Lei de Gauss e fluxo eltrico

Prévia do material em texto

UFRN- Universidade Federal do Rio Grande do Norte 
Professor: Dr. Uílame Umbelino Gomes 
Física III 
Lista de Exercícios 04: Fluxo elétrico e Lei de Gauss 
 
1) Uma folha de papel plana, com área igual a 0,250 m2, é orientada de tal modo que 
a normal ao plano forma um ângulo de 60° com a direção de um campo elétrico 
uniforme, de módulo igual a 14N/C. (a) Calcule o módulo do fluxo elétrico através 
da folha. (b) A resposta do item (a) depende da forma geométrica da folha? Por 
quê? (c) para que o ângulo ∅, entre a normal ao plano e a direção do campo elétrico, 
o módulo do fluxo elétrico através da folha se torna (i) máximo? (ii) mínimo? 
Explique o seu raciocínio. 
 
2) Uma placa plana possui a forma de um retângulo com lados de 0,400 m e 0,600 m. 
A placa está imersa em um campo elétrico uniforme com módulo igual a 75,0 N/C 
e cuja direção forma um ângulo de 20° com o plano e a placa (fig. 1). Calcule o 
módulo do fluxo elétrico total através da placa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) Você mede um campo elétrico de 1,25 x 106 N/C a uma distância de 0,150 m de 
uma carga puntiforme. (a) Qual é o fluxo elétrico através de uma esfera nessa 
distância da carga? (b) Qual o módulo da carga? 
 
4) Uma esfera metálica sólida sem buracos, com raio igual a 0,450 m, possui uma 
carga líquida de 0,250 nC. Encontre o módulo do campo elétrico (a) em um ponto 
situado fora da esfera, a uma distância de 0,100 m de sua superfície; (b) em um 
ponto interno, a uma distância de 0,100 m abaixo de sua superfície. 
 
5) Em um dia úmido, um campo elétrico de 2,0 x 104 N/C é suficiente para produzir 
faíscas de cerca de uma polegada de comprimento. Suponha que, na sua aula de 
física, um gerador de Van de Graaff, com raio de uma esfera de 15,0 cm, produza 
Figura 1 
faíscas com 6 polegadas de comprimento. (a) use a lei de Gauss para calcular a 
quantidade de carga armazenada na superfície da esfera, antes que você 
corajosamente a descarregue com as mãos. (b) Suponha que toda a carga esteja 
concentrada no centro da esfera e use a lei de Coulomb para calcular o campo 
elétrico na superfície da esfera. 
 
 
6) Qual é o excesso de elétrons que deve ser a um condutor esférico isolado, com 
diâmetro de 32 cm, para produzir um campo elétrico de 1150 N/C em um ponto 
quase sobre a superfície externa da esfera? 
 
7) O campo elétrico a uma distância de 0,400 m de uma infinita muito longa de carga 
é de 840 N/C. Quanta carga está contida em uma seção de 2,0 cm dessa linha? 
 
 
8) Uma linha de carga muito longa e uniforme possui uma carga por unidade de 
comprimento igual a 4,80 𝜇𝑐 e está ao longo do eixo x. Uma segunda linha, de 
carga longa e uniforme, possui carga por unidade de comprimento igual a -2,40 𝜇𝑐 
e está paralela ao eixo Ox em y = 0,400 m. Qual é o campo elétrico líquido 
(módulo, direção e sentido) nos seguintes pontos sobre o eixo Oy: (a) y = 0,200 m 
e (b) y = 0,600 m? 
 
9) (a) A uma distância de 0,200 cm do centro de uma esfera condutora carregada com 
raio igual a 0,100 cm, o campo elétrico é de 480 N/C. Qual é o campo elétrico a 
uma distância de 0,600 cm do centro da esfera? (b) A uma distância de 0,200 cm 
do eixo de um cilindro condutor carregado muito longo com raio igual a 0,100 cm, 
o campo elétrico é igual a 480 N/C. Qual é o campo elétrico a uma distância de 
0,600 cm do eixo do cilindro? (c) A uma distância de 0,200 cm de um plano de 
carga grande e uniforme, o campo elétrico é de 480 N/C. Qual é o campo elétrico 
a 1,20 cm do plano? 
 
 
10) O campo elétrico a uma distância de 0,145 m da superfície de uma esfera isolante 
maciça, com raio igual a 0,355 m, é de 1750 N/C. (a) Supondo que a carga da 
esfera esteja uniformemente distribuída, qual a densidade de carga dentro dela? (b) 
calcule o campo elétrico no interior da esfera a uma distância de 0,200 m do centro.