Lista 01 - Física III - Graduação - Lei de Gauss

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DADOS: Carga elementar: e = 1,602 176 × 10−19 C; Carga do elétron: qe = −e; Carga do próton: qp = +e; 
Massa do elétron: me = 9,109 218 × 10−31 kg; Massa do próton: mp = 1,672 176 × 10−27 kg 
 
1. Qual é o fluxo elétrico através de um dos lados de um cubo que tem uma carga puntiforme isolada de −3,5 µC 
colocada em seu centro? 
 
2. Medidas cuidadosas do campo elétrico na superfície de uma caixa preta indicam que o fluxo elétrico resultante saindo 
da superfície da caixa é de 𝜑𝐸 = 6,00 𝐾𝑁. 𝑚
2/𝐶. 
(a) Qual a carga resultante dentro da caixa? 
(b) Se o fluxo elétrico resultante saindo da superfície da caixa fosse zero, você poderia concluir que não há cargas no 
interior da caixa? Explique sua resposta. 
 
3. Considere um bastão muito longo com densidade de carga 𝜆 = 2,5 𝑛𝐶/𝑐𝑚 que está colocado sobre o eixo x de um 
sistema de referência do laboratório. 
(a) Calcule o fluxo, através da lei de Gauss, considerando uma superfície cilíndrica com eixo de simetria centrada 
no bastão, comprimento de 30 cm e raio de 10 cm. Use a definição de fluxo 𝜑𝐸. 
 
4. Uma esfera não-condutora de raio 6,00 cm tem uma densidade superficial uniforme de carga de 𝜎 = 9,00 𝐶/𝑚2. 
(a) Qual é a carga total na esfera? 
(b) Determine o campo elétrico nas seguintes distâncias do centro da esfera: 
i. 2,00 cm 
ii. 5,90 cm 
iii. 6,10 cm 
iv. 12,00 cm 
 
5. Uma esfera sólida não-condutora de raio 1,00 cm tem uma densidade volumétrica uniforme de carga . A magnitude 
do campo elétrico a 2,00 cm do centro da esfera é 1,88.103 N/C 
(a) Qual é a densidade volumétrica de carga da esfera? 
(b) Determine a magnitude do campo elétrico na a uma distância a uma distância de 5,00 cm do centro da esfera. 
 
6. Uma esfera sólida condutora de raio 𝒂 tem uma carga positiva igual 2𝑄. Uma camada 
condutora de raio interno igual a 𝒃 e raio externo igual a 𝒄 é concêntrica à esfera, conforme 
figura ao lado. Esta camada possui uma carga igual a – 𝑄. Usando a lei de Gauss, calcule o 
vetor campo elétrico nas regiões 1, 2, 3 e 4; 
 
 
 
 
 
 
7. Uma fina casaca cilíndrica de comprimento 200 m e raio de 6,00 cm tem uma densidade de 
carga superficial uniforme de 𝜎 = 9,00 𝐶/𝑚2. 
(a) Qual é a carga total na casca cilíndrica? 
(b) Usando o resultado do exercício anterior, determine o campo elétrico nas seguin-
tes distâncias radiais do eixo do cilindro 
i. 2,00 cm 
ii. 5,90 cm 
iii. 6,10 cm 
iv. 12,00 cm 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA GOIANO 
CAMPUS TRINDADE - GOIÁS 
PROFESSOR(A): Geraldo Pereira da Silva Junior CONTATO: geraldo.pereira@ifgoiano.edu.br 
CURSO: DISCIPLINA: Física III Turma: TURNO: 
LISTA DE FÍSICA III – Lei de Gauss 
mailto:geraldo.pereira@ifgoiano.edu.br
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8. Uma casca esférica condutora que tem carga resultante nula tem raio interno R1 e raio externo R2. Uma carga puntiforme 
positiva 𝑞 é colocada no centro da casca. 
(a) Use a lei de Gauss e as propriedades dos condutores em equilíbrio eletrostático para encontrar o campo elétrico 
nas três regiões: 0 ≤ 𝑟 < 𝑅1; 𝑅1 ≤ 𝑟 ≤ 𝑅2 e 𝑟 > 𝑅2, em que r é a distância ao centro. 
(b) Determine a densidade de carga na superfície interna (r = R1) e na superfície externa (r = R2) da casca.