Exercícios sobre força elétrica

Teste seus conhecimentos com esta lista de exercícios sobre força elétrica, a força de interação entre as cargas elétricas que varia de acordo com a distância entre elas.

Perguntas

Questão: 1

Duas cargas puntiformes de valores Q1=5μC e Q2=10μC  estão a uma distância de 5 cm. Qual é a força elétrica entre elas? Determine também se ela é repulsiva ou atrativa.

A) 180 N, atrativa.

B) 100 N, repulsiva.

C) 180 N, repulsiva.

D) 1000 N, atrativa.

E) 1,8 N, atrativa.

Questão: 2

Uma carga elétrica com valor de 10 μC possui campo elétrico com valor de 3,0105 N/C. Determine a força elétrica gerada.

A) 3,0105 N/C

B) 10105 N/C

C) 3,0105 N/C

D) 3,0106 N/C

E) 3,0106 N/C

Questão: 3

Uma partícula possui campo elétrico com valor de 200105 N/C e força elétrica com valor de 5,0105 N. Determine o valor da carga elétrica.

A) 0,025 C

B) 0,05 C

C) 0,055 C

D) 0,045 C

E) 0,035 C

Questão: 4

Uma carga q e outra Q, com o dobro de q, estavam inicialmente a uma distância d e foram reposicionadas a uma distância equivalente ao dobro da inicial. A força elétrica final será de quanto da força inicial?

A) Ffinal=Finicial8

B) Ffinal=4Finicial

C) Ffinal=Finicial4

D) Ffinal=Finicial

E) Ffinal=8Finicial

Questão: 5

Três cargas elétricas estão espaçadas e com seus valores descritos na imagem abaixo:

Três cargas elétricas espaçadas e com seus valores descritos.

Como as forças F12, F23 e F31 são classificadas?

A) São classificadas como repulsiva, atrativa e atrativa, respectivamente.

B) São classificadas como atrativa, atrativa e repulsiva, respectivamente.

C) São classificadas como atrativa, repulsiva e atrativa, respectivamente.

D) São classificadas como atrativas.

E) São classificadas como repulsivas.

Questão: 6

Duas cargas iguais de 50106 C  se atraem no vácuo com uma força de 200 N. Qual é a distância entre as cargas?

A) 10 m

B) 15 m

C) 30 m

D) 150 m

E) 50 m

Questão: 7

Duas cargas iguais com valor Q distanciadas a 10 cm  se repulsam no vácuo com uma força de 100 N . Sabendo que k= 9∙109 , qual o valor da carga Q?

A) + 1∙10-5 C  e - 1∙10-5 C

B) ± 1,054∙10-5 C

C) + 1,054∙10-5 C

D) - 1,054∙10-5 C

E) + 1,054∙10-5 C  e - 1,054∙10-5 C

Questão: 8

Se multiplicarmos a força elétrica final em quatro vezes da força elétrica inicial de duas cargas q, quanto valerá a distância inicial comparada à distância final?

A) Ambas as distâncias serão iguais.

B) A distâncial inicial será quatro vezes a distâncial final.

C) A distâncial final será quatro vezes a distâncial inicial.

D) A distâncial final será o dobro da distâncial inicial.

E) A distâncial inicial será o dobro da distâncial final.

Questão: 9

(Fuvest — adaptada) Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0∙10-6 N. A força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B é de:

Representação de três objetos com cargas elétricas idênticas alinhados.

A) 2,0·10-6 N.

B) 6,0·10-6 N.

C) 12·10-6 N.

D) 24·10-6 N.

E) 30·10-6 N.

Questão: 10

(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.

Questão: 11

(UFPE — adaptada) O gráfico a seguir representa a força F entre duas cargas puntiformes positivas de mesmo valor, separadas pela distância r. Considere k=9 ∙109 N m2 /C2  e determine o valor das cargas, em unidades de 10-9 C.

Gráfico representando a força F entre duas cargas puntiformes positivas de mesmo valor, separadas pela distância r.

A) 1,0

B) 2,0

C) 3,0

D) 4,0

E) 5,0

Questão: 12

(PUC-Rio) Dois objetos metálicos esféricos idênticos, contendo cargas elétricas de 1 C e de 5 C, são colocados em contato e depois afastados a uma distância de 3 m. Considerando a constante de Coulomb k=9109 N m2 /C2 , podemos dizer que a força que atua entre as cargas após o contato é:

A) atrativa e tem módulo 3109N .

B) atrativa e tem módulo 9∙109N .

C) repulsiva e tem módulo 3109N .

D) repulsiva e tem módulo 9∙109N .

E) zero.

Respostas

Questão: 1

Alternativa A

Encontraremos o valor da força elétrica utilizando a lei de Coulomb:

F=k|Q1||Q2|d2

O F da fórmula é a força elétrica que queremos descobrir. A constante k vale 9 109 N m2 /C2, a distância d será convertida de centímetros para metros (5 cm = 0,05 m) e as cargas foram dadas, portanto a fórmula fica da seguinte forma:

F=9 109 |5μC||10μC|(0,05 )2

Substituiremos micro (μ)  pelo seu valor, de 106:

F= 9 109 |5106||10106|(0,05)2

Os módulos transformarão o sinal em positivo:

F= 9 109 510610106(0,05)2

Por fim, resolveremos a conta:

F= 9 109 501066 0,0025

F= 9 109 501012 0,0025

F= 95010912 0,0025

F= 450103 0,0025

F= 180000103

F= 180103103

F= 1801033

F= 180100

F= 1801

F= 180 N

A força elétrica é atrativa, porque as cargas possuem sinais contrários.

Questão: 2

Alternativa E

Usando a fórmula que relaciona a força elétrica com o campo elétrico, podemos obter o valor daquela:

F=|q|E

F=|10|3,0105

F=103,0105

F=3,0105+1

F=3,0106 N

Questão: 3

Alternativa A

Usando a fórmula que relaciona a força elétrica com o campo elétrico, podemos obter o valor da força elétrica:

F=|q|E

5105=|q|200105

5105200105 =|q|

5200 =|q|

5200 =|q|

0,025 C =|q|

Questão: 4

Alternativa C

Para compararmos o valor da força elétrica final com a força elétrica inicial, precisamos encontrar seus valores por meio da fórmula da lei de Coulomb:

F=k|Q1||Q2|d2

A força elétrica inicial mede:

Finicial=k|Q1||Q2|d2inicial

Finicial=k|q||Q|d2inicial

Q=2q, então:

Finicial=k|q||2q|d2inicial

Finicial=k2q2d2inicial

Já a força elétrica final mede:

Ffinal=k|Q1||Q2|d2final

Ffinal=k|q||Q|d2final

Ffinal=k|q||2q|d2final

Ffinal=k2q2d2final

A distâncial final é o dobro da distância inicial:

Ffinal=k2q2(2dinicial)2

Ffinal=k2q24d2inicial

Contudo, Finicial=k2q2d2inicial, então substituindo, conclui-se que:

Ffinal=Finicial4

A força final é a força inicial dividida por 4.

Questão: 5

Alternativa A

A força elétrica entre a carga 1 e a carga 2 é repulsiva, pois elas possuem o mesmo sinal. Já as forças entre as cargas 2 e 3 e entre 3 e 1 são atrativas, por possuírem sinais opostos.

Questão: 6

Alternativa B

Usando a lei de Coulomb, conseguiremos determinar a distância entre as cargas elétricas:

F=k|Q1| |Q2|d2

Sabendo que a constante k vale 9 109 N m2 /C2 e que as cargas se atraem, conclui-se que elas possuem sinais opostos:

200= 9 109 |50106||50106|d2

200= 9 109 |50106||50106|d2

200d2= 9 109 5010650106

200d2= 9 109  25001066

200d2= 2250010966 

200d2= 22500103 

d2=225001030,1

d2=225000103

d2=2,25105103

d2=2,251053

d2=2,25102

d2=225

d=225

d=15 m 

Questão: 7

Alternativa B

Encontraremos o valor da carga elétrica por meio da fórmula da lei de Coulomb:

F=k|Q1||Q2|d2 

F=k|Q||Q|d2 

Convertendo a distância de centímetros para metros (10 cm=0,1 m) , obtemos:

100=9109Q20,12 

100=9109Q20,01 

Q2=1000,019109 

Q2=19109 

Q21,111010 

Q± 1,054105 C 

As duas cargas valem aproximadamente 1,054∙10-5 C  com sinal positivo ou ambas possuem esse valor com sinal negativo. Não há como determinar isso, porque ambas estão se repulsando.

Questão: 8

Alternativa E

Para fazermos a comparação entre as forças final e inicial, utilizaremos a fórmula da lei de Coulomb:

F=k|Q1| |Q2|d2 

Isolaremos o valor de k, que será o mesmo inicialmente e no final.

k= Fd2|Q1||Q2| 

Portanto:

kinicial=kfinal 

Finiciald2inicial|Q| |Q|=Ffinald2final|Q| |Q|

Como o valor das cargas é o mesmo, podemos eliminá-las da conta:

Finiciald2inicial=Ffinald2final 

Já que a força final é quatro vezes a força inicial, temos:

Retirada da força inicial da conta por constar nos dois lados da igualdade.

Utilizando a raiz quadrada em ambos os lados, obtemos:

dinicial=2dfinal 

Questão: 9

Alternativa D

Primeiramente, analisaremos a partícula C em relação à partícula B. A força entre essas partículas é de 3,0∙10-6N . Então substituiremos na fórmula da lei de Coulomb para encontrar o valor da carga elétrica:

FCB=k|Q1| |Q2|d2 

Como as cargas são iguais, convertendo de centímetro para metro e substituindo os valores referentes, temos:

3,0106=9109 Q2(3102)2 

3,0106=9109 Q29104 

3,0106=109+4Q2 

3,0106=1013Q2 

3,01061013=Q2 

3,010613=Q2 

3,01019C=Q2 

Agora, descobriremos a força que A faz em B:

FAB=k|Q1||Q2|d2 

FAB=kQ2d2 

FAB=9109 3,01019(1102)2 

FAB=91093,010191104 

FAB=91093,01019+4 

FAB=271091015 

FAB=2710916 

FAB=27106N 

Assim, a força resultante em B é dada pela soma entre a força em A com a força em C. Como elas têm sentidos opostos, em razão de as cargas possuírem o mesmo sinal, a soma se torna uma subtração:

FB=FABFCB 

FB=27,01063,0106 

FB=24,0106 N 

Questão: 10

Alternativa A

A fórmula da lei de Coulomb é:

F=k|Q1||Q2|d2 

Por meio dela, vemos que a força é proporcional às cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as partículas. Podemos desconsiderar a massa da partícula, por não ser relevante ao cálculo da força elétrica.

Questão: 11

Alternativa E

Encontraremos o valor das cargas elétricas por meio da lei de Coulomb:

F=k|Q1||Q2|d2 

Podemos observar no gráfico que existe um ponto na curva que é comum à força e à distância, portanto usaremos o valor da força como F=2,5∙10-4  e a distância r=3 :

2,5108=9 109|Q1||Q2|32 

Como as cargas são iguais, podemos multiplicá-las:

2,5108=9 109Q232 

Retirada do nove da conta por constar como multiplicador e como divisor.

2,5108=109Q2 

2,5108109=Q2 

2,51089=Q2 

2,51017=Q2 

251011017=Q2 

2510117=Q2 

251018=Q2 

251018=Q 

5109C=Q 

Questão: 12

Alternativa D

Primeiramente, analisaremos as cargas elétricas. A partir disso, é possível ver que, como elas estão em contato, haverá uma troca de elétrons entre elas que só finalizará quando ambas estiverem com o mesmo valor de carga elétrica. Para encontrarmos esse valor, faremos uma média aritmética entre as cargas:

5+12=62=3 C 

Com os valores das cargas em mãos, substituiremos na fórmula da lei de Coulomb a fim de encontrar a força elétrica:

F=k|Q1||Q2|d2 

F=9109|3||3|32 

F=910999 

F=9109N 


Fonte: Brasil Escola - https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-forca-eletrica.htm