Física 3 (1EE - 2016.1) com gabarito

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - Departamento de Física 
Física Geral 3 – 1ª Prova – Primeiro Semestre/2016 – 11/04/2016 – 08:00 às 10:00 h 
Nome do estudante:____________________________________________________ 
CPF do estudante:_____________________________________________________ 
 
Só serão aceitas as respostas que mostram claramente como foram obtidas 
 
QUESTÃO 1: Uma carga elétrica pontual –q encontra-se 
na origem de um sistema de coordenadas. A uma distância L 
à sua esquerda encontra-se uma carga elétrica pontual +8q, 
conforme ilustrado na figura 1. Para tal situação: 
 
(a) (1,0) Calcule o módulo do campo elétrico gerado em 
um ponto localizado ao longo do eixo x, para x > 0. 
(b) (1,0) Determine o ponto xnulo sobre o eixo x onde o 
campo elétrico se anula. 
(c) (1,0) Determine o ponto xmax sobre o eixo x, onde x > 0, no qual o campo elétrico 
atinge seu valor máximo. 
(d) (0,5) Esboce o gráfico do campo elétrico para pontos ao longo do eixo x, para x > 0. 
QUESTÃO 2: A figura 2 ilustra uma casca esférica não-
condutora de raio interno a e raio externo b que possui uma 
densidade volumétrica de carga positiva constante ρ. Uma 
carga elétrica pontual positiva q0 está situada no centro da 
casca. Na figura 2, r representa a distância ao centro da casca 
esférica. Para este arranjo eletrostático, calcule: 
 
(a) (0,5) A carga total Q do sistema. 
(b) (3,0) O vetor campo elétrico em todas as regiões do 
espaço: (i) 0 < r < a; (ii) a < r < b; (iii) r > b. 
 
QUESTÃO 3: A figura 3 ilustra uma barra não-condutora 
unidimensional, de comprimento L, posicionada ao longo do eixo 
x. A barra tem uma densidade linear de carga variável λ(x) = A
 
x, 
onde A é uma constante positiva e 0 ≤ x ≤ L. O ponto P indicado 
na figura 3 está localizado ao longo do eixo vertical, a uma 
distância y da origem do sistema de coordenadas. Admita que o 
potencial elétrico é nulo no infinito. Para tais circunstâncias: 
 
(a) (1,5) Calcule o potencial elétrico no ponto P. 
(b) (1,0) Calcule a componente y do campo elétrico (Ey) no 
ponto P. 
(c) (0,5) A componente x do campo elétrico (Ex) no ponto P pode ser calculada usando o 
resultado do item (a)? Justifique sua resposta. 
Figura 3 
y 
P 
y 
x 
λ(x)
L 0 
- q +8q 
L 
x 
y 
Figura 1 
r 
Figura 2 
q0 
ρ