Questão 01 sobre Trabalho da Força Elétrica: (Enem) Um raio ou relâmpago é uma descarga elétrica entre nuvens de chuva ou entre essas nuvens e a terra. A descarga é visível a olho nu e apresenta formas e ramificações sinuosas. Existem três tipos de raios: da nuvem para o solo, do solo para a nuvem e entre nuvens. Um raio principia quando o campo elétrico atinge 3,0 x 106 N/C, valor conhecido como rigidez dielétrica do ar. Nesse momento, a voltagem inicial entre as partes envolvidas atinge valores muito elevados.
Disponível em: <http://www.wikipedia.org> Acesso em: 10 dez. 2010. (Adaptação).
Sobre as voltagens nos três tipos de raios citados, marque a afirmativa correta.
A) Em um raio entre o solo e uma nuvem de altitude 1 km, a voltagem inicial é da ordem de milhões de volts.
B) Em um raio da nuvem para o solo, a voltagem inicial é maior que aquela em um raio do solo para a nuvem.
C) Em todo raio, a voltagem entre as partes envolvidas aumenta progressivamente durante a ocorrência do fenômeno.
D) Em um raio da nuvem para o solo, a voltagem inicial é maior que aquela em um raio entre nuvens próximas.
E) Em todo raio, a voltagem entre as partes envolvidas é igual a zero nos instantes que antecedem o fenômeno.
Questão 02. (Unimontes-MG–2010) Uma carga Q = 2 C está num ponto A do espaço onde existe um campo elétrico. O trabalho realizado pela força elétrica, para deslocar essa carga do inifinito até o ponto A, é igual a W.
Se o potencial elétrico no ponto A é 30 V, o módulo do trabalho W vale:
A) 40 J.
B) 30 J.
C) 60 J.
D) 50 J.
Questão 03. (Mackenzie-SP–2006) Uma unidade de medida de energia muito utilizada em Física Nuclear é o elétron-volt (eV), os múltiplos quilo elétron-volt (keV) e mega elétron-volt (MeV) são ainda mais usuais. Comparando o elétron-volt com a unidade de medida do Sistema Internacional, temos que 1 eV = 1,6 x 10-19 J. Durante uma experiência no laboratório, tem-se uma carga elétrica puntiforme fixa (Q) de 3,0 nC (3,0 x 10-9 C), praticamente no vácuo (K0 = 9 x 109 Nm2/C2), e, num determinado instante, um pósitron (q = +1,6 x 10-19 C) é abandonado do repouso num ponto A, distante 3,0 mm dessa carga Q.
Ao passar por um ponto B, situado a 6,0 mm de A, sobre a mesma reta QA, o pósitron terá energia cinética de:
A) 4,5 keV.
B) 6,0 keV.
C) 9,0 keV.
D) 4,5 MeV.
E) 6,0 MeV.
Questão 04 sobre Trabalho da Força Elétrica: (PUC Minas–2007) A figura mostra um campo elétrico uniforme e três superfícies equipotenciais, representadas por A, B e C. Considerando-se o módulo do campo elétrico como 4,0 x 102 V/m, então o trabalho necessário para se levar uma carga q = 1,0 x 10-6 C do ponto 2 até o ponto 6 pela trajetória retilínea 256 será de:
A) W = 4,0 x 10-4 J.
B) W = 1,0 x 10-4 J.
C) W = 6,0 x 10-5 J.
D) W = 8,0 x 10-5 J.
Questão 05. (Unimontes-MG) Quando uma partícula de carga q < 0 se move de A para B, ao longo da linha de campo elétrico, como mostrado na figura, o campo elétrico realiza sobre ela um trabalho W0. As diferenças de potencial elétrico (VB – VA), (VC – VA) e (VC – VB) são, respectivamente,
A) W0/q, W0/q, 0.
B) 0, 0, W0/q.
C) W0/q, 0, 0.
D) W0/q, W0/q, W0/q.
Questão 06. (Enem) Um modelo simples da distribuição de cargas elétricas na Terra e em sua atmosfera é mostrado na figura a seguir. Perto da superfície terrestre, existe um campo elétrico radial para baixo, de aproximadamente 100 V/m, devido ao fato de a superfície ter cargas negativas e a ionosfera ter cargas positivas. Como a atmosfera não é um isolante perfeito, ela é atravessada por um fluxo de íons positivos para baixo e por um fluxo de íons negativos para cima. Apenas 5 minutos seria o intervalo de tempo necessário para neutralizar toda a carga superficial do planeta, que é cerca de 3,0 x 105 C, caso essa não fosse recomposta de alguma forma. A carga, no entanto, permanece constante, levando a crer que exista um mecanismo de bombeamento de cargas positivas para cima e de cargas negativas para baixo, em um sentido oposto ao das forças eletrostáticas exercidas pelo campo elétrico. A natureza desse mecanismo não é bem conhecida, mas acredita-se que o processo deva sofrer forte influência das constantes tempestades que se espalham pelo planeta. De algum modo, formam-se íons positivos e negativos durante uma tempestade, sendo os íons positivos conduzidos para cima e os negativos, para baixo, por meio de correntes de ar. Essas correntes são impulsionadas pelas diferenças de temperatura e pressão, de modo que, no final das contas, é a energia radiante do Sol que promove todo esse movimento.
SEARS, F.; ZEMANSKY, M. Física. Tradução de José Accioli. Rio de Janeiro: LTC, 1981. p. 514. (Adaptação).
Embora o campo elétrico terrestre enfraqueça com a altitude, uma primeira aproximação seria considerá-lo constante. Sabendo que a distribuição de cargas da ionosfera está a 50 km da superfície da Terra, uma usina de eletricidade que se valesse da diferença de potencial elétrico entre a superfície e a ionosfera poderia gerar uma potência de:
A) 50 MW.
B) 500 MW.
C) 1 000 MW.
D) 5 000 MW.
E) 10 000 MW.
Questão 07 sobre Trabalho da Força Elétrica: (Unimontes-MG–2007) Nos vértices de um triângulo equilátero de lado L, são colocadas três cargas puntiformes Q positivas e iguais. Sendo K a constante de Coulomb, a energia potencial eletrostática (EPe) do sistema é dada por:
A) Epe= 3KQ2/L.
B) Epe= 2KQ2/L.
C) Epe= KQ2/2L.
D) Epe= KQ/L.
Questão 08. (CEFET-MG–2010) Um elétron desloca-se entre os pontos A e B, segundo as trajetórias 1, 2 e 3, representadas na figura a seguir, ao ser colocado em uma região onde existe um campo elétrico uniforme, dirigido da esquerda para direita.
Os trabalhos W1, W2 e W3, realizados pela força elétrica ao longo dos percursos 1, 2 e 3, estão relacionados por:
A) W1 = W2 = W3.
B) W1 = W2 < W3.
C) W1 > W2 = W3.
D) W1 < W2 < W3.
E) W1 > W2 > W3.
Questão 09. (UFMS–2006 / Adaptado) Um dipolo elétrico é constituído por uma carga positiva e uma negativa (veja a figura). O ponto 1 está equidistante das cargas, os pontos 2 e 3 estão equidistantes da carga positiva e o ponto 4 possui a mesma distância que o ponto 1 da carga positiva. Qual(is) das afirmações a seguir é(são) CORRETA(S)?
( ) O trabalho para um agente externo trazer uma carga de prova do infinito até o ponto 1 é nulo.
( ) O trabalho para um agente externo trazer uma carga de prova do infinito até o ponto 2 é maior que para trazer a carga de prova até o ponto 3.
( ) O campo elétrico no ponto 1 é nulo.
( ) O potencial elétrico no ponto 3 é igual ao potencial elétrico no ponto 2.
( ) O trabalho para um agente externo trazer a carga do ponto 4 para o ponto 3 é igual ao trabalho para trazer a carga do ponto 2 ao ponto 1.
Questão 10 sobre Trabalho da Força Elétrica: (UFPE–2008) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo módulo Q e sinais opostos, acham-se fixas à distância de 3,0 cm entre si. DETERMINE o potencial elétrico no ponto A, em volts, considerando que o potencial no ponto B é de 60 volts.
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Gabarito com as respostas da lista de exercícios de Física sobre o Trabalho da Força Elétrica:
01. D;
02. C;
03. B;
04. B;
05. A;
06. D;
07. A;
08. A;
09. V, F, F, F, F;
10. VA = 90 volts
Doutorando em Genética e Biologia Molecular – UESC-BA
Mestre em Genética e Biologia Molecular – UESC-BA
Pós-Graduado em Metodologia do Ensino de Biologia e Química – FAEL
Licenciado em Ciências Biologias – IFMT/Campus Juína