Esta lista de exercícios testará seus conhecimentos sobre o campo elétrico e as suas propriedades. O campo elétrico está presente em todos os corpos carregados.
Publicado por: Rafael Helerbrock em Exercícios de Física
Questão 1
Uma partícula puntiforme, de carga elétrica igual a 2,0.10-6 C, é deixada em uma região de campo elétrico igual a 100 V/m. Calcule o módulo da força elétrica produzida sobre essa carga.
a) 50.105 N
b) 100.106 N
c) 200.10-6 N
d) 20.104 N
e) 2.10-4 N
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Questão 2
O campo elétrico gerado por uma carga puntiforme de 2,0 C a uma distância de 50 cm da carga é equivalente a:
Dados: k0 = 9,0.109 N/m²C²
a) 72.109 V/m
b) 7,2.109 V/m
c) 81.109 V/m
d) 720.1010 V/m
e) 54.108 V/m
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Questão 3
Assinale a alternativa verdadeira sobre as propriedades das linhas de força do campo elétrico:
a) O campo elétrico é uma grandeza escalar que pode ser escrita tanto em V/m quanto em N/C.
b) As linhas de força do campo elétrico são fechadas, adentram as cargas positivas e emergem das cargas negativas.
c) As linhas de força do campo elétrico são abertas, emergem das cargas positivas e adentram as cargas negativas.
d) O campo elétrico depende exclusivamente do módulo da carga que o produz.
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Questão 4
Uma carga elétrica puntiforme produz um campo elétrico de módulo E em um ponto do espaço que se encontra a uma distância d em relação à carga. Ao dobrarmos a distância entre a carga e o campo, devemos esperar que a relação entre o novo campo elétrico E' e o campo elétrico E seja igual a:
a) ondas sonoras.
b) ondas produzidas em molas.
c) ondas formadas em cordas oscilantes.
d) vibrações.
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Respostas
Resposta Questão 1
Letra C
Para relacionarmos campo elétrico e força elétrica, podemos utilizar a seguinte fórmula:
Dessa forma, temos que:
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Resposta Questão 2
Letra A
Para calcularmos o campo elétrico gerado por uma carga puntiforme, utilizamos a seguinte equação:
Dessa forma, temos que:
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Resposta Questão 3
Letra C
Vamos analisar as alternativas:
a) Falsa. O campo elétrico é uma grandeza vetorial.
b) Falsa. As linhas de campo elétrico são abertas, saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas.
c) Verdadeira. As linhas de campo elétrico são abertas, emergem das cargas positivas e entram nas cargas negativas.
d) Falsa. O campo elétrico também depende do meio onde as cargas encontram-se e da distância do ponto até a carga.
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Resposta Questão 4
Letra C
Se dobrarmos a distância da carga até o ponto ,o novo módulo de campo elétrico será determinado pela seguinte equação:
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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas
Campo elétrico: tudo que você precisa saber sobre o assunto!
- O que é campo elétrico?
- Intensidade do campo elétrico
- Vetor do campo elétrico
- Lei de Coulomb e o campo elétrico
- Campo eletromagnético
- Lei de Faraday
- Lei de Lenz
- Potencial do campo elétrico
- Fórmula do potencial campo elétrico
- Exercícios de campo elétrico
- Exercício 1
- Resposta
- Exercício 2
- Resposta
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Chegou a hora de revisar tudo sobre campo elétrico. Se você deixou passar essa matéria de Física é bom você se organizar. Mantenha-se atento para a prova de Ciências da Natureza e mande bem no Enem!
O território de influência que uma carga geradora exerce no espaço é chamado de campo elétrico. Este campo é um tipo de força gerada ao redor das cargas elétricas. Uma carga elétrica puntiforme é um corpo eletrizado, onde podemos desprezar as dimensões se considerarmos a distância que separa um corpo do outro.
Um campo elétrico possui grandeza vetorial, pois ele detém sentido, direção e módulo. Íons, prótons e elétrons que interagem com o campo ficam sujeitos às forças de interação, seja para atrair ou para repulsar. O vetor do campo elétrico gerado pelas forças de interação dependem somente do sinal da carga elétrica.
Como experimento é utilizado convencionalmente a carga de prova. Se o campo elétrico e a carga de prova apresentarem o mesmo sinal serão repulsadas, se forem de sinais contrários irão se atrair. Conclui-se assim que um campo criado por uma carga positiva tende a afastar ou repulsar, logo um campo gerado por carga negativa tende a aproximar ou atrair.
Intensidade do campo elétrico
Calcule a intensidade do campo elétrico (E) dividindo a força elétrica (F) pela carga de prova (q.). Desta maneira, a fórmula do campo elétrico vai ficar assim:
A fórmula da intensidade, no Sistema Internacional de Unidade, é calculada em Newton por Coulomb (N/C). Tendo como prefixo Newton (N), como força, e Coulomb (C) como carga elétrica.
Vetor do campo elétrico
Imaginando o campo elétrico como força exercida pela natureza de suas cargas é fácil perceber que ele possui característica vetorial. Para você compreender melhor o vetor do campo elétrico acompanhe:
- Os vetores força (F) e campo elétrico (E) possuem a mesma direção, mas sentidos opostos quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0). Os vetores (F) e (E) têm direção e sentido iguais quando a carga de prova é positiva (q>0), apresentando, dessa maneira um campo elétrico uniforme.
- O vetor campo elétrico (E) se afasta quando a carga geradora do campo é positiva (Q>0). Quando a carga geradora do campo é negativa o vetor campo elétrico (E) apresenta sentido de aproximação. Tudo isso não varia apesar da mudança no sinal das cargas de prova.
Lei de Coulomb e o campo elétrico
Desenvolvida por Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), físico francês do final do século XVIII, a Lei de Coulomb abordando o campo elétrico propõe pesquisas sobre partículas eletricamente carregadas e seu relacionamento eletrostático. Esta lei tem sua formulação e publicação datada pela primeira vez em 1783 e foi essencial para o posterior desdobramento dos estudos sobre eletricidade.
Após muita labuta, com medidas precisas numa balança de torção, Coulomb concluiu que o módulo de força entre as cargas elétricas q1 e q2 é inversamente proporcional ao quadrado da distância (r) entre essas duas cargas e diretamente equivalente ao produto dos valores totais das mesmas. A fórmula foi descrita da seguinte maneira:
Considere assim os atributos da equação:
- F: Força (N);
- K: Constante elétrica;
- q1 e q2: Cargas elétricas (C);
- r: Distância da força elétrica.
Campo eletromagnético
Lei de Faraday
Também conhecida como Lei de Indução Eletromagnética. Ela propõe que a variação do fluxo magnético através de um circuito desenvolve uma força eletromotriz induzida. Ou seja, o campo elétrico e magnético interagem.
Concebida em 1831 por Michael Faraday, a Lei foi formulada através de seus estudos e experimentos sobre o fenômeno da indução eletromagnética.
Caso você não saiba, a criação da Lei de Faraday foi fundamental para o eletromagnetismo, sendo o início de todo o processo para a construção do dínamo e sua utilização na produção de energia elétrica em larga escala.
Lei de Lenz
Heinrich Lenz foi o criador dessa segunda Lei. Ele baseou suas pesquisas no trabalho de Faraday e após algum tempo desenvolveu uma regra para definir o sentido da corrente induzida.
Neste período, já era fato concebido que cargas elétricas em movimento originam campo magnético, e que a corrente induzida também apresenta esse fenômeno.
Lenz obteve êxito ao observar que o aumento ou a diminuição do fluxo magnético determina o sentido desse campo. Após suas experiências, ele estabeleceu em sua Lei que a variação do fluxo magnético é contrária ao sentido do campo gerado pela corrente induzida.
Potencial do campo elétrico
Esse atributo não possui grandeza vetorial, a sua definição necessita apenas de certa intensidade da unidade de medida. Dessa maneira, não se atribui a ela nenhuma direção ou sentido. Ela possui na realidade uma natureza escalar.
Primeiramente, para definir o potencial do campo elétrico você deve estabelecer um ponto de referência ao campo. Seu valor é definido através do quociente da divisão entre o trabalho da força elétrica pela carga eletrizada.
Fórmula do potencial campo elétrico
Encontre o potencial do ponto localizado no campo elétrico dividindo o trabalho pelo valor da carga. O ponto de referência é sempre utilizado para medir esse valor, mas lembre-se que o seu potencial é nulo.
Acompanhe a fórmula abaixo:
Considere:
- VA: Potencial elétrico do ponto A (V);
- TAB: Trabalho exercido pela força elétrica ao mover a carga do ponto A ao Ponto B (J);
- q: Carga elétrica (C).
O potencial elétrico também é medido em Volts (Joule/Coulomb), no Sistema Internacional de Unidade (SI), para homenagear o homem que criou a pilha elétrica, o físico italiano Alessandro Volta (1745 -1827),
Exercícios de campo elétrico
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Exercício 1
Uma carga de 2C é transportada de um ponto X para um ponto Y bastante afastado. Considere que o trabalho destas forças elétricas é de 100 J. Calcule o potencial do ponto X neste campo elétrico.
Resposta
Exercício 2
Imagine que duas esferas de metal contendo respectivamente cargas de Q e 2Q estão numa distância de 1,0 m. Podemos afirmar que na metade da distância entre as esferas o campo elétrico gerado por:
- A-) ambas é igual;
- B-) uma esfera é 1/2 do campo criado pela outra esfera;
- C-) uma esfera é 1/3 do campo criado pela outra esfera;
- D-) uma esfera é 1/4 do campo criado pela outra esfera;
- E-) ambas as esferas é nulo.
Resposta
A verdadeira opção é a letra B-).
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