elétrons 
 
10) (a) Se um objeto tem uma carga de 1,00 nC, quantos de seus elétrons estão faltando? (b) Se 
um objeto tem carga de 3,00 nC, quantos elétrons extras ele contém? 
 
Resposta: a) 6,25 × 109 elétrons b) 1,88 × 1010 elétrons 
 
11) Um bastão de plástico, esfregado com tecido de algodão, adquire uma carga de 8,00 C. 
Quantos elétrons foram transferidos do tecido para o bastão? 
 
Resposta: 5,00 × 1013 elétrons 
 
12) A intensidade da força eletrostática entre dois íons idênticos que estão separados por uma 
distância de 5,00 × 1010 m é 3,70 × 109 N. (a) Qual a carga de cada íon? (b) Quantos elétrons 
estão “faltando” em cada íon (causando assim o desequilíbrio de carga do íon)? 
 
Resposta: a) 3,21 × 1019 C b) 2 elétrons 
 
 
OBS: Os exercícios acima foram retirados dos seguintes livros: 
 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: 
Eletromagnetismo. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. v. 3 
 
KELLER, Frederick J.; GETTYS, W. Edward; SKOVE, Malcolm J. Física. São Paulo: Makron 
Books, 1999. v. 2. 
 
TIPLER, Paul A. Física: Eletricidade e Magnetismo, Ótica. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000. v. 
2.