APS 1 Física III

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Curso: ENGENHARIAS CIVIL, MECÂNICA, PRODUÇÃO E ELÉTRICA 
Disciplina: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III 
Período: 4º 
Professora: SARAH DOS SANTOS RABELO, D.Sc. 
 
Proposta de APS 
N° APS: 
1 de 2 
Carga Horária: 
10 há 
Tema: 
O Campo Elétrico 
Objetivos: 
 Definir carga elétrica 
 Utilizar a lei de Coulomb 
 Conceituar e calcular campo elétrico 
 Representar, graficamente, diferentes campos elétricos 
 Identificar o movimento de cargas num campo elétrico 
 Utilizar a lei de Gauss para calcular o campo elétrico de quaisquer configurações de 
cargas elétricas 
 
Atividade 
 
 Resolver a lista de exercícios REVISÃO 1 em anexo 
 
 
Regras para a elaboração e postagem: 
1) A APS deverá ser postada em apenas 1 (UM) arquivo em extensão .doc ou .pdf 
2) A postagem deverá ser efetuada até a data prevista na plataforma Blackboard 
3) Não serão aceitas entregas via e-mail. 
 
 
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Física Geral e Experimental III – Revisão 1 
 
Sarah Rabelo, D.Sc. 
 
“Tudo quanto te vier às mãos para fazer, faze-o conforme as tuas forças, pois na sepultura pra onde tu vais 
não há ciência, nem indústria, nem sabedoria alguma.” Eclesiastes 9:10 
 
1) Duas cargas puntiformes, de 0,05C cada uma, estão separadas por 10 cm. Achar (a) o módulo 
da força exercida por uma carga sobre a outra e (b) o número de unidades fundamentais de 
carga em cada uma delas. 
 
Resposta  a) 2,25 x 10-3 N b) 3,12 x 1011 elétrons 
 
2) Calcular a razão entre a força elétrica e a força gravitacional exercidas por um próton sobre 
outro. 
Dados: 2
2
r
Gm
F pg  , 
2211 /.1067,6 kgmNG  e kgmp
271067,1  . 
 
Resposta  Fe = 1,24 x 1036 Fg 
 
3) Três cargas puntiformes estão sobre o eixo dos x. A carga q1 = 25nC está na origem, a q2 = -
10nC em x = 2m e a q0=20nC em x = 3,5m. Achar a força resultante sobre q0 exercida por q1 e 
q2. 
 
Resposta  - 0,432 N i

 
 
4) A carga q1 = 25nC está na origem, a carga q2 = - 15nC está no eixo x, em x = 2m, e a carga q0 
= 20nC está no ponto P(2, 2)m. Achar o módulo, a direção e o sentido da força sobre q0. 
 
Resposta  4,84 x 10-7 N para a direita e para baixo com  = - 34,9º 
 
5) Quando uma carga de prova de 5nC for colocada num certo ponto, sofre uma força de N4102  
na direção de x. Qual o campo elétrico E neste ponto? 
 
Resposta  4 x 104 N/C i

 
 
 
6) Uma carga positiva q1 = 8nC está na origem e uma outra carga positiva q2 = 12nC está sobre o 
eixo dos x em a = 4m. Achar o campo elétrico deste sistema de cargas (a) no ponto P1 sobre o 
eixo das abscissas em x = 7m e (b) no ponto P2 (3, 0, 0)m. 
 
Resposta  a) 13,5 N/C i

 b) -100 N/C i

 
 
7) Um dipolo com momento de 0,02e.nm faz um ângulo de 20º com um campo elétrico uniforme 
de CN /103 3 . Achar (a) o valor do torque que atua sobre o dipolo e (b) a energia potencial do 
sistema. 
 
Resposta  a) 3,28 x 10-27 N.m b) 9,02 x 10-27 J 
 
 
 
 
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8) Uma moeda, sendo eletricamente neutra, contém iguais quantidades de cargas positivas e 
negativas. Qual a intensidade destas cargas iguais? Suponha que a moeda é feita de cobre (Z 
= 29) com massa de 3,11 g. A massa molar do Cu é de 63,5g/mol. 
Dado: molporátomosN
M
mNN AA
231002,6;  
 
Resposta  1,37 x 105 C 
 
Lei de Gauss 
9) Uma superfície quadrada de 3,2 mm de lado está imersa num campo elétrico com E = 1800 N/C. 
As linhas do campo formam um ângulo de 35º com a normal “apontando para fora”. Calcular o 
fluxo através da superfície. 
 
Resposta  0,0151 Nm2/C 
 
10) Uma esfera de raio 6 cm tem uma densidade volumar de carga uniforme  = 450 nC/m3. (a) Qual 
a carga total da esfera? Achar o campo elétrico em (b) r = 2 cm e (c) r = 10cm. 
 
Respostas  a) 0,407 nC b) 338,9 N/C c) 366,1 N/C 
 
11) Um cilindro maciço de 10 cm de comprimento e 5 cm de raio tem uma densidade volumétrica de 
carga uniforme  = 20 nC/m3. Achar o campo elétrico em (a) r = 2 cm e (b) r = 15 cm. 
(c) Calcule a carga do total do cilindro. 
 
Respostas  a) 22,59 N/C b) 18,83 N/C c) 1,57 x 10-11 C 
 
12) Uma linha de cargas produz um campo de 4,5 x 104 N/C a uma distância de 2m. Calcule a 
densidade linear de carga sobre a linha. 
 
Resposta  5µC/m 
 
13) Uma casca cilíndrica de 12 cm de comprimento e 6 cm de raio tem uma densidade superficial 
de carga uniforme  = 9 nC/m2. (a) Qual a carga total da casca? Achar o campo elétrico em (b) 
r = 2 cm e (c) r = 10cm. 
 
Respostas  a) 0,407 nC b) 0 c) 610 N/C 
 
14) Uma esfera condutora uniformemente carregada, de 1,2m de diâmetro, possui uma densidade 
superficial de carga de 8,1C/m2. (a) Determine a carga sobre a esfera. (b) Qual é o valor do 
fluxo elétrico total que está deixando a superfície da esfera? 
 
Respostsa  a) 36,6 C b) 4,14 x 106 Nm2/C 
 
 
15) Uma esfera condutora de 10 cm de raio possui uma carga de valor desconhecido. Sabendo-se 
que o campo elétrico à distância de 15 cm do centro da esfera tem módulo igual a 3103 N/C e 
aponta radialmente para dentro, qual é a carga líquida sobre a esfera? 
 
Resposta  - 7,5 nC 
 
16) Considere uma esfera maciça com raio de 4 cm e carga total de 32C distribuída uniformemente. 
a. Calcule a densidade volumar de cargas. 
b. Encontre o campo elétrico a 2 cm do centro de distribuição de cargas. 
c. Encontre o campo elétrico a 10 cm do centro de distribuição de cargas. 
 
Respostas  a) 0,12 C/m3 b) 90,4 MN/C c) 28,77 MN/C 
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Potencial elétrico 
 
17) (0,5 pt) Um próton de massa kg271067,1  é solto num campo elétrico uniforme E = 5 N/C i

. 
Depois de percorrer 5 cm, qual a sua velocidade? Lembre-se que a perda de energia potencial 
é igual ao ganho de energia cinética. 
 
Resposta  6.921,28 m/s 
 
18) CRT é um acrônimo para a expressão inglesa cathode ray tube, que em português significa 
"tubo de raios catódicos", também conhecido como Cinescópio. Foi inventado por Karl 
Ferdinand Braun, e é o ecrã usado em muitos monitores de PC, Televisores e Osciloscópios. 
Foi em um tubo de raios catódicos que, em 1897, o físico J. J. Thomson verificou a existência 
do elétron. Os CRTs de televisores trabalham com tensões muito altas, de 10.000 a 
40.000 V dependendo do seu tamanho. Estas tensões podem continuar acumuladas durante 
vários dias mesmo após o aparelho ter sido desligado da corrente elétrica, pois as paredes de 
vidro do CRT formam um capacitor. 
A diferença de potencial entre as placas aceleradoras do canhão de elétrons do tubo de um 
aparelho de televisão é de cerca de 25.000 V. Se a distância entre essas placas é de 1,5 cm, 
encontre a magnitude do campo elétrico uniforme nesta região. 
 
Resposta  1,66 x 106 N/C 
 
19) a) Qual o potencial elétrico a uma distância r = 0,529 x 10-10 m de um próton? (Esta é a distância 
média entre o próton e o elétron no átomo de hidrogênio.) 
b) Qual a energia potencial do elétron e próton nesta separação? 
 
Respostas  a) 27,2 V b) 4,35 x 10-18J ou 27,2 eV 
 
 
20) Em um relâmpago típico, a diferença de potencial entre pontos de descarga é cerca de 109 V e 
a quantidade de carga transferida é cerca de 30 C. (a) Quanta energia é liberada? (b) Se toda a 
carga que foi liberada pudesse ser usada para acelerar um carro de 1000 kg a partir do repouso, 
qual seria a sua velocidade final? 
Respostas  a) 30 x 109 J b) 7,74 x 103 m/s