Exercícios Resolvidos de Energia Potencial e Trabalho

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Enunciado

Um estudante escreve as seguintes afirmações sobre campos elétricos:

  1. Há uma força sobre uma carga colocada em um campo elétrico.
  2. Quando um campo elétrico é aplicado a um condutor, as cargas elétricas livres do condutor se movem.
  3. Realiza-se um trabalho sempre que uma carga se move em um campo elétrico.

Qual(is) das afirmações é(são) correta(s)?

a Somente I;

b Somente II;

c Somente I e III;

d Somente I e II;

e I, II e III;

Passo 1

Vamos analisar cada uma das afirmações separadamente, beleza?

I) Há uma força sobre uma carga colocada em um campo elétrico.

Se uma carga q for colocada em uma região com campo elétrico E , agirá sobre ela uma força dada por:

F = q E

Assim, a afirmação está correta.

Passo 2

II) Quando um campo elétrico é aplicado a um condutor, as cargas elétricas livres do condutor se movem.

Vamos pensar assim, quando é aplicado um campo elétrico a um condutor, agirá sobre as cargas elétricas uma força elétrica que irá mover as cargas livres.

Quando se fala em corrente elétrica, o campo elétrico E está diretamente associado à densidade de corrente elétrica J em um fio condutor através da equação:

E = ρ J

Onde ρ corresponde à resistividade do fio condutor.

Logo, a afirmação está correta.

Passo 3

III) Realiza-se um trabalho sempre que uma carga se move em um campo elétrico.

O trabalho, por definição é dada por:

W 1 → 2 = ∫ 1 2 F → ∙ d r →

Sabendo que a força elétrica que age sobre uma carga quando a mesma é colocada em uma região com campo elétrico é dada por:

F = q E

Temos que:

W 1 → 2 = q ∫ 1 2 E → ∙ d r →

Assim, a equação acima calcula o trabalho realizado sobre a carga q pelo campo elétrico E entre os pontos 1 e 2.

Se a gente pensar numa situação especial onde o deslocamento for perpendicular ao campo elétrico, então o produto escalar dentro da integral é nulo e nenhum trabalho é realizado!

Assim, NEM SEMPRE, um trabalho é realizado quando uma carga se move em um campo elétrico!

Dessa forma, a afirmação está incorreta.

A opção certa é a letra d .

Resposta

d I e II;

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