Lista de Exercícios Resolvidos - Cargas Elétricas e Lei de Coulomb

LISTA DE EXERCÍCIOS 3 CARGAS ELÉTRICAS E LEI DE COULOMB 1 Qual deve ser a distância entre a carga pontual 𝑞1 26 𝜇𝐶 e a carga pontual 𝑞2 47 𝜇𝐶 para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha um módulo de 57 N 2 Uma partícula com uma carga de 3 𝑥 106 𝐶 está a 12 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de 15 𝑥 106 𝐶 Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas 3 Duas partículas de mesma carga são colocadas a 32 𝑥 103 𝑚 de distância uma da outra e liberadas a partir do repouso A aceleração inicial da primeira partícula é 7 ms2 e a da segunda é 9 ms2 Se a massa da primeira partícula é 63 𝑥 107 𝑘𝑔 determine a a massa da segunda partícula e b o módulo das cargas das partículas 4 Na figura abaixo três partículas carregadas estão em um eixo x As partículas 1 e 2 são mantidas fixas A partícula 3 está livre para se mover mas a força eletrostática exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 é zero Se 𝐿12 𝐿23 qual é o valor da razão 𝑞1 𝑞2 5 Na figura abaixo as cargas das partículas são 𝑞1 𝑞2 100 𝑛𝐶 e 𝑞3 𝑞4 200 𝑛𝐶 O lado do quadrado é 𝑎 50 𝑐𝑚 Determine a a componente x e b a componente y da força eletrostática a que está submetida a partícula 3 6 Na figura abaixo as partículas 1 e 2 têm uma carga de 20 𝜇𝐶 cada uma e estão separadas por uma distância 𝑑 150 𝑚 a Qual é o módulo da força eletrostática que a partícula 2 exerce sobre a partícula 1 Na figura b a partícula 3 com uma carga de 20 𝜇𝐶 é posicionada de modo a completar um triângulo equilátero b Qual é o módulo da força eletrostática a que a partícula 1 é submetida devido à presença das partículas 2 e 3 7 A figura abaixo mostra um sistema de 4 partículas carregadas com 𝜃 30 e 𝑑 200 𝑐𝑚 A carga da partícula 2 é 𝑞2 800 𝑥 1019 𝐶 a carga das partículas 3 e 4 é 𝑞3 𝑞4 160 𝑥 1019 𝐶 Qual deve ser a distância D entre a origem e a partícula 2 para que a força que age sobre a partícula 1 seja nula LISTA DE EXERCÍCIOS 2 ONDAS MECÂNICAS 1 O gráfico da figura mostra a variação da elongação x de uma onda transversal com a distância d percorrida por ela Qual o comprimento de onda e a amplitude dessa onda 2 A onda mostrada na figura abaixo é gerada por um oscilador de 60 ciclos por segundo Determine as seguintes grandezas da onda amplitude frequência comprimento de onda e velocidade de propagação 3 A velocidade do som no ar é igual a 344 ms a Qual é o comprimento de onda da onda sonora de frequência igual a 784 Hz correspondente à corda G5 de um piano b Qual é a frequência de uma onda sonora que tem comprimento de onda igual a 00655 mm 4 A velocidade de ondas eletromagnéticas no ar é aproximadamente 3 𝑥 108 𝑚𝑠 Ache o compirmento das ondas emitidas por a Uma estação de TV com frquência igual a 200 MHz b Uma operadora de telefonia celular que opera na frequência de 1820 MHz banda D 5 Se a amplitude for suficientemente grande o ouvido humano pode detectar ondas no intervalo aproximado entre 20 Hz e 20 kHz Calcule o comprimento de onda correspondente a essas frequências a no ar 𝑣 344 𝑚𝑠 b dentro da água 𝑣 1480 𝑚𝑠 6 Uma onda possui uma frequência angular de 110 rads e um comprimento de onda de 180 m Calcule a número de onda b a velocidade da onda c a frequência e d o período da onda 7 Uma onda senoidal se propaga ao longo de uma corda O tempo para que um ponto em particular se mova do deslocamento máximo A até o próximo ponto onde y vale zero é de 0170 s Calcule a o período a frequência e a frequência angular b Se o comprimento de onda é igual a 140 m qual é a velocidade de propagação da onda 8 a Escreva a equação que descreve uma onda senoidal transversal senoidal se propagando em uma corda no sentido x com comprimento de onda de 10 cm frequência de 400 Hz e uma amplitude de 20 cm b Qual a velocidade de propagação da onda c Qual é o período da onda 9 Uma corda na qual ondas podem se propagar tem 270 m de comprimento e 260 g de massa A tração da corda é de 360 N Qual deve ser a frequência em Hz de ondas progressivas com uma amplitude de 770 mm para que a potência média seja 850 W 10 A figura mostra dois pulsos que se movimentam em sentidos contrários um em direção ao outro sobre a mesma corda que pode ser considerada ideal No momento em que houver superposição total a disposição esperada para os pontos da corda estará melhor indicada por qual alternativa a b c d e 11 Em uma balada são instalados em paredes opostas dois altofalantes que emitem ondas sonoras iguais É possível estando os dois altofalantes ligados haver pontos na sala com silêncio ou seja com intensidade do som igual a zero a Não pois com dois altofalantes a intensidade do som é duplicada b Sim Devido ao fenômeno da refração nos pontos onde houver a superposição da crista de uma onda e o vale da outra onda haverá silêncio c Não devido ao fenômeno da dispersão d Sim Devido ao fenômeno da interferência nos pontos onde houver uma superposição da crista de uma onda e o vale da outra onda haverá silêncio e Sim Devido ao fenômeno da polarização nos pontos onde houver uma superposição do vale de uma onda e o vale da outra onda haverá silêncio 12 As ondas transversais se propagam a 150 msem um fio com 80 cm de comprimento sujeito a uma força de tração de 550 N Qual a massa do fio 13 Duas ondas idênticas se propagam no mesmo sentido e se interferem 𝑦1 3 cos2𝑥 3𝑡 𝑒 𝑦2 3 𝑠𝑒𝑛2𝑥 3𝑡 𝜑 com x e y em metros Se a amplitude da onda resultante é 1 m qual é a diferença de fase