QUESTÕES DE VESTIBULARES Trabalho e Potencial Elétrico

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QUESTÕES DE VESTIBULARES : Trabalho e Potencial Elétrico
1 . (FEI - SP) A diferença de potencial elétrico entre dois pontos A e B é Va - Vb = 10 V. O trabalho realizado pela força elétrica no transporte de uma carga q = 2,0 Mc de A para B é, em joule : 
a) 5,0.10^-6 
b) -5,0 .10^-6 
c) 2,0.10^-5 
d) -2,0 .10^-5 
e) zero 
2. No campo de uma carga elétrica puntiforme Q, o trabalho da força elétrica que atua em q, no deslocamento de A até B, segundo a trajetória (1), é T1 e, segundo a trajetória (2), é T2. Deve-se ter : 
 
a) T1 > T2 
b) T1 > 0 e T2 < 0 
c)T1 = T2 
d) T1 = 0 e T2 diferente de 0 
e) T2 = 0 e T1 diferente de 0 
3. O trabalho das forças életricas que atuam numa carga elétrica puntiforme q, quando essa se desloca de A até B, pertencentes a um campo elétrico, é : 
a) igual ao produto da carga elétrica q pela diferença entre as intensidades dos campos elétricos em A e B, nessa ordem. 
b) dependente da trajetoria aseguida entre os pontos A e B. 
c) sempre positivo 
d) sempre negativo 
e) nulo, se A e B tiverem o mesmo potencial elétrico. 
4. ( Unicap - PE ) Uma carga elétrica de valor -2,0.10^-9 C está na origem de um eixo X. A constante eletrostática do meio é k = 9.10^9 N.m²/ C² . A diferença de potencial entre os pontos do eixo X de abscissas x1 = 1,0 m e x2 = 2,0 m (em V) é : 
a) 3,0 
b) -3,0 
c) -18 
d) 18 
e) -9,0 
5. O potencial elétrico no ponto P médio AB vale : 
 
a) 9.0.10³ V 
b) 18.10³ V 
c) 36.10³ V 
d) zero 
e) nenhuma das anteriores 
( Dado : k = 9.10^9 N.m² / C² ) 
6. O potencial elétrico no ponto P médio de AB vale : 
 
a) 9.10³ 
b) 18.10³ 
c) 36.10³ 
d) zero 
e) nenhuma das anteriores 
7. (U.F.Uberlândia - MG) Duas cargas elétricas de mesmo módulo e de sinais opostos são colocadas a uma determinada distância. No ponto médio da reta que une as duas cargas, teremos : 
a) o campo elétrico é nulo e o potencial elétrico não 
b) o campo e o potencial elétricos são nulos 
c) o potencial elétrico é nulo e o campo elétrico não 
d) o potencial elétrico é numericamente duas vezes maior que a intensidade do campo elétrico 
e) o campo e o potencial elétricos não são nulos 
8. (Cesgranrio) Nas figuras, três cargas positivas e pontuais q, são localizadas sobre a circuferência de um círculo de raio R de três maneiras diferentes. As afirmações seguintes se referem ao potencial eletrostático em O, centro da circuferência (o zero dos potenciais está no infinito); 
 
I)O potencial em O nas figuras 1 e 3 é dirigido para baixo 
II) O potencial em O tem o mesmo valor (não -nulo) nos três casos. 
III) O potencial em O na figura 2 é nulo 
Está(ão) certa(s) a(s) afirmação(ões): 
a) I e II somente 
b) II somente 
c) III somente 
d) I somente 
e) I e III somente 
9. (U.C.Salvador - BA)Considere as cargas elétricas +q e -q localizadas como mostra o esquema abaixo. 
 
Pelas indicações do esquema, o potencial elétrico gerado pelas cargas é nulo no ponto : 
a) P1 
b) P2 
c) P3 
d) P4 
e) P5 
10. Considere o campo elétrico orginado pelas cargas elétricas fixas +Q e -Q da figura. 
 
Sejam Va, Vb e Vc oas potenciais elétricos nos pontos A, B e C, reaspectivamente. Pode-se afirmar que : 
a) Va = 0; Vb > 0 e Vc < 0 b) Va = Vb = Vc = 0 
c) Va = 0; Vb > 0 e Vc = 0 
d) Va = Vb = 0 e Vc < 0 e) Va = 0; Vb > 0 e Vc > 0 
11. Duas cargas elétricas puntiformes de valores + 3Q e -Q estão separadas por uma distância de 24 cm, conforme a figura. O ponto P e os pontos infinitamente distantes das cargas têm potencial nulo. A distância entre a carga -Q e o ponto P é igual a : 
 
a) 18 cm 
b) 12 cm 
c) 9 cm 
d) 6 cm 
e) 4 cm 
12. Duas cargas elétricas puntiformes Q estão fixas nos pontos A e B. Uma outra carga elétrica puntiforme q é colocada no ponto P, conforme a figura. Sendo k , a constante eletrostática do meio, pode-se concluir que a intensidade da força elétrica resultante que age em q e a energia potencial elétrica que q adquire valem, respectivamente : 
 
a) k .Qq / d² e k . Qq / d 
b) 2k.Qq / d² e 2k . Qq / d 
c) zero e zero 
d) 2k.Qq / d² e zero 
e) zero e 2k .Qq / d 
13. Sabe-se que a carga do próton = -carga do elétron = 1,6 .10^-19 C. Um próton tem velocidade relativa zero em relaçõão a um elétron. Para afastar um próton de um elétron, separados pela distância 10^ -15 m, é necessária uma energia : 
a) da ordem de 10^-6 J 
b) 1,6 .10^-14 J 
c) 2,3 .10^-13 J 
d) da ordem de 10^-7 j 
e) nenhuma das anteriores 
14. (PUC-SP) Um elétron-volt (eV) é, por definição, a energia cinética adquirida por uma elétron quando acelerado, a partir do repouso, por uma diferença de potencial de 1 V. Considerando a massa do elétron 9.10^-31 kg e sua carga elétrica em valor absoluto 1,6.10^-19 C, a velocidade do elétron com energia cinética 1 eV tem valor aproximado : 
a) 6.10^5 m/s 
b) 5.10^5 m/s 
c) 4.10^5 m/s 
d) 5.10^4 m/s 
e) 6.10^4 m/s 
15. (PUC-SP) Assinale a afirmação FALSA : 
a) Uma carga negativa abandonada em repouso num campo eletrostático fica sujeita uma força que realiza sobre ela um trabalho negativo . 
b) Uma carga positiva abandonada em repouso num campo eletrostático fica sujeita uma força que realiza sobre ela um trabalho positivo . 
c) Cargas negativas abandonadas em repouso num campo eletrostático dirigem-se para pontos de potencial mais elevado . 
d) Cargas positivas abandonadas em repouso num campo eletrostático dirigem-se para pontos de menor potencial . 
e) O trabalho realizado pelas forças eletrostáticas ao longo de uma curva fechada é nulo. 
16. (FESP) Considere as afirmações : 
I) Percorrendo-se uma linha de força no seu sentido, o potencial elétrico, ao longo de seus pontos, aumenta 
II) As linhas de força são paralelas às superfícies equipotenciais 
III) Num campo elétrico uniforme, as superfícies equipotenciais são esféricas e concêntricas 
São corretas : 
a) I 
b) II 
c) I e II 
d) todas 
e) nenhuma 
17. (FESP) Considere as seguinteas afirmativas sobre o campo de uma carga puntiforme: 
I) As superfícies equipotenciais são esféricas 
II) As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais 
III) A intensidade do vetor campo elétrico varia inversamente com a distância do ponto à carga 
São corretas : 
a) I e III 
b) II e III 
c) I e II 
d) todas 
e) nenhuma 
18. Nos campos uniformes, as superficies equipotenciais são : 
a) planos perpendiculares às linhas de força 
b) planos paralelos às linhas de força 
c) esféricas 
d) cilíndricas 
e) nenhumaa das anteriores 
19. A figura mostra uma carga puntiforme Q e suas correspondentes superfícies equipotenciais vistas em corte. Uma outra carga puntiforme q é deslocada do ponto A para o ponto B, ambos mostrados na figura . Podemos concluir que o trabalho realizado pela força elétrica sobre a carga Q é : 
 
a) T > 0 
b) T < 0 c) T indeterminado 
d) T = 0 
e) T só pode ser calculado se for conhecida a carga Q 
Respostas 
1.c) Justificativa : A fórmula do trabalho da força elétrica é T = q . (Va – Vb) , T = 2Mc . 10 , T = 2.10^-6 .10 , T = 2.10^-5 J 
2.c) Justificativa : O trabalho da força elétrica não depende da trajetória . Logo, T1 = T2 
3.e) Justificativa : Como T = q . (Va – Vb) . Logo se A e B tiverem o mesmo potencial , T será nulo . 
4.e) Justificativa : O potencial elétrico é calculado por V = k.Q / d, lembrando que o potencial elétrico é uma grandeza escalar , logo o sinal da carga importa na fórmula, no primeiro ponto temos V1 = 9.10^9 .-2.10^-9 / 1 , V1 = -18 V e no segundo ponto temos V2 = 9.10^9 . -2.10^-9 / 2 , V2 = -9 V . A diferença de potencial é ddp = V1 – V2 , logo ddp = - 9 V 
5.b) Justificativa : O potencial elétrico no ponto P será a soma das duas cargas, como as duas são positivas o potencial não será nulo . Em A, temos Va = 9.10^9 .1Mc / 1 , Va = 9.10³ e em B temos Vb = 9.10^9 . 1Mc / 1 , Vb = 9.10³ . O potencial em P é Vp = Va + Vb, logo Vp = 9.10³ + 9.10³ , Vp = 18.10³ V 
6.d) Justificativa : Questão igual a anterior , só muda o sinal de uma carga . Temos que em A o potencial elétrico é positivo e em B é negativo . O valor de Va = 9.10³ e Vb = - 9.10³ . Como Vp = Va + Vb , Vp = 0 . 
7.c) Justificativa : Potencial elétrico é uma grandeza escalar logo o sinal da carga importa , já o campo elétrico é uma grandeza vetorial, só utiliza o valor da carga, não usa o sinal . Como a questão fala que as cargas tem mesmo módulo, porém de sinais contrários, temos que o potencial elétrico é nulo e o campo elétrico não. 
8.b) Justificativa : A I) é falsa porque potencial elétrico é uma grandeza escalar, logo não tem direção e sentido . A II) é verdadeiro , já que as cargas por terem mesmo valor e estarem a mesma distância de O terão mesmo potencial elétrico. O III) é falso , já que existe potencial elétrico da carga q em relação ao ponto O 
9.e) Justificativa : O ponto P5 está a mesma distancia de +q e –q , e tendo essas sinais contrários, o ponto P5 tem potencial elétrico nulo 
10. d) Justificativa : Semelhante as questões anteriores. Potencial elétrico no campo de várias cargas . No ponto A temos duas cargas de sinais contrários e mesmo módulo (intensidade) separados à mesma distância do ponto, usando as fórmulas do potencial , encontramos que Va = 0 . E no ponto B, semelhante ao raciocínio do ponto A , temos Vb = 0 . No ponto C , a intensidade da carga – Q é maior , logo Vc < 0 . 
11. d) Justificativa : Potencial elétrico no campo de várias cargas . Em relação ao ponto P, o potencial da carga +3Q é Va = k.3Q / ( 24 – x) . O potencial em –Q é Vb = k.-Q / x . O potencial elétrico no campo de várias cargas utilizamos a soma dos potenciais das cargas , como na questão nos diz que o potencial no ponto P é nulo, fica k.3Q / (24 – x) + k .-Q / x = 0 , transferimos a equação para o outro lado k.3Q / (24-x) = - ( k.-Q / x) , cortamos os k e Q , fica 3/ (24-x) = 1 / x . Multiplicando invertido, temos 3x = 24 – x , 4x = 24 , x = 6 cm . 
12 e) Justificativa : A força elétrica do ponto A em relação ao ponto P é Fe1 = k . Q.q / d² . 
A força elétrica do ponto B em relação ao ponto P é Fe2 = k .Q.q / d² . 
Perceba que Fe1 = Fe2 . Logo , a força elétrica resultante em P é F resul = Fe1 – Fe2 , 
logo F resul = 0 . E a energia potencial elétrica tem fórmula no ponto A Ep = q.Va e no ponto B Ep = q.Vb, 
sendo Va = k.Q / d e Vb = k.Q / d. Ep = q.Va + q.Vb . Logo Ep = 2k . Q.q / d 
13. c) Justificativa : Va = 9.10^9 .1,6.10^-19 / 10^-15 , Va = 14,4 .10^-10 / 10 ^-15 
Va = 14,4 . 10^15 . A energia que atua é a potencial elétrica, 
Ep = q . Va . 
E = 14,4 .10^5 .1,6 .10^-19 
Ep = 23 . 10^-14 Ep = 2,3 .10^-13 . Logo, a energia necessária é 2,3 .10^-13 Joule 
14. a) Justificativa : Encontramos primeiramente o valor da energia potencial elétrica por ter os dados suficiente para achá-la na questão . Ep = 1,6.10^-19 . 1 
Ep = 1,6 .10^-19 J . Encontramos o valor da energia, agora temos o valor da massa e a questão pede a velocidade do elétron, logo usamos a fórmula da energia cinética . Ec = m . v² / 2 . Sendo Ec = Ep , temos 1,6 .10 ^-19 = 9 .10^-31 . v² / 2 , encontramos v² = 0.35 .10^12 , v = raiz quadrada de 0.35.10^12 , v = 0.59 .10^6 m/s , aproximadamente v = 6.10^5 m/s 
15. a) Justificativa : Propriedades do Potencial Elétrico . Uma carga elétrica em repouso num ponto campo elétrico, fica sujeita a uma força elétrica resultante F e desloca-se espontaneamente. F realiza trabalho positivo . 
16. e) Justificativa : O I é falso porque o potencial elétrico ao percorrer uma linha de força no seu sentido, ele diminui . O II é falso porque as linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais . E o III também é falso, porque num campo elétrico uniforme as superfícies equipotenciais são planos paralelos entre si . 
17. c) Justificativa : A I e a II são verdadeiras, porém a III é falsa porque o vetor campo elétrico varia inversamente com o quadrado da distância do ponto à carga . 
18. a) Justificativa : Num campo elétrico uniforme as superfícies equipotenciais são paralelas entre si, porém em relação as linhas de força elas são perpendiculares. 
19. d) Justificativa : No ponto A e B temos o mesmo potencial elétrico, por estarem situados a mesma distância de Q . Como Va = Vb , sendo trabalho T = q ( Va – Vb) 
Temos que T = 0