1ªe 2ª Lista - Força Elétrica e Campo Elétrico

Prévia do material em texto

1. Qual deve ser a distância entre a carga puntual q1 = 26,3 μC e a carga pontual 
q2 = - 47,1 μC para que a força elétrica atrativa entre elas tenha uma 
intensidade de 5,66 N? 
 
2. Duas cargas são fixas sobre a reta x, e estão separadas por uma distância d = 
61,8cm. A primeira carga possui carga de + 1,07 μC e a segunda possui carga 
de – 3,28 μC. Onde se pode localizar uma terceira carga de modo que 
nenhuma força resultante aja sobre ela? 
 
 
3. Duas pequenas esferas metálicas idênticas são eletrizadas por meio de atrito e 
ficam com cargas Q1 = 10,0 μC e Q2 = - 6,0 μC. Mede-se a força de atração 
entre essas esferas quando elas estão separadas por uma certa distância d. 
Em seguida, as esferas são postas em contato e novamente separadas, sendo 
colocadas à mesma distância d uma da outra. Nessa situação, a força entre 
elas é novamente medida. 
 
a) Qual a carga de cada esfera após ser estabelecido o contato entre elas? 
b) Na situação final, as esferas estarão se atraindo ou repelindo? Justifique a 
sua resposta. 
c) Quantas vezes o módulo da força inicial entre as esferas é maior do que a 
força final? 
 
4. No vácuo onde (K = 9 x 109 N.m²/C²), colocam-se as cargas QA = 48 x 10
-6 C, 
QB = 16 x 10
-6 C e QC =8,0 x 10
-6 , respectivamente, nos pontos A, B e C 
representados a seguir. 
 
 
 
1ª e 2ª Lista de Exercícios – Força elétrica e Campo elétrico 
Profº: Raquel Menezes Disciplina: Física Eletromagnetismo 
 
Nome: _______________________________________________________________________ 
 
Curso: Engenharia 
Data: 
_____/_____/_____ 
Valor: 5,0 
 
Resultado obtido: 
________________ 
a) Calcule e represente vetorialmente o campo elétrico no ponto C devido à 
presença das cargas. 
b) Calcule e represente vetorialmente à força elétrica resultante sobre o ponto 
C. 
c) Calcule e represente vetorialmente à força elétrica resultante sobre o ponto 
A. 
d) Calcule e represente vetorialmente o campo elétrico resultante sobre o 
ponto B. 
 
 
5. Uma carga positiva pontual q = 5,2μ C de massa m = 2,8 x 10-31 Kg é liberada 
do repouso em um campo elétrico uniforme E = 25 N/C ao longo do eixo x, 
como mostra a figura ao lado. Determine a aceleração adquirida pela carga q e 
a velocidade após percorre uma distância x = 25cm em função de E, q, m e x. 
 
 
 
 
6. Na tentativa de se fazer um experimento para verificar a interação elétrica entre 
três cargas, um Físico aloca as três cargas pontuais nos vértices de um 
triangulo equilátero, como mostra a figura abaixo. Analisando o desenho 
calcule: 
 
a) A força elétrica resultante sobre a carga de 7,00 μC. 
b) O campo elétrico resultante sobre a carga de 7,00 μC. 
 
 
 
7. Considerando ainda a figura do exercício anterior determine a força elétrica e o 
campo elétrico sobre a carga – 4,00μC criados pelas demais cargas. 
 
8. Na figura abaixo, determine o ponto (diferente do infinito) em que o campo 
elétrico é zero. 
 
 
 
9. Três cargas pontuais foram arranjadas como mostra a figura abaixo. 
 
a) Encontre o campo elétrico resultante que as cargas de 6,00nC e -
3,00nC criam juntas na origem. 
b) Encontre a força elétrica resultante sobre a carga de 5,00nC. 
c) Encontre a força elétrica resultante sobre a carga de -3,0nC. 
 
 
10. Três cargas positivas iguais q estão nos vértices de um triângulo equilátero de 
lado a. (a) Suponha que todas a três cargas criam um campo elétrico. Encontre 
a posição de um ponto (diferente do infinito) onde o campo elétrico é zero. 
(Dica: Esboce as linhas do campo no plano das cargas.) (b) Quais são a 
magnitude e a direção do campo elétrico em P devido ás duas cargas na base, 
considerando agora que cada carga q corresponde a 5,00nC e a distância a 
entre as cargas mede 10 cm? 
 
 
11. Duas cargas pontuais de 2,00 μC estão situadas no eixo x. Uma está situada 
em x = 1,00m e a outra em x = - 1,00m. (a) Determine o campo elétrico no eixo 
y em y = 0,500m. (b) Calcule a força elétrica sobre uma carga de – 3,00 μC 
colocada sobre o eixo y em y = 0,500m. 
 
12. Na figura abaixo, seis partículas carregadas cercam a partícula 7 a uma 
distância de d = 1,0cm ou 2d. As cargas são q1 = +2e, q2 = +4e, q3 = +e, q4 = 
+4e, q5 = +2e, q6 = +8e, q7 = +6e, com e = 1,60 x 10
-19C. Qual é o módulo da 
força eletrostática a que está submetida à partícula 7? 
 
 
13. Um experimento realizado em um laboratório de Eletromagnetismo fixou três 
cargas pontuais em relação ao plano cartesiano. A figura abaixo mostra as três 
partículas com cargas q1 = + 8,0μC, q2 = - 8,00μC e q3 = - 16,0μC, cada uma 
delas a uma distância d = 20cm da origem. Deseja-se encontrar qual é o 
campo elétrico resultante E produzido na origem deste plano. 
 
 
14. Duas cargas puntiformes de módulos q1 = 2,0 x 10-7 C e q2 = 8,5 x 10-8 C 
estão separadas por uma distância de 12 cm. (a) Qual o módulo do campo 
elétrico que cada carga produz no local da outra? (b) Que força elétrica atua 
sobre cada uma delas? (c) Se a distancia entre elas passasse a ser de 24 cm. 
Qual seria o novo valor do campo elétrico? (d) E da força elétrica que uma faz 
sobre a outra? 
 
15. Um conjunto de nuvens carregadas produz um campo elétrico no ar próximo à 
superfície da Terra. Uma partícula de carga – 2,0 x 10-9 C, colocada neste 
campo, fica sujeita a uma força eletrostática de 3,0 x 10-6 N apontando para 
baixo. (a) Qual o módulo do campo elétrico? (b) Qual o módulo, a direção e o 
sentido da força eletrostática exercida sobre um próton colocado neste campo? 
(c) Qual a força gravitacional sobre o próton? (d) Qual a razão entre a força 
elétrica e a força gravitacional, nesse caso? 
 
 
16. (a) Qual é a aceleração de um elétron num campo elétrico uniforme de 1,4 x 
106 N/C? (b) Quanto tempo leva para o elétron, partindo do repouso, atingir um 
décimo da velocidade da luz? (c) Que distância ele percorre? Suponha válida a 
mecânica Newtoniana. 
 
 
17. Duas cargas pontuais A e B, eletrizadas positivamente com cargas QA = 49,0 
nC e QB = 144,0 nC, estão fixas, separadas por uma distância d = 15,0 cm. 
Determine a que distância da carga A deve ser colocado um pequeno objeto 
eletrizado C para que ele fique em equilíbrio, (suponha que sobre C atuem 
apenas as forças elétricas devidas a A e B). 
 
18. Na figura estão representadas duas partículas de carga QA = 2,0 x 10
-6 C, 
negativa, e QB = 5,0 . 10
-6 C, positiva, nas extremidades do segmento AB de 20 
cm de comprimento. Determine o vetor campo elétrico resultante gerado por 
essas partículas nos pontos 1, 2 e 3 da reta que contém AB, sabendo que: 
 
a) 1 está a 10 cm à esquerda de A; 
b) 2 é o ponto médio de AB; 
c) 3 está 10 cm à direita de B. 
 
19. Quatro cargas Q1 = ‐1,0μC, Q2 = 2,0μC, Q3 = 4,0μC e Q4 = -3,0μC têm suas 
localizações dadas pelos pares ordenados, respectivamente em metros, Q1 
(0,1), Q2 (0,2), Q3 (2,0) e Q4 (-2, 0). 
 
a) Encontre a força elétrica resultante sobre a carga Q2. 
b) Encontre o campo elétrico resultante sobre a carga Q3. 
 
 
20. Uma carga pontual q1 = 8nC está na origem , e uma segunda carga q2 = 12nC 
está no eixo x, em a = 4m. Encontre o campo elétrico total (a) em P1, no eixo 
x, a x = 7 m e (b) em P2 no eixo x em x = 3 m.