Lista 1 - Carga elétrica

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Instituto de F́ısica Armando Dias Tavares
Disciplina: F́ısica III
Professora: Paula de O. Ribeiro Alho
1a lista de exerćıcios (Halliday - 10a edição)
Carga elétrica
Questão 01
(H3) - Qual deve ser a distância entre uma carga pontual
q1 = 26µC e uma carga pontual q2 = −47µC para que a
força eletrostática entre elas tenha uma intensidade de
5, 70 N?
Questão 02
(H6) - Duas part́ıculas igualmente carregadas mantidas
a uma distância de 3, 2 × 103 m são soltas a partir do
repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira
part́ıcula é de 7, 0 m/s2 e a da segunda é de 9, 0 m/s2.
Se a massa da primeira part́ıcula for 6, 3× 107 kg, quais
serão (a) a massa da segunda part́ıcula e (b) o módulo
da carga de cada part́ıcula?
Questão 03
(H11) - Na figura 1(a), (a) quais as componentes ho-
rizontal e (b) vertical da força eletrostática resultante
sobre a part́ıcula carregada no canto inferior esquerdo
do quadrado de lado a?
Figura 1: (a) Questão 3; (b) Questão 5
Questão 04
(H14) - As cargas puntiformes q1 e q2 estão situadas
sobre o eixo x nos pontos x = −a e x = +a, respectiva-
mente. (a) Qual deve ser a relação q1/q2 para que a força
eletrostática resultante sobre uma carga pontual +Q co-
locada em x = +a/2 seja nula? (b) Repita (a) mas com
a carga pontual +Q agora colocada em x = +3a/2.
Questão 05
(H7) - Na figura 1(b), três part́ıculas carregadas estão
localizadas em uma linha reta e estão separadas por
distâncias d. As cargas q1 e q2 são mantidas fixas.
A carga q3 está livre para se mover, porém está em
equiĺıbrio (a força eletrostática atuando sobre ela é
nula). Encontre q1/q2.
Questão 06
(H42) - Na figura abaixo, duas esferas condutoras
minúsculas de massa m e carga q idênticas estão sus-
pensas por fios não-condutores de comprimentos iguais
a L. Suponha que θ seja tão pequeno que tg(θ) possa
ser substitúıda pelo valor aproximado de sen(θ). Mostre
que, para o equiĺıbrio x =
(
q2L
2πε0mg
)1/3
.
Questão 07
(H24) - Duas gotas d’agua, esféricas e minúsculas, com
cargas idênticas de −1, 00 × 10−16 C, possuem uma se-
paração de 1, 00 cm de centro a centro. (a) Qual a in-
tensidade da força eletrostática que atua entre elas? (b)
Quantos elétrons em excesso cada gota possui?
Questão 08
(H23) - Quantos elétrons teriam de ser retirados de uma
moeda para deixá-la com uma carga de +1, 0× 107 C?
Questão 09
(H44) - Um elétron está no vácuo próximo à superf́ıcie
da Terra. Onde deveria ser colocado um segundo elétron
para que a força eletrostática que ele exerce sobre o pri-
meiro elétron equilibre a força gravitacional devido à
Terra sobre o primeiro?
Gabarito
1) 1, 39 m.
2) (a) 4, 9× 10−7 kg; (b) 7, 1× 10−11
C .
3) (a)
q2
πε0a2
(
1 +
√
2
8
)
; (b)
q2
πε0a2
(
−4 +
√
2
8
)
.
4) (a) 9; (b) −25.
5) −4.
6) (demonstrativa)
7) (a) 9× 10−10 N; (b) 625.
8) 6, 3× 1011.
9) 5, 1 m.