Física

Lista de Exercício – Potencial Elétrico
1 - Uma certa bateria de automóvel de 12 V pode fazer passar uma carga de 84 Ah (ampères-horas) por um circuito, de um terminal para o outro da bateria. (a) A quantos coulombs corresponde essa quantidade de carga? (b) Se toda a carga sofre uma variação de potencial elétrico de 12 V, qual é a energia envolvida?

Sabendo que 1 hora = 3600 segundos = 3,6.103 segundos

q = 80 Ah = (80) . (3,6.103) = 2,88.105 C

b) U = q .V = (2,9 .105) .(12)

U = 3,5 .106 J:

2 - A diferença de potencial elétrico entre a terra e uma nuvem de tempestade é 1,2.109 V. Qual é o módulo da variação da energia potencial elétrica de um elétron que se desloca da nuvem para a terra? Expresse a resposta em elétrons-volts.

U = q.ΔV = 1 e .1,2 . 109 = 1,2 .109 eV = 1, 2 GeV ou U = U = q .ΔV = (1,6.10-19) .(1,2 . 109) = 1,92 .109 J
3 - Boa parte do material dos anéis de Saturno está na forma de pequenos grãos de poeira com um raio da ordem de 10-6 m. Os grãos se encontram em uma região onde existe um gás ionizado rarefeito e podem acumular elétrons em excesso. Suponha que os grãos são esféricos, com um raio R = 1,0 . 10-6 m. Quantos elétrons um grão teria que recolher para adquirir um potencial de -400 V na superfície? (Considere V = 0 no infinito.)

sendo

Temos

logo sabendo que e = 1,6.10-19 C

= 2,8.105 elétrons

4 - Duas placas paralelas condutoras de grande extensão estão separadas por uma distância de 12 cm e possuem densidades superficiais de cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos nas faces internas. Uma força eletrostática de 3,9.10-15 N age sobre um elétron colocado na região entre as duas placas. (Despreze o efeito de borda.) (a) Determine o campo elétrico na posição do elétron. (b) Determine a diferença de potencial entre as placas.

a) E =F.e = (3,9.10-15).(1,6.10-19)=2,4.104 N/C

b)

ΔV= E.d = (2,4.104).(0,12)=2,9.103 V

5 - Duas placas metálicas