Caderno
17
Eletrostática II
Conteúdos
Energia Potencial Elétrica, Potencial Elétrico, Trabalho da Força Elétrica, Linhas de Força e Superfícies Equipotenciais, Campo Elétrico Uniforme, Condutor Eletrizado em Equilíbrio, Capacitância e Capacitores.
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Do que se Trata?
...
Confira!
Aqui tem início os vídeos referentes à Energia Potencial Eletrostática, incluindo o fenômeno do poder das pontas e as aplicações em capacitores, uma das áreas mais instigantes da Física. Não concorda?
01
(Fuvest) A energia potencial elétrica U de duas partículas em função da distância r que as separa está representada no gráfico da figura abaixo. Uma das partículas está fixa em uma posição, enquanto a outra se move apenas devido à força elétrica de interação entre elas. Quando a distância entre as partículas varia
de ri = 3.10 m a rf = 9.10 m,
a energia cinética, em Joules, da partícula em movimento
a) diminui 1.10
b) aumenta 1.10
c) diminui 2.10
d) aumenta 2.10
e) não se altera
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Resolução Comentada
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02
Uma carga elétrica puntiforme q = 20.10 C é colocada num ponto A onde o potencial elétrico vale 1000 V. A partir do momento em que é colocada em A, a carga passa a se mover, devido apenas às interações elétricas, em direção ao ponto B, passando por este com uma energia potencial elétrica de 8 J. Para entender, em termos de energia, esta situação, são feitas as seguintes afirmações:
I. A energia potencial elétrica adquirida pelo sistema, quando a carga q se encontrava no ponto A, era de 20 J.
II. A energia cinética da carga q ao passar pelo ponto B era de 8 J.
III. O ponto B tem um potencial elétrico de 400 V.
Sobre essa situação, está correto o que se afirma em:
a) I e III
b) II e III
c) Em I, apenas
d) Em II, apenas
e) Em III, apenas
−3
03
(FEI-SP) O diagrama a seguir representa o potencial elétrico em função da distância do ponto considerado até a carga fonte do campo. Sabe-se que o meio que envolve a carga fonte é o vácuo. Pedem-se:
a) o valor da carga fonte Q;
b) o potencial elétrico a 2 m da carga fonte.
Adote k = 9.10 N.m /C.
2
2
9
04
Uma pessoa está perto de um poste quando o mesmo é atingido por um raio. Durante um curto intervalo de tempo, acumula-se na base do poste uma carga de 1,6 µC.
Determine a diferença de potencial elétrico (ddp) gerada pela descarga nas duas regiões ocupadas pelos pés da pessoa (A e B).
Adote k = 9.10 N.m /C.
2
2
9
05
(UnB) Uma carga elétrica q = 40 µC é levada de A para B sob a ação de um campo elétrico e de uma força externa. Se o trabalho que a força externa realiza sobre a carga é de 2,1 J e se a sua energia cinética aumenta de 3,7 J, determine, em kV, a diferença de potencial entre os pontos A e B.
(Conheça a dedução da equação que pode resolver essa questão em youtu.be/NAz5HSQA7-c)
06
(UFRS) A figura ilustra um campo elétrico por meio de linhas de força. Nessa situação, é correto afirmar que a intensidade do campo elétrico na região mais próxima do ponto S é ____________ do que na região próxima do ponto R e que um elétron abandonado em repouso entre R e S desloca-se no sentido de ____________ .
Qual a alternativa que completa corretamente as lacunas nas afirmações acima?
a) menor – R
b) menor – S
c) a mesma – S
d) maior – R
e) maior – S
07
A figura mostra duas placas paralelas, separadas por uma distância de 3 m, indicando o potencial elétrico no ponto A, VA = 5 V. Considerando que as placas estão submetidas a uma ddp de 15 V, determine:
a) o módulo do vetor campo elétrico entre as placas;
b) os potenciais elétricos dos pontos B e C.
08
(ENEM) Há muitos mitos em relação a como se proteger de raios, cobrir espelhos e não pegar em facas, garfos e outros objetos metálicos, por exemplo. Mas, de fato, se houver uma tempestade com raios, alguns cuidados são importantes, como evitar ambientes abertos. Um bom abrigo para proteção é o interior de um automóvel, desde que este não seja conversível.
OLIVEIRA, A. Ralos nas tempestades de verão.
Disponível em: http:icienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 10 dez. 2014 (adaptado).
Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos automóveis, conforme citado no texto?
a) Isolamento elétrico dos pneus.
b) Efeito de para-raios da antena.
c) Blindagem pela carcaça metálica.
d) Escoamento da água pela lataria.
e) Aterramento pelo fio terra da bateria.
10
Dois capacitores são associados em série e a associação é submetida a uma ddp de 15 V. Com relação a essa associação, determine:
a) a capacitância equivalente;
b) a carga elétrica adquirida pela associação;
c) as tensões de cada capacitor.
Complemento: Por que capacitores em série, mesmo com capacidades diferentes, acumulam o mesmo tanto de carga elétrica?
Veja em https://youtu.be/FGFy1a8gbl0
Respostas
01. Letra D.
02. Letra A.
03. a) -1 µC; b) - 4500 V.
04. 3000 V.
05. 40 kV.
06. Letra A.
07. a) 5 V/m; b) VB = 5 V e VC = -5 V.
08. Letra C.
09. a) 3 nF; b) 27 m.
10. a) 2 µF; b) 30 µC; c) U1 = 10 V e U2 = 5 V.