LISTA 1 FÍSICA 2

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LISTA 1 
1. (Brasil Escola, 2018) Vamos supor que temos uma partícula carregada com carga q = 4 µC e que ela seja colocada em um ponto A de um campo elétrico cujo potencial elétrico seja igual a 60V. Se essa partícula for espontaneamente, para um ponto B, cujo potencial elétrico seja 20 V, qual será o valor da energia potencial dessa carga quando ela estiver no ponto A e posteriormente no ponto B?
Por definição, a energia potencial elétrica armazenada pela carga elétrica em qualquer ponto do campo elétrico é dada pela relação E = q.V, sendo assim, temos:
Para o ponto A.
Para ponto B
2. (Halliday, 2012) A figura a seguir mostra cinco pedaços de um material qualquer eletricamente carregados e uma moeda neutra. A figura mostra também uma superfície gaussiana S vista de perfil. Assinale a alternativa que contém o valor correto do fluxo elétrico em módulo, que atravessa a superfície S, se q1 = q4 = +3,1nC, q2 = q5 = -5,9nC e q3 = -3,1nC.
 
 
 
3. (Marckenzie – SP) Uma carga elétrica puntiforme com q = 4 µC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. 
O campo elétrico é a área no espaço em que a força de uma carga elétrica atua. A intensidade desse campo elétrico pode ser calculada através da razão entre a força elétrica e a carga elétrica, ou seja:
Onde E é a intensidade (N/C), F é a força elétrica (N) e Q é a carga elétrica (C). Uma vez que todos os dados foram fornecidos, podemos substituir na fórmula:
 N/C
4. A Figura mostra dois anéis não-condutores paralelos, com seus centros sobre a mesma reta perpendicular aos planos dos anéis. O anel 1, de raio R, possui uma carga uniforme q1q1; o anel 2, também de raio R, possui uma carga uniforme q2q2. Os anéis estão separados por uma distância d = 3R. O campo elétrico no ponto P situado na reta que passa pelos centros os anéis a uma distância R do anel 1, é zero. Determine a razão q1q1/q2q2.
Figura – Referente ao exercicio. Fonte: Halliday (2007).
Passo 1
Primeiramente, vamos pensar em pedacinhos de carga opostos no anel e no campo elétrico que eles causam em um ponto P no eixo do anel:
Esses pedacinhos de carga representados pelos pontos verde e roxo no anel geram dois vetores de campo elétrico. Vamos olhar esses dois vetores mais de perto:
Você percebe comigo que decompondo esses vetores na direção do raio do anel (), eles terão o mesmo módulo e direção opostas, ou seja, se cancelam. Enquanto as componentes na direção da reta do ponto P (), como temos vetores na mesma direção, teremos a soma de seus módulos.
Dessa forma pela simetria do problema, que o campo elétrico resultante se encontra sobre o eixo que liga os centros dos dois anéis, que chamaremos de X. Assim:
Passo 2
O campo resultante em P deverá ser zero. Como cada um está de um lado diferente do ponto P, a diferença entre os campos ser nula:
Passo 3
A nossa estratégia aqui vai ser a seguinte: vamos começar calculando a contribuição infinitesimal de cada pedacinho dos anéis, em cada anel, na determinação do campo elétrico total. Começando pelo primeiro anel:
A distâncias é a distância de um ponto qualquer do primeiro anel ao ponto P. Como podemos ver na figura abaixo:
Por ser umtriângulo retângulo, sabemos que a distância é igual a:
Passo 4
Pela mesma figura, podemos projetar cada no eixo de simetria X, para encontrar :
:
Para encontrarmos o módulo do campo vamos integrar:
Pronto, um campo elétrico já foi! Vamos repetir o processo para outro anel!
Passo 5
Cada pedacinho infinitesimal de carga do anel 2 irá gerar uma parcela do campo elétrico no ponto P igual a :
Onde é a distância entre o ponto P e essa carga infinitesimal do anel:
 Como
Passo 6
Pela mesma figura, podemos projetar cada o campo no eixo de simetria 
Substituindo 
Como 
Boa! Agora só temos que integrar o campo infinitesimal encontrado:
Passo 7
Para fechar, basta igualar esses dois campos, conforme concluímos lá no Passo 2.
Cortando a constante K e o raio R:
Resposta: 0,506
5. Assinale a alternativa correta.
a. Existe um tipo de campo escalar conhecido como campo conservativo. O campo vetorial do tipo conservativo é escrito em termos de uma função escalar. No caso da Mecânica e do Eletromagnetismo, essa função escalar é chamada de energia potencial.
b. Existe um tipo de campo vetorial conhecido como campo conservatório. O campo vetorial do tipo conservativo é escrito em termos de uma função escalar. No caso da Mecânica e do Eletromagnetismo, essa função escalar é chamada de energia cinética.
c. Existe um tipo de campo vetorial conhecido como campo conservativo. O campo vetorial do tipo conservativo é escrito em termos de uma função escalar. No caso da Mecânica e do Eletromagnetismo, essa função escalar é chamada de energia potencial.
d. Existe um tipo de campo vetorial conhecido como campo conservativo. O campo vetorial do tipo conservativo é escrito em termos de uma função vetorial. No caso da Mecânica e do Eletromagnetismo, essa função escalar é chamada de energia potencial.
e. N.d.a
6. Considere duas cargas, uma na origem igual a 9q e a outra, a uma distância L, igual à -1q. Em que posição deve ser colocado um próton (exceto no infinito), de modo a ficar em equilíbrio? Suponha L = 0,01 m. A posição de equilíbrio deve ser medida em relação a origem.
7. Duas cargas iguais de se repelem no vácuo com uma força de 0,3N. A distância entre as cargas, em metros, é de:
 
Vamos aplicar as informações na Lei de Coulomb, que diz que a força entre duas partículas eletricamente carregadas é diretamente proporcional ao módulo de suas cargas e é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula traz, ainda, uma constante de proporcionalidade chamada de costante eletrostática ().
8. Duas partículas de cargas elétricas e estão separadas no vácuo por uma distância de , assinale a alternativa que corresponde ao módulo da intensidade da força de interação entre elas.
 
9. O fluxo de campo elétrico pode ser definido como:
a. As linhas de campo elétrico que atravessam uma certa área do espaço S.(refere -se a Lei de Gauss).
b. As linhas de campo elétrico que atravessam um certo volume.
c. As forças de atração e repulsão entre duas cargas.
d. N.d.a
e. As forças de atração entre duas cargas.
10. Um corpo de carga e outro corpo com carga estão a uma distância um do outro. Qual é a força entre as cargas?
Figura – Referente ao exercício 1. Fonte: a autora.