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EETI – Escola de Engenharia e TI Disciplina: Física – Eletricidade Professor: Rafael Doria Aluno (a): Lista 1 (Força elétrica, Campo elétrico) 1) Uma partícula com uma carga de +3,00 × 10–6 C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de –1,50 × 10–6 C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas. 2) Duas partículas de mesma carga são colocadas a 3,2 × 10–3 m de distância uma da outra e liberadas a partir do repouso. A aceleração inicial da primeira partícula é 7,0 m/s2 e a da segunda é 9,0 m/s2. Se a massa da primeira partícula é 6,3 × 10–7 kg, determine (a) a massa da segunda partícula e (b) o módulo da carga das partículas. 3) Na figura, três partículas carregadas estão em um eixo x. As partículas 1 e 2 são mantidas fixas. A partícula 3 está livre para se mover, mas a força eletrostática exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 é zero. Se L23 = L12, qual é o valor da razão q1/q2? 4) As cargas e coordenadas de duas partículas mantidas fixas no plano xy são q1 = +3,0 μC, x1 = 3,5 cm, y1 = 0,50 cm e q2 = –4,0 μC, x2 = –2,0 cm, y2 = 1,5 cm. Determine (a) o módulo e (b) a direção da força eletrostática que a partícula 1 exerce sobre a partícula 2. Determine também (c) a coordenada x e (d) a coordenada y de uma terceira partícula de carga q3 = +4,0 μC para que a força exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 seja nula. 5) Na figura - a, as partículas 1 e 2 têm carga de 20,0 μC cada uma e estão separadas por uma distância d = 1,50 m. (a) Qual é o módulo da força eletrostática que a partícula 2 exerce sobre a partícula 1? Na figura - b, a partícula 3, com carga de 20,0 μC, é posicionada de modo a completar um triângulo equilátero. (b) Qual é o módulo da força eletrostática a que a partícula 1 é submetida devido à presença das partículas 2 e 3? 6) Quantos elétrons é preciso remover de uma moeda para deixá-la com uma carga de +1,0 × 10–7 C? 7) Na figura a seguir, três esferas condutoras iguais são dispostas de modo a formarem um triângulo equilátero de lado d = 20,0 cm. Os raios das esferas são muito menores que d. As cargas das esferas são qA = –2,00 nC, qB = –4,00 nC e qC = +8,00 nC. (a) Qual é o módulo da força eletrostática entre as esferas A e C? Em seguida, é executado o seguinte procedimento: A e B são ligadas por um fio fino, que depois é removido; B é ligada à terra pelo fio, que depois é removido; B e C são ligadas pelo fio, que depois é removido. Determine o novo valor (b) do módulo da força eletrostática entre as esferas A e C; (c) do módulo da força eletrostática entre as esferas B e C. 8) Na figura seguinte, determine (a) o módulo e (b) a direção da força eletrostática total a que está submetida a partícula 4. Todas as partículas são mantidas fixas no plano xy; q1 = –3,20 × 10 –19 C; q2 = +3,20 × 10 –19 C; q3 = +6,40 × 10 –19 C; q4 = +3,20 × 10 –19 C; θ1 = 35,0 o; d1 = 3,00 cm; d2 = d3 = 2,00 cm. 9) Três cargas puntiformes negativas estão posicionadas ao longa de uma linha, como indica a figura. Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico que esse conjunto de cargas produz no ponto P, que está a 6,0 cm da carga –2,0 C, medida perpendicularmente à linha que conecta as três cargas. 10) Um elétron é liberado do repouso em um campo elétrico uniforme. O elétron acelera verticalmente de baixo para cima, percorrendo 4,50 m nos primeiros 3,0 s após ser liberado. Quais são o módulo, a direção e sentido do campo elétrico? 11) A distância entre duas cargas puntiformes é de 25,0 cm. Determine o campo elétrico líquido que essas cargas produzem (a) no ponto A e (b) no ponto B. (c) Escreva o vetor força elétrica que esse conjunto de cargas produziria sobre um próton no ponto A. 12) na figura, uma carga positiva q = 7,81 pC está distribuída uniformemente em uma barra fina, isolante, de comprimento L = 14,5 cm. Determine (a) o módulo e (b) a orientação (em relação ao semieixo x positivo) do campo elétrico produzido no ponto P, situado na mediatriz da barra, a uma distância R= 6,00 cm da barra. 13) Uma pequena bola de plástico de 2,00 g é suspensa por um fio de 20,0 cm de comprimento em um campo elétrico uniforme, como mostrado na figura. Se a bola estiver em equilíbrio quando um fio fizer um ângulo de 15,0° com a vertical, qual será a carga líquida da bola? 14) Cargas pontuais de +6,0 C e – 4 C são mantidas fixas sobre o eixo dos x nos pontos x = 8,0 m e x = 16 , respectivamente. Que carga deve ser colocada no ponto x = 24 m para que a força eletrostática total sobre uma carga colocada na origem seja nula? 15) Duas cargas puntiformes q1 e q2 são mantidas fixas a uma distância de 4,50 cm. Outra carga puntiforme Q = –1,75 C, de massa igual a 5,0 g, está inicialmente localizada a 3,0 cm de cada uma dessas cargas (ver figura) e é liberada do repouso. Você verifica que a aceleração inicial de Q é 324 m/s² de baixo para cima, paralela à linha que liga as duas cargas puntiformes. Ache q1 e q2.