UEM 2011) Uma carga puntual positiva, Q= 5.10-6C, está disposta no vácuo. Uma outra carga puntual positiva, 2.10-6C, é abandonada em um ponto A, situado a uma distância d = 3,0 cm da carga Q. Analise as alternativas abaixo e assinale as que forem corretas. *
01) Quando q está em A, a força elétrica que Q exerce em q é 100 N.
02) O potencial elétrico gerado por Q em A é 5 15 10 V.
03) A diferença de potencial devido à carga Q entre um ponto B, distante 6 cm de Q e a 3 cm do ponto A, e o ponto A é 7,5 10 V.
04) O trabalho realizado pela força elétrica gerada por Q sobre q, para levá-la de A até B, é –20 J.
05) A variação da energia potencial eletrostática da carga q, quando essa carga é liberada em A e se move até B, é nula.
Soluções para a tarefa
Explicação:
1)
Fe = KQq/r²
Fe = (9 10⁹ * 5 10^(-6) * 2 10^(-6))/(3 10^(-2))²
Fe = 9 10^(-2)/9 10^(-4)
Fe = 10² = 100 N
1) é verdadeira
2)
V = KQ/d
V = (9 10⁹ * 5 10^(-6))/(3 10^(-2))
V = 15 10⁵ V
3) O potencial em B será:
V = (9 10⁹ * 5 10^(-6))/(6 10^(-2))
V = 7,5 10⁵ V
∆V = 7,5 10⁵ - 15 10⁵ = -7,5 10⁵
4)
W = q*∆V
W = 2 10^(-6) * (15 10⁵ - 7,5 10⁵)
W = 15 10(-2) J
W = 1,5 J
5)
Falso quanto mais distante de Q menor será a energia eletroestático de q.
Resposta:
1) F = 100 N (verdade)
2) VA = 15.10^5 V (Falsa)
3) UBA = - 7,5,10^5 V
4) TAB = 1,5 J
5) Incorreta.
Se o deslocamento é espontâneo, a partícula sempre perde energia potencial.
Explicação:
Q = carga = 5.10^-6 C
q = carga = 2.10^-6 C
d = distância = 3 cm = 0,03 m = 3.10^-2 m
ko = constante eletrostática no v-acuo = 9.109 N.m²/C²
1)
Cálculo do campo elétrico E
E = ko.Q/d²
E = 9.10^9 . 5.10^-6/(3.10^-2)²
E = 9.10^9 . 5.10^-6/9.10^-4
E = 1.10^9 . 5.10^-6/1.10^-4
E = 5.10^3 . 10^4
E = 5.10^7 N/C
Cálculo da força F
F = q.E
F = 2.10^-6 . 5.10^7
F = 10.10^1
F = 100 N
Verdade
2)
VA = ko.Q/d
VA = 9.10^9 . 5.10^-6/3.10^-2
VA = 45.10^3/3.10^-2
VA = 15.10^3 . 10^2
VA = 15.10^5 V
Falsa, pois diz que é 5 15 10.
3) Potencial em B
d = distância = 6 cm = 0,06 m = 6.10^-2 m
VB = ko.Q/d
VB = 9.10^9 . 5.10^-6/6.10^-2
VB = 45.10^3/6.10^-2
VB = 75.10^3 . 10^2
VB = 7,5.10^5 V
Diferença de potencial (entre B e A)
UBA = diferença de potencial = ? (entre B e A)
UBA = VB - VA
UBA = 7,5.10^5 - 15.10^5 V
UBA = - 7,5,10^5 V
4) Cálculo do trabalho T
TAB = q.(UAB) (entre A e B)
TAB = q.(VA - VB)
TAB = 2.10^-6.(15.10^5 - 7,5.10^5)
TAB = 2.10^-6. 7,5.10^5
TAB = 15.10^-1
TAB = 1,5 J
5)
Incorreta.
Se o deslocamento é espontâneo, a partícula sempre perde energia potencial.