Exercícios Resolvidos de Cálculo do Potencial a partir do Campo Elétrico

Ver Teoria

Enunciado

10ª questão - Uma partícula carregada positivamente é solta a partir do repouso no ponto P 1 em uma região sob influência de um campo eletrostático. Observa-se que ela então passa pelo ponto P 2 com velocidade v 2 = v i depois pelo ponto P 3 com velocidade v 3 = -   v j , onde i e j são os vetores unitários nas direções x e y . Sabe-se que apenas a força elétrica realiza trabalho. A respeito dos potenciais elétricos nos pontos P 1 , P 2 e P 3 , denominados respectivamente V 1 , V 2 e V 3 , podemos afirmar:

A) V 1 < V 2 < V 3

B) V 1 > V 2 > V 3

C) V 1 = V 2 = V 3

D) V 1 < V 2 = V 3

E) V 1 > V 2 = V 3

Passo 1

Iae, como vai? Essa questão está um pouco complicada? Fique tranquilo que vamos tentar te ajudar. 😎👍

Essa é uma questão bem conceitual!

Temos um uma partícula carregada positivamente situada no ponto P 1 .

Então ela é solta e, por conta de um campo elétrico, ela começa a se mover e passa pelo ponto P 2 com uma velocidade de v i .

Logo em seguida, vemos que essa partícula passa pelo ponto P 3 com uma velocidade de - v j .

Com essas informações, temos que descobrir qual é a ordem do potencial elétrico dos pontos P 1 , P 2 e P 3 .

Tem ideia de como fazer isso? 🤔🤔

Para resolver essa questão, vamos lembrar do conceito de conservação de energia.

Para um sistema adquirir energia cinética, deve haver a transformação de energia potencial para energia cinética.

Lembra de Física 1? A ideia é exatamente a mesma.

Entendeu? Bora ver como é nesse caso! 😁

Passo 2

A princípio nossa partícula está parada no ponto P 1 e quando ela é solta, ela se move para o ponto P 2 , ou seja, ela adquire energia cinética e se move.

Com isso, podemos dizer que V 1 > V 2 pois a energia potencial presente na partícula no ponto P 1 por conta do campo elétrico fez com que a partícula adquirisse energia cinética em direção a P 2 .

Entendeu?

Agora que nossa partícula passou por P 2 ela foi em direção a P 3 e nesse ponto ela passa com velocidade de - v j .

O modulo da velocidade da partícula em P 2 e P 3 são iguais portanto, a energia cinética em P 2 e P 3 são as mesmas.

Com isso, se a energia cinética é igual, certamente a energia potencial também é a mesma. Lembra, o princípio da conservação de energia faria a energia cinética variar se o potencial variasse.

Logo V 2 = V 3 .

Tranquilo até aqui? 😉

Juntando os resultados que obtivemos, temos que V 1 > V 2 = V 3 , logo, a alternativa E) condiz com o que encontramos.

E todos viveram felizes para sempre. Fim! 😉 Entendeu tudo? Responde Aí

Resposta

E) V 1 > V 2 = V 3

Exercícios de Livros Relacionados

Se uma esfera condutora deve ser carregada com um potencial de 10,0k V , qual é o menor raio possível da esfera para que o campo elétrico próximo à superfície da esfera não exceda a resistência do ar?
Um campo elétrico é dado pela expressão E → = b x 3i ^ , onde b = 2,00k V / m 4 . Determine a diferença de potencial entre o ponto x = 1,00m e o ponto x = 2,00m . Qual destes pontos está em um potenci
Quando você toca em um amigo depois de ter caminhado sobre um tapete em um dia seco, você gera, tipicamente, uma faísca de aproximadamente 2,0 mm. Estime o valor da diferença de potencial entre você e
Três cargas puntiformes idênticas, cada uma com uma carga igual a q , estão no plano x y . Duas das cargas estão no eixo y em y = - a e y = + a , e a terceira carga está no eixo x em x = a . (a) Deter
Um campo elétrico uniforme está na direção - x . Os pontos a e b estão no eixo x , com a em x = 2,00m e b em x = 6,00m . (a) A diferença de potencial V b - V a é positiva ou negativa? (b) Se V b - V a