Lei de Gauss

01. A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está
imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e
com linhas de campo fazendo um ângulo de 35o com a normal.
Tome essa normal como “apontando para fora”, como se a
superfície fosse a tampa de uma caixa. Calcule o fluxo elétrico
através da superfície.
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Resposta: -0,015 N ⋅ m2/C
02. A figura mostra 5 partículas e suas cargas. Qual é o fluxo elétrico
que atravessa a superfície S1 se q1 = q4 = 3,1 nC, q2 =q3 = -5,9 nC e
q5 = 0.
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Resposta: -983 N ⋅ m2/C
03. Uma carga pontual produz um fluxo elétrico de – 750 N ⋅ m2/C
através de uma superfície esférica gaussiana de 10,0 cm de raio
com centro na carga.
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a) Se o raio da superfície gaussiana é multiplicado por dois, qual é
o novo valor do fluxo?
b) Qual é o valor da carga pontual?
Respostas: (a) – 750 N ⋅ m2/C; (b) -6,64 nC
04. Um elétron é liberado a partir do repouso a uma distância
perpendicular de 9,0 cm de uma barra não condutora retilínea muito
longa com uma densidade de cargas uniforme de 6µC/m. Qual o
módulo da aceleração inicial do elétron?
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Resposta: 2,1 ⋅ 1017 m/s2
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Resposta: -1,7 nC
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06. A figura mostra uma casca esférica com uma densidade FÍSICA
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volumétrica de cargas ρ = 1,84 nC/m3, raio interno a = 10,0 cm e raio
externo b = 2 ⋅ a. Determine o módulo do campo elétrico:
a) em r = 0
b) em r = a/2
c) em r = a
d) em r = 1,5 ⋅ a
e) em r = b
f) em r = 3 ⋅ b
Respostas: (a), (b) e (c) zero; (d) 7,32 N/C; (e) 12,1 N/C; (f) 1,35 N/C
07. Um fio reto, muito comprido e fino, está carregado com
-3,6 nC/m de carga negativa fixa. O fio é envolto coaxialmente por
um cilindro uniforme de carga positiva, com 1,50 cm de raio. A
densidade volumétrica de cargas ρ do cilindro é escolhida de forma
que o campo elétrico resultante é nulo fora do cilindro. Determine a
densidade de cargas positivas ρ necessária.
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Resposta: 5,09 µC/m3
08. Um condutor isolado de forma indefinida está carregado com
uma carga de 10 µC. Dentro do condutor há uma cavidade que
ontem uma carga puntiforme q = 3 µC. Qual a carga:
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a) nas paredes da cavidade e,
b) na superfície externa do condutor?
Respostas: (a) – 3 µC; (b) 13 µC
09. Um elétron é arremessado verticalmente para cima, com uma FÍSICA IN BOX
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velocidade vs = 2,0 ⋅ 105 m/s, a partir da vizinhança de uma placa de
plástico uniformemente carregada. A placa é não condutora e muito
extensa. A figura mostra a velocidade v em função do tempo t até o
elétron voltar ao ponto de partida. Qual é a densidade superficial de
cargas da placa?
Resposta: 2,9 ⋅ 10-6 C/m2
10. A figura mostra a seção de um tubo longo de metal, de paredes
finas, com um raio de 3,0 cm e uma carga por unidade de
comprimento λ = 2,0 ⋅ 10-8 C/m. Determine o módulo E do campo
elétrico a uma distância radial:
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a) r = R/2
b) r = 2R
c) faça um gráfico E em função de r para 0 ≤ r ≤ 2R.
Respostas: (a) zero (b) 6000 N/C