Exercícios sobre Cargas Elétricas e Forças Eletrostáticas

1 A Figura abaixo mostra três pares de esferas iguais que são colocadas em contato e depois separadas As cargas presentes inicialmente nas esferas estão indicadas Ordene os pares de acordo a com o módulo da carga transferida quando as esferas são postas em contato e b com o módulo da carga presente na esfera positivamente carregada depois que as esferas são separadas em ordem decrescente 0 2e 6e 4e 12e 14e a I 5e 5e II 1e 1e III 13e 13e III I e II b I II e III Iguais 1e 2 A Figura abaixo mostra duas partículas carregadas em um eixo As cargas têm liberdade para se mover entretanto é possível colocar uma terceira partícula em um ponto tal que as três partículas fiquem em equilíbrio a Esse ponto está à esquerda das duas primeiras partículas à direita ou entre elas b b A carga da terceira partícula deve ser positiva ou negativa c c O equilíbrio é estável ou instável 1 2 e 1 4 e 1 2 e 1 4 e 3q q 1 2 e 1 4 e 1 2 e 1 4 e 3q q 3 Duas cargas elétricas puntiformes separadas por uma dada distância repelemse com força de intensidade F0 Se reduzirmos a distância à quarta parte sem alterar as cargas qual a intensidade da nova força Qual a razão entre as forças 1 2 e 1 4 e q Q F0 F0 1 2 e 1 4 e q Q r r4 F 4 Duas pequenas esferas no vácuo estão eletrizadas com cargas q 30 µC e Q 30 µC A distância que as separa é 10 m Calcular a intensidade da força eletrostática Dizer se ocorre repulsão ou atração 1 2 e 1 1 m m 1 4 e SOLUÇÃO 𝐹𝑒 1 4𝜋𝜀0 𝑞1 𝑞2 𝑟2 898 109 𝑁𝑚2 𝐶2 3𝜇𝐶 3𝜇𝐶 1𝑚 2 𝐹𝑒 898 109 𝑁𝑚2 𝐶2 3𝜇𝐶 3𝜇𝐶 1𝑚 2 𝐹𝑒 898 109 𝑁𝑚2 𝐶2 9 𝐶2 1𝑚 2 1012 8082 103𝑁 𝐹𝑒 808 102𝑁 Fe Fe Ocorre atração 5 Nos vértices de um triângulo equilátero de 20 m de lado estão colocadas as cargas q1 q2 10 105 C e q3 20 𝟐 105 C Calcule a intensidade da força resultante que atua na carga q3 SOLUÇÃO a a a 1 2 e 1 4 e q1 q2 F31 F32 F3 Como q1 0 q2 0 e q3 0 força resultante é de REPULSÃO Então 𝑭𝟑 𝑭𝟑 𝟏 𝑭𝟑 𝟐 usando 𝐹3 2 𝐹31 2 𝐹32 2 2 𝐹31 2 𝐹32 2 cos 𝜃 como no triângulo equilátero Ø 60º e F31 F32 pois q1 q2 então 𝐹3 2 𝐹31 2 𝐹31 2 2 𝐹31 2 𝐹31 2 cos 60 𝐹3 2 2𝐹31 2 2 𝐹31 2 1 2 3𝐹31 2 𝐹3 2 𝐹31 2 𝐹31 2 2 𝐹31 𝐹31 cos 60 𝐹3 3𝐹31 𝐹31 1 4𝜋𝜀0 𝑞1 𝑞3 𝑎2 898109 𝑁𝑚2 𝐶2 1105𝐶 2 2105𝐶 2𝑚 2 𝐹31 898 2 2 109 1010𝑁 6349101𝑁 𝐹3 3 6349101𝑁 109982101𝑁 𝑭𝟑 𝟏 𝟏 𝑵