Lista 3 de Exercícios Potencial Elétrico 2o BIM CB UP 2016

Prévia do material em texto

Universidade Positivo – Ciclo Básico das Engenharias – Física G. E. B – 2016 
Lista 3 de Exercícios: Potencial Elétrico – 2o Bimestre 
Professores: Carlos Mainardes, Dinis Gomes Traghetta; Ibrahim El Chamaa Neto; 
Paulo Galúzio; Victor Benitez; Rogério Toniolo. 
 
1) Quatro cargas puntiformes de estão nos vértices de um quadrado com lado de . 
Calcule o valor do potencial no centro do quadrado se: a) todas as cargas forem positivas 
e b) se três cargas forem positivas e uma negativa. R. 25,4kV/12,7kV. 
 
2) Duas cargas positivas estão sobre o eixo dos em e , como 
mostra a figura a seguir. Calcular o potencial em função de , no ponto P sobre o 
eixo dos . R. 2kqx/(x2 − a2). 
 
 
3) A diferença de potencial elétrico entre a Terra e uma nuvem de tempestade é 1,2x109 
V. Qual é o módulo da variação da energia potencial elétrica de um elétron que se 
desloca da nuvem para a superfície da Terra? Expresse a resposta em elétrons-volts, 
onde 1eV = 1,602•10−19J e e = ±1,6•10−19C. R. 1,2GeV. 
 
4) Dado o ponto e o potencial elétrico é dado por 
onde está em volts e em metros. Resolva: a) Qual o campo elétrico resultante 
em termo de vetores unitários? b) Qual o módulo do campo elétrico resultante? 
R. (64i −96j +96k)NC−1/150 NC−1. 
i.exe
5) Um condutor esférico tem um raio de 30cm. Calcule: a) qual é a carga máxima que 
pode ser colocada sobre a esfera antes de ocorrer a ruptura dielétrica do ar em suas 
vizinhanças? b) qual o valor do potencial máximo da esfera? c) Qual o número de cargas 
elétricas fundamentais em excesso na superfície da esfera? R. 30µC/900kV/187,5•1012e. 
 
6) Quantos elétrons devem ser removidos de um condutor esférico, inicialmente 
descarregado, de raio 30cm, a fim de provocar um potencial elétrico de 7,5kV na sua 
superfície? Qual a menor distância de outro corpo que esta esfera deveria estar para que 
a rigidez dielétrica do ar (CNTP) fosse rompida (ocorresse faísca)? R. 1,56•1012 e/2,5mm. 
 
7) Num ponto P do espaço distante r de uma carga puntiforme, o campo elétrico tem valor 
de 500Vm−1 e o potencial elétrico 3000V. Resolva: a) a que distância esta carga está do 
ponto em questão? b) Qual o valor desta carga? R. 6m/2µC. 
 
8) O potencial elétrico no interior de uma esfera isolante de raio R e uniformemente 
carregada é dado por: 






−⋅=
2
2
3
2 R
r
R
kQ
V
 E no exterior da esfera por: 
r
kQ
V = . 
A partir da equação E = −dV/dr, deduza as expressões para o campo elétrico em r<R e 
r>R. R. kQr/R3 / kQ/r2.