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Exercícios de Eletrostática, Exercícios de Física para Ensino Médio

Este documento contém uma série de exercícios sobre eletrostática, abrangendo tópicos como carga elétrica, eletrização, lei de coulomb, campo elétrico e potencial elétrico. Os exercícios apresentam diversas situações envolvendo cargas elétricas pontuais, forças elétricas, campos elétricos e potenciais, com o objetivo de consolidar o entendimento dos conceitos fundamentais da eletrostática. A resolução desses exercícios pode ser útil para estudantes de física, tanto no ensino superior quanto no ensino médio, que buscam aprofundar seus conhecimentos nessa área da física.

Tipologia: Exercícios

2024

Compartilhado em 17/06/2024

um-carinha-aleatorio
um-carinha-aleatorio 🇧🇷

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Não perca as partes importantes!

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1. Quais os particulares elementares que
constituem um átomo e onde as mesmas se
localizam?
2. Quando um átomo manifesta propriedades
elétricas?
3. Qual a parte mais pesada de um átomo e por
que?
4. Por que um átomo neutro não manifesta
propriedade elétricas?
5. Atritando-se um bastão de vidro com lã e um
bastão de borracha, também com lã,
verifica-se que os dois bastões se atraem.
Qual o sinal da carga adquirida pela
borracha? Em que sentido houve a
transferência de elétrons durante o atrito
entre a borracha e a lã?
6. Atrita-se com um bastão de vidro e, em
seguida, toca-se com a mão o bastão na
região atritada. Em que sentido ocorre a
transferência de elétrons nesse instante?
7. Se dois corpos se atraem eletricamente, o que
podemos afirmar a respeito dos mesmos?
8. Se dois corpos se repelem eletricamente, o
que podemos afirmar a respeito dos
mesmos?
9. Que fenômeno ocorre quando aproximamos
um corpo carregado de um corpo neutro?
10. Qual a diferença entre acrescentarmos
elétrons a um isolante e à um condutor?
11. Um corpo tem carga Q = - 32 C. Determine
o número de elétrons em excesso nesse corpo.
12. Deseja-se retirar de um corpo neutro, 7.1010
elétrons. Que carga adquirirá esse corpo?
13. De um corpo que se encontra carregado com
carga igual a - 3 C são retirados 3.1013
elétrons. Com que carga ficará esse corpo?
14. Uma esfera metálica contém carga igual a - 5
C. Encosta-se essa esfera em outra esfera
idêntica, inicialmente neutra. Determine o
número de elétrons que se transferem de
uma esfera para a outra.
15. Três pequenas esferas metálicas idênticas A,
B e C estão eletrizadas com cargas + 3Q, -2Q
e +5Q, respectivamente. Qual a carga final
de cada esfera se:
a) fizermos contatos sucessivos na ordem: A
com C; A com B e B com C?
b) Fizermos contato simultâneo entre A, B e
C?
16. Sabendo-se que uma partícula alfa é
composta de dois prótons e dois neutrons,
determine sua carga e sua massa.
17. É muito comum ouvirmos o conselho: “Não
se deve segurar uma tesoura durante uma
tempestade”. Tem fundamento físico este
conselho? Se você segurasse uma esfera
metálica ao invés da tesoura, correria maior,
menor ou o mesmo risco que a tesoura?
18. Aproxima-se um bastão eletrizado
positivamente de um eletroscópio de folhas.
O que se observa? Na presença do bastão,
toca-se com o dedo no metal do eletroscópio.
O que se observará quando o bastão for
afastado? Por que?
19. Qual a função da ligação á Terra na
eletrização por indução de um corpo
condutor?
20. Um corpo neutro tem cargas elétricas?
Justifique.
21. A distância entre duas partículas eletrizadas,
no vácuo, é de 1,0 m. Suas cargas elétricas
são iguais a 1 C cada uma. Sendo a
constante eletrostática no vácuo igual a 9.109
em unidades do SIU, determine a
intensidade da força elétrica entre elas.
22. Duas pequenas esferas no vácuo estão
eletrizadas com cargas elétricas q = -2 C e
Q = 3 C. A distância que as separa é 1,0 m.
Calcular a intensidade da força eletrostática
entre elas, no vácuo.
23. Duas partículas A e B eletrizadas, no vácuo,
estão separadas uma da outra de uma
distância de 10 cm. A partícula A tem carga
elétrica de 2 C, enquanto B tem carga
FÍSICA - EXERCÍCIOS DE ELETROSTÁTICA
Parte I - Carga Elétrica e Eletrização
Parte II - Lei de Coulomb
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  1. Quais os particulares elementares que constituem um átomo e onde as mesmas se localizam?
  2. Quando um átomo manifesta propriedades elétricas?
  3. Qual a parte mais pesada de um átomo e por que?
  4. Por que um átomo neutro não manifesta propriedade elétricas?
  5. Atritando-se um bastão de vidro com lã e um bastão de borracha, também com lã, verifica-se que os dois bastões se atraem. Qual o sinal da carga adquirida pela borracha? Em que sentido houve a transferência de elétrons durante o atrito entre a borracha e a lã?
  6. Atrita-se com lã um bastão de vidro e, em seguida, toca-se com a mão o bastão na região atritada. Em que sentido ocorre a transferência de elétrons nesse instante?
  7. Se dois corpos se atraem eletricamente, o que podemos afirmar a respeito dos mesmos?
  8. Se dois corpos se repelem eletricamente, o que podemos afirmar a respeito dos mesmos?
  9. Que fenômeno ocorre quando aproximamos um corpo carregado de um corpo neutro?
  10. Qual a diferença entre acrescentarmos elétrons a um isolante e à um condutor?
  11. Um corpo tem carga Q = - 32 C. Determine o número de elétrons em excesso nesse corpo.
  12. Deseja-se retirar de um corpo neutro, 7.10^10 elétrons. Que carga adquirirá esse corpo?
  13. De um corpo que se encontra carregado com carga igual a - 3 C são retirados 3.10^13 elétrons. Com que carga ficará esse corpo?
  14. Uma esfera metálica contém carga igual a - 5 C. Encosta-se essa esfera em outra esfera idêntica, inicialmente neutra. Determine o número de elétrons que se transferem de uma esfera para a outra.
  15. Três pequenas esferas metálicas idênticas A, B e C estão eletrizadas com cargas + 3Q, -2Q

e +5Q, respectivamente. Qual a carga final de cada esfera se: a) fizermos contatos sucessivos na ordem: A com C; A com B e B com C? b) Fizermos contato simultâneo entre A, B e C?

  1. Sabendo-se que uma partícula alfa é composta de dois prótons e dois neutrons, determine sua carga e sua massa.
  2. É muito comum ouvirmos o conselho: “Não se deve segurar uma tesoura durante uma tempestade”. Tem fundamento físico este conselho? Se você segurasse uma esfera metálica ao invés da tesoura, correria maior, menor ou o mesmo risco que a tesoura?
  3. Aproxima-se um bastão eletrizado positivamente de um eletroscópio de folhas. O que se observa? Na presença do bastão, toca-se com o dedo no metal do eletroscópio. O que se observará quando o bastão for afastado? Por que?
  4. Qual a função da ligação á Terra na eletrização por indução de um corpo condutor?
  5. Um corpo neutro tem cargas elétricas? Justifique.
  6. A distância entre duas partículas eletrizadas, no vácuo, é de 1,0 m. Suas cargas elétricas são iguais a 1 C cada uma. Sendo a constante eletrostática no vácuo igual a 9.10^9 em unidades do SIU, determine a intensidade da força elétrica entre elas.
  7. Duas pequenas esferas no vácuo estão eletrizadas com cargas elétricas q = -2 C e Q = 3 C. A distância que as separa é 1,0 m. Calcular a intensidade da força eletrostática entre elas, no vácuo.
  8. Duas partículas A e B eletrizadas, no vácuo, estão separadas uma da outra de uma distância de 10 cm. A partícula A tem carga elétrica de 2 C, enquanto B tem carga

FÍSICA - EXERCÍCIOS DE ELETROSTÁTICA

Parte I - Carga Elétrica e Eletrização

Parte II - Lei de Coulomb

desconhecida. A força eletrostática com que se repelem tem intensidade 5,4 N. Determine a carga da partícula B.

  1. Duas cargas elétricas puntiformes e idênticas no vácuo repelem-se com força de intensidade 0,1 N, quando separadas de uma distância de 30 cm. O meio é o vácuo. Determine o valor das cargas.
  2. Uma partícula com carga de 8 C é colocada em contato com outra idêntica e neutra. Após o contato, elas são separadas de 4 cm uma da outra, no vácuo. Qual a intensidade da força elétrica entre elas?
  3. Duas cargas elétricas puntiformes se repelem com uma força de intensidade F quando a distância entre elas é d. Qual será a intensidade da força entre elas quando a distância for 2d? E quando for 3d?
  4. Duas cargas elétricas puntiformes idênticas se repelem, no vácuo, com uma força de intensidade 9x10-4^ N, quando separadas de uma distância de 1 cm. Qual o valor das cargas?
  5. Três objetos puntuais e idênticos estão alinhados no vácuo conforme mostra a figura. Suas cargas elétricas são iguais. Entre A e B há uma força de intensidade 8 N. Determine: a) a intensidade da força entre B e C; b) a intensidade da força entre A e C; c) a intensidade da força resultante sobre o objeto C.

A d B d C

  1. No sistema apresentado abaixo, o meio é o vácuo e a carga q = 2  C. As cargas extremas são fixas. Qual a intensidade da força elétrica resultante sobre a carga (-q)?

+q 10 cm -q 40 cm +6.q

  1. Uma pequena esfera recebe uma carga de 40  C, e outra idêntica, localizada a 20 cm da primeira, no vácuo, recebe a carga de - 10  C. a) Qual a intensidade da força de atração entre elas? b) Colocando-as em contato e afastando-as de 5 cm, qual a força entre elas? 31. No modelo atômico de Bohr, para o átomo de Hidrogênio, o elétron gira ao redor do próton com trajetória circular de 0,5x10-10^ m de raio. Calcule a força de atração entre o elétron e o próton nesse modelo. 32. Considere duas partículas A e B, fixas. Suas cargas elétricas valem respectivamente 1,0x10-7C de 4,0x10-7C. Uma terceira partícula C, eletrizada, é colocada entre ambas numa posição na qual ela fica em equilíbrio. Determine a distância entre A e C.

A 3,0 cm B

  1. Três pequenas esferas têm cargas elétricas q, Q e q, respectivamente, e estão alinhadas conforme a figura que se segue. Nenhuma delas está fixa, porém as três encontram-se em equilíbrio devido à ação exclusiva de forças elétricas. a) Sendo q > 0, qual é o sinal de Q? b) Qual a relação entre q eQ?

A d B d C

  1. Uma pequena esfera eletrizada com carga Q = + 2C está presa no ponto médio de uma canaleta vertical de vidro, conforme mostra a figura abaixo. Uma segunda esfera eletrizada com carga q = + 2nC, será abandonada no interior da canaleta. Seu peso é P = 1,0x10-2^ N. O meio é o vácuo. a) O equilíbrio da segunda esfera possível na região superior ou inferior da canaleta? Justifique. b) No equilíbrio, qual a distância entre Q e q?
  2. Na situação abaixo, determine a intensidade da força elétrica resultante que atua sobre a carga Q3. O meio é o vácuo.
  1. Dado o vetor campo elétrico E e a carga q, obtenha a força elétrica F que age sobre a carga em cada caso abaixo: a) b)

q q q = +l0x10-6^ C q = -20x10-6^ C E = 1x10^3 N/C E = 1x10^3 N/C

  1. Calcule a aceleração sofrida por uma partícula de massa m = 1,0 g submetida a um campo elétrico de intensidade E = 2,0x10^4 N/C. A carga da partícula é q = 2,0x10-6^ C.
  2. Verifica-se que uma carga positiva q + 1,5C, colocada em um ponto P, fica sujeita a uma força elétrica F = 0,6 N, vertical, para baixo. Como é o vetor campo elétrico no ponto P?
  3. Em um ponto do espaço existe um campo elétrico cuja intensidade é E = 5,0x10^4 N/C, horizontal e para esquerda. Colocando-se uma carga q neste ponto, verifica-se que ela tende a se mover para a direita, sujeita a uma força elétrica de modulo F = 0,20 N. a) Qual o sinal de q? b) Qual o valor de q?
  4. Colocando-se uma carga q = 2,0 x10-7^ C em um ponto P de um campo elétrico, a carga ficou sujeita a uma força elétrica horizontal e para a esquerda, de intensidade F = 5,0x10-2^ N. a) Como é o campo elétrico em P? b)Como seria a força sobre q'= -3x10-7 C colocada em P?
  5. Determine a intensidade da vetor campo elétrico criado por uma carga puntiforme de 4 C, no vácuo, num ponta situado a 40 cm desta carga.
  6. A que distancia de uma carga puntiforme de 10 C no vácuo, o campo elétrico tem intensidade igual 9x105 N/C?
  7. Uma carga elétrica puntual positiva Q = 4,5 C, encontra-se no vácuo. Considere um ponto P situado a uma distancia r = 30 cm de Q. a) Qual a intensidade do campo elétrico criado por Q em P? b) a intensidade da força elétrica resultante sobre uma terceira carga Q3 = 2.10-6^ C, colocada no ponto médio do segmento que une as cargas.

A 30 cm B

  1. Verifica-se que uma carga positiva q + 1,5C, colocada em um ponto P, fica sujeita a uma força elétrica F = 0,6 N, vertical, para baixo. Como é o vetor campo elétrico no ponto P?
  2. 0 diagrama representa a intensidade do campo elétrico originado por uma carga puntiforme fixa no vácuo, em função da distancia à carga. Determine a carga que origina o campo. E(N/C)

3,6x10^6

10 r(cm)

  1. Uma carga elétrica puntual positiva Q = 4,5 C, encontra-se no vácuo. Considere um ponto P situado a uma distancia r = 30 cm de Q. a) Qual a intensidade do campo elétrico criado por Q em P? b) Se o valor de Q fosse duplicado, quantas vezes o campo se tornaria maior em P? c) Então, qual seria o novo valor do campo em P?
  2. No exercício anterior, após duplicar Q, considere um ponto P’ situado a 90 cm desta carga. a) A distância de P’ á Q’ é quantas vezes maior que a distância de P a Q? b) Então, a intensidade do campo em P’ é quantas vezes menor do que em P? c) Logo, qual a intensidad e do campo em P’ ?
  3. Em cada um dos casos abaixo, o vetor campo elétrico no ponto P é melhor representado por um dos vetores á seguir: I) II) III) IV) nulo V)

a) P b) P

L L L L

L L

-Q Q Q

Q

c) L P L o Q -Q

d) o Q L P L Q

  1. Para cada uma das situações abaixo, determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no ponto P. O meio é o vácuo. a) Q 2 = - 9C

3m

4m P Q 1 = 16C

b) 4m P 3m

Q 1 = 16C Q 2 = -9C

c) P

0,30m 0,30m

30 o^30 o

Q 1 = 1C Q 2 = 1C

  1. As cargas Q 1 = - 9C e Q 3 = 25 C estão fixas nos pontos A e B. Sabe-se que a carga Q 2 = - 2 C está em equilíbrio sob a ação de forças elétricas somente, na posição indicada na figura. Determine X.

Q 1 Q 2 Q 3 A B x

8 cm

  1. Nos vértices de um quadrado de 10 cm de lado colocam-se quatro cargas de módulos iguais, conforme mostra a figura. Determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no centro do quadrado. O meio é o vácuo.

+q +q

10 cm q = 2x10-6 C

  • q 10 cm - q
  1. Em três vértices de um quadrado de lado

igual a 3. 2 cm, colocam-se no vácuo,

cargas puntiformes conforme a figura. a) Calcule a intensidade do vetor campo elétrico no centro do quadrado. b) c) Determine onde deve ser colocada a carga elétrica + 2x10-6^ C, para anular o campo no centro O do quadrado.

+2x10-6^ C - 10-6 C A B

O

+3x10-6^ C D C

  1. Junto ao solo, a céu aberto, o campo elétrico da Terra é E = 150 N/C. dirigido para baixo. Uma esfera de massa 5,0 g, possui carga q = 4,0 C. Despreze os efeitos do ar. Determine a aceleração de queda da esfera. Admita g = 10 m/s^2
  2. O campo elétrico entre duas placas planas e paralelas, carregadas com carga +Q e Q, vale 2x10^4 N/C e a distância entre elas é d = 7,0 mm. Suponha que um elétron seja liberado a partir do repouso, nas proximidades da placa negativa. a) Qual o módulo, direção e sentido da força elétrica que atua sobre o elétron? b) Desprezando-se o peso do elétron, qual é o tipo de movimento que esta partícula irá descrever?

puntiforme Q>0 num ponto P situado a 0, m dela é igual a 4x10^5 N/C. Determine o potencial elétrico nesse ponto P.

  1. Calcule o potencial elétrico num ponto situado a 3 m de uma carga puntual de 5 C, no vácuo.
  2. Num ponto A, distante 45 cm de uma carga elétrica puntiforme Q, o potencial vale 5x10^4 V. Sendo o meio o vácuo, determine Q.
  3. Uma região isolada da ação de cargas elétricas recebe uma partícula eletrizada com carga - 2C. No campo eletrostático dessa carga, a 20 cm, existe um ponto A. Pede-se determinar: a) o potencial elétrico do ponto A; b) a energia potencial elétrica adquirida por uma carga de 3 C, quando colocada em A.
  4. Considere o campo elétrico gerado por uma carga puntual Q = 5 C e dois pontos A e B situados à 20 cm e 50 cm respectivamente dessa carga, no vácuo. Determine: a) os potenciais elétricos dos pontos A e B; b) o trabalho realizado pela força elétrica para transportar uma carga q = -3C, de B até A.
  5. Calcule o potencial elétrico do ponto P da figura. Dados: Q 1 = 10 C; Q 2 = - 30 C e Q 3 = 5 C

Q 1 1m P

45 o

1m 1 m

1m Q 2 Q 3

  1. Considere o campo elétrico originado por duas cargas puntiformes Q 1 = 8 C e Q 2 = - 8 C, no vácuo, conforme a figura. Calcule: a) os potenciais elétricos dos pontos A e B; b) o trabalho da força elétrica sobre uma carga q = 2x10-9^ C, que vai de A até B. A

20 cm 20 cm

Q 1 12 cm B 8 cm Q 2