Exercícios Lei de Coulomb PDF

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A lei de Coulomb afirma que a força de intensidade elétrica de partículas ...

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Exercícios Lei de Coulomb: Questão 1 – (UNIFOR CE) Duas pequenas esferas condutoras idênticas P e Q, estão eletrizadas com cargas de –2,0 μC e 8,0 μC, respectivamente. Elas são colocadas em contato e, em seguida, separadas de uma distância de 30 cm, no vácuo. A força de interação elétrica entre elas, e a intensidade dessa força, serão, respectivamente, de: Dado: K = 9,0. 109N.m2/C2 a) atração, de 1,6. 10–1N b) atração, de 2,5 N c) repulsão, de 9,0 x 10–1N d) repulsão, de 1,6 x 10–1N e) repulsão, de 2,5 N 2 . (UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas Q = 4,0 × 10-16 C e q‚ = 6,0 × 10-16 C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9m. Sendo k = 9,0.109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de a) 1,2.10-5. b) 1,8.10-4. c) 2,0.10-4. d) 2,4.10-4. e) 3,0.10-3. Resolução F = (k . Q1 . Q2)/d2 F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9)2 F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9 . 3,0×10-9) F = (3,0×109 . 4,0 × 10-16 . 2,0 × 10-16)/(10-18 ) F = (24×109× 10-16× 10-16)/(10-18 ) F = (24×10-23)/(10-18 ) F = 24×10-5 F = 2,4×10-4 N 3. (UEL-PR) Duas cargas iguais de 2.10-6C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9,0.109 N.m2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de: a) 0,9 b) 0,6 c) 0,5 d) 0,3 e) 0,1 Resolução

F = (k . Q1 . Q2)/d2 d2 = (9.109 . 2.10-6 . 2.10-6)/0,1 d2 = (36 . 10-3)/10-1 d2 = 36 . 10-2 d = 6 . 10-1 d = 0,6 m 4. (PUC-MG) Duas cargas elétricas puntiformes são separadas por uma distância de 4,0 cm e se repelem mutuamente com uma força de 3,6 × 10-5 N. Se a distância entre as cargas for aumentada para 12,0 cm, a força entre as cargas passará a ser de: a) 1,5 × 10-6 N b) 4,0 × 10-6 N c) 1,8 × 10-6 N d) 7,2 × 10-6 N Resolução F = (k . Q1 . Q2)/d2 F d2 = k . Q1 . Q2) F' d'2 = k . Q1 . Q2) F' . d'2 =F. d2 F' = F. d2 /d'2 F' = (3,6 × 10-5 . (4 × 10-2)2 )/(12 × 10-2)2 F' = (3,6 × 10-5 . 4 × 10-2. 4 × 10-2) /(12 × 10-2 . 12 × 10-2) F' = (3,6 × 10-5) /(3 × . 3 ) F' = 0,4 × 10-5 F' = 4 × 10-6 N 5. (UF JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se: a) 3 vezes menor b) 6 vezes menor c) 9 vezes menor d) 12 vezes menor e) 9 vezes maior Resolução F = (k . Q1 . Q2)/d2 F' = (k . Q1 . Q2)/(3d)2 F' = (k . Q1 . Q2)/9d2 F' = F/9 F' é 9 vezes menor que F

6. Entre duas partículas eletrizadas, no vácuo, e a uma distância d, a força de interação eletrostática tem intensidade F. Se dobrarmos as cargas das duas partículas e aumentarmos a separação entre elas para 2d, ainda no vácuo, qual a intensidade F' da nova força de interação eletrostática? a)F' = 4 . F b)F' = F/2 c)F' = 2 . F d)F' = F/4 e)F' = F Resolução F = (k . Q1 . Q2)/d2 F' = (k . 2Q1 . 2Q2)/(2d)2 F' = 4.(k . Q1 . Q2)/4d2 F' = (k . Q1 . Q2)/d2 F' = F 7. As cargas Q1 e Q2 estão separadas pela distância (d) e se repelem com força (F). Calcule a intensidade da nova força de repulsão (F') se a distância for reduzida à metade e dobrada a carga Q1. a)F' = 4 . F b)F' = 2 . F c)F' = 8 . F d)F' = 6 . F Resolução F = (k . Q1 . Q2)/d2 F' = (k . 2Q1 . Q2)/(d/2)2 F' = (k . 2Q1 . Q2)/(d2/4) F' = 4.(k . 2Q1 . Q2)/d2 F' = 8.(k . Q1 . Q2)/d2 F' = 8F 8.Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3.10-6 5 e 5.10 que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm. Resolução:

9. Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 2 μC e -4 μC, separadas por uma distância de 5 cm. a) Calcule a força de atração entre elas. b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2 cm, qual será a nova força de interação elétrica entre elas? Resolução:

b) Na eletrização por contato a carga final de cada esfera será: Q = Q1 + Q2 2 -6 Q = 2 . 10 + (-4 . 10-6) 2 Q = - 1. 10-6 C A força elétrica é dada pela fórmula: F = K0 . Q.Q d2 F = 9.109.1. 10-6.1. 10-6 (2 . 10-2) 2 F = 9 . 10-3 4 .10-4

F = 2,25 . 10 = 22,5N

10. Considerando duas cargas elétricas positivas e idênticas com valores de 1µC, que se repelem no vácuo com uma força de 3,6 .10-2N, calcule qual a distância entre essas duas cargas elétricas. O primeiro passo, a ser dado, é retirar os dados do enunciado. Lembrar que 1µC = 10-6 assim q1 e q2 = 1.10-6 F = 3,6. 10-2N Como as cargas encontram-se no vácuo K = 9.109 Agora é realizar as devidas substituições na lei de Lei de Coulomb, para encontrar o valor de d.

Como o valor de d é em metros conforme estudamos no na Lei de Coulomb, a resposta para esse problema é 0,5 metros de distância entre as cargas elétricas.

11. Duas cargas elétricas puntiformes, Q 1 = 4 µC e Q 2 = - 6 µC, estão colocadas no vácuo a uma distância de 60 cm uma da outra. Qual é o módulo da força de atração entre elas? ( K 0 = 9 . 109 Nm 2 / C 2 )

Resolução d = 60 cm = 6,0 . 10-1 m F = K 0 | Q 1 |. | Q 2 | d2 F = 9 . 109 . | 4 .10-6| . | - 6 . 10-6 | ( 6, 0 . 10-1) F = 216 . 10-3 36 . 10-2 F = 6 . 10-1 N 12. Duas partículas eletrizadas estão fixadas a 3,00 mm uma da outra. Suas cargas elétricas são idênticas e iguais a 2, 0 nC, positivas. Determine a intensidade da força eletrostática sabendo que o meio é o vácuo. A constante eletrostática é K 0 = 9, 0 . 109 unidades SI. Resolução Temos: d = 3, 0 mm = 3, 0 . 10-3 m Q 1 = Q 2 = 2, 0 nC = 2, 0 . 10-9

F = K 0 | Q 1 |. | Q 2 | d2 -9 F = 9 . 10 . 2,0 . 10-9 . 2,0 . 10-9 ( 3,0 . 10-3)2 F = 36 . 10-3 9. 10-6 F = 4 . 10-3 N

(-3) - (-6) = -3 + 6 = 3

13. Duas cargas puntiformes encontram-se no vácuo a uma distância de 10cm uma da outra. As cargas valem Q1 = 3,0 . 10-8C e Q2 = 3,0 . 10-9C. Determine a intensidade da força de interação entre elas. Resolução: F = 8,1 . 10-5N 14. (UF JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se:

a) 3 vezes menor b) 6 vezes menor c) 9 vezes menor d) 12 vezes menor e) 9 vezes maior

15) (CESGRANRIO) A lei de Coulomb afirma que a força de intensidade elétrica de partículas carregadas é proporcional: I. às cargas das partículas; II. às massas das partículas; III. ao quadrado da distância entre as partículas; IV. à distância entre as partículas. Das afirmações acima: a) somente I é correta; b) somente I e III são corretas; c) somente II e III são corretas; d) somente II é correta; e) somente I e IV são corretas. 16)(FUVEST-SP) Quando se aproximam 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 Letra A....