lista-cap21

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Universidade Federal do Ceará
Departamento de Eng. de Teleinformática
TI0113 e TI0166 - Eletromagnetismo Básico
Lista do Cap. 21
1. Duas cargas puntiformes, Q e 2Q, estão separadas por uma distância l. Uma terceira carga
−q deve ser mantida ao longo da mesma linha de tal forma que a força resultante que atua
em Q e 2Q seja zero. Encontre a localização da terceira carga com relação à carga Q.
2. Uma carga Q é transferida de uma bola de plástico inicialmente descarregada para uma
bola idêntica a 24 cm de distância. A força de atração é então de 17 mN. Quantos elétrons
foram transferidos de uma bola para a outra?
3. Uma carga Q está �xada em cada um dos dois vértices opostos de um quadrado. Uma
carga q é colocada em cada um dos outros dois vértices.
a) Se a força elétrica resultante em Q é zero, como Q e q estão relacionadas?
b) Poderia q ser escolhida para tornar a força elétrica resultante em cada carga zero?
Explique sua resposta.
4. Três cargas de mesmo módulo q estão nos vértices de um triângulo equilátero de lado a,
como mostra a �gura.
a) Ache o módulo, a direção e o sentido da força elétrica que age sobre uma carga de
prova q0, localizada no ponto P , a meio caminho entre as cargas negativas, em termos
de q, q0, ke e a.
b) Onde deve ser colocada uma carga de −4q de modo que a força total sobre qualquer
carga situada em P seja nula? Neste item, considere que P é a origem e que a distância
entre a carga +q e P é 1,0 m.
5. Uma barra não condutora carregada, com um comprimento de 2,0 m e uma seção reta de
4,0 m2, está sobre o semieixo positivo com uma das extremidades na origem. A densidade
volumétrica de carga ρ é a carga por unidade de volume em C/m3. Determine quantos
elétrons em excesso existem na barra se (a) ρ é uniforme, com valor de −4, 0µC/m3; (b) o
valor de ρ é dado pela expressão ρ = bx2 onde b = 2, 0µC/m5.
6. Cinco cargas iguais a Q são igualmente espaçadas em uma semicircunferência de raio R.
Determine a força atuante sobre uma carga q localizada no centro da semicircunferência.
7. Desa�o: Duas cargas puntiformes idênticas +Q estão localizadas no eixo y em y = +d/2
e y = −d/2, como mostrado na �gura abaixo. Uma terceira carga q é colocada no eixo x.
A que distância da origem a força resultante sobre q é máxima?
8. Seja a con�guração da �gura abaixo, composta por:
� uma carga pontual q0 = 1 nC localizada em (0; 0; 0) m;
� uma carga pontual q1 = −1, 5 nC localizada em (3; 0; 0) µm;
� uma carga pontual q2 = 2 nC localizada em (2; -1,5; 0) µm;
� uma carga pontual suplementar q3 localizada em (1; 2; 1) µm.
a) Calcule a força F⃗1 que q1 exerce em q0.
b) Calcule a força F⃗2 que q2 exerce em q0.
c) Calcule a força resultante que q1 e q2 exercem em q0.
d) Calcule o valor da carga suplementar q3 que, quando colocada em (1; 2; 1) µm, anula
a componente y da força resultante calculada em c).
9. Desa�o: Quatro corpos carregados positivamente, dois com carga Q e dois com carga
q, estão conectados por quatro �os inextensíveis de igual comprimento. Na ausência de
forças externas, eles assumem a con�guração de equilíbrio mostrada na �gura. Mostre que
tan3 θ = q2/Q2. Você pode mostrar que essa relação deve ser mantida se a força total em
cada corpo, ou seja, a soma vetorial da tensão das cordas e da repulsão elétrica, for zero.
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