enunciados

1. A figura abaixo (à esquerda) mostra quatro situações nas quais partículas carregadas são fixadas sobre um
eixo. Em que situações existe um ponto à esquerda das partículas onde um elétron estará
em equilíbrio?
2. Na figura acima (à direita), uma partícula central com carga −q está rodeada por dois anéis circulares de
partículas carregadas, de raios r e R, com R >r. Quais a intensidade, a direção e o sentido da força eletrostática
resultante sobre a partícula central devido às outras partículas?
3. (a) Um bastão de vidro carregado positivamente atrai um objeto suspenso por um fio não-condutor. O objeto
está com certeza absoluta carregado negativamente, ou estar negativamente carregado é apenas uma
possibilidade?
(b) Um bastão de vidro carregado positivamente repele um objeto suspenso de forma semelhante. O objeto está
com certeza absoluta carregado positivamente, ou ele estar positivamente carregado é apenas uma
possibilidade?
4. Uma pessoa em pé sobre uma plataforma isolada eletricamente toca em um condutor carregado e
eletricamente isolado. Isto descarrega o condutor completamente?
5. Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 µC e a carga pontual q2 = − 47,0 µC para que a
força eletrostática entre elas tenha uma intensidade de 5,70 N?
6. Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3,2 x 10−3 m, são soltas a partir do
repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira partícula é de 7,0 m/s2 e que a da segunda é de 9,0
m/s2. Se a massa da primeira partícula for de 6,3 X 10−7 kg, quais serão (a) a massa da segunda partícula e (b)
a intensidade da carga de cada partícula?
7. Duas esferas condutoras isoladas idênticas 1 e 2 possuem cargas iguais e estão separadas por uma
distância que é grande, comparada com os seus diâmetros (figura a). A força eletrostática atuando na esfera 2
devido à esfera 1 é F. Suponha agora que uma terceira esfera idêntica, a esfera 3, tendo um cabo isolante e
inicialmente neutra, toque primeiro a esfera 1 (figura b), depois a esfera 2 (figura c) e finalmente seja removida
(figura d). Em termos da intensidade F, qual a intensidade da força eletrostática F' que atua agora sobre a
esfera 2?
8. Na figura ao lado: (a) quais as componentes horizontais e (b) quais as componentes
verticais da força eletrostática resultante sobre a partícula carregada no canto inferior
esquerdo do quadrado se q = 1,0 X 10−7 C e a = 5,0 cm?
9. Qual a carga total em coulombs de 75,0 kg de elétrons?
10. A intensidade da força eletrostática entre dois íons idênticos que estão separados por
uma distância de 5 X 10-10 m é 3,7 x 10-9 N. (a) Qual a carga de cada íon? (b) Quantos
elétrons estão "faltando" em cada íon (causando assim o desequilíbrio de carga do
íon)?
11. A figura ao lado mostra três linhas de campo elétrico. Quais a direção e o sentido
da força eletrostática sobre uma carga de teste positiva colocada (a) no ponto A e (b)
no ponto B? (c) Em que ponto, A ou B, a aceleração da carga de teste será maior se a
carga for solta?
12. A figura ao lado mostra dois prótons e um elétron que estão igualmente espaçados sobre um eixo. Onde
sobre o eixo (sem ser a uma distância infinita) existe um ponto no qual o campo
elétrico resultante das partículas é nulo: à esquerda das partículas, à sua direita,
entre os dois prótons ou entre o elétron e o próton mais próximo?
13. Na figura ao lado, duas partículas de carga −q estão dispostas simetricamente em
tomo do eixo y; cada uma delas produz um campo elétrico no ponto P sobre esse eixo.
(a) As intensidades dos campos em P são iguais? (b) Cada campo elétrico está
orientado no sentido da carga ou no sentido contrário ao da carga que o está
produzindo? (c) A intensidade do campo elétrico resultante em P é
igual à soma
dos módulos E dos dois vetores de campo (ela é igual a 2E)? (d) As componentes x
desses dois vetores de campo se somam ou se cancelam? (e) Suas componentes y
se somam ou se cancelam? (f) A direção
e o sentido do campo resultante em são os das componentes que se cancelam ou das
componentes que se somam? (g) Quais a direção e o sentido do campo resultante?
14. A figura ao lado mostra a trajetória da partícula I carregada
negativamente através de uma região retangular do campo
elétrico uniforme; a partícula é defletida na direção do topo da
página. (a) O campo está dirigido para a esquerda, para a direita,
para o alto da página ou para baixo da página? (b) Três outras
partículas carregadas são mostradas se aproximando da região
do campo elétrico. Quais delas são defletidas para cima da página
e quais são defletidas para baixo?
15. Na figura ao lado, as linhas de campo elétrico na esquerda possuem uma
separação que é o dobro da separação à direita. (a) Se a intensidade do
campo em A for de 40 N/C, que força atua sobre um próton em A? (b) Qual a
intensidade do campo em B?
16. Qual a intensidade de uma carga pontual cujo campo elétrico a uma distância de 50 cm possui a intensidade
de 2,0 N/C?
17. Um átomo de plutônio-239 possui um núcleo com raio de 6,64 fm e número atômico Z = 94. Supondo que a
carga positiva está distribuída uniformemente no interior do núcleo, quais a intensidade, a direção e o sentido do
campo elétrico na superfície do núcleo devidos à carga positiva?
18. Duas cargas pontuais, q1 = 2,1 X 10-8 C e q2 = −4,0q1 são fixadas com uma separação de 50 cm. Encontre o
ponto ao longo da linha reta que passa pelas duas cargas no qual o campo elétrico se anula.
19. Na figura abaixo (à esquerda), qual a intensidade do campo elétrico no ponto P devida às quatro cargas
pontuais mostradas?
20. Quais a
elétrico no centro do quadrado da figura
intensidade, a direção e o sentido do campo
acima (ao centro) se q = 1,0 X 10-8 C e a =
5,0 cm?
21. A figura acima (à direita) mostra dois anéis paralelos não-condutores dispostos com seus eixos centrais ao
longo de uma mesma linha. O anel 1 possui carga uniforme q1, e raio R; o anel 2 possui carga uniforme q2 e o
mesmo raio R. Os anéis estão separados por uma distância 3R. O campo elétrico resultante no ponto P sobre a
linha comum, a uma distância R do anel 1, é nulo. Qual o valor da razão q1/q2?
22. Um elétron é solto do repouso em um campo elétrico uniforme de intensidade igual a 2,00 x 104 N/C.
Calcule a aceleração do elétron. (Ignore a força de gravidade.)
23. Uma superfície possui o vetor área A = (2i + 3j)m. Qual o fluxo de um campo elétrico através dela se o campo
for (a) E = 4i N/C e (b) E = 4k N/C?
"
24. Na figura abaixo (à esquerda), uma superfície gaussiana completa envolve duas das quatro partículas
carregadas positivamente. (a) Quais das partículas contribuem para o campo elétrico no ponto P sobre a
superfície? (b) Qual fluxo resultante de campo elétrico através da superfície é maior (se não forem iguais): o
devido a q1 e q2 ou o devido a todas as quatro cargas?
25. A superfície quadrada mostrada na acima (à direita) mede 3,2 mm em cada lado. Ela está imersa em um
campo elétrico uniforme com intensidade E = 1800 N/C. As linhas de campo fazem um ângulo de 35° com uma
normal à superfície, como mostrado. Tome essa normal como a direção "que aponta para fora", como se a
superfície fosse uma das faces de uma caixa. Qual o fluxo elétrico resultante através da superfície?
26. Uma carga pontual de 1,8 µC está no centro de uma superfície gaussiana cúbica com arestas de 55 cm.
Qual o fluxo elétrico resultante através da superfície?
27. Observa-se experimentalmente que o campo elétrico em uma certa região da atmosfera da Terra está
dirigido verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m o campo possui uma intensidade de 60,0 N/C; a
uma altitude de 200 m, a intensidade é de 100 N/C. Determine a quantidade resultante de carga contida em
um cubo de 100m de aresta, com faces horizontais nas altitudes de 200 m e 300 m. Despreze a curvatura da
Terra.
28. Uma esfera condutora
uniformemente carregada de 1,2 m de diâmetro possui uma densidade superficial
de carga de 8,1 µC/m2. (a) Determine a carga resultante sobre a esfera. (b) Qual o fluxo elétrico total que sai
da superfície da esfera?
29. Uma linha de carga infinita produz um campo de 4,5 X 104 N/C a uma distância de 2,0 m. Calcule a
densidade linear de carga.
30. Duas esferas
concêntricas carregadas possuem raios de 10,0 cm e 15,0 cm. A carga sobre a esfera interna é
de 4,00 X 10-8 C, enquanto a carga sobre a esfera externa é de 2,00 X 10-8 C. Determine o campo elétrico (a) em
r = 12,0 cm e (b) em r = 20,0 cm.