09363315 pro Aula07 - Potencial Elétrico - Determinante · aplicação do teorema da energia...
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FÍSICA IIAULA 07:
POTENCIAL ELÉTRICOEXERCÍCIOS PROPOSTOSANUAL
VOLUME 2
OSG.: 093633/15
01.
Linha Equipotencial (M)
Linha Equipotencial (N)Solo
U E d U U VMN MN MN= ⋅ ⇒ = ⋅ ⇒ =120 1 2 144,
Resposta: E
02. Carga da nuvem
V(nuvem)
= 9 · 106 V
Considerar o potencial da Terra zero
Carga induzida nasuperfície da Terra
Solo
PFe
tot =
∆
Pq V V
t
P
P P
otA B
ot
ot ot
=⋅ −( )
=⋅ ⋅ −( )
⋅= ⋅ ⋅ ⋅ ⇒ =
−
∆30 9 10 0
2 1015 9 10 10
6
2
6 2 1135 10 13 5 108 9⋅ ⇒ = ⋅P Wot ,
Resposta: E
03. Temos:
VK Q
dK Q
K Q
Ent o
VK Q
dV V V
VK Q
d
=⋅
=⋅
⋅ =
=⋅
⇒ = ⇒ =
=⋅
⇒
45290
90
190
15
11
1 1
22
ã :
== ⇒ =
⋅ =⋅ ⋅ =
= ⋅ −
906
909 10 90
1 10
22
9
8
dd m
ComoK Q
Q
Q C
:
Resposta: E
OSG.: 093633/15
Resolução – Física II
04. d = 1 · 10–8 m
V V
V V V
U V
A B
A B
AB
− = − − ⋅( ) − = ⋅
= ⋅
−
−
−
0 70 10
70 10
7 10
3
3
2
MeioExterno
MeioInterno
d
Membrana
U E d
E
E
E
= ⋅
⋅ = ⋅
=⋅
= ⋅
− −
−
−
7 10 10
7 10
10
7 10
2 8
2
8
6 N/C
Resposta: D
05. ∆EC =
Fe
zero
E E q V V
m Ve U
V
V
C C A B
AB
O− = ⋅ −( )⋅
= ⋅
⋅ ⋅= ⋅ ⋅
=⋅
−−
2
31 219
2
2
9 10
21 6 10 1
3 2 1
,
, 00
9 10
0 36 10
0 6 10
6 10
19
31
2 12
6
5
−
−⋅= ⋅
= ⋅
= ⋅
V
V
V
,
,
m/s
Resposta: A
06. d = 1,6 cm = 1,6 · 10–2 m Se a gota permanece em equilíbrio, temos:m kg
C
U V
g
= ⋅
= ⋅
= ⋅
=
−
−
1 2 10
1 6 10
6 10
10
12
19
2
,
,�
m/s2
Se: U = E · d
EU
d=
Resposta: A
P
FeFe P
E q m g
U
dn e m g
nd m g
U e
n
=⋅ = ⋅
⋅ ⋅ = ⋅
=⋅ ⋅
⋅
=⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅
− −1 6 10 1 2 10 10
6 10
2 12, ,22 14
3
1 6 10
2 10
⋅ ⋅
= ⋅
−,
n el tronsé
OSG.: 093633/15
Resolução – Física II
07. Dados: m = 1 g = 10–3 kg; q = 40 µC = 4 × 10–5 C; VA = 300 V e VB = 100 V.Aplicando o Teorema da Energia Cinética a essa situação:
�Fel E V V qmv
vV V q
mCin A B
A B= ⇒ − = ⇒ = − = − × −
−∆ ( )( ) ( )2 5
32
2 2 300 100 4 10
10== =16 4 m/s.
Resposta: A
08. Dados: d = 1,5 cm = 1,5 × 10–2 m; VAB = 600 V; e = 1,6 × 10–19 C; n = 5. O campo elétrico entre as placas é uniforme:
Ed V EV
dE V mAB
AB= ⇒ = =×
⇒ = ×− 600
15 104 10
24
,/ .
A força elétrica equilibra o peso da gota.
F P qE mg neE mg m
neE
gelØt = ⇒ = ⇒ = ⇒ = = × × × ×−
5 16 10 4 10
1
19 4,
003 2 10 15
m
⇒
= × −, .kg
Resposta: B
09. Dados: k = 9 × 109 N.m2/C2; m = 9 × 10−31 kg; q = −1,6 × 10−19 C; b = 2 cm = 2 × 10–2 m; vB = 0.
q
q
q
a
a
C
D
A B
b = 2 cm
b = 2 cm
b 2 3 cm=
Aplicando Pitágoras no triângulo ABC:
a b c a a cm m2 2 2 2
22 22 3 2 16 4 4 10= + ⇒ = ( ) + = ⇒ = = × −
Calculemos o potencial elétrico (V) nos pontos A e B devido às cargas presentes em C e D.
Vkq
aVA = = × × − ×
×= − ×
−
−−2 2
9 10 16 10
4 107 2 10
9 19
28( , )
,
Vkq
bVB = = × × − ×
×= − ×
−
−−2 2
9 10 16 10
2 1014 4 10
9 19
28( , )
, Ignorando a ação de outras forças, a força elétrica é a força resultante. Aplicando, então, o teorema da energia cinética entre os pontos
A e B, vem:
W E q V V
mv mv mvq V V
vq V
FA B
cin A BB A A
A B
AA
� , = ⇒ −( ) = − ⇒ − = −( ) ⇒
= −
∆2 2 2
2 2 2
2−−( ) = −
− × − − −( ) ×
= ⇒ =− −
−
V
mvB 2
16 10 7 2 14 4 10
9 1025 600 1
19 8
31
, , ,. 660 m/s
Resposta: A
10. I. Correta. O trabalho (W) da força elétrica para transportar uma carga de prova entre dois pontos do campo elétrico e obtido pela
aplicação do teorema da energia potencial.
W V V q W JFelD A
D A FelD A� �, , .= −( ) = −( ) ⋅ ⇒ = −0 1 1 1
II. Correta. Para uma mesma ddp entre duas superfícies equipotenciais, quanto mais intenso é o vetor campo elétrico, mais próximas estão as superfícies. Na fi gura, à medida que se desloca de C para B, a distância entre duas superfícies aumenta, indicando que a intensidade do vetor campo elétrico está diminuindo, ou seja, E
C > E
B.
III. Incorreta. Se o campo fosse nulo, não haveria diferença de potencial.
Resposta: C
PH - Georgenes – 09/11/15 – REV.: KP09363315_pro_Aula07 - Potencial Elétrico