Lista 02 de exercícios

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia – IFB
Campus Taguatinga
Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial
Disciplina: Eletricidade Básica
professor Lucas Moreira
Lista 02 de exercícios
1- Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de distância tem módulo de
2,0 N/C?
2- Qual é o módulo de uma carga pontual capaz de criar um campo elétrico de 1,0 N/C em um
ponto a 1,0 m de distância?
3- Duas partículas são mantidas fixas sobre o eixo x, uma com carga 2x10-7 C e outra com carga
-2x10-7 C, separadas por uma distância de 15,0 cm. Qual o campo elétrico no ponto médio entre as
duas cargas?
4- A figura abaixo mostra 4 sistemas nos quais quatro partículas carregadas estão uniformemente
espaçadas à direita e à esquerda de um ponto central. Os valores das cargas estão indicados na
figura. Ordene os sistemas em ordem decrescente de acordo com o módulo do campo elétrico no
ponto central.
5- Duas partículas são mantidas fixas sobre o eixo x: a partícula 1, de carga -2,0x10-7 C, no ponto x
= 6,0 cm, e a partícula 2, de carga +2,0x10 -7 C, no ponto x = 21,0 cm. Qual é o campo elétrico total
a meio caminho entre as partículas (indique também direção e sentido)?
6- Duas partículas são mantidas fixas no eixo x: a partícula 1 de carga q 1 = 2,1x10-8 C, no ponto x =
20,0 cm, e a carga q2 = -4q1, no ponto x = 70,0 cm. Em que ponto no eixo x o campo elétrico total é
nulo?
7- Na figura abaixo, a partícula 1 de carga q 1 = -5q, e a partícula 2 de carga q 2 = +2q, são mantidas
fixas sobre o eixo x. Em que ponto do eixo x, em termos da distância L, o campo elétrico total é
nulo?
8- Na figura abaixo, as quatro cargas formam um quadrado de lado a = 5,0 cm. Os valores das
cargas são q1 = 10,0 nC, q2 = -20,0 nC, q3 = 20,0 nC e q4 = -10,0 nC. Qual o campo elétrico no
centro do quadrado expresso na base canônica?
9- Considerando as quatro partículas fixas abaixo com cargas q 1 = q2 = q3 = +5e e q4 = -12e, a
distância d = 5,0 μm. Qual o módulo do campo elétrico no ponto P?
10- A figura abaixo mostra duas partículas carregadas mantidas fixas sobre o eixo x: -q = -3,2 x 10-19
C, no ponto x = -3,0 m e q = 3,2 x 10 -19 C, no ponto x = 3,0 m. Determine (a) o módulo e (b) a
orientação do campo elétrico resultante no ponto P, para o qual y = 4,0 m.
11- As três partículas abaixo são mantidas fixas com distância a = 6,0 μm. Os valores das cargas são
q1 = q2 = +e e q3 = +2e. Determine (a) o módulo e (b) a direção e o sentido do campo elétrico
resultante no ponto P.
12- A figura abaixo mostra duas cargas sobre um anel plástico de raio R = 50,0 cm. A carga 1
(Conta 1) possui uma carga de +2,0 μC, que é mantida fixa à esquerda do disco. A carga 2 (Conta
2), de carga +6,0 μC, pode ser deslocada ao longo do anel. Determine (a) um valor positivo e (b) um
valor negativo para o ângulo θ para que o campo elétrico resultante no interior do anel tenha
módulo E = 2,0 x 10-5 N/C.
13- (a) Uma carga de -300e está uniformemente distribuída em um arco de circunferência de 4,0 cm
de raio, que subtende um ângulo de 40º. Qual a densidade linear de cargas do arco? (b) Uma carga
de -300e está uniformemente distribuída em uma superfície de um disco circular de raio 2,0 cm de
raio. Qual a densidade superficial de cargas desse disco? (c) Uma carga de -300e está
uniformemente distribuída na superfície de uma esfera de 2,0 cm de raio. Qual a densidade
superficial de cargas da esfera? (d) Uma carga de -300e está uniformemente distribuída em uma
esfera de 2,0 cm de raio. Qual a densidade volumétrica de cargas da esfera?
14- A figura abaixo mostra dois anéis não-condutores paralelos, com centros sobre a mesma reta
perpendicular aos planos dos anéis. O anel 1, de raio R, possui uma carga uniforme q 1, o anel 2 de
mesmo raio possui uma carga q2. Os anéis estão separados por uma distância d = 3R. 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.
15- A figura abaixo mostra dois anéis concêntricos de raios R e R' = 3R, que estão no mesmo plano.
O ponto P está no eixo central z, a uma distância D = 2R do centro dos anéis. O anel menor tem
uma carga uniformemente distribuída +Q. Em termos de Q, qual deve ser a carga uniformemente
distribuída no anel maior para que o campo elétrico no ponto P seja nulo?
16- Um disco de 2,5 cm de raio possui uma densidade superficial de cargas de 5,3 μC/m2 na
superfície superior. Qual o módulo do campo elétrico produzido pelo disco em um ponto sobre o
eixo central a uma distância z = 12 cm do centro do disco?
17- Um elétron é liberado a partir do repouso em um campo elétrico uniforme de módulo 2x10 4
N/C. Determine a aceleração do elétron. (ignore os efeitos gravitacionais)
18- Um elétron está sobre o eixo de um dipolo elétrico, a 25 nm de distância do centro do dipolo.
Qual o módulo da força eletrostática a que está submetido o elétron se o momento do dipolo
3,6x10-29 C m? Suponha que a distância entre as cargas do dipolo seja muito menor que 25 nm.
19- Uma partícula alfa (núcleo de um átomo de Hélio) tem uma massa de 6,64x10 -27 kg e uma carga
de +2e. Determine o módulo do campo elétrico capaz de equilibrar o peso da partícula.
20- O ar úmido se torna um condutor (as moléculas se ionizam) quando é submetido a um campo
elétrico maior que 3,0x106 N/C. Para esse valor de campo, determine o módulo da força
eletrostática a que é submetido um elétron.
21- Um elétron com uma velocidade de 5,0x108 cm/s entra em uma região que existe um campo
elétrico uniforme de 103 N/C, e se move paralelamente ao campo, sendo desacelerado por esse.
Determine (a) a distância percorrida pelo elétron até inverter seu movimento e (b) o tempo
necessário para que o elétron inverta seu movimento.
22- Um elétron é liberado a partir do repouso no eixo central de um disco uniformemente carregado
de raio R. A densidade superficial de carga do disco é 4,0 μC/m2. Determine o módulo da
aceleração inicial do elétron se ele for liberado a uma distância de (a) R, (b) R/100 e (c) R/1000 do
centro do disco. (d) Por que o módulo da aceleração quase não varia com a distância entre a carga e
o disco?