Condutores em Equilíbrio Eletrostático 01. É dada uma esfera

COLÉGIO NOSSA SENHORA DE FÁTIMA
ALUNO(A): ____________________________________________________________ Nº _____
PROF.: Murilo Gomes Santos
DISCIPLINA: Física
SÉRIE: 3ª – Ensino Médio
TURMA: ______
DATA: ____________________
LISTA Nº 03 – FÍSICA II
Condutores em Equilíbrio Eletrostático
01. É dada uma esfera condutora de raio R = 1m, eletrizada e situada no vácuo. Em um ponto P à distância d = 3m do centro da
esfera, o campo elétrico tem intensidade 9.10-2 V/m. Determine:
a) a carga elétrica Q, distribuída pela superfície da esfera, admitindo Q > 0.
b) o potencial elétrico no ponto P à distância d = 3m do centro.
c) o potencial elétrico em qualquer ponto interno e da superfície.
d) a intensidade do campo elétrico num ponto da superfície.
e) a intensidade do campo elétrico num ponto externo e bem próximo à superfície.
02 Considere dois condutores esféricos de raios R1 e R2 com R1 > R2 e eletrizados, respectivamente, com cargas Q1 e Q2. Vamos
supor que os condutores estejam afastados e submetidos ao mesmo potencial V. qual deles apresenta maior densidade elétrica
superficial?
03. Numa superfície esférica condutora, de raio R = 2m, no vácuo, é supostamente isolada de outros corpos. Em um ponto p à
distância d = 8m do centro da superfície, o campo elétrico por ela estabelecido tem intensidade E = 8.10-2 V/m. Determine o potencial
elétrico Vo e a intensidade do campo elétrico Eo no centro da esfera. Considere positiva a carga da superfície esférica.
04. Uma esfera de raio R = 40 cm está em equilíbrio eletrostático no vácuo, eletrizada com carga Q = 8.10-6 C. Calcule a intensidade
do vetor campo elétrico:
a) nos pontos internos da esfera.
b) num ponto externo e extremamente próximo da superfície.
c) nos pontos da superfície da esfera.
d) num ponto situado a 5m do centro da esfera.
05. Retomando o exercício anterior, determine o valor do potencial elétrico:
a) nos pontos internos da esfera e nos pontos de sua superfície.
b) num ponto situado a 5m do centro da esfera.
06. Uma esfera metálica de raio R = 50 cm está uniformemente eletrizada com carga positiva Q = 25.10 -6 C. Estando ela no vácuo,
determine:
a) seu potencial elétrico.
b) sua densidade elétrica superficial.
07. Uma esfera condutora de raio R = 1,6 cm, inicialmente neutra, tem massa igual a 2,13225 g quando medida numa balança
eletrônica digital de grande precisão.;
a) qual a menor quantidade de elétrons que seria necessário fornecer a essa esfera para que a balança pudesse registrar o respectivo
acréscimo de massa? Desprezar eventuais interações elétricas com outros corpos.
b) supondo a esfera neutra, qual a quantidade de elétrons que deve ser retirada dessa esfera para que o potencial elétrico, em seu
interior seja de 0,90V?
08. Qual deve ser o raio de uma esfera condutora para que no vácuo tenha capacitância igual a 1F? É dada a constante eletrostática
no vácuo k = 9.109 N.m2/C2
09. Um condutor isolado possui carga elétrica Q = 10-6 C e potencial elétrico V = 103 V. Se sua carga for alterada para Q’ = 1,2.10-6 C,
qual será o seu novo potencial?
10. Considerando a Terra como um condutor esférico imerso no vácuo, calcule sua capacitância eletrostática. Admita o raio da Terra
igual a 6,3.106m.
11. Um condutor isolado no vácuo possui capacitância eletrostática C = 10-7 F. Sabendo-se que o potencial do condutor é V = 104 V,
determine sua carga elétrica. Se o condutor for esférico, qual será seu raio?
12. Sã dados três condutores carregados com cargas Q1 = 2,0 , Q2 = 6,0
e Q3 = 10 , respectivamente, e potenciais V1 =
3,0.103 V, V2 = 6,0.103 V e V3 = 6,0 . 103 V, respectivamente. Esses condutores, supostos bem afastados, são ligados por fios
metálicos. Uma vez estabelecido o equilíbrio elétrico, determine:
a) o novo potencial comum.
b) as novas cargas.
13. Três condutores de mesma capacitância C são eletrizados com cargas Q1, Q2 e Q3, respectivamente. Prove que, após o contato,
as novas cargas serão iguais. Prove, ainda, que a carga comum é a média aritmética das cargas Q1, Q2 e Q3.
14. Três condutores de mesma capacitância C são eletrizados e adquirem potenciais V1, V2 e V3, respectivamente. Prove que, após
o contato, o potencial comum é igual à média aritmética dos potenciais V1, V2 e V3.
15. (ITA-SP) Uma esfera condutora de raio 0,500 cm é levado a um potencial de 10,0 V. Uma segunda esfera, bem afastada da
primeira, tem raio de 1,00 cm e está ao potencial de 15,0 V. Elas são ligadas por um fio de capacitância desprezível. Sabendo que o
meio no qual a experiência é realizada é homogêneo e isotrópico, podemos afirmar que os potenciais finais das esferas serão:
a) 12,5 V e 12,5 V
b) 8,33 V para a primeira e 16,7 V para a segunda.
c) 16,7 V para a primeira e 8,33 V para a segunda.
d) 13,3 V e 13,3 V
e) zero para a primeira e 25,0 V para a segunda.
16. A figura representa duas esferas condutoras A e B, de raios R e 2R, respectivamente, no vácuo, ligadas por um fio condutor ideal.
Antes da ligação, A encontrava-se eletricamente neutra e B possuía carga Q. considere-se Ko a constante eletrostática no vácuo.
Após o equilíbrio eletrostático do sistema, pode-se afirmar:
(01) a carga B tem módulo igual a
.
(02) na superfície de A, o potencial elétrico é igual a
.
(04) na superfície de A e de B, o campo elétrico tem a mesma intensidade.
(08) o campo elétrico, no centro de A, é mais intenso do que no centro de B.
(16) a intensidade da força elétrica, entre as esferas, é igual a
.