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15/08/2010 9:54 pag.1 Física geral- III Porf. Marcelo Maialle Lista de Exercícios (para treino) - Cargas Puntiformes 1. Suponha que o nosso Universo não tivesse força gravitacional e que só as forças eletromagnéticas mantivessem todas as partículas unidas. Admita que a Terra tivesse uma carga elétrica de 1 coulomb. a) Qual deveria ser a ordem de grandeza da carga elétrica do Sol para que a Terra tivesse exatamente a mesma trajetória do universo real? Dados: Lei da gravitação: F(G) = Gmm‚/r£ Lei de Coulomb: F(E) = kqq‚/r£ F(G) ë força gravitacional F(E) ë força elétrica ou eletrostática Massa do Sol = 2,0 × 10¤¡ kg Massa da Terra = 6,0 × 10£¥ kg G = 6,7 × 10-¢¢ Nm£kg-£ k = 9,0 × 10ª Nm£C-£ b) Se neste estranho universo não existisse também a força eletromagnética, certamente não haveria nem Sol e nem os planetas. Explique por quê. 2. Considere o sistema de cargas na figura. As cargas + Q estão fixas e a carga - q pode mover-se somente sobre o eixo x. Solta-se a carga - q, inicialmente em repouso, em x = a. a) Em que ponto do eixo x a velocidade de - q é máxima? b) Em que ponto(s) do eixo x a velocidade de - q é nula? 3. As cargas Q = 9˜C e Qƒ = 25˜C estão fixas nos pontos A e B. Sabe-se que a carga Q‚ = 2˜C está em equilíbrio sob a ação de forças elétricas somente na posição indicada. Nestas condições: a) x = 1 cm b) x = 2 cm c) x = 3 cm d) x = 4 cm e) x = 5 cm 4. Um próton em repouso tem uma massa igual a 1,67 × 10-£¨ kg e uma carga elétrica igual a 1,60 × 10-¢ª C. O elétron, por sua vez, tem massa igual a 9,11 × 10-¤¢ kg. Colocados a uma distância d, um do outro, verifica-se que há uma interação gravitacional e uma interação eletromagnética entre as duas partículas. Se a constante de gravitação universal vale 6,67 × 10-¢¢ Nm£/kg£, pode-se afirmar que a relação entre a atração gravitacional e elétrica, entre o próton e o elétron, vale aproximadamente: a) 4,4 × 10-¢¦ b) 4,4 × 10-¤¡ c) 4,4 × 10-¥¦ d) 4,4 × 10-¥¡ e) zero 15/08/2010 9:54 pag.2 5. Duas cargas puntiformes q = + 6 ˜C e q‚ = - 2 ˜C estão separadas por uma distância d. Assinale a alternativa que melhor represente as linhas de força entre q e q‚: 6. O campo elétrico de uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e sentidos indicados pelas flechas na figura a seguir. O módulo do campo elétrico no ponto B vale 24 V/m. O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt por metro: a) 3. b) 4. c) 3Ë2. d) 6. e) 12. 7. Nos vértices A, B, C e D de um quadrado de lado L são colocadas quatro cargas puntiformes -Q, Q, -Q e 2Q, respectivamente. O campo elétrico no centro do quadrado é a) (K . Q) / L£ e aponta para B b) (K . Q) / L£ e aponta para D c) (2KQ) / L£ e aponta para B d) (2KQ) / L£ e aponta para D e) (KQ) / 2L£ e aponta para B
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