Aps Fisica 3 com resoluções

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EXERCÍCIOS 
 
 
1- (Carga Elétrica) Duas esferas metálicas, muito leves, e com carga inicial nula estão penduradas por 
fios perfeitamente isolantes. Conforme a figura abaixo, uma barra metálica positivamente carregada 
é encostada em uma das esferas e depois afastada. Após o afastamento da barra, qual deve ser a 
posição das esferas? Justifique sua resposta. Resposta: Letra A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOCIEDADE UNIVERSITÁRIA REDENTOR 
FACULDADE REDENTOR DE ITAPERUNA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
Aluno(a): Período: 4º Turma: 
 
Prof.: Rafael Lima de Oliveira Data: 
15/09/2016 
08h 
Valor: 
10,0 
Nota: 
 
 
Avaliação/ Disciplina: APS1 – Física III 
2- (Carga Elétrica) Um objeto “A” eletrizado com uma carga 𝑄𝐴 = 15 × 10
−6𝐶 foi colocado em contato 
com outro objeto “B” o qual é idêntico a “A” e com carga 𝑄𝐵 = 23 × 10
−6𝐶. Após terem atingido o 
equilíbrio eletrostático, os objetos foram separados. Qual a carga final de cada objeto? 
 
Resposta: 𝑄𝐴 = 19 × 10
−6𝐶 e 𝑄𝐵 = 19 × 10
−6𝐶 
 
 
 
3- (Lei de Coulomb) Duas cargas pontuais 𝑄1 = +6𝜇𝐶 e 𝑄2 = −4𝜇𝐶 estão fixas no eixo 𝑥 nos pontos 
𝑥 = 8,0𝑚 e 𝑥 = 16,0𝑚, respectivamente. Que carga deve ser colocada no ponto 𝑥 = 24,0𝑚 para 
que a força eletrostática total sobre uma carga colocada na origem seja nula? 
 
Resposta: −45 𝜇𝐶 
 
 
 
4- (Lei de Coulomb) Na figura abaixo, a partícula 1 de carga 𝑄1 = +4𝑒 está a uma distância 𝑑1 = 2,0𝑚𝑚 
do solo, enquanto a partícula 2 de carga 𝑄2 = +6𝑒 está sobre o solo a uma distância horizontal 𝑑2 =
6,0𝑚𝑚 da partícula 1. Qual é a componente x da força eletrostática exercida pela partícula 1 sobre 
a partícula 2? 
 
Resposta: 1,31 × 10−22 𝑁 
 
 
 
 
 
5- (Campo Elétrico) Na figura abaixo estão dispostas quatro partículas formando um quadrado de aresta 
𝑎 = 5,0 𝑐𝑚. Estas partículas apresentam as seguintes cargas: 𝑄1 = +10𝑛𝐶, 𝑄2 = −20𝑛𝐶, 𝑄3 =
+20𝑛𝐶 𝑒 𝑄4 = −10𝑛𝐶. Qual o valor do campo elétrico no centro do quadrado? 
 
Resposta: (1,02 × 10+5 𝑁 𝐶⁄ )𝑗 ̂
 
 
 
 
6- (Campo Elétrico) Um elétron está sobre o eixo de um dipolo elétrico, a 25nm de distância do centro 
do dipolo. Qual é o módulo da força eletrostática a que está submetido o elétron se o momento do 
dipolo é 3,6 × 10−29𝐶.𝑚? Considere que a distancia entre as cargas do dipolo é muito menor do 
que 25nm. 
 
Resposta: (6,6 × 10−15 𝑁 𝐶⁄ )𝑗̂ 
 
 
7- (Lei de Gauss) A figura abaixo exibe uma superfície gaussiana com a forma de um cubo de 2,0𝑚 de 
aresta. Um dos vértices dessa superfície está no ponto 𝑥1 = 5,0𝑚 e 𝑦1 = 4,0𝑚. Estando este cubo 
imerso em um campo elétrico defino por �⃗� = −3,0�̂� − 4,0𝑦2𝑗̂ + 3,0�̂�
𝑁
𝐶
, com 𝑦 em metros, calcule a 
carga total contida no cubo. 
 
Resposta: −1,70 𝑛𝐶 
 
 
 
 
 
 
 
8- (Lei de Gauss) Se o campo elétrico a uma distância de 15cm do centro de uma esfera condutora de 
carga desconhecida tem módulo de 3,0 × 103
𝑁
𝐶
 e aponta para o centro da esfera, qual é a carga 
dessa esfera sabendo que seu raio mede 10𝑐𝑚?. 
 
Resposta: −7,5 𝑛𝐶 
 
 
9- (Potencial Elétrico) De acordo com a distribuição de partículas apresentada na figura abaixo, calcule 
o potencial elétrico no ponto 𝑃 devido às quatro partículas. Considere 𝑉 = 0 no infinito, 𝑞 = 5,0𝑓𝐶 
e 𝑑 = 4,0𝑐𝑚. 
 
Resposta: 0,562 𝑚𝑉 
 
 
 
 
 
 
10- (Potencial Elétrico) Os centros de duas esferas metálicas, ambas com 3,0𝑐𝑚 de raio, estão separados 
por um distância de 2,0𝑚. A esfera 1 possui uma carga de +1,0 × 10−8𝐶 e a esfera 2 uma carga de 
−3,0 × 10−8𝐶. Suponha que a distância entre as esferas seja suficiente para que se possa admitir 
que as cargas das esferas estão uniformemente distribuídas, ou seja, que as esferas não se afetam 
mutuamente. Com 𝑉 = 0 no infinito, determine: 
 
Resposta: a) −1,8 × 10+2 𝑉 b) 2,9 𝐾𝑉 c) −8,9 𝐾𝑉 
 
 
a. O potencial elétrico no ponto médio entre as esferas. 
b. O potencial elétrico na superfície da esfera 1. 
c. O potencial elétrico na superfície da esfera 2. 
 
 
11- (Capacitância) Determine a capacitância equivalente do circuito abaixo sabendo que, a bateria ligada 
ao circuito apresenta tensão de 20 𝑉, enquanto, 𝐶1 = 𝐶6 = 3,0𝜇𝐹 e 𝐶3 = 𝐶5 = 2,0𝐶2 = 2,0𝐶4 =
4,0𝜇𝐹. Determine também a carga armazenada pelo capacitor equivalente. 
 
Resposta: a) 3,0 𝜇𝐹 b) 60,0 𝜇𝐶 
 
 
 
 
12- (Capacitância) Na figura abaixo, 𝐶1 = 10,0𝜇𝐹, 𝐶2 = 20𝜇𝐹 e 𝐶3 = 25𝜇𝐹. Sabendo que nenhum dos 
capacitores pode suportar uma diferença de potencial maior do que 100 𝑉 sem que o dielétrico se 
rompa, determine: 
 
Resposta: a) 190,0 𝑉 b) 95,0 𝑚𝐽 
 
 
 
d. A maior diferença de potencial que pode existir entre os pontos A e B. 
e. A máxima energia que pode ser armazenada no conjunto de três capacitores. 
 
13- (Corrente Elétrica) Considerando que uma corrente de 5,0 𝐴 atravessa um fio durante 4,0 minutos, 
determine: 
 
Resposta: a) 1,2 𝐾𝐶 b) 7,5 × 10+21 elétrons 
 
 
a. Quantos coulombs passam por uma seção reta do fio? 
b. Quantos elétrons passam por uma seção reta do fio? 
 
 
14- (Corrente Elétrica) Sabendo que um fio de Nichrome tem 1,0 𝑚 de comprimento e 1,0 𝑚𝑚 de seção 
reta e conduz uma corrente de 4,0 𝐴 quando é aplicada uma diferença de potencial de 2,0 𝑉 entre 
suas extremidades, determine: 
 
Resposta: a) 
1
2,0×10+6
 Ω b) 2,0 × 10+6 Ω.𝑚−1 
 
 
a. A resistividade. 
b. A condutividade. 
 
15- (Corrente Elétrica) Quando um resistor de valor desconhecido é ligado aos terminais de uma bateria 
de 3,0 𝑉, a potência dissipada é de 0,540 𝑊. Quando o mesmo resistor é ligado aos terminais de 
uma bateria de 1,5 𝑉, qual é a potência dissipada? 
 
Resposta: 0,135 𝑊