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lista cap 24 halliday, Exercícios de Física

Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)Física

lista de exercícios f3 halliday

Tipologia: Exercícios

2020

Compartilhado em 13/02/2022

Vitor2
Vitor2 🇧🇷

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1. Um elétron-volt é
a) a força que um campo elétrico de 1 N/C exerce sobre um elétron.
b) a força necessária para fazer um elétron percorrer uma distância de 1 metro.
c) a energia adquirida por um elétron ao ser submetido a uma diferença de potencial de 1
volt.
d) a energia necessária para fazer um elétron percorrer uma distância de 1 metro.
e) o trabalho necessário para fazer uma carga de 1 coulomb atravessar uma diferença de
potencial de 1 volt.
2. Um elétron tem carga –e e massa m. Um próton tem carga e e massa 1840 m. Um“próton-
volt” é igual a
a) 1 eV
b) 1840 eV
c) (1/1840) eV
d) √1840 eV
e) (1/√1840) eV
3. O fato de que podemos definir uma energia potencial elétrica significa que
a) a força elétrica é não conservativa.
b) a força elétrica é conservativa.
c) o trabalho realizado pela força elétrica sobre uma partícula depende da trajetória da
partícula.
d) existe um ponto do espaço no qual a energia potencial elétrica é zero.
e) a força elétrica realiza um trabalho total diferente de zero para deslocar uma partícula do
ponto a para o ponto b e deslocá-la de volta para o ponto a.
4. O potencial elétrico produzido por um objeto que possui carga elétrica
a) é um vetor que aponta na direção do objeto ou na direção oposta, dependendo do sinal da
carga.
b) é um vetor que descreve circunferências em torno do objeto.
c) é uma grandeza escalar não negativa.
d) é uma grandeza escalar que pode ser positiva ou negativa, dependendo do sinal da carga.
e) é um vetor com a mesma direção que o campo elétrico criado pela carga.
5. Se uma pequena esfera com uma carga de 6,5 μC está em um ponto do espaço em que o
potencial elétrico é 240 V, qual é a energia potencial da esfera?
a) 2,7 x 10^-8 J
b) 6,5 x 10^-6 J
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  1. Um elétron-volt é a) a força que um campo elétrico de 1 N/C exerce sobre um elétron. b) a força necessária para fazer um elétron percorrer uma distância de 1 metro. c) a energia adquirida por um elétron ao ser submetido a uma diferença de potencial de 1 volt. d) a energia necessária para fazer um elétron percorrer uma distância de 1 metro. e) o trabalho necessário para fazer uma carga de 1 coulomb atravessar uma diferença de potencial de 1 volt.
  2. Um elétron tem carga – e e massa m. Um próton tem carga e e massa 1840 m. Um“próton- volt” é igual a a) 1 eV b) 1840 eV c) (1/1840) eV d) √1840 eV e) (1/√1840) eV
  3. O fato de que podemos definir uma energia potencial elétrica significa que a) a força elétrica é não conservativa. b) a força elétrica é conservativa. c) o trabalho realizado pela força elétrica sobre uma partícula depende da trajetória da partícula. d) existe um ponto do espaço no qual a energia potencial elétrica é zero. e) a força elétrica realiza um trabalho total diferente de zero para deslocar uma partícula do ponto a para o ponto b e deslocá-la de volta para o ponto a.
  4. O potencial elétrico produzido por um objeto que possui carga elétrica a) é um vetor que aponta na direção do objeto ou na direção oposta, dependendo do sinal da carga. b) é um vetor que descreve circunferências em torno do objeto. c) é uma grandeza escalar não negativa. d) é uma grandeza escalar que pode ser positiva ou negativa, dependendo do sinal da carga. e) é um vetor com a mesma direção que o campo elétrico criado pela carga.
  5. Se uma pequena esfera com uma carga de 6,5 μC está em um ponto do espaço em que o potencial elétrico é 240 V, qual é a energia potencial da esfera? a) 2,7 x 10^-8 J b) 6,5 x 10^-6 J

c) 1,6 x 10^-3 J d) 240 J e) 3,7 x 10^7 J

  1. No acelerador de partículas LHC, o maior do mundo, prótons já foram acelerados até atingir uma energia de 4,0 TeV. Qual é a energia equivalente em joules? a) 6,4 x 10^-19 J b) 6,4 x 10^-16 J c) 6,4 x 10^-13 J d) 6,4 x 10^-10 J e) 6,4 x 10^-7 J
  2. Um elétron se move do ponto i para o ponto f, na direção de um campo elétrico uniforme, como mostra a figura. Durante o deslocamento, a) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema elétron-campo aumenta. b) o trabalho realizado pelo campo é negativo e a energia potencial do sistema elétron- campo aumenta. c) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema elétron-campo diminui. d) o trabalho realizado pelo campo é negativo e a energia potencial do sistema elétron-campo diminui. e) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema elétron-campo não varia.
  3. Se um trabalho de 500 J é necessário para deslocar uma carga de 40 C de um ponto a outro, a diferença de potencial entre os pontos a) é 12,5 V. b) é 20.000 V. c) é 0,08 V. d) depende do trajeto seguido. e) Nenhuma das respostas anteriores.
  4. A diferença de potencial entre dois pontos é 100 V. Se uma partícula com uma carga de 2 C é deslocada de um dos pontos até o outro, o valor absoluto do trabalho realizado é a) 200 J b) 100 J c) 50 J
  1. Se um elétron é acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial V, a velocidade final do elétron é proporcional a a) V b) V^ c) √V d) 1/V e) 1/√V
  2. Duas grandes placas condutoras paralelas, separadas por uma distância d, são colocadas no vácuo e submetidas a uma diferença de potencial V. Um íon de oxigênio de carga 2e parte do repouso da superfície de uma das placas e é acelerado em direção à outra. Chamando de e o valor absoluto da carga do elétron, a energia cinética final do íon é a) eV/ b) eV/d c) eVd d) Vd/e e) 2eV
  3. O campo elétrico da Terra cria um potencial que aumenta 100 V para cada metro de altitude. Se um objeto com carga de +4,5 mC e massa de 68 g cai uma distância de 1,0 m, a partir do repouso, sob a influência dos campos elétrico e gravitacional da Terra, qual é sua energia cinética final? a) 0,22 J b) 0,45 J c) 0,67 J d) 1,1 J e) 7,2 J
  4. Se o campo elétrico em uma região em torno da origem é dado por E = C(xi^ + yj^), em que C é uma constante, as superfícies equipotenciais são a) cilindros concêntricos, com o eixo coincidindo com o eixo z. b) cilindros concêntricos, com o eixo coincidindo com o eixo x. c) esferas concêntricas, com o centro na origem. d) planos paralelos ao plano xy. e) planos paralelos ao plano yz.
  5. Se um campo elétrico aponta no sentido positivo do eixo x e tem um módulo dado por E = Cx^2, em que C é uma constante, o potencial elétrico e dado por V =

a) 2Cx b) – 2Cx c) Cx^3/ d) – Cx^3/ e) – 3Cx^

  1. A figura mostra quatro pares de placas paralelas condutoras, de grande extensão. O valor do potencial elétrico é dado para cada placa. Coloque os pares na ordem crescente do módulo do campo elétrico entre as placas. a) 1, 2, 3, 4 b) 4, 3, 2, 1 c) 2, 3, 1, 4 d) 2, 4, 1, 3 e) 3, 2, 4, 1
  2. A diferença de potencial entre as extremidades de uma régua de 2 metros paralela a um campo elétrico uniforme é 400 V. O módulo do campo elétrico é a) 0 V/m b) 100 V/m c) 200 V/m d) 400 V/m e) 800 V/m
  3. A figura mostra o campo elétrico em função da posição em uma região do espaço. Se Exs = 100 N/C, qual é a diferença de potencial entre os pontos x = 3 m e x = 6 m? a) 250 V b) 50 V c) 0 V d) - 50 V e) - 250 V
  4. Em experimentos separados, quatro partículas incidem diretamente em um núcleo de ouro com a mesma velocidade inicial. As massas e cargas das partículas são dadas a seguir: Partícula 1: massa m0, carga q0, Partícula 2: massa 2m0, carga 2q0, Partícula 3: massa 2m0, carga q0/2, Partícula 4: massa m0/2, carga 2q0. Coloque as partículas na ordem crescente da distância de máxima aproximação do núcleo de ouro. a) 1, 2, 3, 4 b) 4, 3, 2, 1

e) kQq√2/a

  1. As superfícies equipotenciais associadas a uma partícula pontual carregada são a) planos que passam pela partícula. b) planos verticais. c) planos horizontais. d) superfícies esféricas com centro na partícula. e) cilindros coaxiais cujo eixo passa pela partícula.
  2. Quando uma partícula de carga q é deslocada de um ponto distante até as proximidades de um dipolo elétrico, o trabalho realizado será zero se a posição final da partícula a) estiver na reta que liga as cargas do dipolo. b) estiver na mediatriz do segmento de reta que liga as cargas do dipolo. c) estiver em uma reta que faça 45º com o momento do dipolo. d) estiver em uma reta que faça 30º com o momento do dipolo. e) Nenhuma das respostas anteriores.
  3. As superfícies equipotenciais associadas a um dipolo elétrico são a) esferas com o centro no dipolo. b) cilindros cujo eixo coincide com o momento do dipolo. c) planos perpendiculares ao momento do dipolo. d) planos paralelos ao momento do dipolo. e) Nenhuma das respostas anteriores.
  4. Os pontos 1, 2 e 3 da figura estão todos a uma grande distância do P. Coloque os pontos na ordem do valor do potencial elétrico, do mais negativo para o mais positivo. a) 1, 2, 3 b) 3, 2, 1 c) 2, 3, 1 d) 1, 3, 2 e) 1 e 2 empatados, 3
  5. O valor absoluto do potencial elétrico produzido por um dipolo elétrico a) diminui mais devagar com a distância que o valor absoluto do potencial elétrico produzido por uma carga pontual. b) diminui mais depressa com a distância que o valor absoluto do potencial elétrico produzido por uma carga pontual.

c) aumenta mais depressa com a distância que o valor absoluto do potencial elétrico produzido por uma carga pontual. d) varia da mesma forma com a distância que o valor absoluto do potencial elétrico produzido por uma carga pontual. e) Nenhuma das respostas anteriores.

  1. Se um fio com uma densidade linear de carga λC/m tem a forma de uma circunferência de raio r, o potencial elétrico no centro da circunferência é a) λ/4πε0r b) λ/4πε c) λ/4ε d) λ/2ε e) λ/ε
  2. O potencial elétrico em uma região do espaço é dado por V = – 7,5x^2 + 3x, em que V está em volts e x está em metros. Nessa região, as superfícies equipotenciais são a) planos paralelos ao eixo x. b) planos paralelos ao plano yz. c) esferas concêntricas com o centro na origem. d) cilindros concêntricos com o eixo x como eixo do cilindro. e) Nenhuma das respostas anteriores.
  3. O potencial elétrico em uma região do espaço é dado por V = – 7,5x^2 + 3x, em que V está em volts e x está em metros. Nessa região, o campo elétrico é dado por a) E = (15x – 3)i^ b) E = (–15x + 3)i c) E = (–2,5x^3 + 1,5 x^2)i^ d) E = (2,5x^3 – 1,5 x^2)i^ e) E = 0
  4. A figura mostra o potencial elétrico em função de x em uma região do espaço. Qual é a componente x do campo elétrico nessa região, se Vs = 50 V? a) 250 V/m b) 40 V/m c) 10 V/m d) – 40 V/m e) – 250 V/m

a) 3,1 x 10^–3 J b) - 3,1 x 10^–3 J c) 6,0 x 10^–5 J d) - 6,0 x 10^–5 J e) 0

  1. Uma partícula com uma carga de 5,5 x 10^–8 C é mantida fixa na origem. Uma partícula com uma carga de – 2,3 x 10^–8 C é deslocada do ponto x = 3,5 cm do eixo x para o ponto y = 3,5 cm do eixo y. A variação da energia potencial do sistema das duas partículas é a) 3,2 x 10^–3 J b) - 3,2 x 10^–3 J c) 9,3 x 10^–5 J d) - 9,3 x 10^–5 J e) 0
  2. Existem três partículas no eixo x: a partícula 1, com uma carga de 1 x 10^–8 C, no ponto x = 1 cm; a partícula 2, com uma carga de 2 x 10^–8 C, no ponto x = 2 cm; e a partícula 3, com uma carga de - 3 x 10^–8 C, no ponto x = 3 cm. A energia potencial do conjunto, em relação à energia potencial para uma distância infinita entre as partícula, é a) +4,9 x 10^–4 J b) - 4,9 x 10^–4 J c) +8,5 x 10^–4 J d) - 8,5 x 10^–4 J e) 0 J
  3. Duas partículas iguais, de carga q, são colocadas no eixo x, uma na origem e outra no ponto x = 5 cm. Uma terceira partícula, de carga – q, é colocada no eixo x em um ponto tal que a energia potencial do sistema de três partículas é igual à energia potencial para uma distância infinita entre as partículas. Isso significa que a coordenada x da terceira partícula é a) 13 cm b) 2,5 cm c) 7,5 cm d) 10 cm e) – 5 cm
  4. A figura mostra três configurações possíveis para um elétron e e um próton p. Tome o potencial como zero no infinito e coloque as três configurações na ordem crescente do potencial no ponto S. a) 1, 2, 3

b) 3, 2, 1 c) 2, 3, 1 d) 1 e 2 empatados, 3. e) 1 e 3 empatados, 2.

  1. Os pontos R e T estão a uma distância d de duas cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos, como mostra a figura. Se k = 1/4πε0, o trabalho necessário para deslocar uma partícula de carga - q do ponto R para o ponto T é a) 0 b) kqQ/d^ c) kqQ/d d) (kqQ/d√2) kqQ/(√2d) e) kQq/(2d)
  2. Os pontos R e T estão a uma distância d de duas cargas positivas, como mostra a figura. Se k = 1/4πε0, o trabalho necessário para deslocar uma partícula de carga q do ponto R para o ponto T é a) 0 b) kqQ/d^ c) kqQ/d d) (kqQ/d√2) kqQ/(√2d) e) kQq/(2d)
  3. Um dipolo elétrico é formado por duas partículas de cargas iguais em valor absoluto e sinais opostos, com 1,2 g de massa e 3,7 μC de carga, separadas por uma distância de 1,7 mm. Qual é a velocidade de escape de uma das partículas, ou seja, qual é a velocidade mínima que deve ser fornecida à partícula para que se afaste indefinidamente da outra carga? a) 200 m/s b) 350 m/s c) 6600 m/s d) 7,1 x 10^4 m/s e) 2,0 x 10^5 m/s
  4. Duas esferas condutoras, de diâmetros d e 2d, estão separadas por uma distância muito maior que d, como mostra a figura. A carga da esfera menor (1) é q e a esfera maior (2) não está carregada. Depois que as esferas são ligadas por um fio condutor e o equilíbrio é atingido, a) o potencial é o mesmo nas duas esferas. b) o potencial da esfera 2 é duas vezes maior que o potencial da esfera 1.
  1. Uma esfera de metal possui uma carga de 5 x 10^–9 C e está a um potencial de 400 V em relação ao infinito. O potencial no centro da esfera é a) 400 V b) - 400 V c) 2 x 10^–6 V d) 0 V e) Nenhuma das respostas anteriores.
  2. Uma esfera condutora, com 5 cm de raio, é carregada até atingir um potencial de +100 V em relação ao infinito. A densidade de carga na superfície da esfera é a) +2,2 x 10^–7 C/m^ b) - 2,2 x 10^–7 C/m^ c) +3,5 x 10^–7 C/m^ d) - 3,5 x 10^–7 C/m^ e) +1,8 x 10^–8 C/m^
  3. Uma esfera condutora possui uma carga Q e está a um potencial elétrico V em relação ao infinito. Se a carga for aumentada para 2Q, o novo potencial será a) V b) 2V c) 4V d) V/ e) V/