A Superfície Equipotencial é uma região do campo elétrico onde todos os seus pontos possuem o mesmo potencial elétrico. Lendo este artigo você aprenderá mais sobre o assunto e as fórmulas relacionadas. Ao final haverá exercícios sobre superfícies equipotenciais para testar o que aprendeu.
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- O que é uma Superfície Equipotencial?
- O que é um Campo Elétrico?
- Como se calcula o trabalho de uma força elétrica?
- Exercícios sobre Superfícies Equipotenciais
- Gabarito dos exercícios sobre Superfícies Equipotenciais
Quando você terminar as questões sobre superfícies equipotenciais, que tal testar seus conhecimentos no Melhor Simulado Enem do Brasil?
O que é uma Superfície Equipotencial?
Superfícies Equipotenciais são regiões do campo elétrico que irão apresentar um conjunto de pontos com o mesmo potencial elétrico.
Desse modo, as linhas de força do campo elétrico formam ângulos perpendiculares com a superfície dessa região. Ele também pode ser chamado de campo elétrico uniforme.
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O que é um campo elétrico?
Campo elétrico é o módulo da força elétrica exercida sobre cada unidade de carga colocada em uma região do espaço. Se aproximarmos duas cargas elétricas, o módulo da força elétrica naquela região será maior.
- Acesse nosso artigo de exercícios sobre campo elétrico e teste seus conhecimentos.
Como se calcula o trabalho de uma força elétrica?
O cálculo do Trabalho de uma Força Equipotencial irá utilizar o valor do potencial elétrico de um desses pontos, calculado por:
V= K . Qd
Onde:
V = potencial elétrico
k = constante eletrostática
Q = valor da carga puntiforme
d = distância que separa as cargas.
O Trabalho de uma Força Equipotencial pode ser calculado através da seguinte expressão:
w = q (Vb – Va)
Onde:
w = trabalho da força elétrica
q = valor da carga elétrica
(Vb – Va) = diferença do potencial elétrico
Observação:
O trabalho realizado por uma carga que se desloca dentro de uma região equipotencial sempre será nulo!
Exercícios sobre Superfícies Equipotenciais
Questão 1- (UFPA) Com relação às linhas de força de um campo elétrico, pode-se afirmar que são linhas imaginárias:
a) tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
b) tais que a perpendicular a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
c) que circulam a direção do campo elétrico;
d) que nunca coincidem com a direção do campo elétrico;
e) que sempre coincidem com a direção do campo elétrico.
Questão 2- (ACAFE) Entende-se que a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um campo elétrico corresponde:
a) à capacidade de armazenar carga elétrica
b) à energia consumida por um aparelho elétrico qualquer.
c) ao deslocamento dos elétrons livres entre dois pontos considerados.
d) ao trabalho (energia) realizado pela força elétrica entre dois pontos considerados por unidade de carga.
e) à energia consumida por unidade de tempo.
Questão 3- (Fuvest – 2015) Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 103 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem (considere: carga do elétron = – 1,6 x 10-19 C; carga do próton = + 1,6 x 10-19 C; aceleração local da gravidade = 10 m/s2)
a) o mesmo número de elétrons e de prótons.
b) 100 elétrons a mais que prótons.
c) 100 elétrons a menos que prótons.
d) 2000 elétrons a mais que prótons.
e) 2000 elétrons a menos que prótons.
Questão 4- (UECE – 2014) Considere o campo elétrico gerado por duas cargas elétricas puntiformes, de valores iguais e sinais contrários, separadas por uma distância d. Sobre esse vetor campo elétrico nos pontos equidistantes das cargas, é correto afirmar que
a) tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos.
b) tem a mesma direção da linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado.
c) tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado.
d) tem a mesma direção da linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos.
Questão 5- (Unirio-1998) Quando duas partículas eletrizadas com cargas simétricas são fixadas em dois pontos de uma mesma região do espaço, verifica-se, nesta região, um campo elétrico resultante que pode ser representado por linhas de força. Sobre essas linhas de força é correto afirmar que se originam na carga:
a) Positiva e podem cruzar-se entre si.
b) Positiva e não se podem cruzar entre si.
c) Positiva e são paralelas entre si.
d) Negativa e podem cruzar-se entre si.
e) Negativa e não se podem cruzar entre si.
- Muito bem! Você chegou à metade dos Exercícios sobre Superfícies Equipotencias. Continue fazendo o restante.
Questão 6- (ITA-SP) Considere as cargas elétricas q1 = 1C, situada em x = –2m, e q2 = –2C,situada em x = –8m.
Então, o lugar geométrico dos pontos de potencial nulo é
a) uma esfera que corta o eixo x nos pontos x = –4m e x = 4m.
b) uma esfera que corta o eixo x nos pontos x = –16m e x = 16m.
c) um elipsoide que corta o eixo x nos pontos x = –4m e x = 16m.
d) um hiperboloide que corta o eixo x no ponto x = –4m.
e) um plano perpendicular ao eixo x que o corta no ponto x = –4m.
Questão 7- (FESP-SP) Considere as seguintes afirmativas sobre o campo de uma carga puntiforme:
I) As superfícies equipotenciais são esféricas
II) As linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais
III) A intensidade do vetor campo elétrico varia inversamente com a distância do ponto à carga
São corretas :
a) I e III
b) II e III
c) I e II
d) todas
e) nenhuma
Questão 8- (FESP-SP) Considere as afirmações:
I. Percorrendo-se uma linha de força no seu sentido, o potencial elétrico, ao longo de seus pontos, aumenta.
II. As linhas de força são paralelas às superfícies eqüipotenciais.
III. Num campo elétrico uniforme, as superfícies eqüipotenciais são esféricas e concêntricas.
a) I
b) II
c) I e II
d) todas
e) nenhuma
Questão 9- (PUC-RJ) Uma partícula de massa 1,0.10-4kg e carga -1,0.10-6C é lançada na direção de um campo elétrico uniforme de intensidade 1,0.105V/m. A velocidade mínima de lançamento para que ela percorra 20 cm a partir da posição de lançamento, no sentido do campo, é de:
a) 14 m/s
b) 20 m/s
c) 26 m/s
d) 32 m/s
e) 38 m/s
Questão 10- (PUC-SP) Um campo elétrico é criado por uma carga puntiforme. As superfícies eqüipotenciais são superfícies concêntricas, com centro na carga. Considerando superfícies eqüipotenciais cujos correspondentes valores do potencial diferem por uma constante (por ex. 20, 18, 16, 14, …) podemos afirmar que estas superfícies se apresentam:
a) igualmente espaçadas;
b) cada vez mais espaçadas, à medida que a distância à carga aumenta;
c) cada vez mais juntas, à medida que a distância à carga aumenta;
d) mais afastadas ou mais juntas, dependendo do valor da carga que cria o campo;
e) n.d.a
- Parabéns, você fez todos os exercícios sobre Superfícies Equipotencias. Confira agora o Gabarito:
Gabarito dos exercícios sobre Superfícies Equipotenciais
Exercício resolvido da questão 1 –
Alternativa correta: letra a) tais que a tangente a elas em qualquer ponto tem a mesma direção do campo elétrico;
Exercício resolvido da questão 2 –
alternativa correta: letra d) ao trabalho (energia) realizado pela força elétrica entre dois pontos considerados por unidade de carga
Exercício resolvido da questão 3 –
Alternativa correta: letra b) 100 elétrons a mais que prótons.
Exercício resolvido da questão 4 –
Alternativa correta: letra d) tem a mesma direção da linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos.
Exercício resolvido da questão 5 –
Alternativa correta: letra b) Positiva e não se podem cruzar entre si.
Exercício resolvido da questão 6 –
Alternativa correta: letra a) I
Exercício resolvido da questão 7 –
Alternativa correta: letra c) I e II
Exercício resolvido da questão 8 –
Alternativa correta: letra e) nenhuma
Exercício resolvido da questão 9 –
Alternativa correta: letra b) 20 m/s
Exercício resolvido da questão 10 –
Alternativa correta: letra b) cada vez mais espaçadas, à medida que a distância à carga aumenta;
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