Exercicio3CampoEltrico 20180303220842

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Exercícios – Campo Elétrico. 
 
1) Uma partícula possui carga igual a – 3 nC. 
a) Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico produzido por essa partícula em um 
ponto situado a 0,25 m diretamente acima dela. 
b) a que distância dessa partícula o campo elétrico possui módulo igual a 12 N/C? 
 
2) a) Qual é o campo elétrico de um núcleo de ferro a uma distância igual a 6 x 10-10 m do núcleo? O 
número atômico do ferro é 26. Suponha que o núcleo possa ser considerado uma carga puntiforme. 
b) Qual é o módulo do campo elétrico de um próton a uma distância igual a 5,29 x 10-11 m do próton? 
(Essa distância é igual ao raio da órbita do elétron no modelo do Bohr para o estado fundamental do 
átomo de hidrogênio). qpróton = 1,6 x 10
-19 C. 
 
3) Um pequeno objeto com uma carga igual a – 55 C sofre a ação de uma força de 6,2 x 10-9 N 
orientada de cima para baixo quando colocado em um certo ponto de um campo elétrico. 
a) Calcule o módulo, a direção e o sentido no campo elétrico nesse ponto. 
b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força que atua sobre um núcleo de cobre (número 
atômico = 29, massa atômica = 63,5 g/mol) colocado nesse ponto do campo elétrico. 
 
4) De acordo com o manual de padrões de segurança do IEEE (Institute of Electrical and Electronic 
Engineers), os seres humanos devem evitar exposições prolongadas a campos elétricos superiores a 
614 N/C. 
a) Considere o ponto no qual E = 614 N/C; qual é o módulo da força elétrica que atua sobre um 
elétron? qelétron = 1,6 x 10
-19 C. 
b) As dimensões atômicas e moleculares são da ordem de 10-10 m. Qual é o módulo da força elétrica 
que atua sobre um elétron situado a uma distância do próton igual a 1,1 x 10-10 m? 
c) Com se comparam as respostas obtidas na parte (a) e na parte (b)? O que você ache que ocorreria 
com uma pessoa submetida a um campo elétrico que produzisse uma força igual à calculada no item 
(b)? 
 
5) A distância entre duas cargas puntiformes é de 25 cm (figura abaixo). Determine o campo elétrico 
líquido que estas cargas produzem (a) no ponto A e (b) no ponto B. (c) Quais seriam o módulo, a 
direção e o sentido da força elétrica que esse conjunto de cargas produziria sobre um próton no ponto 
A? (qpróton = 1,6 x 10
-19 C). 
 
 
 
6) A carga puntiforme q1 = – 5 nC está na origem e a carga puntiforme q2 = 3 nC está no eixo x em 
x = 3 cm. O ponto P está no eixo y em y = 4 cm. 
a) Calcule os campos elétricos E1 e E2 no ponto P produzidos pelas cargas q1 e q2. 
b) Obtenha o campo resultante em P. 
 
 
 
 
7) A distância entre duas cargas puntiformes q1 = + 12 nC e q2 = – 12 nC é igual a 0,10 m (figura 
abaixo). Denomina-se dipolo elétrico um conjunto de duas cargas iguais, porém de sinais contrários. 
(Essa combinaçção ocorre com frequência na natureza). O valor do ângulo  = 67,4 o. Determine o 
campo elétrico resultante: (a) o ponto a; (b) no ponto b; e (c) no ponto c. 
 
 
 
8) A figura ilustra o gráfico da intensidade de campo elétrico, originado por uma carga puntiforme no 
vácuo, em função da distância à carga. 
 
 
 
Qual o valor da carga que origina o campo? 
 
9) O módulo do vetor campo elétrico E, gerado por uma esfera metálica de dimensões desprezíveis, 
eletrizada positivamente no vácuo, varia com a distância ao seu centro d, segundo o diagrama dado. 
Sendo qe = 1,6 x 10
-19 C a carga elementar (módulo da carga do elétron ou do próton), responda: 
 
 
 
a) Podemos afirmar que a esfera possui um excesso de prótons ou um excesso de elétrons? 
b) Qual a quantidade (de prótons ou elétrons), se houver, deste excesso? 
 
 
 
Questões das provas colegiadas anteriores. 
 
10) Denomina-se dipolo elétrico um conjunto de duas cargas iguais, porém de sinais contrários. Essa 
combinação ocorre com frequência na natureza. Por exemplo, uma molécula de cloreto de sódio 
apresenta uma distribuição de cargas tão assimétrica que acaba por criar um dipolo elétrico. 
 
Assim, um dipolo elétrico produz em seu entorno um campo elétrico, cuja direção varia de acordo com 
a distância de um ponto qualquer até as cargas. Se representarmos as cargas positiva e negativa que 
formam o dipolo elétrico na molécula de NaCl, como duas 
cargas pontuais, tal como representado abaixo, pode-se afirmar 
que o melhor vetor que representa o campo elétrico resultante no 
ponto C da figura é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) c) 
 
 
b) d) 
 
 
C 
- + 
11) Meteorologistas mediram a distribuição de cargas 
elétricas no interior das nuvens de tempestade - 
chamadas de “cúmulos nimbos” - e encontraram um 
perfil para essa distribuição de cargas semelhante ao 
mostrado na figura. Nessa figura, são mostrados ainda o 
solo sob a nuvem, que fica carregado positivamente por 
indução, além dos pontos x, y, z e w em destaque. Desse 
modo, entre a parte superior e a parte inferior da nuvem, 
bem como entre a parte inferior da nuvem e o solo, são 
produzidos campos elétricos da ordem de 100 V/m. 
 
Com base nessas informações é CORRETO afirmar que 
o sentido do vetor campo elétrico entre os pontos x e y e 
entre os pontos z e w é, respectivamente: 
 
a) para baixo e para cima. 
b) para cima e para baixo. 
c) para cima e para cima. 
d) para baixo e para baixo. 
 
12) Observe as três figuras. Nestas figuras Q é uma carga elétrica puntual que gera um campo elétrico 
E no espaço à sua volta. Uma carga de prova puntual q é colocada nesse espaço e sofre a ação de uma 
força elétrica F. Os vetores E e F têm suas direções e sentidos representados em cada figura. 
Nas proposições a seguir, foram atribuídos sinais para cada uma das cargas (Q e q) em cada figura: 
 
I. Na figura 1 Q é positiva e q é positiva 
II. Na figura 2 Q é negativa e q é positiva 
III. Na figura 3 Q é negativa e q é negativa 
 
Das proposições acima, qual, ou quais, apresentam 
atribuições corretas de sinais para as cargas Q e q? 
a) Apenas I. 
b) Apenas I e II. 
c) Apenas I e III. 
d) Apenas II. 
 
 
13) A água é uma substância essencial para a vida em nosso planeta. Ela é formada por moléculas 
constituídas de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio (veja a figura abaixo à esquerda). 
Quando estes átomos se unem para formar a molécula há um deslocamento da nuvem eletrônica para as 
proximidades do átomo de oxigênio, pois este, por ser mais eletronegativo que o hidrogênio, atrai para 
si os elétrons que deveria compartilhar na ligação. De modo simplificado, podemos considerar, em 
alguns casos, que esta molécula se comporta como duas cargas positivas próximas a uma carga 
negativa (veja a figura abaixo à direita). 
 
 
 
 
Com base nessas informações, ASSINALE a alternativa que melhor representa o campo elétrico 
gerado pelos dois átomos de hidrogênio no espaço onde se encontra o átomo de oxigênio. 
 
 
 
 
14) Duas pequenas esferas isolantes I e II, eletricamente carregadas com cargas de sinais contrários, 
estão fixas nas posições representadas na figura abaixo. No ponto P o campo elétrico resultante 
produzido pelas cargas I e II é nulo. 
 
 
 
 
 
 
Analise as afirmativas abaixo e ASSINALE a que estiver correta. 
a) O módulo da carga II é maior que o módulo da carga I. 
b) O ponto S é outro ponto no qual o campo elétrico resultante também é nulo. 
c) No ponto R o campo elétrico resultante é horizontal para a esquerda. 
d) No ponto Q o campo elétrico resultante é horizontal para a esquerda. 
 
 
15) Duas esferas metálicas, que podem ser consideradas como cargas puntuais, foram eletrizadas com 
cargas de mesmo sinal e mesmomódulo q. O gráfico abaixo mostra como varia a força elétrica entre 
estas duas esferas com a distância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com base nas informações acima, é CORRETO afirmar que 
 
a) a carga elétrica q presente em cada uma das esferas metálicas é igual a 1,2x10-6 C 
b) à medida que a distância entre as esferas aumenta a força fica cada vez maior 
c) o campo elétrico será nulo em qualquer região entre as duas esferas metálicas 
d) se as esferas estiverem a 1 mm uma da outra a força entre elas será de 36000 N 
 
16) Uma carga elétrica cria um campo elétrico no espaço à sua volta. Quando mais de uma carga 
elétrica se encontra em uma região do espaço, o campo elétrico em um determinado ponto é a soma dos 
campos criados por cada carga. Considere as figuras I e II a seguir, em que cargas elétricas positivas e 
negativas, de mesmo módulo Q, se encontram posicionadas nos vértices de dois quadrados. O ponto P 
é o centro geométrico dos quadrados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A respeito dessas distribuições de cargas, duas estudantes, Márcia e Carla, fizeram as seguintes 
afirmativas: 
 
Márcia: O campo elétrico é nulo no ponto P da figura I. 
Carla: O campo elétrico é nulo no ponto P da figura II. 
 
Pela análise das figuras pode-se dizer que 
 
a) apenas Márcia está correta. 
b) apenas Carla está correta. 
c) ambas as estudantes estão corretas. 
d) nenhuma das estudantes está correta. 
 
17) (UEL adaptada) – Considere duas cargas puntiformes Q1 = 3 μC e Q2 = 12 μC, fixas e isoladas de 
outras cargas, nas posições indicadas na figura abaixo. Considere, também, os pontos I, II, III e IV 
assinalados na figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A partir da análise da figura pode-se dizer que o módulo do vetor campo elétrico é nulo no ponto: 
 
a) IV 
b) III 
c) II 
d) I 
 
18) (UFPE adaptada) – A figura a seguir mostra duas placas não condutoras, paralelas e infinitas, com 
a mesma quantidade de cargas e separadas por uma distância fixa. A carga em uma das placas é 
positiva e na outra é negativa. Entre as placas foi fixada uma partícula com carga negativa -Q, na 
posição indicada na figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A partir da análise da figura pode-se dizer que o campo elétrico 
 
a) possui o mesmo módulo em qualquer ponto no interior das placas. 
b) possui o maior módulo no ponto d. 
c) possui o maior módulo no ponto c. 
d) possui o maior módulo no ponto a. 
 
19) O conceito de campo, seja elétrico ou gravitacional, nos ajuda a explicar o surgimento de forças de 
interação entre corpos que se encontram distantes uns dos outros. Com respeito à relação entre o campo 
elétrico e a força elétrica atuante sobre uma carga de prova foram feitas as seguintes afirmações: 
 
I. Uma carga elétrica somente sofre a ação de uma força elétrica se o campo elétrico onde ela se 
localiza for diferente de zero. 
II. O valor do campo elétrico em um ponto é independente da existência de uma carga de prova neste 
ponto. 
III. Sempre que houver uma carga elétrica, esta sofrerá ação da força elétrica, mesmo na ausência de 
campo elétrico. 
 
Atribua as letras C (certo) ou E (errado) para cada afirmativa e ASSINALE a alternativa com a 
sequência correta. 
 
a) CEC 
b) CCE 
c) CEE 
d) ECE 
 
20) Três esferas metálicas eletrizadas, A, B e C, estão dispostas sobre o mesmo eixo conforme a figura 
a seguir. O sinal da carga de cada esfera está identificado na figura. 
 
 
 
 
 
Sejam EA, EB e EC os campos elétricos criados pelas esferas A, B e C, respectivamente. Sejam, ainda, 
FAB, a força elétrica exercida pela esfera A sobre a esfera B, FBA, a força elétrica exercida pela esfera B 
sobre a esfera A; FCA, a força elétrica exercida pela esfera C sobre a esfera A, FAC, a força elétrica 
exercida pela esfera A sobre a esfera C; FCB, a força elétrica exercida pela esfera C sobre a esfera B e 
FBC, a força elétrica exercida pela esfera B sobre a esfera C. 
 
Das alternativas a seguir, ASSINALE aquela que representa, incorretamente, os vetores campo 
elétrico e força elétrica em cada esfera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas 
 
1) a) E = 432 N/C; b) r = 1,5 m. 
2) a) E = 1,04 x 1011 N/C; b) E = 5,15 x 1011 N/C. 
3) a) E = 0,113 x 10-4 N/C, de baixo para cima; b) F = 5,24 x 10-22 N de baixo para cima. 
4) a) F= 9,82 x 10-17 N. b) F = 1,0 x 10-10 N; c) Parte (b) >> Parte (a), portanto o elétron dificilmente 
notará o campo elétrico. Uma pessoa no campo elétrico não sentirá nada considerando que os efeitos 
fisiológicos dependem somente do módulo. 
5) a) E = 8,75 x 103 N/C para a direita; b) E = 6,54 x 103 N/C para a direita; c) F = 1,4 x 10-15 N pra a 
direita. 
6) a) E1x = 0; E1y = -2,81 x 10
4 N/C; E2x = -6,49 x 10
3 N/C; E2y = 8,64 x 10
3 N/C 
 b) E = 2,06 x 104 N/C. 
7) a) E = 9,8 x 104 N/C horizontal para direita; b) E = 62 x 104 N/C horizontal para esquerda; 
c) 4,9 x 103 N/C horizontal para direita. 
8) q = 4 µC. 
9) a) excesso de prótons; b) 2 x 1010. 
10) Letra d. 
11) Letra a. 
12) Letra c. 
13) Letra d. 
14) Letra a. 
15) Letra d. 
16) Letra a. 
17) Letra d. 
18) Letra b. 
19) Letra b. 
20) Letra d.