Lista Carga eletrica força eletrica(COM RESOLUÇÃO)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
Disciplina: INTRODUÇÃO À FÍSICA CLÁSSICA III 
Docente: Nathan Lima Pessoa
LISTA 1 – Carga elétrica. Força elétrica. 
 
1. Determine a carga total em coulombs de de elétrons. 
2. A distância média entre um elétron e um próton em um átomo de hidrogênio é 
de . (a) Qual o valor médio da força eletrostática que age entre 
essas partículas? (b) Qual a intensidade média da força gravitacional que age 
entre essas partículas? 
 
3. Duas partículas igualmente carregadas, mantidas separadas pela distância de 
 , são liberadas do repouso. Observa-se que a aceleração inicial da 
primeira partícula é de a e que a da segunda é de . A 
massa da primeira partícula é de . (a) Determine a massa da 
segunda partícula e (b) a intensidade da carga comum destas. 
 
4. Duas cargas, e , são mantidas separadas por uma distância fixa . (a) 
Encontre a intensidade da força elétrica que age em . Suponha que 
 e que . (b) Uma terceira carga é 
trazida e posicionada como mostrado na figura abaixo. Encontre a nova 
intensidade da força elétrica . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Três partículas carregadas repousam em uma linha reta e são separadas por 
uma distância , como indicado na figura abaixo. As cargas e são 
mantidas fixas. A carga , que é livre para mover-se, está em equilíbrio sobre a 
ação das forças elétricas. Ache em função de . 
 
6. Duas esferas condutoras idênticas, 1 e 2, têm iguais quantidades de carga e 
estão fixadas e separadas por uma grande distância comparada aos seus 
diâmetros. As esferas repelem-se mutuamente com uma força elétrica de 
 . Suponha agora que uma terceira esfera idêntica, denominada 3, tenha 
um cabo isolador e, inicialmente sem cargas, entra primeiro em contato com a 
esfera 1, em seguida com a esfera 2, e, finalmente, é retirada. Encontre a força 
entre as esferas 1 e 2 nessa condição final. 
 
 
 
7. Na figura abaixo, encontre (a) a componentes horizontal, (b) a componente 
vertical e (c) o módulo da resultante da força elétrica na carga no canto inferior 
esquerdo do quadrado. Suponha que e . 
 
 
 
 
 
 
 
8. Um cubo de lado possui uma carga pontual em cada canto. Mostre que a 
força elétrica resultante sobre qualquer das cargas é dada por 
 
 
 
 
 
 
 
na direção da diagonal do cubo e sentido para fora do cubo. 
 
 
 
9. Ache a força em uma carga pontual positiva posicionada a uma distância do 
fim de um bastão de comprimento com cargas positivas uniformemente 
distribuídas . 
 
 
 
10. Duas bolas minúsculas, similares, de massa estão penduradas por fios de 
seda de comprimento e possuem cargas iguais , como na figura abaixo. 
Suponha que é tão pequeno que pode ser assumido aproximadamente 
igual a . (a) Mostre que, para esta aproximação, a condição de equilíbrio 
leva a: 
 
 
 
 
 
 
 
 
onde é a separação entre as bolas. (b) Se , e 
 , qual o valor de ? 
 
 
 
11. Uma carga está para ser dividida em duas partes, e . Qual a relação 
de com se estas duas partes, postas com uma dada separação, teriam a 
máxima repulsão de Coulomb? 
 
12. Um bastão delgado de comprimento encontra-se alinhado com o eixo e 
possui uma carga positiva uniformemente distribuída. Determine a força 
aplicada pelo bastão em uma carga pontual positiva , posicionada a uma 
distância do centro do bastão, medida perpendicularmente. 
 
 
 
13. Um fio retilíneo muito longo (que pode ser tratado como infinito) está eletrizado 
com um a densidade linear de carga . Calcule a força que o fio exerce sobre 
uma carga pontual a uma distância do fio. 
 
14. Duas cargas positivas são mantidas fixas a uma distância uma da outra. 
Uma partícula com carga – e massa é posicionada a meio caminho das 
cargas, então, é dado à partícula um pequeno deslocamento perpendicular a 
uma linha imaginária que liga as cargas e depois a partícula é liberada. A 
partícula passará a executar um movimento harmônico simples. Determine o 
período deste movimento. 
 
15. No problema anterior, suponha agora que a partícula com carga – executará 
movimento harmônico simples ao longo da linha imaginária que une as duas 
cargas positivas . Qual é o período do movimento neste caso?