EXERC CARGAS ELET COULOMB

Prévia do material em texto

EXERCÍCIOS - CARGAS ELÉTRICAS E LEI DE COULOMB
(FÍSICA TEÓRICA III)
Vitor Dias
1. Uma esfera positivamente 
arregada é 
olo
ada nas proximidades de um 
ondutor neu-
tro ini
ialmente isolado, e o 
ondutor é 
olo
ado em 
ontato 
om a terra. O 
ondutor
�
a 
arregado positivamente, 
arregado negativamente ou permane
e neutro (a) se a
esfera é afastada e, em seguida, a ligação 
om a terra é removida, e (b) se a ligação
om a terra é removida e, em seguida, a esfera é afastada?
2. Dispõe-se de três esferas metáli
as iguais e isoladas uma da outra. Duas esferas A e B
estão eletri
amente neutras e a ter
eira C, possui uma 
arga elétri
a Q. Colo
a-se C
em 
ontatos su
essivos 
om A e B. A 
arga �nal de C, após o segundo 
ontato é:
3. Duas esferas metáli
as iguais estão 
arregadas 
om 
argas elétri
as respe
tivamente
iguais a 3Q e −2Q. En
ostando-se essas esferas uma na outra, e separando-as em
seguida, a 
arga elétri
a de 
ada esfera será igual a:
4. A Figura mostra duas partí
ulas 
arregadas sobre um eixo. As 
argas têm liberdade
para se mover; entretanto, é possível 
olo
ar uma ter
eira partí
ula em um ponto tal
que as três partí
ulas �quem em equilíbrio. (a) Esse ponto está à esquerda das duas
primeiras partí
ulas, à direita ou entre elas? (b) A 
arga da ter
eira partí
ula deve ser
positiva ou negativa? (
) O equilíbrio é estável ou instável?
5. na Figura abaixo, uma partí
ula 
entral de 
arga −2q está 
er
ada por um quadrado
de partí
ulas 
arregadas, separadas por uma distân
ia d ou d/2. Quais são o módulo e
a orientação da força eletrostáti
a total exer
ida sobre a partí
ula 
entral pelas outras
partí
ulas? (Sugestão: Levando em 
onta a simetria do problema, é possível simpli�
ar
onsideravelmente os 
ál
ulos.)
6. Duas partí
ulas de mesma 
arga são 
olo
adas a 3.2×10−3m de distân
ia uma da outra
e liberadas a partir do repouso. A a
eleração ini
ial da primeira partí
ula é 7.0m/s2 e
a segunda é 9.0m/s2. Se a massa da primeira partí
ula é 6.3× 10−7kg, determine (a)
a massa da segunda partí
ula; (b) o módulo da 
arga de 
ada partí
ula.
1
7. Uma partí
ula 
om uma 
arga de +3.00 × 10−6C está a 12.0cm de distân
ia de uma
segunda partí
ula 
om uma 
arga de −1.50 × 10−6C. Cal
ule o módulo da força
eletrostáti
a entre as partí
ulas.
8. Na Figura abaixo, quatro partí
ulas formam um quadrado. As 
argas são q1 = q4 = Q
e q2 = q3 = q. (a) Qual deve ser o valor da razão Q/q para que a força eletrostáti
a
total a que as partí
ulas 1 e 3 estão submetidas seja nula? (b) Existe algum valor de q
para o qual a força eletrostáti
a a que todas as partí
ulas estão submetidas seja nula?
Justi�que sua resposta.
9. o afastamento entre os 
entros de duas pequenas esferas 
arregadas, 
ada uma 
om
arga +Q é D; nestas 
ondições, o módulo da força de repulsão eletrostáti
a entre elas
é
~F . Se dobrarmos a 
arga de 
ada esfera, dobrando também a distân
ia que as separa,
o módulo da força de repulsão, nesta nova situação, será:
10. A força 
oulombiana entre duas 
argas iguais mantidas a uma distân
ia �xa tem módulo
F . Colo
ando-se uma ter
eira 
arga de mesmo módulo que as anteriores, mas de sinal
ontrário, à meia distân
ia entre elas, a força entre as duas primeiras 
argas passa a
ter que valor de módulo?
11. Uma 
orrente de 0.300A que atravesse o peiro pode produzir �brilação no 
oração de um
ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos 
ardía
os 
om efeitos prossivelmente
fatais. Se a 
orrente dura 2.00min., quantos elétrons de 
ondução atravessam o peito
da vítima?
12. Na Figura abaixo, duas pequenas esferas 
ondutoras de mesma massam e mesma 
arga
q estão penduradas em �os não-
ondutores de 
omprimento L. Suponha que o ângulo
θ é tão pequeno que a aproximação tan θ ≈ sin θ pode ser usada. (a) Mostre que a
distân
ia de equilíbrio entre as esferas é dada por
x =
(
q2L
2πǫ0mg
)1/3
2
13. A Figura abaixo mostra duas partí
ulas positivamente 
arregadas situadas em pontos
�xos do eixo x. As 
argas são q1 = 1.60× 10
−19C e q2 = 3.20× 10
−19C, e a distân
ia
entre as 
argas é R = 0.02m. Determine o módulo e a orientação da força eletrostáti
a
~F12 exer
ida pela partí
ula 2 sobre a partí
ula 1.
14. A Figura abaixo mostra duas partí
ulas �xas: uma partí
ula de 
arga q1 = +8q na
origem e uma partí
ula de 
arga q2 = −2q em x = L. Em que ponto 9que não esteja
a uma distân
ia in�nita das 
argas) um próton pode ser 
olo
ado de modo a �
ar
em equilíbrio (sem estar submetido a nenhuma força)? Este equilíbrio é estável ou
instável?
3