Prova Teórica 1 de Física III UFBA (Prof. Ossamu Nakamura)

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INSTITUTO DE FÍSICA DA UFBA 
 DEPARTAMENTO DE FÍSICA DO ESTADO SÓLIDO 
 DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III (FIS 123) 
 SEMESTRE: 1o /02 07/08/2 
TURMA: T04 
Nome: ______________________________________________________________________ 
 
1a Prova de Teoria 
 
 
1. Duas esferas iguais de massa m e cargas +q e –q respectivamente estão 
suspensas em equilíbrio por fios isolante de comprimento desconhecido. 
Supondo que o ângulo q seja muito pequeno, determine o comprimento dos 
fios. Encontre também o valor do período de oscilação dos pêndulos, quando 
a distância entre eles é muito grande. Utilize a aproximação q»q»q sentan . 
 
 
 
 
2. Dois fios finos, encurvados em forma de semicircunferência de raio R e carregados com carga + q e 
q3+ , são colocados respectivamente em planos perpendiculares entre si, de modo que suas 
extremidades se tocam. Uma partícula puntiforme de carga + Q e massa m é colocada no centro de 
curvatura comum aos fios e se mantém em equilíbrio sob a ação da gravidade e dos campos gerados 
pelos fios. Como devem estar dispostos tais planos (em relação à vertical) para que essa situação seja 
possível? Faça um esboço desta situação, explicitando o valor do ângulo entre o vetor aceleração da 
gravidade e um destes planos. Determine a massa m da partícula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x0 x0
+q -q
q q
Resp: a) 
2
24
q
gmdx
l oo
pe
= b) mx
q
d
T oope
p4= 
Resp: 
22 gR
qQ
m
oep
= 
 
R
Q2
Q1
E2
Q = 3 q1
Q =q2
E2
60o
E
plano 1
plano2
plano 1
plano 2
3. Considere duas extensas placas paralelas de área A, separadas por uma distância d e carregadas 
uniformemente com cargas + Q e - Q respectivamente. Uma partícula de carga q = + Q/10 e massa m é 
abandonada em repouso, no instante t = 0, no ponto P0 (veja figura). Considere uma superfície fechada 
hipotética S que contém a placa + Q e que tangencia o ponto P. 
a. Deduza a expressão do campo elétrico entre as placas. 
b. Supondo que a única força presente é a força elétrica, calcule o 
tempo necessário para a partícula atingir P. 
c. Construa o gráfico do fluxo FE do campo elétrico através da 
superfície S em função do tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Calcule a diferença de potencial entre duas cascas esféricas concêntricas de raios R1 e R2 e cargas +q e 
–q respectivamente. Faria alguma diferença no resultado encontrado se a casca externa (de raio R2) 
tivesse carga nula e a interna mantivesse a mesma carga? E se a situação invertesse? Justifique 
 
 
P0
P
d/4
d/2
+ Q 
- Q
S
 Resp: a)
A
Q
E
oe
= b) 
Q
mAd
t oo
e5
= c) 
 
11
10 eo
Q
to t
FE
Q
eo
 
Resp: a) ÷÷
ø
ö
çç
è
æ
-=-
12
12
11
4
)()(
RR
q
RVRV
ope
 
 b) se a casca externa tivesse carga nula a ddp seria a mesma 
 c) se a casca interna tivesse carga nula a ddp seria nula