Lista de Exercícios - Lei de Coulomb e Lei de Gauss - Física

Lista 1 Lei de Coulomb e Lei de Gauss Nome Nos problemas considere K 8 99 109N m2C2 1 Trˆes cargas pontuais estao localizadas em uma linha reta como mostra a Figura 1 onde q1 6 00µC 6106C q2 1 50µC 1 5106C e q3 2 00µC 2 106C As distˆancias que as separam sao d1 3cm e d2 2 00cm Calcule o modulo e o sentido da forca eletrica resultante exercida sobre a q1 b q2 c q3 Figure 1 Trˆes cargas pontuais alinhadas Respostas a F1 46 75N b F2 15732 cF3 110 58N Nota a resposta deve conter tanto o valor do modulo da forca em cada uma das cargas quanto em qual sentido a forca aponta Nao se esqueca de converter as distˆancias de centrımetros para metros 1 2 Trˆes cargas pontuais estao dispostas como mostra a Figura 2 Deter mine o modulo e o sentido da forca eletrica aplicada a partıcula na origem Figure 2 Trˆes cargas pontuais nao alinhadas Resposta F 1 38105N ˆangulo de 7750 com o lado negativo do eixo x 3 Trˆes cargas pontuais estao localizadas em um arco de cırculo como mostra a Figura 3 a Qual e o campo eletrico total em P o centro do arco b Determine a forca eletrica que seria exercida sobre uma carga pon tual de 5nC 5 109C posicionada em P Resposta a E 1 8 104NC a direita sentido positivo do eixo x b Fe 9 105N a esquerda sentido negativo do eixo x Nota explique por que o campo no problema a aponta a direita e a forca no problema b aponta a esquerda 4 Um anel uniformemente carregado de raio 100 cm possui uma carga total de 75µC 75 106C Determine o campo eletrico no eixo do anel a uma distˆancia a partir do centro do anel de a 1cm b 5cm c 30cm d 100cm 2 Figure 3 Trˆes cargas pontuais em um arco de cırculo Nota lembrese de converter as distˆancias em centımetros para metros Resposta a E 664 106 NC b E 241 107 NC c E 639 106 NC d E 664 105 NC 5 Lei de Gauss Uma esfera oca nao carregada e nao condutora de raio 10cm envolve uma carga de 10 106C localizada na origem de um sistema de coordenadas cartesianas Uma broca de raio 1mm 103m e alinhada ao longo do eixo z e um furo e aberto na esfera Calcule o fluxo eletrico atraves do orifıcio Use K 14πε0 e ε0 885418781762 1012C2N m2 Dica ache primeiro o campo eletrico na superfıcie da esfera usando a lei de gauss Depois use o campo para achar o fluxo no orifıcio da esfera Nao se esqueca de converter o raio da esfera para metros Resposta 282 Nm2C 3 I Faz a Faz a ge Pas k ge Gosse GuC 1 5uC 2uC 10 03 g3 Fiz 2 533 2 003m 0 02 133 From 16 718N m ge A P gz b Fres 19 kg 2 0 0 3 2 Fm 157 325N c Fres ga 05 2 Fres 110 577N 93 g 0 0 2 2 1 Fo 8 99 40 6 40 5 20 2 997 40 3N 0 32 13m 1 Fi 5nC J GnC 9 99 40 3 105 40 1 3185 10 N T 2 04 m V Fa 0 42 N 1 3nC Assim Fl 77 50 From Fof Frez F2 fm 4 38 10 5 N it U 3 3nc g o Y a E usK g kQ Q da de 2n f Em 8 99 409 52 109 0 042 g Eve 5 61875 400 NC fora será 2 Seman essea375 10 1Npara a a ou seja F E g ant esquerd varia as campo 4 dE Evor de caro JK ErQ idE 2 x232 a x 1 cm Etot 899 109 75 106 7 102 1100 10432 Etot 664 106 NC b Etot 899 109 75 106 5 102 25100 10432 Etot 241 107 NC c Etot 899 109 75 106 30 102 302 102 10432 Etot 634 106 NC d Etot 899 109 75 106 400 102 1002 102 10432 Etot 664 105 NC 5 Pela Lei de Gauss Φtot qinterna ε0 Como queremos o potencial que passa pelo orifício Φori Φtot Aorifício Atotal Φori 10 106 885 102 4 π Rorifício2 4 π R2 total Φori 28248 N