lista de exercícios #1

LISTA DE EXERCÍCIOS #1 – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III
2º SEM/2013 – ENG DE PRODUÇÃO – PROF LEANDRO
PARTE 1 – LEI DE COULOMB
(a)1,60N; (b) 2,77N;
(a) -14cm; (b) 0
PARTE 2 – CAMPO ELÉTRICO
(1,02x105N/C)j
(a)1,38x10-10N/C (b)180°
1) A figura mostra um dipolo elétrico. Determine:
a) O módulo e b) a orientação (em relação ao semi-eixo x positivo) do campo
elétrico produzido em um ponto P situado a uma distância r>>d. R. a)
qd
b) -90°
4 0 r 2
2) A figura mostra dois anéis não-condutores paralelos, com os centros sobre a
mesa reta perpendicular aos planos dos anéis. O anel 1, de raio R, possui uma
carga uniforme q1; o anel 2, também de raio R, possui uma carga uniforme q2.
Os anéis estão separados por uma distância d=3,00R. O campo elétrico no
ponto P situado na reta que passa pelos centros dos anéis, a uma distância R do
anel 1, é zero. Determine a razão q1/q2. R. 0,506
3) Uma haste fina não-condutora de comprimento finito L possui uma carga q
distribuída uniformemente ao longo deste comprimento. Mostre que:
q
1
E
2 0 y L2  4 y 2 12


Fornece a intensidade E do campo elétrico no ponto P sobre a bissetriz do
segmento formado pela haste.
4) A que distância ao longo do eixo central de um disco de plástico uniformemente
carregado de raio R a intensidade do campo elétrico é igual a metade da
intensidade do campo no centro da superfície do disco? R. R/√3
5) Um sistema de nuvens carregadas produz um campo elétrico no ar próximo à
superfície da Terra. Uma partícula com carga -2,0.10-9 C sofre a ação de uma
força eletrostática de 3,0.10-6 N para baixo quando colocada neste campo. a)
Qual a intensidade do campo elétrico? b) Qual a intensidade, a direção e o
sentido da força eletrostática exercida sobre um próton colocado neste campo?
c) Qual a intensidade da força gravitacional que age sobre o próton? R. a) 1,5
.103 N/C; b) 2,4.10-16 N vertical p/ cima c) 1,6.10-26 N
6) Um dipolo elétrico é formado por cargas +2e e -2e e separadas de 0,78 nm. Ele
está em um campo elétrico com intensidade de 3,4 .106N/C. Calcule a
intensidade do torque que age sobre o dipolo quando o momento de dipolo for:
a) paralelo; b) perpendicular; c) anti-paralelo ao campo elétrico; R. a) 0; b)
8,5.10-22 N.m c) 0
7) Qual é o trabalho necessário para fazer girar de 180° um dipolo elétrico em um
campo elétrico uniforme de módulo E=46,0 N/C se p=3,02.10-25 C.m e o ângulo
inicial é 64°? R. 1,22.10-23J
8) Um campo elétrico uniforme existe em uma região entre duas placas com
cargas elétricas opostas. Um elétron é liberado a partir do repouso da superfície
da placa negativamente carregada e atinge a superfície da outra placa, a 2,0 cm
de distância, em 1,5 .10-8 s. a) Qual é a velocidade do elétron ao atingir a
segunda placa? b) Qual é o módulo do campo elétrico E? R. a) 2,7 .106 m/s b)
1,0kN/C
PARTE 3 – LEI DE GAUSS
Na figura abaixo um próton se encontras a uma distância d/2 de um quadrado com aresta igual
a d. Qual o módulo do fluxo através da superfície? (Pense no quadrado como uma das faces de
um cubo de aresta d)
.
3,01nN
-1,70nC
(a)0,214 N/C; (b)para dentro; (c)0,855 N/C; (d) para fora; (e)-3,40x10-12C; (f) -3,40x10-12C
(a)0; (b)0; (c) (-7,91x10-11N/C)i
(a)2,20x104 N/C; (b)1,35x104 N/C
PARTE 4 – POTENCIAL ELÉTRICO
8,8mm
-32V
(a)24,3mV; (b)0
47,1µV
(-4,0x10-16N)i+(1,6x10-16N)j
(a)próton; (b)65,3km/s