Engenharia Informática Bloco 1 – 2007/2008 Lista 1 de Problemas de Física geral II 1. Interacções e Campos Dado: kvácuo = 9 109 N.m2/C2, G 6.67 1011 Nm2/kg2. 1.1 Utilize a lei de força gravitacional para calcular a massa da Terra. 1.2 Uma consequência importante da identidade entre massas gravitacional e inercial é que quando dois corpos exercem forças gravitacionais entre si, a aceleração de cada corpo é proporcional à massa do outro. Consideremos dois corpos de massa m1 e m2 separados de uma distância r. Calcule a relação entre as duas acelerações. 1.3 Se existe uma força atractiva entre todos os objectos, porque não somos atraídos pelos edifícios massivos em nossa vizinhança? 1.4 Em quanto diminui a força gravitacional entre dois objectos quando a distância entre seus centros é dobrada? E triplicada? E aumentada em 10 vezes? 1.5 Determine o número de cargas eléctricas elementares existentes numa carga de 1 C. 1.6 Qual o valor da força eléctrica entre duas cargas pontuais, Q1 = 3 μC e Q2 = -2 μC, separadas, no vácuo, com distâncias que assumem sucessivamente os valores d1 = 20 mm, d2= 40 mm? 1.7 Duas cargas eléctricas iguais, colocadas no ar à distância de 5 cm repelem-se com a força de 9 N. Calcular o valor dessas cargas. 1.8 Qual é a força eléctrica entre duas cargas de 1C separadas por (a) 1m e (b) 1km? 1.9 Dois corpos foram electrizados positivamente. Um dos corpos ficou com uma carga de 1.2 105 C e o outro com uma carga de 1.3 107 C. Determine a força de repulsão que aparecerá entre eles, se forem colocados a uma distância de 103 m um do outro. 1.10 Determine a razão entre o valor de Fe da força eléctrica de Coulomb e o valor de Fg da força gravitacional, entre dois electrões no vácuo. 1.11 Três cargas pontuais estão colocadas no eixo OX como se vê na figura abaixo. Determine a força resultante exercida sobre a carga de -5C pelas outras duas cargas. Ana Rodrigues 1 1.12 Duas cargas são colocadas sobre o eixo OX: +3.0 μC no ponto x=0 e -5.0 μC no ponto x=40 cm. Onde se deve colocar uma terceira carga q para que a força resultante que sobre ela exerce seja nula? 1.13 Três cargas pontuais são colocadas nos seguintes pontos do eixo OX: +2.0 μC em x=0, -3.0 μC em x=40 cm, -5.0 μC em x=120 cm. Determine a força: a) Sobre a carga de - 3.0 μC. b) Sobre a carga de -5.0 μC. 1.14 A partir da situação da figura abaixo determine: a) O valor do campo eléctrico no ponto P. b) A força sobre uma carga de 4.0 10 8 C colocada em P. c) O ponto onde o campo eléctrico se anula (na ausência da carga 4.0 10 8 C). 1.15 Que cargas positivas iguais teriam de ser colocadas na Terra e na Lua para neutralizar a atracção gravitacional entre elas? Dados: mT 5.98 1024 kg e mL 7.36 1022 kg. a) E necessário saber a distância entre a Terra e a Lua para resolver este problema? Explique. b) Quantos quilogramas de hidrogénio seriam necessários para fornecer a carga positiva calculada na alínea (a)? 1.16 Um electrão num tubo de TV move-se a 7 106 m/s num campo magnético de intensidade 8 mT. a) Supondo que o campo é perpendicular a velocidade do electrão, determinar a intensidade da força sentida pelo electrão devido a este campo. b) Considerando que num determinado ponto a aceleração do electrão é 4.9 1014 m/s2 e o campo magnético deixa de ser perpendicular a velocidade do electrão. Qual é o ângulo entre a velocidade do electrão e o campo magnético? 1.17 Um protão que se move num ângulo de 23 em relação a um campo magnético de intensidade 2.6 mT experimenta uma força magnética de 6.5 101 7 N. Calcular: a) A velocidade escalar do protão. b) A energia cinética em electrão-volt do protão. Ana Rodrigues 2