Exercícios sobre propriedades do potencial elétrico
O potencial elétrico é definido como a medida de energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica e tem como unidade física o Joule por Coulomb (J/C), também conhecido como Volts (V). A energia potencial elétrica de uma partícula carregada com carga elétrica de 2 nC, quando colocada em uma região de potencial elétrico igual a 5 kV, é igual a:
a) 10 J
b) 1 mJ
c) 10 nJ
d) 2,5 μJ
e) 10 μJ
Letra E
De acordo com o enunciado do exercício, a definição de potencial elétrico pode ser escrita em termos da energia potencial elétrica:
Dessa forma, o valor de carga elétrica da partícula, em unidades do SI, é de 2.10-9 C (nC – nanocoulombs). E o potencial elétrico é de 5.103 V (kV – quilovolts). Portanto, temos que:
Assim, a energia potencial elétrica associada a essa partícula é de 10 μJ (10.10-6 J).
Em relação às propriedades do potencial elétrico, assinale o que for falso:
I – O potencial elétrico em um ponto do espaço é inversamente proporcional ao quadrado da distância desse ponto até as cargas que geram esse potencial.
II – O módulo da carga elétrica é diretamente proporcional ao potencial elétrico produzido.
III – O potencial elétrico é uma grandeza física vetorial.
IV – O potencial elétrico pode ser definido como a razão entre a energia potencial elétrica e a unidade de carga.
São falsas:
a) I
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) III e IV
Letra C
Confira a seguir as explicações detalhadas de todas as afirmações:
I - FALSO: O potencial elétrico é inversamente proporcional à distância (U α 1/d) até o ponto em que se deseja determiná-lo, e essa distância é medida em relação à distribuição de cargas que o gera.
II - VERDADEIRO: Quanto maior o valor da carga elétrica, maior será o potencial elétrico produzido.
III - FALSO: Diferentemente do campo elétrico, o potencial elétrico é uma grandeza física escalar, ou seja, pode ser totalmente definido pelo seu módulo e unidade física.
IV – VERDADEIRO: O potencial elétrico pode ser entendido como a quantidade de energia potencial elétrica por unidade de carga.
Portanto, são falsas as alternativas I e III.
Complete as lacunas da frase a seguir:
Quando uma carga elétrica é abandonada em ________ em uma região do espaço com potencial elétrico, ela adquirirá aceleração por causa da ação da/do ________, e a energia potencial _______ será transformada em energia _______.
a) movimento; campo elétrico; gravitacional; elétrica
b) repouso; força elétrica; elétrica; cinética
c) repouso; força elétrica; mecânica; potencial
d) equilíbrio; diferença de potencial; potencial; mecânica
e) movimento uniforme; diferença de potencial; elástica; magnética
Letra B
Confira a frase completa:
Quando uma carga elétrica é abandonada em repouso em uma região do espaço com potencial elétrico, ela adquirirá aceleração por causa da ação da força elétrica, e a energia potencial elétrica será transformada em energia cinética.
Quando uma carga elétrica é abandonada em repouso em uma região com campo elétrico, desprezando os efeitos da gravidade e de quaisquer forças dissipativas, podemos dizer que:
a) A carga sofrerá a ação de um trabalho resistente pela força elétrica, uma vez que a força que surge sobre ela é contrária ao seu deslocamento.
b) Sua energia cinética aumenta, apesar de sua energia potencial elétrica permanecer constante.
c) Sua energia cinética permanece constante, já que a força resultante sobre a carga é nula.
d) Sua energia potencial decresce enquanto sua energia cinética aumenta, por causa do trabalho motor da força elétrica.
e) Sua velocidade mantém-se constante, já que sua energia cinética permanece inalterada.
Letra D
Vamos analisar as alternativas:
a) FALSO – Como a força elétrica é a única força atuante sobre o corpo, podemos dizer que a sua aceleração terá o mesmo sentido que ela. Nesse caso, o trabalho por ela realizado é motor, e não resistente.
b) FALSO – A energia cinética da partícula aumentará, pois adquire aceleração em virtude da força elétrica sofrida por ela. No entanto, com o aumento da distância, sua energia potencial decresce.
c) FALSO – A única força atuante sobre a partícula é a força elétrica. Sendo assim, a resultante de forças não é nula, bem como a aceleração. Dessa forma, a velocidade da partícula aumenta com o tempo, juntamente com sua energia cinética.
d) VERDADEIRO – Com o aumento da distância, a energia potencial elétrica atribuída à partícula decresce à medida que sua energia cinética aumenta, já que o trabalho da força elétrica exercido sobre ela é do tipo motor.
e) FALSO – A partícula apresentará aceleração, já que a resultante de forças sobre ela não é nula. Portanto, sua velocidade aumentará constantemente.
