Lista Física II

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Disciplina: Física Básica II 
Curso: Licenciatura em Matemática 
Universidade Federal do Acre 
2º sem. letivo /2022 
 
Lista de Exercícios 1 
 
 
 
1) Duas cabeças de alfinetes, com cargas elétricas de 1,00 nC e com 1,0 mm de 
diâmetro, estão fixas e separadas por uma distância, entre os centros, igual a 20,0 mm. 
Determinar o módulo da força eletrostática entre as cargas. Em seguida faça um 
desenho com as cargas pontuais e represente em cada uma o vetor força eletrostática, 
para cada uma das 3 situações seguintes: 
As cargas são positivas. 
As cargas são negativas. 
Uma das cargas é positiva e a outra é negativa. 
Dado: 1 nanocoulomb = 1nC = 1 x 10-9 C 
 
 
2) Considere a força eletrostática entre uma cabeça de alfinete e uma bola, na seguinte 
situação: Cabeça de alfinete de 1,0 mm de raio com carga elétrica de 0,30 nC e bola 
de futebol com 10,0 cm de raio, com distribuição simetricamente esférica de carga 
igual a 0,30 nC. A distância entre os centros das cargas é 20,0 cm. Determinar o 
módulo da força eletrostática. 
 
 
3) Sobre uma mesa estão fixadas 2 cabeças de alfinetes, com cargas positivas de 
 2,00 . 10-10 C e 3,00. 10-10 C, separadas por uma distância horizontal D. Ao longo da 
reta que passa por essas duas cargas deseja-se colocar uma terceira carga pontual 
negativa, de tal forma que ela permaneça em equilíbrio eletrostático. Determinar em 
que posição essa terceira carga deveria ser colocada. 
 
 
4) Sobre os vértices de um triângulo equilátero, com comprimento de lado igual a 1,00 
cm, foram fixadas 3 cabeças de alfinetes carregadas eletricamente. Na base as cargas 
têm intensidade de +2,00 μC. No vértice oposto à base a carga é de -1,00 μC. 
Determinar a força eletrostática resultante (módulo e direção) sobre uma das cargas da 
base. 
 
 
5) Sobre cada vértice de um quadrado com aresta de 1,00 cm de comprimento foram 
fixadas 4 cabeças de alfinetes, todas com carga elétrica de +1,00 μC. Determinar a 
força eletrostática resultante na carga do vértice superior direito. 
6) A figura seguinte, em um plano vertical, ilustra duas bolinhas em equilíbrio, nas 
extremidades de 2 fios de comprimento L, que estão presos a um suporte horizontal. 
As massas dos fios são desprezíveis. Cada bolinha tem carga elétrica Q e massa m. No 
equilíbrio a distância entre as bolinhas é igual a D e o ângulo entre cada fio e a vertical 
é igual a θ. Determinar a carga Q e a tensão T no fio como funções dos demais 
parâmetros citados. (Sugestão: Em uma das bolinhas desenhar os vetores forças que 
atuam sobre ela e aplicar a condição de equilíbrio de uma partícula). Faça cálculos 
numéricos para os seguintes dados: θ = 30º , m = 10,0 g, D = 10,0 cm 
 
 
7) Considere que o módulo da força eletrostática entre duas cargas pontuais seja igual 
a Fo quando a distância entre elas for igual a ro. 
Determinar a módulo da força eletrostática quando a distância for 2 ro e comparar com 
a força para a distância ro. 
Determinar a módulo da força eletrostática quando a distância for 4 ro e comparar com 
a força para a distância ro. 
Determinar a módulo da força eletrostática quando a distância for ro /2 e comparar 
com a força para a distância ro. 
Com os dados acima construir um gráfico de módulo da força eletrostática F em 
função da distância radial r entre duas cargas pontuais. 
 
 
8) Considere a força eletrostática entre um fio retilíneo carregado e uma carga pontual 
q. O fio tem espessura desprezível, comprimento L e carga total Q uniformemente 
distribuída. A carga pontual q encontra-se sobre o eixo longitudinal do fio, a uma 
distância a da extremidade. Determinar o módulo da força eletrostática sobre a carga 
pontual. 
 
 
9) Considere a força eletrostática entre um fio carregado com formato de 
semicircunferência e uma carga pontual q. O fio tem espessura desprezível, 
comprimento L, raio R e carga total Q uniformemente distribuída. A carga pontual q 
encontra-se sobre o centro de curvatura. Determinar o módulo da força eletrostática 
sobre a carga pontual. 
θ θ 
 
10) Considere a força eletrostática entre um anel circular carregado e uma carga 
pontual q. 
O anel tem espessura desprezível, raio R e carga total Q uniformemente distribuída. 
A carga pontual q encontra-se sobre o eixo de simetria perpendicular ao plano do anel, 
localizada a uma distância a em relação a este plano. 
Determinar o módulo da força eletrostática sobre a carga pontual. 
 
 
11) Considere a força eletrostática entre um disco circular carregado e uma carga 
pontual q. 
O disco tem espessura desprezível, raio R e carga total Q uniformemente distribuída. 
A carga pontual q encontra-se sobre o eixo de simetria perpendicular ao disco, 
localizada a uma distância a em relação a ele. 
Determinar o módulo da força eletrostática sobre a carga pontual. 
 
 
12) Uma cabeça de alfinete, com carga elétrica de +1,00 nC e com 1,0 mm de 
diâmetro, está fixa sobre uma mesa. 
A) Determinar o módulo do vetor campo elétrico em um ponto localizado a uma 
distância de 1,00 cm em relação ao centro da cabeça de alfinete. 
 
B) Se uma carga pontual de +1,00 C fosse colocada sobre o ponto do item A: qual 
seria o módulo da força eletrostática sobre esta última carga e qual seria o sentido 
desta força. Faça um desenho das duas cargas elétricas em interação e dos vetores 
citados campo elétrico e força eletrostática. 
 
C) Se uma carga pontual de -0,500 C fosse colocada sobre o ponto do item A: qual 
seria o módulo da força eletrostática sobre esta última carga e qual seria o sentido 
desta força. Faça um desenho das duas cargas elétricas em interação e dos vetores 
citados campo elétrico e força eletrostática. 
 
D) Se uma carga pontual de +1,00 mC fosse colocada sobre o ponto do item A: qual 
seria o módulo da força eletrostática sobre esta última carga e qual seria o sentido 
desta força. Faça um desenho das duas cargas elétricas em interação e dos vetores 
citados campo elétrico e força eletrostática. 
 
E) Se uma carga pontual de -1,00 μC fosse colocada sobre o ponto do item A: qual 
seria o módulo da força eletrostática sobre esta última carga e qual seria o sentido 
desta força. Faça um desenho das duas cargas elétricas em interação e dos vetores 
citados campo elétrico e força eletrostática. 
 
 
 
 
 
13) Sobre uma mesa estão fixadas 2 cabeças de alfinetes, com cargas positivas de 
 2,00 . 10-10 C e 3,00. 10-10 C, separadas por uma distância horizontal D. Ao longo da 
reta que passa por essas duas cargas deseja-se encontrar uma posição em que uma 
terceira carga pontual estaria em equilíbrio eletrostático, ou seja, uma posição em que 
o campo elétrico resultante seja nulo. Determinar esta posição. (análogo a Questão 3) 
 
 
14) Sobre os vértices de um triângulo equilátero, com comprimento de lado igual a 
1,00 cm, foram fixadas 3 cabeças de alfinetes carregadas eletricamente. Na base as 
cargas têm intensidade de +2,00 µC. No vértice oposto à base a carga é de -1,00 µC. 
Determinar o campo elétrico resultante (módulo e direção) na posição em que se 
encontra uma das cargas da base, e em seguida determinar a força eletrostática sobre 
esta carga. (análogo a Questão 4) 
. 
 
15) Sobre cada vértice de um quadrado com aresta de 1,00 cm de comprimento foram 
fixadas 4 cabeças de alfinetes, todas com carga elétrica de +1,00 nC. Determinar o 
vetor campo elétrico resultante na posição em que se encontra a carga do vértice 
superior direito, e em seguida determinar a força eletrostática sobre esta carga. 
(análogo a Questão 5) 
 
 
16) Considere que o módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga pontual 
seja igual a Eo quando a distância radial for igual a ro. 
Determinar o módulo do vetor campo elétrico quando a distância for 2ro e comparar 
com o módulo do vetor campo elétrico para a distância ro. 
Determinar o módulo do vetor campo elétrico quando a distânciafor 4ro e comparar 
com o módulo do vetor campo elétrico para a distância ro. 
Determinar a módulo do vetor campo elétrico quando a distância for ro/2 e comparar 
com o módulo do vetor campo elétrico para a distância ro. 
 
Com os dados acima construir um gráfico de módulo do vetor campo elétrico E em 
função da distância radial r. 
 
 
17) Considere o vetor campo elétrico produzido por um fio retilíneo carregado sobre 
um ponto que encontra-se sobre o eixo longitudinal do fio, a uma distância a da 
extremidade. O fio tem espessura desprezível, comprimento L e carga total Q 
uniformemente distribuída. Determinar o módulo do vetor campo elétrico no ponto 
citado. 
Em seguida determinar o módulo da força eletrostática sobre uma carga pontual q 
colocada no referido ponto. 
18) Considere o vetor campo elétrico produzido por um fio carregado, com formato de 
semicircunferência, sobre um ponto localizado no centro de curvatura. 
O fio tem espessura desprezível, comprimento L, raio R e carga total Q 
uniformemente distribuída. Determinar o módulo do vetor campo elétrico no ponto 
citado. 
Em seguida determinar o módulo da força eletrostática sobre uma carga pontual q 
colocada no referido ponto. 
 
 
19) Considere o vetor campo elétrico produzido por um fio carregado, com formato de 
anel circular , sobre um ponto localizado sobre o eixo de simetria perpendicular ao 
plano do fio, a uma distância a . 
O fio tem espessura desprezível, comprimento L, raio R e carga total Q 
uniformemente distribuída. Determinar o módulo do vetor campo elétrico no ponto 
citado. 
Em seguida determinar o módulo da força eletrostática sobre uma carga pontual q 
colocada no referido ponto. 
 
 
20) Considere o vetor campo elétrico produzido por um disco carregado, sobre um 
ponto localizado sobre o eixo de simetria perpendicular ao plano do fio, a uma 
distância a . 
O disco tem espessura desprezível, raio R e carga total Q uniformemente distribuída. 
Determinar o módulo do vetor campo elétrico no ponto citado. 
Em seguida determinar o módulo da força eletrostática sobre uma carga pontual q 
colocada no referido ponto.