Como a distância entre as cargas altera a força elétrica que atua entre elas?

Na resolução de exercícios sobre força elétrica, são necessários conhecimentos sobre as propriedades das cargas elétricas e a Lei de Coulomb.

Publicado por: Mariane Mendes Teixeira em Exercícios de Física

Questão 1

(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.

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Questão 2

(UF - JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se:

a) 3 vezes menor

b) 6 vezes menor

c) 9 vezes menor

d) 12 vezes menor

e) 9 vezes maior

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Questão 3

Duas cargas puntiformes igualmente carregadas com carga elétrica de 3μC estão afastadas uma da outra por uma distância igual a 3 cm e no vácuo. Sabendo que K0 = 9.109 N.m2/C2, a força elétrica entre essas duas cargas será:

a) de repulsão e de intensidade de 27 N

b) de atração e de intensidade de 90 N

c) de repulsão e de intensidade de 90 N

    d) de repulsão e de intensidade de 81 N

    e) de atração e de intensidade de 180 N

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    Questão 4

    Uma esfera carregada eletricamente com uma carga Q = 5 nC é colocada na presença de um campo elétrico e de intensidade 5 N/C. A intensidade da força elétrica que atua sobre a esfera é:

    a) 10 . 10-10 N

    b) 2,5. 10-10 N

    c) 1 . 10-10 N

    d) 2,5 . 10-8 N

    e) 50 . 10-9 N

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    Respostas

    Resposta Questão 1

    A Lei de Coulomb é escrita matematicamente da seguinte forma:

    F = K0.Q1.Q2
            d2

    A partir dessa equação, vemos que a força elétrica é diretamente proporcional ao valor das cargas elétricas que interagem e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Assim, a única opção correta é a afirmativa I, conforme a letra A.

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    Resposta Questão 2

    A força elétrica é dada pela expressão:

    F = K0.Q1.Q2
            d2

    Aumentando a distância de d para 2d, a força elétrica passa a ser:

    F' = K0.Q1.Q2
             (3d)2

    Resolvendo o denominador da equação, encontramos:

    F' = K0.Q1.Q2
              9d2

    Assim, podemos reescrever que:

    F' = F
          9

    Ou seja, se triplicarmos a distância, a força elétrica será nove vezes menor, conforme a alternativa C.

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    Resposta Questão 3

    Dados:

    K0 = 9.109 N.m2/C2
    Q1 = Q2 = 3μC = 3.10-6 C
    d = 3 cm = 3 . 10-2 m

    Utilizamos a equação:

    F = K0.Q1.Q2
             d2

    Substituindo os dados, temos:

    F = 9.109. 3.10-6. 3.10-6
          (3.10-2)2

    F = 81. 10-3
               9.10-4

    F = 90 N

    Como as duas cargas são idênticas, elas têm o mesmo sinal, portanto, a força é de repulsão, visto que cargas com sinais iguais repelem-se. Assim, a alternativa correta é a letra C.

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    Resposta Questão 4

    Dados:

    E = 5 N/C
    Q = 5 nC = 5.10-9 C

    Usamos a equação:

    F = E.Q
    F = 5 . 5.10-9
    F = 25 . 10-9 N
    F = 2,5 . 10-8N

    Alternativa D

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    Como a distância entre as cargas altera a força elétrica que atua entre elas?

    Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

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    569 palavras 3 páginas

    Exercícios sobre a lei de Coulomb
    1. Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma distância de 4x10-2 m e se repelem com uma força de 27x10-4 N. Suponha que a distância entre elas tenha sido aumentada para 12x10-2 m.
    a) Quantas vezes maior tornou-se a distância entre as carga?
    b) A força entre as cargas aumentou ou diminuiu? Quantas vezes?
    c) Então, qual o novo valor da força de repulsão entre as cargas?
    Respostas:
    a) 3 vezes b) diminuiu, 9 vezes

    c) 3,0x10-4 N

    2. Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma distância de 15 cm. Altera-se a distância entre estas cargas até que a força elétrica entre elas se torne 25 vezes maior.
    a) A distância entre estas cargas foi aumentada ou reduzida? Quantas vezes?
    b) Então, qual é o novo valor da distância entre as duas cargas?
    Respostas:
    a) reduzida de 5 vezes

    b) 3,0 cm

    3. A figura mostra duas cargas puntiformes Q1 e Q2, ambas positivas e tal que Q1 é maior do que Q2. Deseja-se colocar uma carga q, também puntiforme, na reta que passa por Q1 e Q2, de tal modo que ela fique em equilíbrio. Para isto, a carga q que deve ser colocada:
    a) À esquerda de Q1.
    b) no ponto médio entre Q1 e Q2.
    --------•------------------•---------c) Entre Q1 e Q2 e mais próximo de Q1.
    +Q1
    +Q2
    d) Entre Q1 e Q2 e mais próximo de Q2.
    e) À direita de Q2.
    Resposta: d

    4. Na questão anterior, indique a alternativa que seria correta se Q1 fosse positiva e Q2 fosse negativa (considere, ainda, que o módulo de Q1 é maior do que o de Q2).
    Resposta: e

    5. Duas cargas puntiformes Q1 = 4µC e Q2 = ̶ 1,5µC estão afastadas de 15 cm. Uma carga positiva q = 2x10-7C é colocada no ponto P1 situado a 5,0 cm de Q2.
    +Q1
    ̶ Q2
    •----------------•--------•--------•
    P2
    P1

    a) Qual o módulo e o sentido da força exercida por Q1 sobre q?
    b) Qual o módulo e o sentido da força exercida por Q2 sobre q?
    c) Qual o módulo e o sentido da força elétrica resultante que atua sobre q?
    Respostas:
    a) 0,18 N para a


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