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LISTA DE EXERCÍCIOS – Carga elétrica, Lei de Coulomb, Campo Elétrico Engenharia da Computação - 3° período 1) Uma pequena esfera de chumbo de massa igual a 8,0g possui excesso de elétrons com uma carga líquida igual a -3,20 x 10-9C. (a) Calcule o número de elétrons em excesso sobre a esfera. (b) Quantos elétrons em excesso existem por átomo de chumbo? O número atômico do chumbo é igual a 82 e sua massa atômica é 207g/mol. Lembrando que o número de Avogadro é 6,022 x 1023 átomos/mol. Resp. 2x1010elétrons b) 8,6x1016elétrons/átomo 2) Um ser humano médio pesa cerca de 650N. Se dois seres assim carregassem, cada qual, 1,0 coulomb de excesso de carga, um positivo e outro negativo, qual deve ser a distância entre eles para que a atração elétrica seja igual ao seus pesos de 650N? Resp. 3,72x103m 3) Um bastão de plástico é friccionado com uma camisa de lã, ficando carregado com −0,8%&. Quantos elétrons foram transferidos da camisa de lã para o bastão de plástico? 5x1012 elétrons 4) Uma carga '( = +4,0%& é posicionada na origem e uma carga ', = +6,0%& é posicionada no eixo x em x=3,0m. (a) Determine a força sobre a carga q2 (b) Determine a força sobre a carga q1. (c) Quais seriam as respostas nos itens (a) e (b) se q2 fosse igual a −6,0%&? (a)(b) (c) (d) 2,4x10-2N 5) Uma carga de −1,0%& está localizada na origem; uma segunda carga de 2,0%& está posicionada no ponto de coordenadas x=0, y=0,1m; e uma terceira carga de 4,0%& está posicionada no ponto de coordenadas x=0,2m, y=0. Determine as forças que atuam em cada uma das três cargas. F1=0,899i+1,8j F2=-1,28i-1,16j F3=0,381i-0,64j 6) Duas pequenas esferas de plástico possuem cargas elétricas positivas. Quando estão separadas por uma distância igual a 15,0 cm, a força de repulsão entre elas possui módulo igual a 0,220N. Qual será a carga de cada esfera (a) se as cargas das esferas forem iguais? (b) Se a carga de uma esfera for o quádruplo da carga da outra esfera? Resp. a)7,42x10-7C b) 3,71 x 10-7 C e 1,48 x 10-6 C 7) Duas pequenas esferas separadas por uma distância igual a 20,0cm possuem cargas iguais. Quantos elétrons em excesso devem estar presentes em cada esfera para que o módulo da força de repulsão entre elas seja igual a 4,57 x 10- 21N? 890 elétrons 8) Três cargas puntiformes estão dispostas ao longo do eixo x. A carga '( = +3,0#$ está na origem e a carga %& ' (5,0#$ está em x=0,200m. A carga %* ' (8,0#$. Onde %* está localizada quando a força resultante sobre %, for 7N no sentido – x? -0.144m 9) Duas cargas puntiformes estão localizadas sobre o eixo Oy do seguinte modo: a carga %, ' (1,5/$ no ponto y= -0,600m; e a carga %& ' 03,2/$ na origem (y=0). Qual é a força resultante (módulo, direção e sentido) que essas duas cargas exercem sobre uma terceira carga %* ' 05,0/$, localizada no ponto y= - 0.400m? Resp. 2,58x10-6N, sentido –y 10) Uma carga de ' 04,0#$ é posicionada na origem. Qual é a intensidade e o sentido do campo elétrico no eixo x em (a) x=6m e (b)x=-10m? Resp. (a) 999N/C (b) 360N/C 11) Quando uma carga de prova %4 ' 2,0/$ é colocada na origem ela fica sob a ação de uma força de 8,0 5 1067N no sentido positivo do eixo y. (a) Qual é o valor do campo elétrico na origem? (b) Qual seria a força atuante em uma carga de -4nC colocada na origem? (c) Se essa força é devida a uma carga colocada sobre o eixo y na posição y=3,0cm, qual é o valor da carga? Resp. (a) 4x105N, (b)-1,6x10-3N(c)-40nC 12) Duas cargas positivas iguais com intensidades q1=q2=6,0nC são posicionadas sobre o eixo y em y1=+3cm e y2=-3cm. (a) Quais são a intensidade e a orientação do campo elétrico no eixo x em x=4cm? (b) Qual é a força exercida sobre uma terceira carga q0=2nC quando é colocada sobre o eixo x em x=4cm? Resp. (a)34,5kN/C (b)69µN Resp. 2C; 1,25x1019 elétrons Lembrando que a massa do próton é 1,67x10-27Kg Resp. (a) 3,31x106N/C, para a esquerda (b)1,42x10-8s (c) 1,80x103 N/C para a direita. Resp. (a)-21,9x10-6C (b)1,02x10-7N/C Resp. (a)8,75x103N/C, para a direita (b)6,54x103N/C, para a direita (c)1,40x10-15N para a direita Resp. (a)364N/C (b)Não. 2,73x10-6m de cima para baixo OBSERVAÇÃO: massa do elétron: ~9,11x10-31 Kg; aceleração da gravidade ~9,8m/s2; massa do próton~1,67x10-27 Kg