AP 05 - Trabalho Da Força Elétrica -CAP - 2017

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA CENTRO DE EDUCAÇÃO  – CEDUC COORDENAÇÃO GERAL DA EDUCAÇÃO BÁSICA COLÉGIO DE APLICAÇÃO  – CAP/UFRR  – 2017 FÍSICA: PROF. MSC. RONALDO CUNHA TRABALHO DA FORÇA ELÉTRICA 01  – Trabalho Motor  (    0) : desloca-se a carga q no mesmo 

sentido da força F Q

q

+

sentido do deslocamento

Ex2: Considere o campo elétrico criado pela carga puntiforme Q = 4 C, no vácuo. Sabendo –se que o trabalho realizado pela força elétrica para levar uma carga q no ponto A até o ponto B é 5,76 J, determine q. Q A B

+ 

F

02  – Trabalho Resistente (    0) : desloca-se a carga q no

10 cm

40 cm



sentido contrário da força F Q q +

sentido do deslocamento

+

q  ?  6 Q  4C  4.10 C   5,76J  AB  9 2 2 K 0  9.10 N.m / C d  10cm / 100  0,1m   A dB  50cm / 100  0,5m



F

03  – Expressão do Trabalho da Força Elétrica. 

Q

A

q F

d A

B

dB d AB

  1 1     AB  k 0 .q.Q.  d d B      A 1     1 5,76  9.10 9.4.10  6.q.    0,1 0,5  5,76  9.4.10 9  6.10  2 .q q q

5,76 36 .8.10 3 5,76 28 8.10 3

q  0,02 .10  3



Obs1: Se a força elétrica  F   que atua na carga de prova q fosse constante, o trabalho realizado seria dado pela expressão geral:   

 F.d AB

04  – ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA

Obs2: Como a força elétrica é variável com a distância, o trabalho realizado no deslocamento de A para B é dado pela expressão:   

 AB

q  2,0.10  5 C

  1 1    k 0 .q.Q.    d A dB  

 A Energia é a capacidade de realizar trabalho.

a  EP A  EP A 

Obs3: É importante observar que o trabalho da força elétrica F não depende da trajetória, mas apenas dos pontos inicial A e final B, Obs4: A unidade de trabalho no SI é: J (joule) Ex1: Consideremos o campo elétrico criado pela carga puntiforme Q = 2.10-6 C, no vácuo. Determinar o trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma carga q = 10 . 10-8 C de A para B. Q A B 15 cm

 AB  ?  6 Q  2.10 C  q  10.10  8 C  K 0  9.109 N.m2 / C2 d  5cm / 100  0,05m   A dB  20cm / 100  0,2m

É um trabalho motor



Q

d A

Obs1: em um ponto no infinito a energia potencial e zero. EP



5 cm

k 0 .Q.q

q A  F 

  1 1    AB  k 0 .q.Q.    d A dB   1     1  AB  9.109.10.10  8.2.10  6     0,05 0,2   AB  9.10.2.109  8  6.20  5

 AB  180.10  5.15  AB  2700.10  5

B

Obs2: se as cargas têm o mesmo sinal, sua energia potencial é positiva. Obs3: se a as cargas tem sinais opostos, sua energia potencial é negativa. Obs4:  A energia potencial de uma carga diminui á medida que ela se afasta de outra de mesmo sinal. Obs5: A energia potencial de uma carga aumenta á medida que ela se afasta de outra de sinal oposto. Ex3;  Determine a energia potencial de um sistema formado por duas partículas eletrizadas com cargas elétricas 2 C e 3 C, a 30 cm uma da outra no vácuo. Sendo a constante eletrostática no vácuo K0 = 9.109 Nm²/C². Q q 30 cm E P A 

k 0 .Q.q d A

EP  ? 9.10 9.2.10  6.3.10  6  EP  6 0,3 Q  2C  2.10 C  966 6 q  3C  3.10 C E  9.2.3.10 P  9 2 2 0,3 K 9 . 10 N . m / C   0 d  30cm / 100  0,3m EP  18 0.10  3  1 E P  1,8.10 J E P  0,18 J

 AB  2,7.10  2 J APOSTILA 05  – TRABALHO DA FORÇA ELÉTRICA

0

FÍSICA – 3º ANO

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 AB  EP A  EPB

Obs1: em um ponto no infinito a energia potencial e zero. EP

0

Ex4;  A energia potencial elétrica de duas cargas elétricas num ponto A é 40 J e no ponto B é 10 J. Determine o trabalho realizado para deslocar a carga de prova do: a) ponto A para o ponto B

 AB  EP A  EPB  AB  40  10  AB  30J b) ponto B para o ponto A

 AB  EPB  EP A  AB  10  40  AB  30J c) ponto A para um ponto no infinito

 A  EP A  EP  A  40  0  A  40J d) ponto no infinito para o ponto A

 A  EP  EP A  A  0  40  A  40J e) ponto B para um ponto no infinito

B  EPB  EP B  10  0 B  10J f) ponto no infinito para o ponto B

B  EP  EPB  A  0  10  A  10J 6  – EXERCÍCIOS 01  – Consideremos o campo elétrico criado pela carga puntiforme Q = 5 C, no vácuo. Determinar o trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma carga q = 7 C de A para B. Q A B 5 cm 15 cm 02  – Considere o campo elétrico criado pela carga puntiforme Q = 5 C, no vácuo. Sabendo –se que o trabalho realizado pela força elétrica para levar uma carga q no ponto A até o ponto B é 1,44 J, determine q. Q A B 10 cm 40 cm 03  –  Determine a energia potencial de um sistema formado por duas partículas eletrizadas com cargas elétricas 5 C e 4 C, a 40 cm uma da outra no vácuo. Sendo a constante eletrostática no vácuo K0 = 9.109 Nm²/C². Q q 40 cm 04  –  A energia potencial elétrica de duas cargas elétricas num ponto A é 80 J e no ponto B é 20 J. Determine o trabalho realizado para deslocar a carga de prova do: APOSTILA 05  – TRABALHO DA FORÇA ELÉTRICA

a) ponto A para o ponto B b) ponto B para o ponto A c) ponto A para um ponto no infinito d) ponto no infinito para o ponto A e) ponto B para um ponto no infinito f) ponto no infinito para o ponto B 05  –  Determine a energia potencial de um sistema formado por duas partículas eletrizadas com cargas elétricas 3 C e 7 C, a 30 cm uma da outra no vácuo. Sendo a constante eletrostática no vácuo K0 = 9.109 Nm²/C². Q q 30 cm 06  –  A energia potencial elétrica de duas cargas elétricas num ponto A é 350 J e no ponto B é 120 J. Determine o trabalho realizado para deslocar a carga de prova do: a) ponto A para o ponto B b) ponto B para o ponto A c) ponto A para um ponto no infinito d) ponto no infinito para o ponto A e) ponto B para um ponto no infinito f) ponto no infinito para o ponto B 07  –  Quando se aproxima duas partículas que se repelem, a energia potencial das duas partículas: a) aumenta b) diminui c) fica constante d) diminui e em seguida aumenta e) aumenta e em seguida diminui 08  – Quando se afasta duas partículas que se repelem, a energia potencial das duas partículas: a) aumenta b) diminui c) fica constante d) diminui e em seguida aumenta e) aumenta e em seguida diminui 09  – Quando se aproxima duas partículas que se atraem, a energia potencial das duas partículas: a) aumenta b) diminui c) fica constante d) diminui e em seguida aumenta e) aumenta e em seguida diminui 10  –  Quando se afasta duas partículas que se atraem, a energia potencial das duas partículas: a) aumenta b) diminui c) fica constante d) diminui e em seguida aumenta e) aumenta e em seguida diminui 11  –  O trabalho da força elétrica que age sobre uma partícula eletrizada, que é transportada de um ponto A até um ponto B. a) depende da trajetória b) não depende da distância c) é sempre constante d) independe da trajetória e) depende do sinal da carga elétrica 12  – Uma carga elétrica puntiforme é transportada de um ponto A até um ponto B de um campo elétrico, através das trajetórias mostrada na figura abaixo. Quanto ao trabalho (   AB ) podemos afirmar que: a)   1    2 b) 1  2   (2)

1  2   1    2 e)   1    2 c) d)

A (1) B 13  –  Se as cargas elétricas tem o mesmo sinal, sua energia potencial é: a) positiva b) negativa c) diferente d) igual e) impossível 14  –  Se as cargas elétricas tem o sinal diferente, sua energia potencial é: a) positiva b) negativa c) diferente d) igual e) impossível 15  –  Uma partícula eletrizada se desloca espontaneamente num campo elétrico, estando sob ação exclusiva do campo. Nessas condições, sua energia potencial elétrica diminui, sua energia FÍSICA – 3º ANO

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que a carga elétrica possui no ponto P, em relação a um referencial muito afastado é: a)  – 40 J b) nula c) 4,0 . 101 J d) Negativa e) NDA 27  –  Em um Campo elétrico, uma carga elétrica é levada de Um ponto A até um ponto muito afastado, tendo as forças elétricas realizado um trabalho de 50 J. Então a energia Potencial elétrica que a carga elétrica possui no ponto P, em relação a um referencial muito afastado é: a)  – 50 J b) nula c) 5,0 . 101 J d) Negativa e) NDA 28  –  Em um Campo elétrico, uma carga elétrica é levada de um ponto muito afastado até um ponto A, tendo as forças elétricas realizado um trabalho de - 50 J. Então a energia Potencial elétrica que a carga elétrica possui no ponto P, em relação a um referencial muito afastado(no infinito) é: a) 5,0 . 101 J b) nula c) - 50 J d) Negativa e) NDA 29  –  Em um Campo elétrico, uma carga elétrica é levada de um ponto muito afastado até um ponto A, tendo as forças elétricas realizado um trabalho de - 30 J. Então a energia Potencial elétrica que a carga elétrica possui no ponto P, em relação a um referencial muito afastado(no infinito) é: a) - 3,0 . 101 J b) nula c) - 30 J d) Negativa e) NDA 30  –  Em um Campo elétrico, uma carga elétrica é levada de um ponto muito afastado até um ponto A, tendo as forças elétricas realizado um trabalho de - 80 J. Então a energia Potencial elétrica que a carga elétrica possui no ponto P, em relação a um referencial muito afastado(no infinito) é: a) 8,0 . 101 J b) nula c) - 80 J d) Negativa e) NDA 31  –  Em um campo elétrico, uma carga elétrica puntiforme é levada de um ponto A até um ponto muito afastado e, a seguir do ponto muito afastado até um ponto B. Nestes deslocamentos, a força elétrica realiza os trabalhos 40 J e  –  20J, respectivamente. Então a energia potencial elétrica da carga nos pontos A e B, em relação a um referencial muito afastado são respectivamente: a)  – 40J e 20 J b)  – 40 J e  –20 J c) 40 J e  – 20J d) 40 J e 20 J e) NDA 32  –  Em um campo elétrico, uma carga elétrica puntiforme é levada de um ponto A até um ponto muito afastado e, a seguir do ponto muito afastado até um ponto B. Nestes deslocamentos, a força elétrica realiza os trabalhos 80 J e  –  50J, respectivamente. Então a energia potencial elétrica da carga nos pontos A e B, em relação a um referencial muito afastado são respectivamente: a) 80 J e 20 J b)  – 80 J e  –50 J c) 80 J e  – 50J d)  –80J e 50 J e) NDA 33  –  Em um campo elétrico, uma carga elétrica puntiforme é levada de um ponto A até um ponto muito afastado e, a seguir do ponto muito afastado até um ponto B. Nestes deslocamentos, a força elétrica realiza os trabalhos 60 J e  –  30J, respectivamente. Então a energia potencial elétrica da carga nos pontos A e B, em relação a um referencial muito afastado são respectivamente: a)  – 40J e 20 J b)  – 40 J e  –20 J c) 40 J e  – 20J d) 40 J e 20 J e) NDA 34  –  Em um campo elétrico, uma carga elétrica puntiforme é levada de um ponto A até um ponto muito afastado e, a seguir do ponto muito afastado até um ponto B. Nestes deslocamentos, a força elétrica realiza os trabalhos 40 J e  –  20J, respectivamente. Então a energia potencial elétrica da carga nos pontos A e B, em relação a um referencial muito afastado são respectivamente: a)  – 60J e 30 J b)  – 60 J e  –30 J c) 60 J e 30J d) 60 J e –30 J e) NDA 35  –  Em um campo elétrico, uma carga elétrica puntiforme é levada de um ponto A até um ponto muito afastado e, a seguir do ponto muito afastado até um ponto B. Nestes deslocamentos, a força elétrica realiza os trabalhos 50 J e  –  20J, respectivamente. Então a energia potencial elétrica da carga nos pontos A e B, em relação a um referencial muito afastado são respectivamente: a)  – 50J e 20 J b) 50 J e 20 J c)  –50 J e  – 20J d) 50 J e –20 J e) NDA GABARITO DOS TESTES DOS ÚLTIMOS VESTIBULARES FÍSICA – 3º ANO

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02 E 12 C 22 D 32 E

03 E 13 E 23 E 33 C

04 E 14 D 24 B 34 E

05 B 15 C 25 B 35 A

06 E 16 D 26 A 36 B

07 C 17 D 27 C 37 B

08 E 18 A 28 A 38 B

APOSTILA 05  – TRABALHO DA FORÇA ELÉTRICA

09 E 19 C 29 E 39 C

10 C 20 E 30 B 40 A

FÍSICA – 3º ANO

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