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Exercícios sobre Vetor Campo Elétrico

Exercícios de Física

O módulo da intensidade do vetor campo elétrico E é dado pela razão entre a força elétrica F e a carga de prova q. Publicado por: Nathan Augusto Ferreira
questão 1

Uma carga de prova de 5 μC sofre a ação de uma força elétrica de intensidade 20 N, horizontal e da esquerda para a direita, quando colocada num ponto P do espaço. Determine as características (intensidade, direção e sentido) do vetor campo elétrico desse ponto.

questão 2

Um vetor campo elétrico num ponto P tem intensidade de 2 × 106  N/C , direção vertical e sentido de baixo para cima. Quando uma carga de prova,q= -1 μC, é colocada nesse ponto, atua sobre ela uma força elétrica. A intensidade, direção e sentido da força elétrica que atua na carga de prova são, respectivamente:

(a) 2 N, vertical, de baixo para cima;
(b) 2 N, vertical, de cima para baixo;
(c) 1 N, vertical, de baixo para cima;
(d) 2 ×101, vertical, de cima para baixo;
(e) 2 × 1012, vertical, de baixo para cima.

questão 3

(Mackenzie – SP) Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 μC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico no ponto P tem intensidade de:

(a) 3,0×105  N/C 
(b) 2,4×105  N/C
(c) 1,2×105  N/C
(d) 4,0×10-6  N/C
(e) 4,8×10-6  N/C

questão 4

Uma carga elétrica pontual no vácuo gera um campo elétrico E=2 × 106 N/C num ponto P em suas proximidades. Uma carga de prova q=2 ×10-5  C foi colocada nesse ponto P e ficou sujeita a uma força elétrica F. Pode-se afirmar que a intensidade da força elétrica F foi de:

(a) 4 N
(b) 1 × 106 N
(c)  4 × 102 N
(d) 1 × 101 N
(e) 40 N

questão 5

Uma carga de prova q foi colocada numa região do espaço onde o campo elétrico tem intensidade E=3 × 105  N/C. Essa carga de prova ficou sujeita a uma força elétrica F=6 N. Calcule o valor da carga de prova q.

respostas
Questão 1

Dados da questão:

q= 5 μC→q=5 ×10-6 C

F = 20 N (horizontal e da esquerda para a direita)

E = ?

A definição do vetor campo elétrico é:

As características desse vetor são sua intensidade, direção e sentido.

A intensidade do vetor campo elétrico (em módulo) é dada por:

Assim, para encontrarmos a intensidade do vetor campo elétrico, basta substituir os dados na expressão acima:

 

A direção do campo elétrico sempre será igual à direção da força elétrica.
Como a direção da força é horizontal, a direção do campo elétrico também será horizontal.

Para encontrarmos o sentido do vetor campo elétrico, devemos analisar o sinal da carga de prova q:
 
Se a carga de prova for positiva (q > 0),a força e o campo terão o mesmo sentido;
Se a carga de prova for negativa (q < 0), a força e o campo terão sentido oposto.

No nosso exercício, a carga de prova é positiva (q > 0), o sentido do campo será o mesmo da força elétrica. Como o sentido da força é da esquerda para a direita, o do campo também será da esquerda para a direita.

Logo, as características do vetor campo elétrico são:

Intensidade: E=4 × 106  N/C;
Direção: horizontal;
Sentido: da esquerda para a direita;

E=4 × 106  N/C, horizontal e da esquerda para a direita.

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Questão 2

Dados do exercício:

E= 2 × 106  N/C (vertical, de baixo para cima);

q= -1 μC→q= -1 ×10-6 C;

F = ?

A intensidade da força elétrica (em módulo) é dada por:

F=|q|.E →F= q= |-1 ×10-6 |.  2 × 106

F= 1 ×10-6  .2 × 106

F=2 N

A direção da força elétrica e do campo elétrico sempre serão as mesmas, logo, a direção da força elétrica também será vertical.

Como a carga de prova é negativa (q < 0 ), a força elétrica e o campo elétrico terão sentidos opostos, portanto o sentido da força elétrica é de cima para baixo.

Concluímos então que a força elétrica tem:
Intensidade: 2 N
Direção: vertical.
Sentido: de cima para baixo

Letra (b)

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Questão 3

Dados do exercício:

q= 4,0 μC →q= 4,0 × 10-6 C 
F= 1,2 N
E= ?

O módulo do campo elétrico é dado por:

Assim, basta substituirmos os dados na expressão acima e calcular o valor da intensidade do campo elétrico.

E=0,3 × 106  →E=3,0 × 105  N/C 

Letra (a)

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Questão 4

Dados do exercício:

E=2 × 106N/C
q=2 ×10-5  C
F = ?


Da definição de campo elétrico, temos:

Dessa expressão, podemos notar que:

F=q .E

Agora basta substituirmos os valores na expressão matemática acima e encontrar o valor da força elétrica F no ponto P.

F=2 ×10-5  .2 × 106
F=4 × 101
F=40 N

Letra (e)

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Questão 5

Dados do exercício:

E=3 × 105  N/C
F=6  N
q = ?

Substituindo os dados na definição de campo elétrico:

Resposta questão 5: q=2 ×10-5  C

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