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Lista 1 – Carga elétrica e lei de Coulomb 1. A força elétrica que uma carga exerce sobre outra muda se outras cargas forem trazidas para as proximidades desta? Justifique. 2. Um elétron (carga −𝑒) se move em torno de um núcleo de hélio (carga +2𝑒) em um átomo de hélio. Qual das partículas aplica a maior força na outra? 3. Qual deve ser a distância entre a carga pontual 𝑞1 = 26,3 𝜇𝐶 e a carga pontual 𝑞2 = −47,1 𝜇𝐶 para que a força elétrica entre elas tenha intensidade de 5,66 N? 4. Duas cargas 𝑞1 e 𝑞2 são mantidas separadas por uma distância fixa d. Suponha que 𝑞1 = 𝑞2 = 21,3 𝜇𝐶 e que 𝑑 = 1,52 𝑚. Qual a intensidade da força elétrica que atua sobre 𝑞1? Se um terceira carga, 𝑞3 = 𝑞1, é posicionada de modo que as três cargas formem um triângulo equilátero de lado d, qual a intensidade da força sobre 𝑞1? 5. Três partículas carregadas repousam em uma linha reta e na sequência: 𝑞1, 𝑞2 e 𝑞3. A carga 𝑞2 está a uma distância d de 𝑞1 e a carga 𝑞3 está a uma distância d de 𝑞2. As cargas 𝑞1 e 𝑞2 são fixas, porém 𝑞3 é livre para se mover. Sabendo que 𝑞3 está em equilíbrio, encontre 𝑞1 em função de 𝑞2. 6. Mostre a a razão da atração eletrostática para a atração gravitacional entre um elétron e um próton é independente da distância entre eles e calcule essa razão. 7. Uma carga Q é distribuída uniformemente sobre um fio semicircular de raio a. Calcule a força com que ele atua sobe uma carga de sinal oposto –q colocada no que seria o centro do círculo fechado. Se o círculo fosse fechado formando um anel com a carga –q no centro, qual seria a força que atuaria sobre –q? Para responder a última pergunta utilize apenas o resultado a primeira pergunta e argumentos geométricos e de simetria. Algumas respostas 4 – 1,77 N; 3,07 N. 5 - 𝑞1 = −4𝑞2 6 – 2,3x1039 7 – 𝐹 = 𝑞𝑄 2𝜋2𝜀0𝑎2 , 0
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