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de repulsão entre elas tenha intensidade 10 N? 7. Colocam-se no vácuo duas cargas elétricas iguais a uma distância de 2 m uma da outra. A intensidade da força de repulsão entre elas é de 3,6.102 N. Determine o valor das cargas. 8. Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão situadas no vácuo a 2 m de distância, Sabendo que a força de repulsão mútua tem intensidade 0,1 N, calcule Q. Questões 9. É possível uma carga elétrica ser atraída por três outras cargas fixas e permanecer em equilíbrio? Faça um esquema justificando a resposta. 10. Descreva o método utilizado por Coulomb para medir a força elétrica. 11. A força de interação elétrica obedece ao princípio da ação e reação? Exercícios complementares 12. A distância entre um elétron e o próton no átomo de hidrogênio é da ordem de 5,3.10- 11m. Determine a a força de atração eletrostática entre as partículas. 13. Uma pequena esfera recebe uma carga de 40 C e outra esfera, de diâmetro igual, recebe uma carga -10 C. As esferas são colocadas em contato e afastadas de 5.10-2 m. Determine a força de interação entre elas. 14. Duas cargas puntiformes Q1 = 10-6 C e Q2 = 4.10-6 C estão fixas nos pontos A e B e separadas pela distância de 0,3 m no vácuo. Determine a força elétrica resultante sobre uma terceira carga Q3 = 2.10 -6 C, colocada no ponto médio do segmento AB. Q1 Q3 Q2 d d A B CAMPO ELÉTRICO + + + + + 4 "Existe uma região de influência da carga Q onde qualquer carga de prova q, nela colocada, estará sob a ação de uma força de origem elétrica. A essa região chamamos de campo elétrico." E E O campo elétrico E é uma grandeza vetorial. A unidade de E no SI é N/C. q F E = E = Intensidade do campo elétrico (N/C) F = Força (N) q = carga de prova (C) Orientação do campo elétrico F Exercícios 1. Calcule o valor do campo elétrico num ponto do espaço, sabendo que uma força de 8N atua sobre uma carga de 2C situada nesse ponto. 2. Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a carga q = +2.10-5 fica submetida à força elétrica F = 4.10-2 N. Determine o valor desse campo elétrico. 3. O corpo eletrizado Q, positivo, produz num ponto P o campo elétrico E , de intensidade 2.105 N/C. Calcule a intensidade da força produzida numa carga positiva q = 4.10-6 C colocada em P. 4. Em um ponto do espaço, o vetor campo elétrico tem intensidade 3,6.103 N/C. Uma carga puntiforme de 1.10-5 C colocada nesse ponto sofre a ação de uma força elétrica. Calcule a intensidade da força. 5. Uma carga de prova q = -3.10-6 C, colocada na presença de um campo elétrico E , fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 9N, horizontal, da direita para a esquerda. Determine a intensidade do vetor campo elétrico e sua orientação. 6. Num ponto de um campo elétrico, o vetor campo elétrico tem direção vertical, sentido para baixo e intensidade 5.103 N/C. Coloca- se, neste ponto, uma pequena esfera de peso 2.10-3 N e eletrizada com carga desconhecida. Sabendo que a pequena esfera fica em equilíbrio, determine: a) A intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua na carga; b) O valor da carga. 7. Sobre uma carga de 2C, situada num ponto P, age uma força de 6N. No mesmo ponto, se substituirmos a carga de por uma outra de 3C, qual será o valor da força sobre ela? 8. Sobre uma carga de 4C, situada num ponto P, atua uma força de 8N. Se substituirmos a carga de 4C por uma outra de 5C, qual será a intensidade da força sobre essa carga quando colocada no ponto P? Questões 9. O que acontece com um corpo eletrizado quando colocado numa região onde existe um campo elétrico? Campo elétrico de uma carga puntiforme "O vetor campo elétrico em um ponto P independe da carga de prova nele colocada." Q E P d 2d Q KE = Q = carga que gera o campo (C) d = distância da carga ao ponto P K = constante eletrostática (N.m2/C2) Kvácuo = 9.10 9 N.m2/C2 Exercícios 1. Calcule o campo elétrico criado por uma carga Q = 2.10-6 C, situada no vácuo, em um ponto distante 3.10-2 m de Q. + + - 5 2. Calcule o campo elétrico gerado por uma carga Q = - 4.10-6 C, situada no vácuo, em um ponto distante 0,6m de Q. Faça também um esquema representando a carga Q e o vetor campo elétrico. 3. Uma carga Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela o campo elétrico tem intensidade E = 14,4.106 N/C. Sendo o meio o vácuo, determine Q. 4. Considere uma carga Q, fixa, de -5.10-6 C, no vácuo. a) Determine o campo elétrico criado por essa carga num ponto A localizado a 0,2 m da carga; b) Determine a força elétrica que atua sobre uma carga q = 4.10-6 C, colocada no ponto A. 5. O diagrama representa a intensidade do campo elétrico, originado por uma carga Q, fixa, no vácuo, em função da distância à carga. Determine: a) o valor da carga Q, que origina o campo; b) o valor do campo elétrico situado num ponto P, a 0,5 m da carga Q. E (N/C) 5,4.106 0,1 d(m) ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA "Energia potencial corresponde a capacidade da força elétrica realizar trabalho." Q q d d q.Q KEP = EP = Energia potencial elétrica (J) Q = carga elétrica (C) q = carga de prova (C) d = distância entre as cargas (m) K = constante eletrostática (N.m2/C2) Kvácuo = 9.10 9 N.m2/C2 A energia potencial é uma grandeza escalar. No SI, a energia é medida em Joule ( J ). Exercícios 6. No campo elétrico produzido por uma carga pontual Q = 3.10-2 C, qual é a energia potencial elétrica de uma carga q = 3.10-7 C, colocada a 12.10-2 m de Q? Considere as cargas no vácuo. 7. No campo produzido por uma carga pontual Q = 5.10-3 C, qual é a energia potencial elétrica de uma carga q = - 4.10-8 C, situada a 9.10-2 m de Q? Considere as cargas no vácuo. Questões 8. Do ponto de vista energético, qual a semelhança entre dois blocos unidos por uma mola, comprimida entre eles, e dois objetos próximos, eletrizados com cargas de mesmo sinal? 9. Quando uma carga elétrica se aproxima de outra de sinal contrário, a sua energia potencial elétrica aumenta ou diminui? 10. Quando uma carga elétrica se afasta de outra devido à repulsão mútua, a energia potencial elétrica aumenta ou diminui? Quanto vale a energia potencial no infinito? POTENCIAL ELÉTRICO "Com relação a um campo elétrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num