Primeira Lista de exercicios - eletrica fisica

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO 
Curso: Eng. civil – 1o SEM - 2012 Disciplina: FGE-IV 
Prof.: Milton Zanotti Jr. Campus MEM 
1a Lista de Exercícios – Eletrização e Lei de Coulomb. 
 
1) Tipler, pg. 26, Ex. 3: A placa retangular metálica B é aterrada através de uma 
chave S que, inicialmente, esta fechada (Figura 1). Enquanto a carga +Q se mantém 
próxima a B, a chave S fica aberta. A carga +Q é então 
removida. Qual é a condição da placa retangular B? 
a) A placa fica carregada positivamente. 
b) A placa fica descarregada. 
c) A placa fica carregada negativamente. 
d) A carga pode estar em qualquer das situações anteriores, 
dependendo da carga que tinha antes de a carga +Q ser 
colocada em sua proximidade. 
 
Fig. 1: Exercício 3. 
2) Tipler, pg. 26, Ex. 4: Explique, descrevendo cada etapa, como um bastão isolante 
carregado positivamente pode ser utilizado para carregar uma esfera metálica: 
a) Negativamente 
b) Positivamente 
c) Pode o mesmo bastão ser utilizado para tornar simultaneamente uma esfera 
carregada positivamente e outra negativamente, sem que o bastão seja 
recarregado? 
 
 
3) Duas esferas condutoras idênticas, uma com carga inicia + Q e a outra inicialmente 
descarregada, são colocadas em contato. Qual é o valor da nova carga em cada uma das 
esferas? 
4) Duas esferas idênticas são carregadas por indução e, em seguida, separadas, a esfera 
1 possui uma carga + Q e a esfera 2 uma carga – Q. Uma terceira esfera idêntica está 
inicialmente descarregada. Se a esfera 3 entra em conta com a esfera 1 e se afasta e, em 
seguida entra em contato com a esfera 2 e é separada, qual será a carga final em cada 
uma das três esferas? 
 
5) (Ex. 6, pág 26, 5a ed, Tipler) Três cargas, + q, + Q e – Q são colocadas nos vértices 
de um triângulo equilátero conforme mostra a figura. A força resultante sobre a carga + 
q devida às duas outras cargas é: (a) vertical para cima, (b) vertical para baixo, (c) Nula, 
(d) horizontal para a esquerda ou (e) horizontal para a direita? 
 
 
 
 
 
 
6) Durante o processo descrito pelo efeito fotoelétrico , luz ultra violeta pode ser usada 
para carregar eletricamente um pedaço de metal. Se esta luz incide em uma barra de 
material condutor e elétrons são ejetados com energia suficiente para escapar da 
superfície do material, quanto tempo depois o metal terá uma carga resultante de +1,50 
nC se 1,00 x 106 elétrons são ejetados por segundo? 
 
 
7) Tipler, pg. 27, Ex. 25: Um bastão de plástico é friccionado com uma camisa de lã, 
ficando carregado com - 0,8 µC. Quantos elétrons foram transferidos da camisa de lã 
para o bastão de plástico? 
 
 
8) Tipler, pg. 27, Ex. 26: A carga de uma quantidade de prótons igual ao número de 
Avogrado (NA = 6,02 x 1023) é chamada de faraday. Calcule o número de coulombs em 
um faraday. 
 
9) Tipler, pg. 27, Ex. 27: Quantos coulombs de carga positiva existem em 1 kg de 
carbono? Sabe-se que em doze gramas de carbono existe um número de Avogrado de 
átomos e que cada átomo de carbono possui seis prótons e seis elétrons. 
 
10) Tipler, pg. 27, Ex. 28: Uma carga q1 = 4,0 µC é posicionada na origem e uma carga 
q2 = 6 µC é posicionada no eixo x em x = 3,0 m. 
a) Determine a força sobre a carga q2. 
b) Determine a força sobre q1. 
c) Quais seriam as suas respostas aos itens a e b se q2 fosse igual – 6,0 µC? 
 
 
11) Tipler, pg. 28, Ex. 29: Três cargas puntiformes são posicionadas no eixo x: q1 = - 
6,0 µC em x = - 3m, q2 = 4 µC na origem e q3 = - 6 µC em x = 3,0 m. Determine a força 
atuante em q1. 
 
 
12) Tipler, pg. 28, Ex. 30: Três cargas, cada uma com intensidade de 3 nC, estão 
localizadas nos vértices de um quadrado cujo lado é igual a 5 cm. As duas cargas nos 
vértices opostos são positivas e a outra carga é negativa. Determine a força exercida por 
essas cargas sobre uma quarta carga q = + 3,0 nC localizada no vértice remanescente. 
x 
13) Tipler, pg. 28, Ex. 31: Uma carga 5 µC é posicionada sobre o eixo y, em y = 3 cm e 
uma segunda carga - 5 µC é posicionada também sobre o eixo y, em y = - 3 cm. 
Determine a força exercida por essas cargas sobre uma carga de 2 µC sobre o eixo x em 
x = 8 cm. 
 
14) (Exercício Integrada) Em homenagem ao físico francês Charles Augustin Coulomb 
(1736 – 1806), passou-se a chamar a unidade de carga elétrica de Coulomb. A grande 
contribuição de Coulomb à ciência foi no campo da eletrostática e eletromagnetismo, a 
partir da criação da balança de torção. Quando a equipe X, do quarto semestre de 
Engenharia da UNINOVE empenhava-se bravamente na montagem de uma ponte de 
macarrão, um dos alunos verificou que uma das barras do macarrão tipo spaguetti atraía 
pequenos pedaços de papel. Mostrou o acontecido aos colegas e um deles lembrou-se 
dos processos de eletrização que haviam estudado no início do semestre, juntamente 
com a lei de Coulomb. Se a barra de macarrão que o aluno observou estivesse eletrizada 
com uma carga elétrica de – 4,8 nC, quantos elétrons teria em excesso? (R. 3 x 1010 
elétrons) 
 
 
15) Tipler, pg. 28, Ex. 32: Uma carga puntiforme de - 2,5 µC esta localizada na 
origem. Uma segunda carga puntiforme de 6 µC esta posicionada no ponto de 
coordenadas x = 1 m, y = 0,5 m. Determine as coordenadas x e y da posição na qual um 
elétron fica em equilíbrio. 
 
 
16) Tipler, pg. 28, Ex. 35: Cinco cargas iguais a Q são igualmente espaçadas em um 
semicírculo de raio R, conforme mostrado na Figura 2. Determine a força atuante sobre 
uma carga q localizada no centro do semicírculo. 
 
 
 
Figura 2. Exercício 35. 
17) (Extra) As cargas Q1 = 9 µC e Q3 = 25 µC estão fixas nos pontos A e B. Sabe-se 
que a carga Q2 = 4 µC está em equilíbrio sob a ação de forças elétricas somente na 
posição indicada. Qual o valor de x? 
(R. 3,38 cm) 
 
 
 
 
 
 
18. Considere duas cargas puntiformes, q1 e q2,, de sinais opostos que se atraem com 
uma força de intensidade 12 N, quando separadas pela distância d.O que ocorreria com 
esta força se: 
a) a distância fosse reduzida pela metade? b) a distância fosse triplicada?