Gabarito da Lista 3 cap23 Fis270

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FIS0270 – ELETRICIDADE e MAGNETISMO 
 
Profa. Valquíria Villas Boas 
 
Gabarito da Lista de Exercícios 3 
referente ao capítulo 23 do livro Fundamentos de Física 3 
de Halliday, Resnick e Walker, LTC 7a. Edição. 
 
Questões “Pensando a Física”: 
 
1. Resposta: (a) Se uma carga grande for colocada na esfera metálica oca 
(=condutora) com a pessoa descarregada (=carga neutra=carga total zero), a 
pessoa não se machucará, pois a carga estará toda concentrada na 
superfície externa da esfera. (b) Por outro lado, se a pessoa tiver uma 
carga inicial cujo sinal é oposto àquele da carga na esfera, a carga colocada 
na esfera se concentrará na superfície interna da esfera e a pessoa só não 
se machucará se não tocar a superfície interna, ou seja a pessoa precisaria 
estar levitando ou então levará um belo choque. 
 
2. Uma camada metálica que tem uma espessura de poucas centenas de 
nanometros pode resolver este problema do trem do mesmo jeito que a 
folha de papel alumínio impediu que o telefone celular recebesse a chamada 
no nosso experimento de demonstração em sala de aula. Nestes dois casos 
estamos nos servindo da blindagem eletrostática, efeito comprovado 
experimentalmente pela primeira vez por Michael Faraday com a construção 
da conhecida Gaiola de Faraday. A blindagem eletrostática é muito utilizada 
para a proteção de aparelhos elétricos e eletrônicos contra efeitos 
pertubadores externos. Os aparelhos de medidas sensíveis estão 
acondicionados em caixas metálicas, para que as medidas não sofram 
influências externas. As estruturas metálicas de um avião, de um automóvel, 
e de um prédio constituem blindagens eletrostáticas. 
Perguntas do Capítulo 23 (páginas 64 e 65): 5, 7, 10 
 
04. Todas empatadas 
 
09. Todas empatadas 
 
10. (a) a, b, c, d; (b) a e b empatadas, e na sequência c, d 
Problemas Extras: 
 
01. Alternativa (e) 
 
02. (a) Φ = q/εo (b) Φ = 0 
 
03. (a) Na face externa haverá uma carga -5Q e na face interna uma carga -2Q. (b) Com 
a ligação do fio não haverá mais carga na superfície interna (a carga -2Q migra para a 
esfera interna e a neutraliza) e a superfície externa da coroa esférica terá a carga -5Q. O 
campo elétrico passa de um valor finito a zero na superfície da esfera interna. (c) Neste 
caso, a carga -5Q é drenada pela terra, deixando carga zero na superfície externa da 
coroa esférica e carga -2Q na superfície interna da mesma. E assim a carga total da 
coroa é -2Q. 
 
 
 
(f) 
 
(g) 
 
04. 
 
 
 
(b) +Qo 
(c) -Qo 
(d) +Qo 
(e) zero 
05. 
 
 
 
06(a) r<a => E = λ/2πεor 
 a<r<b => E = 0 
 r>b => E = 3λ/2πεor 
 
 (b) Casca cilíndrica: qinterna + qexterna = 2λL => qinterna/L + qexterna/L = 2λ (1) 
 Casca cilíndrica + fio: qcasca + qfio = Q => 2λL + 1λL = Q => Q = 3λL(2) 
 Face interna da casca + fio: qinterna casca + qfio = 0 => qinterna casca + 1λL = 0 => 
 qinterna casca = - 1λL => qcasca interna/L = - 1λ (3) 
 logo, na equação (1): -1λ + qexterno/L = 2λ => (q/L)externo = +3λ 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu espanhol: 
 
07. Não, pode ser o campo elétrico resultante de um sistema de cargas contidas no 
interior de uma superfície gaussiana. 
 
08. A lei de Gauss é válida para a determinação do campo elétrico de qualquer sistema 
de cargas que apresente uma dada simetria. 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu inglês: 
 
09. Alternativa (d) 
 
10. Alternativa (e)