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Universidade Federal do Recôncavo da Bahia GCET823 - Física III Lista 2 (Atualizada em novembro de 2021) Campo elétrico 1. Uma carga puntiforme está na origem. Determine o vetor unitário �̂� para um ponto do campo elétrico situado em: (a) 𝑥 = 0 e 𝑦 = −1,35 m; (b) 𝑥 = 12,0 cm e 𝑦 = 12,0 cm; (c) 𝑥 = −1,10 m e 𝑦 = 2,60 m. Expresse os resultados em termos dos vetores unitários �̂� e 𝚥.̂ 2. Duas partículas são mantidas fixas sobre o eixo 𝑥: a partícula 1, de carga 𝑞! = 2,1 × 10"# C, no ponto 𝑥 = 20 cm, e a partícula 2, de carga 𝑞$ = −4,0𝑞! no ponto 𝑥 = 70 cm. Em que ponto do eixo 𝑥 o campo elétrico total é nulo? 3. Na figura, as quatro partículas formam um quadrado de lado 𝑎 = 5,00 cm e têm cargas 𝑞! = + 10,0 nC, 𝑞$ = − 20,0 nC, 𝑞% = +20,0 nC e 𝑞& = −10,0 nC. Determine o campo elétrico no centro do quadrado em termos dos vetores unitários. 4. Na figura, as três partículas são mantidas fixas no lugar e têm cargas 𝑞! = 𝑞$ = +𝑒 e 𝑞% = +2𝑒. A distância 𝑎 =6,00 μm. Determine (a) o modulo e (b) a direção do campo elétrico no ponto 𝑃. 5. A figura mostra um dipolo elétrico. Determine, em termos dos vetores unitários, o campo elétrico produzido pelo dipolo em um ponto 𝑃 situado a uma distância 𝑟 >> 𝑑. 6. Na figura ao lado, uma barra fina de vidro forma uma semicircunferência de raio 𝑟 =5,00 cm. Uma carga +𝑞 = 4,50 pC esta distribuída uniformemente na metade superior da barra, e uma carga −𝑞 = −4,50 pC está distribuída uniformemente na metade inferior. Determine, em termos dos vetores unitários, o campo elétrico 𝐸;⃗ no ponto 𝑃, situado no centro do semicírculo. 7. A figura ao lado mostra dois anéis concêntricos, de raios 𝑅 e 𝑅’ = 3,00𝑅, que estão no mesmo plano. O ponto 𝑃 está no eixo central 𝑧, a uma distancia 𝐷 = 2,00𝑅 do centro dos anéis. O anel menor possui 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? 8. Na figura, uma carga positiva 𝑞 =7,81 pC está distribuída uniformemente em uma barra fina, não condutora, de comprimento 𝐿 = 14,5 cm. Determine, em termos dos vetores unitários, o campo elétrico 𝐸;⃗ no ponto 𝑃, situado sobre a mediatriz da barra a uma distancia 𝑅 = 6,00 cm da barra. 9. Em um certo instante, as componentes da velocidade de um elétron que se move entre duas placas paralelas carregadas são 𝑣' = 1,5 × 10( m/s e 𝑣) = 3,0 × 10% m/s. O campo elétrico entre as placas é dado por 𝐸;⃗ = (120 N/C)𝚥.̂ Em termos dos vetores unitários, determine (a) a aceleração do elétron; (b) a velocidade do elétron no instante em que sua coordenada 𝑥 variou de 2,0 cm. 10. Um dipolo elétrico formado por cargas de +2𝑒 e −2𝑒 separadas por uma distância de 0,78 nm é submetido a um campo elétrico de 3,4 × 10* N/C. Calcule o módulo do torque exercido pelo campo elétrico sobre o dipolo se o momento do dipolo está (a) paralelo; (b) perpendicular; (c) antiparalelo ao campo elétrico. Respostas 1. (a) −�̂�; (b) (𝐼K + 𝚥)̂√2; (c) −0,390�̂� + 0,921𝚥 ̂ 2. −30 cm. 3. (1,02 × 10( N/C)�̂�. 4. (a) 160 N/C; (b) a 45º de x 5. − +,- .³ 𝚥̂. 6. (−20,6 N/C)𝚥 ̂ 7. −4,19Q 8. (12,4 N/C)𝚥 ̂ 9. (a) −(2,1 × 10!% m/s )𝚥̂; (b) (1,5×10( m/s)�̂� − (2.8×10* m/s)𝚥 ̂ 10. (a) 0; (b) 8.5×10−22 N⋅m; (c) 0
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