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Física III Lista I – Lei de Coulomb 1 – Duas partículas de cargas elétricas Q = 4,0.10-16 C e Q = 6,0.10-16 C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10 -9 m. Sendo k = 9,0.10 9 N.m 2 /C 2 , qual a intensidade da força de interação entre elas, em newtons? (R.: 2,4.10 -4 N) 2 - Duas cargas iguais de 2.10 -6 C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9,0.10 9 N.m 2 /C 2 , qual a distância entre as cargas, em metros? (R.: 0,6 m) 3 - Duas cargas elétricas puntiformes são separadas por uma distância de 4,0 cm e se repelem mutuamente com uma força de 3,6.10 -5 N. Se a distância entre as cargas for aumentada para 12,0 cm, a força entre as cargas passará a ser de que valor? (R.: 4,0.10 -6 N) 4 - Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, qual o valor da força de repulsão entre elas? (R.: 9 vezes maior que a anterior) 5 - Entre duas partículas eletrizadas, no vácuo, e a uma distância d, a força de interação eletrostática tem intensidade F. Se dobrarmos as cargas das duas partículas e aumentarmos a separação entre elas para 2d, ainda no vácuo, qual a intensidade F' da nova força de interação eletrostática? (R.: mesmo valor) 6 - As cargas Q1 e Q2 estão separadas pela distância (d) e se repelem com força (F). Calcule a intensidade da nova força de repulsão (F') se a distância for reduzida à metade e dobrada a carga Q1. (R.: 8 vezes o valor da anterior) 7 - Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes de 3.10 -5 C e 5.10 -6 C que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm. (R.: 60N) 8 - Duas cargas elétricas puntiformes positivas Q1 e Q2, no vácuo interagem mutuamente através de uma força cuja intensidade varia com a distância entre elas, segundo o diagrama abaixo. A carga Q2 é o quádruplo de Q1. Qual o valor de Q2? (R.: 6,0.10 -6 C) 9 - Uma esfera recebe respectivamente cargas iguais a 2 μC e -4 μC, separadas por uma distância de 5 cm. a) Calcule a força de atração entre elas. (R.: 2,88 N) b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2 cm, qual será a nova força de interação elétrica entre elas? (R.: 22,5 N) 10 - Estando duas cargas elétricas Q idênticas separadas por uma distância de 4m, determine o valor destas cargas sabendo que a intensidade da força entre elas é de 200 N. (R.: 5,96.10 -4 C) 11 - Duas cargas elétricas puntiformes, Q 1 = 4 µC e Q 2 = - 6 µC, estão colocadas no vácuo a uma distância de 60 cm uma da outra. Qual é o módulo da força de atração entre elas? (R.:6x10 -1 N) 12 - Um corpo condutor inicialmente neutro perde 5,0.10 13 elétrons. Qual será a carga elétrica no corpo após esta perda de elétrons? 13 - Considere duas partículas carregadas respectivamente com +2,5 µC e -1,5 µC, dispostas conforme mostra a figura abaixo: Qual a intensidade da força que atua sobre a carga 2? 14 - Quatro cargas são colocadas sobre os vértices de um retângulo de lados 40cm e 30cm, como mostra a figura abaixo: Qual a intensidade da força sentida na partícula 4? (R.: F14 = 1,08N; F24 = 1,5N; F34 = 2,025N e FR = 2,74N) 15 - Na figura estão representadas duas partículas de cargas de mesmo sinal, cujos valores são q1 = 5,0 μC e q2 = 7,0 μC. Elas estão separadas no vácuo por uma distância d = 4,0 m. Qual o módulo das forças de interação elétrica entre essas partículas? (R.: 19,7.10 -3 N) 16 - Calcule a força de atração entre duas cargas elétricas Q1 = -5×10 -6 C e Q2 = 8×10 -7 C no vácuo, sabendo que a constante elétrica do vácuo é de 9×10 9 N m 2 /C 2 e que a distância entre essas cargas é de 0,8 metros? (R.: 0,05625 N) 17 - Calcule a força de atração de duas cargas elétricas Q1 = 0,5×10 -5 C e Q2 = -4×10 -6 C no vácuo, sabendo que a constante elétrica do vácuo é de 9×10 9 N m 2 /C 2 e que a distância entre essas cargas é de 1,3 metros? (R.: 0,1062 N) 18 - Calcule a força de repulsão de duas cargas elétricas Q1 = -2×10 -5 C e Q2= -5×10 -5 C no vácuo, sabendo que a constante elétrica do vácuo é de 9×10 9 N m 2 /C 2 e que a distância entre essas cargas é de 1,5 metros? (R.: 3,996 N) 19 - Calcule a força de repulsão de duas cargas elétricas Q1 = -6×10 -6 C e Q2= -6×10 -6 C no vácuo, sabendo que a constante elétrica do vácuo é de 9×10 9 N m 2 /C 2 e que a distância entre essas cargas é de 0,7 metros? (R.: 0,66123 N) 20 - Calcule a força de repulsão de duas cargas elétricas Q1 = 2,2×10 -7 C e Q2= 4×10 -5 C no vácuo, sabendo que a constante elétrica do vácuo é de 9×10 9 N m 2 /C 2 e que a distância entre essas cargas é de 0,5 metros? (R.: 0,3168 N) 21 - Três partículas com cargas Q1 = +5×10 -6 , Q2 = -4×10 -6 e Q3 = +6×10 -6 são colocadas sobre um triângulo equilátero de lado d=50 cm, conforme figura abaixo. Calcule a força resultante em Q3. (R.: F13 = 1,08 N; F23 = 0,864 N; FR = 22 - Duas partículas de massas m1 e m2 estăo presas a uma haste retilínea que, por sua vez, está presa, a partir de seu ponto médio, a um fio inextensível, formando uma balança em equilíbrio. As partículas estão positivamente carregadas com carga Q1 = 3C e Q2 = 0,3C . Diretamente acima das partículas, a uma distância d, estão duas distribuições de carga Q3 = -1C e Q4 =-6C, conforme descreve a figura Sabendo que o valor de m1 é de 30 g e que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s 2 , determine a massa m2. (R.: 18 g) 23 - O gráfico mostra como varia a força de repulsão entre duas cargas elétricas, idênticas e puntiformes, em função da distância entre elas. Determine: a) o valor da força F. (R.: 1.10 3 N) b) a intensidade das cargas elétricas. (R.: 1.10 -4 C) 24 – Considerando que as três cargas da figura estão em equilíbrio, determine qual o valor da carga Q1 em unidades de 10 -9 C. Considere Q3 = -3,0.10 -9 C. (R.: 12)
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