Roteiro de aulas experimentais

‘’’’’’’’’’’’’ Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias
Eletricidade e Magnetismo – ET72F - Laboratório
Profª Elisabete N Moraes
LISTA DE EXERCÍCIOS 2
LEI DE COULOMB, CAMPO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS
1. Entre duas cargas positivas, q1 e q2, separadas por uma distância r no vácuo e aparece uma força
F. Troca-se a carga q2, por outra com o dobro da sua carga e separa-se esta nova carga da carga
q1, por uma distância 2r, também no vácuo. Qual é a intensidade da força entre essa nova carga e
a carga q1? (R: F/2)
2. O gráfico ao lado representa o módulo da força com que duas
cargas pontuais Q1 e Q2 se repelem em função da distância ‘d’
entre elas. Pede-se o módulo de F1 e o produto Q1.Q2. (R: 2kN
e 80nC )
3. Nos vértices de um triângulo equilátero são colocadas 3 cargas de mesmo
módulo, cujos sinais são indicados na figura. Trace em cada vértice a resultante
das forças de interação entre as cargas elétricas.
R:
4. Duas cargas, q1 e q2, de mesmo sinal, estão fixas sobre uma reta e distantes de
4m. Entre q1 e q2 é colocada outra carga q3, distante 1m de q1. Sabendo que q1=5uC e que q3
permanece em equilíbrio, determine o valor de q2. (R: 45uC)
5. Uma carga de prova de valor igual a 3uC é colocada em um ponto P a uma distância d de uma carga
de 2uC que sofre uma força de repulsão de 5,4N. Pede-se o campo elétrico em P e a distância d. (R:
1,8MN/C e 10-1m)
6. Esboce as linhas de força que representam o campo elétrico do sistema a seguir:
- - - - - - - - - -- - - - - -
ENM
Nov/13
ExercLeiCoulGauss_CampoEletrico
1/4
‘’’’’’’’’’’’’ Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias
Eletricidade e Magnetismo – ET72F - Laboratório
Profª Elisabete N Moraes
7. Quando um condutor é submetido a um campo elétrico E , seus elétrons livres, sob a ação desse
campo, concentram-se em uma região do condutor. Das alternativas a seguir, a que representa
corretamente o fenômeno é:
8. Desenhe o vetor que melhor representa o campo elétrico resultante em P equidistante as cargas
+Q.
9. Com base na figura ao lado, pede-se:
a) Qual é o sinal do produto QA e QB?
b) Em que ponto, C ou D, o vetor campo elétrico é mais intenso?
Interessante link: http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2013/04/cursos-do-blog-eletricidade.html
Resposta 6
ENM
Resposta 7: a
Nov/13
Resposta 9: a) negativo b) C
ExercLeiCoulGauss_CampoEletrico
2/4
‘’’’’’’’’’’’’ Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias
Eletricidade e Magnetismo – ET72F - Laboratório
Profª Elisabete N Moraes
CAMPO ELÉTRICO UNIFORME: é aquele em o vetor campo
elétrico é constante em todos os pontos do campo, isto é, tem sempre
a mesma intensidade, direção e sentido.
Em um campo elétrico uniforme, as linhas de força são retas paralelas.
É o caso, por exemplo, do campo elétrico entre duas placas paralelas,
eletrizadas com cargas de sinais contrários.
O vetor E é constante, perpendicular às placas e orientado da placa
positiva para a negativa.
10. Duas placas paralelas, eletrizadas com cargas de sinais contrários, estão colocadas no vácuo a 10cm
de distância uma da outra. O campo elétrico produzido pelas placas tem intensidade de 60MN/C.
Uma carga elétrica puntiforme de 2uC e massa 5mg é abandonada na placa positiva. Supondo
desprezível a força de atração gravitacional sobre a carga elétrica, determine a intensidade.
a) Força atuante sobre a carga elétrica (R: 120N)
b) Aceleração da carga elétrica (R: 24.106 m/s2)
c) Velocidade com que a carga elétrica atinge a placa negativa (R: 2,2.103 m/s)
v 2 = v o2 + 2a.∆s
11. Uma partícula de água, com massa igual a 0,8 10-9 kg, eletrizada com carga Q=16.10-19 C está em
equilíbrio no interior de um campo elétrico uniforme de placas // e horizontais. Adotar g= 10 m/s2.
a) Represente as linhas de força desse campo. (R: vertical ascendente)
b) Calcule a intensidade do campo elétrico entre as placas. (R: 5GN/C)
12. Um quadrado de lado l = √2, acomoda em cada um de seus vértices 4 cargas elétricas.
Considerando que Q1=Q3=Q4= 1uC e Q2=-1uC, pede-se o módulo do vetor campo elétrico no
centro deste quadrado supondo K=9.109 Nm2/C2. (R: 18kN/C)
ENM
Nov/13
ExercLeiCoulGauss_CampoEletrico
3/4
‘’’’’’’’’’’’’ Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – Engenharias
Eletricidade e Magnetismo – ET72F - Laboratório
Profª Elisabete N Moraes
13. Uma superfície quadrada possui 3,2mm de lado. Ela está imersa num campo elétrico uniforme de
módulo 1800N/C. As linhas do campo formam e o ângulo de 35º conforme indica a figura. Calcular
o fluxo através da superfície.
φ = E S cos α [4]
φ = 1800.(0,0032) 2 cos(180º −35º )
φ = −0,0151 Nm 2 / C
14. Uma carga puntiforme de 1,8uC encontra-se no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55cm
de aresta. Calcule o valor do fluxo através desta superfície.
φ=
q
[ 2]
ε0
1,8.10 −6
φ=
8,85.10 −12
φ = 2,03.10 5 Nm 2 / C
15. Determinou-se experimentalmente que o campo elétrico numa certa região da atmosfera terrestre
está dirigido verticalmente para baixo. Numa altitude de 300m o campo tem módulo de 60N/C
enquanto que a 200m o campo vale 100N/C. Determine a carga líquida contida em um cubo de
100m de aresta, com as faces horizontais nas altitudes de 200 e 300m. Despreze a curvatura da
terra.
q = ε 0 . A.( E i − E s )
[3]
q = ε 0 .(100) 2 .(100 − 60)
q = −3,54 µC
ENM
Nov/13
ExercLeiCoulGauss_CampoEletrico
4/4