Lista de exercícios II de Potencial Elétrico e Capacitância

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARA´ -UFC
DEPARTAMENTO DE FI´SICA
CURSO DE QUI´MICA
DISCIPLINA: Eletricidade e Magnetismo - Semestre: 2016/1
PROF.: Cristiano Balbino
LISTA DE PROBLEMAS: Potencial Ele´trico e Capacitaˆncia
Aluno(a):
1. Uma gota d’a´gua esfe´rica com uma carga de 20pC
tem um potencial de 300 V na superf´ıcie (com V=0
no infinito). [1,0 score]
a) Qual e´ o raio da gota? [0,50 scores]
b) Se duas gotas de mesma carga e raio se combinam
para formar uma gota esfe´rica, qual e´ o potencial na
superf´ıcie da nova gota? [0,5 scores]
2. Na figura, esta˜o representadas algumas linhas de
forc¸a e superf´ıcies equ¨ipotenciais de um campo ele-
trosta´tico uniforme. Qual e´, em µJ , o trabalho da
forc¸a ele´trica que atua em uma part´ıcula de carga
q = 4µC, no deslocamento de A ate´ C ? [0,50 scores]
3. O campo ele´trico em uma certa regia˜o do espac¸o tem
componentes Ey+Ez = 0 e Ex = (6N/C)x. O ponto
A ponto esta´ no eixo y = 5m, e o ponto B esta´ no
eixo x, em x = 6m. Qual e´ a diferenc¸a de potencial
VB − VA? [0,50 scores]
4. Uma esfera condutora possui carga +Q e raio R.
Determine as expresso˜es para: [1,0 score]
a) A Energia potencial U armazenada em ~E. [0,25
scores]
b) A densidade de energia (u) na Superf´ıcie da es-
fera. [0,25 scores]
c) U por integrac¸a˜o da densidade de energia u. [0,25
score]
d) A que distaˆncia (R0) da esfera, U(R0) =
1
2U .
[0,25 scores]
5. As placas de um capacitor esfe´rico teˆm 19 cm e 60
cm de raio. [0,5 scores]
a) Calcule a capacitaˆncia. [0,25 scores]
b) Qual e´ a a´rea das placas de um capacitor de pla-
cas paralelas com a mesma capacitaˆncia e a mesma
distaˆncia entre as placas? [0,25 scores]
6. Na figura abaixo, qual e´ a carga armazenada nos
capacitores de placas paralelas se a diferenc¸a de po-
tencial da bateria e´ 9 V? O diele´trico de um dos
capacitores e´ o ar; do outro uma substaˆncia com
k=2,6. Para os dois capacitores, a a´rea das placas e´
3.10−3m2 e a distaˆncia entre as placas e´ de 2 mm.
[1,0 score]
7. Na figura abaixo, a diferenc¸a de potencial V da bate-
ria e´ 30V e os sete capacitores teˆm uma capacitaˆncia
de 10µF .Determine: [0,50 scores]
b) A carga do capacitor C1; [0,25 scores]
c) A carga do capacitor C2. [0,25 scores]
Na˜o me sinto obrigado a acreditar que o mesmo
Deus que nos dotou
de sentidos, raza˜o e intelecto, pretenda que na˜o os
utlilizemos.
Galileu Galilei