FÍSICA III 1. A - Web Giz

Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
LISTA DE EXERCÍCIOS 6 - FÍSICA III
1. A figura seguinte mostra uma seção de uma barra cilíndrica de plástico
infinitamente longa, com uma densidade linear de carga positiva uniforme λ.
Determine uma expressão para a intensidade do campo elétrico E a uma
distância r do eixo da barra.
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
2. Uma carga puntiforme de 1,84µC está no centro de uma superfície gaussiana
cúbica com 55 cm de aresta. Calcule ɸE através da superfície.
Resolução
Considere o seguinte esquema
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
3. Uma carga puntiforme +q está à distância d/2 diretamente acima do centro de
uma superfície quadrada de lado d, conforme mostra a fig. 24. Calcule o fluxo
elétrico através do quadrado. (Sugestão: Raciocine como se o quadrado fosse a
face de um cubo de aresta d.)
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
4. Uma carga puntiforme q está colocada no vértice de um cubo de aresta a. Qual o
fluxo através de cada uma das faces do cubo? (Sugestão: Utilize a lei de Gauss e
argumentos de simetria.)
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
5. Um longo tubo metálico de raio R = 3,0 cm, com paredes condutoras finas, tem
uma densidade linear de cargas λ = 2,0 x 10-8 C/m. Determine o campo elétrico a
distâncias r = 1,5 cm e r = 5,0 cm do eixo do tubo.
Resolução:
(a) r = 1,5 cm está dentro do tubo. A gaussiana S é um cilindro de raio r < R e altura
h. O fluxo elétrico por S foi encontrado como sendo
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
6. Veículos espaciais que passam pelos cinturões de radiação da terra colidem com
elétrons confinados ali. Como no espaço não há potencial elétrico de terra, o
acúmulo de cargas é significativo e pode danificar os componentes elétricos,
provocando perturbações de circuitos de controle e disfunção operacionais. Um
satélite esférico de metal, com 1,3 m de diâmetro acumula 2,4 µC de carga ao
completar uma revolução em órbita. (a) Calcule a densidade superficial da carga.
(b) Calcule o campo elétrico resultante imediatamente fora da superfície do
satélite. OBS> A densidade superficial de carga σ é a razão entre a carga total
dispersa na superfície do satélite Q e área dessa superfície A.
Resolução
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
7. Considere uma esfera maciça de raio R = 3,0 cm uniformemente carregada com
uma carga Q = + 5,0 nC. Calcule o campo elétrico para pontos situados à
distância radial de r = 2,0 cm.
Resolução:
O fluxo elétrico, devido à simetria esférica, continua sendo dado por Ф = E(4pr)
que, pela lei de Gauss, é proporcional à carga q envolvida pela gaussiana esférica de
raio r. Supondo uma densidade volumétrica de carga uniforme
www.univertix.com.br
Bacharelado em Engenharia Civil
Física III
Profª.: Ddr. Mariana de F. Gardingo Diniz
www.univertix.com.br