Eletricidade e Forca Elétrica - Lista de Exercícios Resolvidos

A Ter mais eletrões do que protões B Ter mais protões do que eletrões C Ter mais eletrões do que o isolador D Ter moléculas que se deformam mais facilmente E Ter alguns eletrões livres 3 Três cargas são colocadas sobre o eixo x uma carga q1 60 μC em x 20 m uma carga q2 40 μC em x 0 m e uma carga q3 60 μC em x 20 m Calcule o módulo da força sobre a carga q3 A 24 x 102 N B 17 x 102 N C 0 D 27 x 102 N E 34 x 102 N 4 Temos três esferas condutoras isoladas idênticas uma delas com carga Q e as outras duas sem carga Se as 3 esferas forem colocadas em contato cada uma delas tocando as outras duas e a seguir forem separadas A Todas ficam sem carga B Cada uma delas fica com carga Q C Duas delas ficam com carga Q2 e outra com carga Q2 D Cada uma delas fica com carga Q3 E Uma delas fica com carga Q e outra com carga Q 5 Uma esfera metálica montada num suporte isolador ligase à terra com um fio condutor e a seguir aproximase da esfera uma barra de plástico com carga positiva A ligação da esfera à terra é retirada e a seguir afastase a barra de plástico Com que carga fica a esfera metálica A Nula B Positiva C Negativa D Diferente de zero mas não é possível saber o sinal E Positiva num extremo e negativa no extremo oposto Problemas 1 Quando uma lâmina de acetato eletrizada por fricção se aproxima a 1 cm de pequenos pedaços de papel sobre uma mesa estes ascendem colandose ao acetato Cada pedaço de papel é aproximadamente um quadrado com 05 cm de lado cortados de uma folha de papel de 80 gm² Faça uma estimativa da ordem de grandeza da carga do acetato admitindo que uma carga idêntica e de sinal oposto é induzida em cada pedaço de papel 2 Duas cargas q1 e q2 têm a carga total q1 q2 10 μC Quando estão a uma distância de 3 m o módulo da força exercida por uma das cargas sobre a outra é igual a 24 mN Calcule q1 e q2 se a Ambas forem positivas b Uma for positiva e a outra for negativa 3 Admita que num átomo de hidrogénio a distância entre o protão no núcleo e o eletrão é de 53 x 1011 m Calcule o campo elétrico devido ao núcleo no ponto onde está o eletrão 4 O campo elétrico na atmosfera terrestre é da ordem dos 150 NC e é dirigido para o centro da Terra Calcule a relação entre o peso de um eletrão e o módulo da força elétrica oposta exercida pelo campo elétrico da atmosfera a massa do eletrão encontrase no Apêndice A e admita que a aceleração da gravidade é 98 ms² 5 Três cargas pontuais estão ligadas por dois fios isoladores de 265 cm cada um ver figura Calcule a tensão em cada fio Figura 110 Problema 5 6 Entre duas placas paralelas de cargas opostas existe um campo elétrico uniforme Um eletrão libertado na superfície da placa carregada negativamente será acelerado uniformemente a partir do repouso em direção da placa carregada positivamente o peso do eletrão pode ser desprezado em comparação com a força elétrica e admitimos que as placas encontramse dentro de um tubo com vácuo Sabendo que a distância entre as placas é de 20 cm e que cada eletrão libertado demora 15 μs até atingir a placa positiva calcule a o módulo do campo elétrico a massa do eletrão encontrase no apêndice A e b a velocidade com que os eletrões batem na placa positiva 7 Um sistema de três cargas pontuais está em equilíbrio a força eletrostática sobre cada carga é zero Sabendo que duas das cargas são q e 2q separadas por uma distância d calcule o valor e a posição da terceira carga 8 Calcule a força elétrica resultante que atua sobre cada uma das cargas representadas na figura e o campo elétrico produzido pelas 3 cargas no ponto P Figura 111 Problema 8 Perguntas 1 A 2 E 3 E 4 D 5 C F K Q q d2 K 9x109 Q 16x1019 q 16x1019 d 53x1011 F 9x109 16x1019 16x1019 53x10112 F 820 x 108 N E F q 820 x 108 16x1019 51 x 1011 NC 2 k 9 x 109 Nm2 C2 9 x 109 103 m Nm2 1012 μ C2 9 mNNm2 μ C2 q1 q2 10 μ C π 3 m F k q1q2 π2 9 q1q2 32 24 mN a 1 q1 q2 10 2 q1q2 24 temos q1 4 μC q2 6 μC ou q1 6 μC q2 4 μC b sinais opostos temos q1q2 negativo 1 q1 q2 10 2 q1q2 24 temos q1 12 μC q2 2 μC ou q1 2 μC q2 12 μC não soluções equivalentes Problemas g 98 ms2 1cm 1 x 102 m 05 cm 05 x 102 m 80 g m2 80 x 103 Kgm2 P 05 x 1022 80 x 103 98 196 x 105 F 9 x 109 94 1 x 1022 9 x 1013 q2 F P q 4667 x 1010 A ordem de grandeza e 1010 C 4 E 150 NC P mg 910 x 1031 98 891 x 1030 F Eq 150 16 x 1019 24 x 1017 F α P α FP 24 x 1017 891 x 1030 27 x 1012 A força eletrostatic é 27 x 1012 vezes maior que o peso 5 F31 Ta F21 q1 Tb F13 F23 q3 Ta F21 F31 9 x 109 32 x 109 51 x 109 265 x 102 2 32 x 109 74 x 109 2 265 x 102 2 285 x 104 N 285 μN Tb F13 F23 9 x 109 74 x 109 51 x 109 265 x 1022 74 x 109 32 x 109 2 265 x 1022 5595 x 104 N 560 μ C 7 d x dx q1 q 2q Fqq Fq2q 0 F2qq F2qq 0 Fqq Fq2q 0 kqQx2 2kqqd2 0 2kqQdx2 2kqqd20 kqQx2 2kqQdx20 Lei de Coulomb F K q1 q2 r2 simplificando chegamos em 1 Q 05 q dx2 2 Q 025 dx2 d igualando Q Q e resolvendo para x temos x 0414 substituindo x na expressão de Q Temos Q 0343 q x 0414 d e Q 0343q K 9x109 N m2C2 9x109 N 102 m2 109 m C2 009 mNm2m C2 temos que Fij Fji F12 009593 135 F13 009571 315 F23 009974 1417 cosθ 32 0866 senθ 12 05 F1 F12 î F13 ĵ 135 î 315 ĵ F2 F12 F23 cosθ î F23 senθ ĵ 01224 î 07087 ĵ F3 F23 cosθ î F23 senθ F13 ĵ 1228 î 2441 ĵ Ei K qi di2 cosθ 32 0866 senθ 12 05 d1 d2 d3 1 E1 K q1 0095 045 E2 K q2 0099 081 E3 K q3 0097 063 pela figura temos Ē1 E1 cosθ î senθ ĵ Ē2 E2 cosθ î senθ ĵ Ē3 E3 cosθ î senθ ĵ o campo total em P é a soma desses 3 vetores Ē Ē1 Ē2 Ē3 Ē 0546 î 0135 ĵ NμC