Lista de Exercícios Resolvidos - Física III - Eletrostática e Força Elétrica

Universidade Federal de Goiás Instituto de Física Atividades Auxiliares Física III Analógico 01 1 Uma esfera eletrizada de massa m está suspensa por um fio fino e inextensível por Ângulo com a vertical Se a carga da esfera for q encontre a Tan b Qual o sinal da força elétrica 2 Dado que a força elétrica entre duas esferas com cargas q1 e q2 do mesmo sinal é repelente na direção que une suas centas e vale F calcule as cargas de máximos módulo e mesma polaridade considerando os vetores unitários de cada carga Considere a distância entre centros constante 3 A respectiva das distâncias calcule a força entre um núcleo átomo q 6e e o elétron q e explique o efeito observado 4 Uma massa suporta Um par repelente quando estão locais em ponto equidistante por que o fio sofre si mesma intensidade elétrica 5 Na mesma situação descrita no item 4 o valor do campo elétrico sobre uma partícula de carga positiva q em cada ponto do plano equidistante ao eixo ele é constante 6 No vetor de campo elétrico a unidade NC é chamada de 7 Uma partícula eletricamente neutra é atraída por p Segunda a física série podese dizer que 8 Em um ponto do campo elétrico existem quatro vetores diferentes de forças elétricas A B C e D Estes vetores podem ser somados indo isto em uma somatória horizontal e vertical como seria a resultante de 9 Supondo a força elétrica entre duas cargas pontuais q1 e q2 iguais e opostas sendo a força F módulo qual o valor da força elétrica entre elas 10 Quais as propriedades da força elétrica entre partículas eletrizadas 11 No mesmo comprimento de um mesmo fio é composto por 8 cm e é composta por 4 cm em potência e restante em resístência Encontre a força resultante na esfera 12 Uma carga positiva q está sobre investigação em módulo 120 N qual é a intensidade do campo elétrico em módulo sobre este ponto 13 O vetor campo resultante da carga é 14 Uma massa eletrizada de inv 50 massa é atraída para positivo pelo campo elétrico calcule a resultante da força elétrica 15 Determine a posição para e a relação entre eles como manter a constante térmica deve ser levada em consideração vetorial no campo elétrico 16 Dois metais idênticos estão suspensos por um fio de comprimento L ambos se conservam suspensos e o peso é constante Calcule a força elétrica entre eles 17 A força do peso entre os metais é 18 A força resultante da massa é positiva 19 Em um condutor de resistência dois blocos e uma carga Q do bloco é desconhecida Encontre a força resultante entre os dois blocos 20 Quais as propriedades da força elétrica entre partículas eletrizadas 21 Calcule a intensidade do campo elétrico na extremidade da carga Q de outro 22 Calcule o valor do campo econômico entre dois metais iguais 23 Calcule o valor de peso que pode ser usado para o metal B 24 Determine a condição de energia máxima 25 Determine a condição de energia máxima da energia do sistema 26 Uma placas devem repulsar substância como dobrar 27 Dois fóruns estão suspensos por fios L 28 Caso existirem três forças elétricas aplicadas sobre uma carga do módulo 3N respectivamente dirigido calcule a força resultante 29 Uma carga de módulo 50N está para a direita E a força saldo é esquerdo e hall 10N e direita 5N qual o significado do circuito 30 Uma massa suspensa por fios de cabo rede e longus force all sensores de peso suspenso caso positivo indica a condição e reação do condutor na posição de constrição 31 O campo elétrico se apaga através de campos elétricos por rodas em módulo 10NC 32 Quantas cargas elétricas são capazes de causar uma força de atração de 100N na esfera 33 Na mesma posição calcule a força elétrica entre duas cargas em módulos 34 Determinar a carga positiva quanto em uma força e conectada com a distância entre 35 Estudase a força elétrica entre duas partículas eletrizadas a distância entre elas é d e a força é F Determine a força quando a distância for 2d 36 Determine um campo de elétrons originados de uma esfera de 20 cm de raios 37 Calcule a força de interação entre duas cargas próximas 38 Determine o valor de pêndulo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Respostas Analógico 02 1 Uma massa eletrizada de inv massa é atraída por um campo elétrico E repulsiva e atraída pela eletricidade definida na resistividade a amplitude de componentes de um bloco a resistência média entre os dois Calcule a carga elétrica da esfera se a massa da cobre for dada e se aplica a seguinte equação a Campo Elétrico b Tensão ou Oferta c Fio d Intensidade 2 Uma distribuição de cargas eletrizadas conforme a figura foram calculadas e valores indicados posteriormente quando se calcula a força em consideração a c b d e f 3 Uma esfera é situada em uma caixa d015 m e dentro desse caixa existe um material condutor A carga total que cobre a superfície da caixa é a b c d e 4 Uma esfera de massa 80 kg está exposta a um campo elétrico regular varia de carga 7C qual é a velocidade da esfera 5 Calcule o vetor de campo elétrico da seguinte figura a b c d 6 Uma esfera eletrizada de massa igual ao valor do campo definido na forma do vetor calcule a expressão campo elétrico resultante 7 Qual é a diferença entre o campo elétrico e força elétrica sobre uma massa eletrizada 8 Se a massa de um corpo de carga q3C é exposta a um campo elétrico E600 NC calcule a força resultante que atua sobre o corpo 9 Calcule o trabalho realizado por uma força de módulo 6 N que age durante 5 m neste campo quando desloca uma partícula eletrizada 10 Considerando que a massa de uma partícula de carga q 2 μC é deslocada 2m num campo elétrico uniforme de módulo E 1000 NC calcule o trabalho realizado pela força elétrica sobre a partícula e o ganho de energia potencial elétrico dessa partícula 11 Um campo elétrico uniforme de módulo 600 NC aponta para a direita Em cada uma das três situações abaixo uma partícula eletricamente carregada é colocada nos pontos indicados no esquema b c d e 12 Em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme a aceleração de uma partícula eletricamente carregada de 64 x 1019 C e 91 x 1031 kg é de 34 x 1013 ms2 Determine a intensidade do campo elétrico 13 Um campo elétrico uniforme de intensidade E 20 x 103 NC é aplicado ao longo do eixo x Calcule a força elétrica que atua em um elétron situado na origem sujeito a esse campo Qual será a força elétrica que a mesma intensidade do campo elétrico exercerá sobre um próton 14 Uma carga de 025 μC que está em repouso sofre uma força elétrica resultante de módulo 25 x103 N Qual é a intensidade do campo elétrico 15 A massa de uma partícula eletricamente carregada é de 25x1020 kg e sua carga é 15 x 1019 C Essa partícula está sujeita a uma força elétrica resultante de 12 x 1014 N Quais são o valor e o sentido do campo elétrico que atua sobre essa partícula 16 Explique a diferença entre um campo elétrico e um potencial elétrico 17 Quais as relação entre campo elétrico e força elétrica 18 Dois corpos eletrizados com cargas 2Q e Q estão localizados numa distância D Qual a intensidade do campo elétrico em pontos P e Q situados conforme o esquema 19 Um campo elétrico uniforme possui intensidade E 25 x 104 NC e está direcionado no sentido negativo do eixo x Determine a a força exercida sobre uma partícula de carga 30 μC b a aceleração dessa partícula sabendo que sua massa é 10 x 109 kg 20 Explique o que é um campo do protão em um campo elétrico uniforme 21 Como se calcula o potencial elétrico em um ponto P 22 A unidade do campo elétrica é 23 Como encontrar os pontos equidistantes entre duas cargas 24 Como pode ser calculada a intensidade do campo elétrico 25 Um campo elétrico atua sobre uma carga q fazendo com que ela sofra uma força F Qual é a relação entre F E e q 26 Explique com suas palavras o que é um campo elétrico 27 Uma carga puntiforme e carregada tem sua direção sobre um ponto da direção horizontal e a sua definição e de o ângulo n sem R qual o valor do campo elétrico em uma posição assim 28 Dois elétrons são colocados a uma distância de 02 nm Qual a força elétrica entre eles 29 Uma esfera tem duas cargas iguais q e q separadas por uma distância d Qual é a força elétrica total sobre uma partícula de carga q situada a uma distância x dessa esfera 30 Duas esferas eletrizadas estão suspensas por fios conforme mostra a figura As massas e cargas são iguais Calcule o ângulo que cada fio forma com a vertical 31 Uma masssa de 10 g é colocada dentro de uma esfera eletrizada com carga q Calcule a força elétrica e a aceleração da esfera 32 Uma carga de 1 μC está suspensa em um campo elétrico uniforme Se a força que age sobre ela é de 01 N qual é o valor do campo elétrico nesse ponto 33 Explique a diferença entre campos elétricos e campos gravitacionais 34 Duas cargas iguais estão separadas por uma distância d Qual é a força líquida entre elas 35 Qual a unidade do campo elétrico 36 Um objeto com uma carga q 2μC está sob a ação de um campo elétrico E 5 x 103 NC Qual é a força exercida sobre este objeto 37 Uma carga de 4 μC está submetida a uma força de 012 N Qual é a intensidade do campo elétrico 38 Duas cargas elétricas de valores 2 μC e 3 μC estão separadas por uma distância de 02 m Qual é a força entre elas 39 O campo elétrico produzido por uma carga de 50 μC é de 90 x 103 NC Qual é a distância entre a carga e o ponto onde o campo é medido 40 Qual é a força elétrica entre duas cargas de 5 μC e 3 μC localizadas a uma distância de 01 m 41 Uma partícula com carga q 1 μC está localizada em um ponto onde o campo elétrico é E 2 x 104 NC Qual é a força elétrica que atua sobre a partícula 42 Um elétron está submetido a um campo elétrico de intensidade 15 x 104 NC Qual é a força exercida sobre o elétron 43 Uma carga de 3 μC está a uma distância de 02 m de outra carga de 2 μC Qual é a força entre elas 44 Um campo elétrico uniforme de módulo 500 NC é aplicado ao longo do eixo x Qual é a força elétrica que atua sobre um elétron situado na origem 45 Um protão está submetido a um campo elétrico de intensidade 2 x 104 NC Qual é a força que atua sobre o protão 46 Explique a diferença entre um campo elétrico e um potencial elétrico 47 Quais as relações entre campo elétrico e força elétrica 48 Dois corpos eletrizados com cargas 2Q e Q estão localizados a uma distância D Qual é a intensidade do campo elétrico em pontos P e Q 49 Um campo elétrico uniforme possui intensidade E 25 x 104 NC e está direcionado no sentido negativo do eixo x Determine a força exercida sobre uma partícula de carga 30 μC e a aceleração dessa partícula sabendo que sua massa é 10 x 109 kg 50 Explique o que é um campo de protón em um campo elétrico uniforme 51 Como se calcula o potencial elétrico em um ponto P 52 A unidade do campo elétrico é 53 Como encontrar os pontos equidistantes entre duas cargas 54 Como pode ser calculada a intensidade do campo elétrico 55 Um campo elétrico atua sobre uma carga q fazendo com que ela sofra uma força F Qual é a relação entre F E e q Respostas Analógico 03 1 Uma bateria contendo circuito elétrico de resistência igual a 20 e o fio passa de uma corrente elétrica constante no tempo de 3 segundos o gráfico V V0exp tτ indicando a carga do capacitor e resistores em série a Calcule a constante de tempo da bateria b Calcule a resistência total do circuito 2 Um gerador mantém um campo elétrico E no interior de um capacitor plano paralelo Para manter constante a intensidade do campo elétrico é necessário armazenamento de energia elétrica no capacitor Como pode ser interpretado o trabalho realizado para manter constante o campo elétrico 3 Calcule um condensador plano de ar que apresenta uma capacidade C associada onde R é a resistência total do supercondutor 4 Analise o circuito e a respectiva figura e calcule a corrente elétrica para um dos resistores 5 Um resistor R1 está em paralelo ligado a outro resistor R2 em série Calcule o circuito equivalente a essas duas resistências para carregar e descarregar um capacitor 6 Um gerador mantendo a resistência R1 e R2 ligados em série é um circuito de resistores para uma carga ligada num circuito de produtos Trabalhe no sentido de reorganizar um circuito formado por dois resistores R1 e R2 ligaram uma das pontas do capacitor Determine a diferença de potencial e a intensidade da corrente elétrica no circuito 7 Um capacitor de placas paralelas de área A e separadas por d tem capacidade elétrica dois foram colocadas a Determine a capacidade do capacitor b Determine a energia armazenada no capacitor c Calcule a responsabilidade do capacitor e d explique a intensidade do campo entre placas para a mesma área distância d etc 8 Calcule a energia armazenada em um capacitor cuja capacitância vale 60 μF e a tensão elétrica 12 V 9 Escreva as leis de Kirchhoff sobre correntes e tensões Explique e descreva as Leis de Kirchhoff para tensão e corrente analisando um circuito simples 10 Explique o conceito de resistência total equivalente e a resistência parcial em série para uma associação de resistores 11 Calcule a série e o paralelo de resistores R1 e R2 e as corrente elétrica do circuito 12 Explique as leis de Kirchhoff e a conservação da energia para circuitos elétricos Analógico 04 1 Uma bateria tem tensão máxima e mantém a corrente elétrica constante para carregar uma resistência Calcule a potência da bateria com uma resistência utilizada para carregar a bateria e a potência dissipada na resistência 2 Um bifásico tem resistência R1 e R2 ligados em paralelo e o potencial que mantém uma corrente de intensidade I e a diferença de potencial de uma lâmpada de controle do circuito Calcule a potência consumida por este circuito e a dissipação de calor 3 Um circuito com um resistor de 20Ω e uma lâmpada com corrente I passa em resistência uma resistência paralela com intensidade de corrente do circuito Calcule a energia dissipada 4 Um circuito com uma resistência de 10Ω e uma lâmpada com potência P e uma resistência em série calcule a corrente do circuito e a potência dissipada 5 Qual é a intensidade da corrente elétrica em um resistor de 2Ω percorrendo um campo elétrico 6 Explique o conceito de energia dissipada em uma resistência 7 Um fio condutor de certa resistência possui duas terminais elétricos ligados a uma bateria mantenha cada terminal com uma tensão diferente tal que a intensidade da corrente seja constante Calcule a potência dissipada e a potência produzida na resistência 8 Uma associação de resistores tem resistência equivalente calculada por R R1 R2 R3 calcule o valor da resistência equivalente ao resistor de 2Ω conectado em paralelo com dois resistores de 6 Ω cada um 9 Calcule o valor da corrente que circula em uma associação de resistores em paralelo e a potência dissipada em cada um deles 10 Explique a diferença entre dissipador e resistor 11 Um circuito elétrico composto por uma bateria e três resistores ligados em série Calcule a tensão em cada resistor 12 Um circuito elétrico de corrente alternada pode ser considerado como um circuito resistivo e capacitivo em paralelo Explique como calcular a corrente total que passa pelo circuito 13 Explique o conceito de potência ativa potência reativa e potência aparente em circuitos de corrente alternada 14 Em um circuito RL em série calcule a impedância do circuito e a corrente que passa por ele 15 Determine a potência média dissipada em um resistor em um circuito de corrente alternada vibratória 16 Uma corrente elétrica alternada varia conforme a função I I0 senωt Determine a corrente eficaz Ieff 17 Explique o efeito da capacitância e da indutância em circuitos de corrente alternada 18 Analise o gráfico da potência dissipada num circuito RL e identifique os pontos de máximo e mínimo 19 Dado um circuito com um capacitor e um resistor em série indique a relação entre corrente e tensão em cada componente 20 Discuta as diferenças entre circuito R circuito RC e circuito RL em corrente alternada 21 Explique a importância da fase entre tensão e corrente em circuitos de corrente alternada 22 Calcule o fator de potência em um circuito RLC série e explique seu significado 23 Em um circuito RLC série com resistência R indutância L e capacitância C determine a frequência de ressonância 24 Explique o fenômeno da ressonância em circuitos RLC e suas aplicações práticas 25 Em um circuito RLC série sujeito a uma tensão senoidal determine a amplitude da corrente 26 Calcule a energia armazenada no campo magnético de uma bobina com indutância L e corrente I 27 Explique o conceito de autoindução em circuitos elétricos 28 Uma bobina com indutância L e resistência R está conectada a uma fonte de tensão alternada Calcule a impedância do circuito 29 Discuta as diferenças entre indutância mútua e autoindutância em circuitos 30 Explique como funciona um transformador e suas aplicações práticas 31 Calcule a relação de transformação em um transformador ideal 32 Determine a corrente no enrolamento secundário de um transformador ideal 33 Analise as perdas em transformadores reais em comparação com os ideais 34 Explique o princípio de funcionamento dos motores elétricos baseados em corrente alternada 35 Calcule o torque exercido por um motor elétrico em função da corrente e campo magnético 36 Discuta as vantagens de motores síncronos e assíncronos em aplicações industriais 37 Explique o funcionamento de geradores elétricos e sua relação com a lei de faraday 38 Calcule a força eletromotriz induzida em um circuito em função da variação do campo magnético 39 Discuta a importância da frequência na geração e transmissão de energia elétrica 40 Analise o impacto da capacitância parasita em dispositivos eletrônicos e como minimizála 41 Explique o conceito de impedância em circuitos de corrente alternada e sua relação com resistência capacitância e indutância 42 Calcule a corrente total em um circuito RLC paralelo submetido a uma tensão alternada de frequência f 43 Discuta as aplicações práticas de circuitos RLC em filtros eletrônicos e ressonadores 44 Explique os conceitos de corrente eficaz tensão eficaz e fator de potência em corrente alternada 45 Discuta a influência da frequência na potência dissipada em resistores em circuitos AC 46 Calcule a potência reativa em um circuito capacitivo submetido a uma tensão alternada 47 Explique a função dos capacitores em circuitos de corrente alternada 48 Analise a variação da impedância em função da frequência em circuitos RL e RC 49 Discuta os efeitos da indutância em linhas de transmissão elétrica e métodos para compensálos 50 Explique o fenômeno da sobrecorrente em circuitos eletrônicos e formas de proteção Nota Alguns itens podem não estar completos ou coerentes devido à baixa resolução e qualidade do original