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U N I V E R S I D A D E E S T Á C I O D E S Á – CAMPUS MACAÉ Professor: Thiago de Freitas Almeida Data: 07/08/2017 CCE0850 - FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III Lista de exercícios I – Carga elementar, Força e Campo Elétrico Gabarito 1 - Dispõe-se de quatro esferas metálicas: P, Q, R e S. Sabe-se que P repele Q, que P atrai R, que R repele S e que S está carregada positivamente. Qual o sinal da carga de cada esfera? P-negativa, Q-negativa, R-positiva e S-positiva 2 - A figura ao lado representa duas pequenas cargas elétricas atraindo-se. Em relação a esses dados, julgue as afirmações abaixo em verdadeira (V) ou falsa (F): (F) as duas cargas são positivas. Cargas elétricas OPOSTAS se atraem. (F)a carga Q1 é necessariamente negativa. A ordem não influencia na atração, logo Q1 ser tanto positiva quando negativa, desde que Q2 tenha carga oposta a tração irá acontecer. (F) o meio onde se encontram as cargas não influi no valor da força de atração. A constate K utilizada no cálculo da força refere-se ao vácuo, se o ambiente não for vácuo o valor da constante muda, logo o meio influencia a força. (F) em módulo as duas cargas são necessariamente iguais. Desde que as cargas sejam opostas os módulos podem ser diferentes. (V) as duas cargas atraem-se com forças iguais em módulo. De acordo com a segunda Lei de Newton as forças existem em pares, DE MESMO MÓDULO, mesma direção e sentidos opostos. 3 - Um corpo tem 2,7.10 18 elétrons e 4,1.10 18 prótons. Determine o módulo da carga elétrica presente no corpo. 2,7.10 18 – 4,1.10 18 = 1,4. 10 18 C Q = n.e Q = 1,4. 10 18 . 1,61.10 -19 Q = 0,224 C 4 - Duas cargas elétricas puntiformes q e q’ estão colocadas a uma distância d, e a força de interação eletrostática entre elas tem intensidade F. Substituindo a carga q’ por outra igual a 5q’ e aumentando a distância entre elas para 3d, qual será a nova força de interação eletrostática entre elas? 5 - Duas pequenas esferas condutoras idênticas P e Q, estão eletrizadas com cargas de –2,0C e 8,0C, respectivamente. Elas são colocadas em contato e, em seguida, separadas de uma distância de 30 cm, no vácuo. Determine a força de interação elétrica entre elas (atração ou repulsão), e a intensidade dessa força. Após o contato a carga será redistribuída e as esferas ficarão com 3,0C cada. 6 - Duas cargas elétricas iguais de 2,6 µC se repelem no vácuo com uma força de 0,1 N. Qual a distância entre essas cargas? √ 7 - Dois corpúsculos eletrizados com cargas elétricas idênticas estão situados no vácuo (ko = 9.10 9 N.m 2 /C 2 ) e distantes 1,0 cm um do outro. A intensidade da força de interação eletrostática entre eles é 3,6.10 2 N. Calcule a carga elétrica de cada um desses corpúsculos. Como os corpúsculos são iguais temos que Q1=Q2=Q √ ou 8 - Três esferas eletrizadas, A, B e C com cargas elétricas de -5,2 nC, 7,6 nC e -4,1nC estão alinhados como mostra a figura. Determine a força elétrica resultante na carga B. 9 - Três esferas eletrizadas M, N e P com cargas elétricas de 4,0 nC, -6,0 nC e 2,0 nC ocupam respectivamente três vértices de um quadrado cuja aresta mede 4 cm. Calcule o módulo da força resultante na esfera N. √ 10 - Nos vértices do triângulo equilátero ABC de aresta 5 cm são fixadas três cargas elétricas puntiformes igual a - 8 µC. Determine a força elétrica resultante sobre a carga A. √ 11 - As cargas elétricas q1 = 2,0 μC, q2 = 3,0 μC e q3 = 8,0 μC estão dispostas conforme o esquema a seguir. Calcule a distância x para que a força elétrica resultante em q2, devido às cargas de q1 e q3, seja nula. Para que a força em q2 seja nula, as forças F12 e F23 tem que ser iguais, logo: eliminando as potências de base 10 e multiplicando cruzado, temos: Passando todos os termos para antes da igualdade: Simplificando todos os termos por 162, teremos: Resolvendo Báskara encontraremos as raízes:
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