Exercícios de FEMO (1)

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Fenômenos elétricos, magnéticos e oscilatórios 
 
* Carga Elétrica e Lei de Coulomb: 
1) Uma carga puntiforme de +3,0 × 10−6 C está separada por uma distância de 12 cm 
de uma segunda carga puntiforme de −1,5 × 10−6 C. Calcular o módulo da força 
eletrostática que atua sobre cada carga. 
 
 
 
 
 
2) Duas pequenas esferas separadas por uma distância igual a 20,0 cm possuem 
cargas iguais. Quantos elétrons em excesso devem estar presentes em cada esfera 
para que o módulo da força de repulsão entre elas seja igual a 4,57 x 10-21 N? 
 
 
 
 
 
3) Qual deve ser a distância entre duas cargas puntiformes q1 = 26 µC e q2 = −47 µC 
para que o módulo da força eletrostática entre elas seja de 5,7 N? 
 
 
 
 
 
4) Um ser humano médio pesa cerca de 650 N. Se dois seres assim, carregassem, 
cada um, 1 coulomb de excesso de carga, um positivo e outro negativo, qual deve ser a 
distância entre eles para que a atração elétrica seja igual aos seus pesos de 650 N? 
 
 
 
 
 
 5) Duas pequenas esferas de plástico possuem cargas elétricas positivas. Quando 
estão separadas por uma distância igual a 15,0 cm, a força de repulsão entre elas 
possui módulo igual a 0,220N. Qual será a carga de cada esfera se a carga de uma 
esfera for o quádruplo da carga da outra esfera. 
 
 
 
 
6) 
 
 
 
 
Considerando a constante eletrostática do vácuo, determine: 
a) o valor da força F. 
b) a intensidade das cargas elétricas. 
 
 
 
 
7) Duas pequenas esferas estão separadas por uma distância de 30 cm. As duas 
esferas repelem-se com uma força de 7,5.10-6 N. Considerando que a soma das 
cargas elétricas das duas esferas é 20 nC, calcule a carga elétrica de cada esfera. 
 
 
 
 
 
 
 
* Lei de Coulomb (princípio da superposição) 
 
1) 
 
 
 
 
 
Uma partícula sofre ação de duas forças perpendiculares entre si, conforme a 
figura. Determine o módulo, a direção e o sentido da força resultante que atua na 
partícula. 
 
 
 
 
 
 
2) A carga q1 = 25nC está na origem, a carga q2 = − 15nC está no eixo x em x=2m e a 
carga q3 = 20nC está no ponto x=2m e y=2m. Determine a intensidade, a direção e o 
sentido da força elétrica resultante em q3? Considere que as cargas estão no vácuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considere três cargas pontuais localizadas nos vértices de um triângulo 
retângulo, onde q1 = q3 =5μC e q2 = −2μC. Sendo a = 20 cm, determine a intensidade, 
a direção e o sentido da força resultante da força resultante exercida em carga q3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Duas cargas positivas e iguais q1 = q2 = 2,0 µC estão localizadas em: q1: x =0 e y = 
3m q2: x =0 e y = - 3m. Determine o módulo, a direção e o sentido da força elétrica 
resultante que essas cargas exercem sobre uma terceira carga puntiforme q3= -3 µC 
em x= 2m e y= 2m. Considere que as cargas estão no vácuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Campo Elétrico 
 
1) Uma partícula possui carga igual a – 3 nC. 
a) Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico produzido por essa 
partícula em um ponto situado a 0,25 m diretamente acima dela. 
b) a que distância dessa partícula o campo elétrico possui módulo igual a 12 N/C? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) a) Qual é o campo elétrico de um núcleo de ferro a uma distância igual a 6 x 10-10 m 
do núcleo? O número atômico do ferro é 26. Suponha que o núcleo possa ser 
considerado uma carga puntiforme. 
b) Qual é o módulo do campo elétrico de um próton a uma distância igual a 5,29 x 
10-11 m do próton? (Essa distância é igual ao raio da órbita do elétron no modelo do 
Bohr para o estado fundamental do átomo de hidrogênio). qpróton = 1,6 x 10-19 C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) Um pequeno objeto com uma carga igual a – 55 C sofre a ação de uma força de 6,2 
x 10-9 N orientada de cima para baixo quando colocado em um certo ponto de um 
campo elétrico. 
a) Calcule o módulo, a direção e o sentido no campo elétrico nesse ponto. 
b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força que atua sobre um núcleo de 
cobre (número atômico = 29, massa atômica = 63,5 g/mol) colocado nesse ponto do 
campo elétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) De acordo com o manual de padrões de segurança do IEEE (Institute of Electrical 
and Electronic Engineers), os seres humanos devem evitar exposições prolongadas a 
campos elétricos superiores a 614 N/C. 
a) Considere o ponto no qual E = 614 N/C; qual é o módulo da força elétrica que atua 
sobre um elétron? qelétron = 1,6 x 10-19 C. 
b) As dimensões atômicas e moleculares são da ordem de 10-10 m. Qual é o módulo 
da força elétrica que atua sobre um elétron situado a uma distância do próton igual a 
1,1 x 10-10 m? 
c) Com se comparam as respostas obtidas na parte (a) e na parte (b)? O que você 
ache que ocorreria com uma pessoa submetida a um campo elétrico que produzisse 
uma força igual à calculada no item (b)? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5) 
 
 
 
 
 
 A distância entre duas cargas puntiformes é de 25 cm (figura abaixo). Determine o 
campo elétrico líquido que estas cargas produzem (a) no ponto A e (b) no ponto B. (c) 
Quais seriam o módulo, a direção e o sentido da força elétrica que esse conjunto de 
cargas produziria sobre um próton no ponto A? (qpróton = 1,6 x 10-19 C). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6) A carga puntiforme q1 = – 5 nC está na origem e a carga puntiforme q2 = 3 nC está 
no eixo x em x = 3 cm. O ponto P está no eixo y em y = 4 cm. a) Calcule os campos 
elétricos E1 e E2 no ponto P produzidos pelas cargas q1 e q2. b) Obtenha o campo 
resultante em P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7) A distância entre duas cargas puntiformes q1 = + 12 nC e q2 = – 12 nC é igual a 
0,10 m (figura abaixo). Denomina-se dipolo elétrico um conjunto de duas cargas iguais, 
porém de sinais contrários. (Essa combinaçção ocorre com frequência na natureza). O 
valor do ângulo = 67,4 o . Determine o campo elétrico resultante: (a) o ponto a; (b) no 
ponto b; e (c) no ponto c. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8) A figura ilustra o gráfico da intensidade de campo elétrico, originado por uma carga 
puntiforme no vácuo, em função da distância à carga. 
 
Qual valor da carga que originou o campo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9) O módulo do vetor campo elétrico E, gerado por uma esfera metálica de dimensões 
desprezíveis, eletrizada positivamente no vácuo, varia com a distância ao seu centro d, 
segundo o diagrama dado. Sendo qe = 1,6 x 10-19 C a carga elementar (módulo da 
carga do elétron ou do próton), responda: 
 
a) Podemos afirmar que a esfera possui um excesso de prótons ou um excesso de 
elétrons? 
b) Qual a quantidade (de prótons ou elétrons), se houver, deste excesso?