Fisica 3 exercicios gabarito 29
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Fisica 3 exercicios gabarito 29 Fisica 3 exercicios gabarito 29 Document Transcript

  • DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) coordenadas (x,y), iguais a (4,0) e (- 4,0). A carga negativa, igual a - q, está localizada, inicialmente em repouso, no ponto A, cujas coordenadas são (0,3). A aceleração da gravidade local é constante (módulo g) e aponta no sentido negativo do eixo y do sistema de Exercício 29 referência, que está na vertical. Todas as partículas possuem a mesma massa m. A constante eletrostática no meio em que as partículas carregadas estão imersas é K. Questão 01 Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo móduloQ e sinais opostos, são fixadas à distância de 3,0 cmentre si. Determine o potencial elétrico no ponto A, emvolts, considerando que o potencial no ponto B é 60volts. Determine o módulo da velocidade com que a partícula com carga negativa chega ao ponto P, localizado pelas coordenadas (x,y) = (0,-3). Questão 02 Questão 05 O gráfico a seguir representa a variação da energia -6potencial de uma carga elétrica de 10 C, no vácuo, Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com cargasubmetida apenas à ação de um campo elétrico elétrica positiva de 40 μ C, é abandonada do repouso nouniforme e paralelo ao eixo x. Em x = 0,0 cm, a energia ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual ocinética da carga é nula. potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire movimento e se choca em B, com um anteparo rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o obstáculo é dea) Determine o potencial elétrico em x = 0,6 cm.b) Determine o trabalho realizado para levar a carga dex = 0,2 cm até x = 0,8 cm.c) Construa o gráfico da energia cinética em funçãode x.d) Construa o gráfico da energia total em função de x. a) 4 m/s b) 5 m/s c) 6 m/s Questão 03 d) 7 m/s e) 8 m/s Um elétron deixa a superfície de um metal comenergia cinética igual a 10 eV e penetra em uma região Questão 06na qual é acelerado por um campo elétrico uniforme de 4intensidade igual a 1,0 × 10 V/m. Duas cargas elétricas puntiformes, q1 = 3,00 μC eConsidere que o campo elétrico e a velocidade inicial doelétron têm a mesma direção e sentidos opostos. q2 = 4,00 μ C, encontram-se num local ondeCalcule a energia cinética do elétron, em eV, logo após 9 2 2 k = 9 . 10 N.m /C . Suas respectivas posições são ospercorrer os primeiros 10 cm a partir da superfície do vértices dos ângulos agudos de um triângulo retângulometal. isósceles, cujos catetos medem 3,00 mm cada um. Ao colocar-se outra carga puntiforme, q3 = 1,00 μ C, no Questão 04 vértice do ângulo reto, esta adquire uma energia potencial elétrica, devido à presença de q1 e q2, igual a Na figura a seguir, é mostrada uma distribuição de a) 9,0 Jtrês partículas carregadas (duas com carga positiva e b) 12,0 Juma com carga negativa) localizadas ao longo dos eixos c) 21,0 Jperpendiculares de um dado sistema de referência. d) 25,0 JTodas as distâncias estão em unidades arbitrárias (u.a.). e) 50,0 JAs cargas positivas, ambas iguais a q, estão fixas nasAprovação em tudo que você faz. 1 www.colegiocursointellectus.com.br
  • DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 07 Uma carga puntiforme Q gera uma superfícieequipotencial de 2,0V a uma distância de 1,0m de suaposição. Tendo em vista o exposto, calcule a distânciaentre as superfícies equipotenciais que diferem dessapor 1,0V I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é maior que no ponto C. II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto Questão 08 C. III. Uma partícula carregada negativamente, “Acelerador de partículas cria explosão inédita e abandonada no ponto B, se movimenta consegue simular o Big Bang espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico. IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva diminui quando se movimenta de B para A. É correto o que se afirma apenas em: a) I. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. e) I, II e III. GABARITO: Questão 01 Denominando “d” a distância entre a carga –Q e o ponto GENEBRA – O Grande Colisor de Hadrons (LHC) bateu B podemos escrever:um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador departículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de Lembre-se que o potencial gerado por uma cargaprótons a 7 tera-elétron-volts, criando uma explosão queos cientistas estão chamando de um ‘Big Bang em puntiforme a uma distância d éminiatura’”. A unidade elétron-volt, citada na materia de O Globo, Calculando o potencial em B, concluímos:refere-se à unidade de medida da grandeza física:a) correnteb) tensãoc) potenciad) energiae) carga elétrica Calculando o potencial em A, concluímos: Questão 09 Em um laboratório, um pesquisador colocou umaesfera eletricamente carregada em uma câmara na qualfoi feito vácuo. O potencial e o módulo do campo elétrico medidos a Questão 02certa distância dessa esfera valem, respectivamente,600 V e 200 V/m. Determine o valor da carga elétrica da esfera. E = q.V → 0,0006 = 10-6.V → V = 600 V W = E – E’ → W = 0,001 – 0,0004 = 0,0006 J O diagrama da energia cinética deve ser complementar Questão 10 o diagrama da energia potencial. Assim em x = 0 a energia cinética é zero e cresce linearmente até que em Na figura a seguir, são representadas as linhas de 1,2 cm a energia cinética será igual a 0,0012 J.força em uma região de um campo elétrico. A partir dos A energia total é constante e desta forma será uma linhapontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as horizontal, no valor 0,0012 J, desde x = 0 cm atéseguintes afirmações: x = 1,2 cmAprovação em tudo que você faz. 2 www.colegiocursointellectus.com.br
  • DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 03 Questão 07Pelo teorema da energia cinética a variação de energia A figura a seguir ilustra a situação.cinética é igual ao trabalho realizado para se obter estavariação: O trabalho em um campo elétrico uniforme para adistância de 10 cm -19 4 -1 -16W = qEd = 1,6 x 10 x 10 x 10 = 1,6 x 10 J Levando isto em conta na expressão do teorema daenergia cinética Questão 04 Como o sistema é simétrico quanto a energiapotencial elétrica o que ocorrerá é a transformação deenergia gravitacional em cinética. Assim: Dividindo (II) por (I): 2m.g.h = m.v /2 2g.h = v /2 Dividindo (III) por (I): Questão 05 A distância d é: Letra A d = r3 – r1 ⇒ d = 2 – 0,67 ⇒ d = 1,33 m.Dados: m = 1 g = 10 kg; q = 40 μ C = 4?10 C; VA = -3 -5300 V e VB = 100 V. Questão 08Aplicando o Teorema da Energia Cinética a essasituação: Letra D O elétron-volt é uma unidade de energia. Equivale ao trabalho da força elétrica para acelerar uma partícula –19 com carga igual à carga elementar (q = e = 1,6 x 10 Questão 06 C) numa ddp de 1 volt. Na eletrostática, a expressão do trabalho da força Letra C elétrica é:Dados: q1 = 3,00 μ C = 3,00 x 10–6 C; q2 = 4,00 μ C =4,00 x 10 C; q3 = 1,00 μ C = 1,00 x 10 C; –6 –6 2 –3k = 9 x 109 N.m /C; r = 3 mm = 3 x 10 m. Questão 09 A figura abaixo ilustra a situação descrita. Dados: V = 600 V; E = 200 V/m; k = 9 x 109 N.m2/C2. Como o Potencial elétrico é positivo, a carga é positiva. Então, abandonando os módulos, temos:A energia potencial elétrica adquirida pela carga q3 édevida à presença de q1 e q2. Substituindo na expressão do Potencial:Aprovação em tudo que você faz. 3 www.colegiocursointellectus.com.br
  • DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA II - Módulo 53 (Exercício 29) Questão 10 Letra B Analisando cada uma das afirmações:I. Correta. Quanto mais concentradas as linhas de força,mais intenso é o campo elétrico.II. Falsa. No sentido das linhas de força o potencialelétrico é decrescente, portanto VD > VC.III. Falsa. Partículas com carga negativa sofrem força emsentido oposto ao do vetor campo elétrico,movimentando-se espontaneamente para regiões demaior potencial elétrico.IV. Correta. Partículas positivamente carregadasmovimentam-se espontaneamente no mesmo sentidodos menores potenciais, ganhando energia cinética,consequentemente, diminuindo sua energia potencial.Aprovação em tudo que você faz. 4 www.colegiocursointellectus.com.br