Fisica Eletrica

1 Qual deve ser a distância entre duas cargas pontuais q1=26uC (26 microcoloumb) e q2=-47uC (-47 microcoloumb) para que o módulo da força de atração elétrica entre as cargas seja de 5,7N? Resposta: 1,39 m

* 1 Microcoulomb = 1 x 10 (- 6) Coulomb

q1 = 26 uC -- q1 = 26 x 10 (- 6) Coulomb -- q2 = - 47 uC -- q2 = - 47 x 10 (- 6) Coulomb

Força = K . Q(1) . Q(2) / d² K = constante = 9 x 10 (9) N . m² / C²

Q(1) = MÓDULO da carga 1 Q(2) = MÓDULO da carga 2 d = distância entre as cargas

Força = K . Q(1) . Q(2) / d²

5,7 = 9 x 10 (9) . 26 x 10 (- 6) . 47 x 10 (- 6) / d² > 5,7 = 10.998 x 10 (9 + (- 6) + (- 6)) / d² >

5,7 = 10.988 x 10 (- 3) / d² > d² = 10.988 x 10 (- 3) / 5,7 > d² = 1.929 x 10 (- 3) d² = 1,93 >

d = 1,39 m (aproximado)

2 Na descarga de retorno de um relâmpago típico, uma corrente de 2,5 x 10-4 A é mantida por 20µS. Qual é o valor da carga transferida?

2,5 x 10-4 Amperes ~~~~~~> 2,5 x 10^-4 Coulombs / segundo

20µS ~~~~> 20 x 10^-6 segundos ~~~> 2,0 x 10^-5 segundos

Q = 2,5 x 10^-4 x 2,0 x 10^-5 Coulombs

Q = 5 x 10^-9 Coulombs >> Carga transferida Q = 5 x 10^-9 Coulombs

3 Uma partícula com uma carga de +3,00 x 10–6 C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de -1,50 x 10–6 C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas. F = k (q1 x q2) / (d^2) --> onde F é o módulo da força, K é a constante de permissividade do meio, q1 e q2 são as cargas e d é a distância entre elas, dada em metros. A constante K vale 8,98 x 10^9 F = 8,98x10^9 * [3*10^-6 * (-1,50*10^-6)] / (0,12)^2 = 2,8 N

4 Na figura(a), as partículas 1 e 2 têm uma carga de 20 x 10^-6 C cada uma e estão separadas por uma distância? d = 1,5 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 x 10^-6 C 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? (a) F12=400x10^-12 x 9 x 10^9 / 1.5²=3600 x 10^-3 4 /9=1600x10^-3=1,6 N

(b)F12=1,6 N F13=1,6 N |F13+F12|=\/''(F13²+F12²+2|F12||F13|co…‡

ângulo de 60º entre os vetores da Força porque temos suposição em um triângulo equilátero (todos os ângulos = 60º).

\/''(F13²+F12²+2|F12||F13|cos(60))=\/'…‡ x 1.6²+2 x 1.6² x 1/2)=\/''(3 x 1.6²)=1,6\/''(3)~2,77 N

5 Na figura, as linhas do campo elétrico do lado esquerdo têm uma separação duas vezes maior que as linhas do lado direito.

a) Se o módulo do campo elétrico no ponto A é 40N/C, qual é o módulo da força a que é submetido um próton no ponto A? b) Qual é o módulo do campo elétrico no ponto B? a)F=Eq qp=1.6∗10^ −19C F=(40N/C)∗1.6∗10−19C=64∗10−19N b) Eb=Ea2 = 40N C / 2= 20N/C

6. Duas partículas são mantidas fixas sobre o eixo x: a partícula 1, de carga q1 no ponto x = 6.00cm, e a partícula q2 no ponto x = 21.0cm. Qual é o campo elétrico total a meio caminho entre as partículas, em termos dos vetores unitários? q1=−2.00∗10^ −7C q2=+2.00∗10^ −7C x1=6.00cm=0.06m x2=21.0cm=0.21m

Xe =0.21m+0.06m / 2 0.27m / 2 = 0.135m

d1 = 0.135m−0.06m = 0.075m d2 = 0.135m−0.21m = −0.075m ET=E1+E2 = K|q1| / d1^2 + K|q2| / d2^2 =K(|2∗10^−7C| / (0.075m)^2 + |2∗10^−7C| (−0.075m)^2 =K(2∗10^−7C / 0.005625m^2 + 2∗10^−7C / 0.005625m^2) = =K 4∗10^−7C / 0.005625m^2 ≈ 8.99∗109Nm^2/C2 ∗ 711.11 ∗10^−7C/m^2 = 6392.8789∗10^2 N/C

7 Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de

distância tem um módulo de 2,0 N/C? Dados: Q = carga = ? d = distância = 50 cm = 0,5 m = 5.10^-1 (^ = elevado)

E = campo elétrico = 2 N/C ko = constante eletrostática = 9.10^9 N.m²/C²

E = ko.Q/d² E.d² = ko.Q E.d²/ko = Q 2.(5.10^-1)²/9.10^9 = Q 2.25.10^-2/9.10^9 = Q

50.10^-2/9.10^9 = Q 5,5.10-2.10^-9 = Q 5,555.10^-11 C = Q 5,6.10^-11 = Q

56.10^-12 C = Q 56 pC = Q

ObS.: 1 pC = 10^-12 C 5,555 =~ 5,6

8 . Qual é o módulo de uma carga pontual capaz de criar um campo elétrico de 1,00 N/C em um ponto de 1,00 m de distância? E = campo elétrico = 1,00 N/C

d = distância = 1 m Q = carga = ? k = 9.10^9 N.m²/C²

E = k.Q/d² E.d² = k.Q E.d²/k = Q 1. 1² /9.10^9 = Q 1.1/9.10^9 = Q 1/9.10^9 = Q

0,1.10^-9 C = Q 1.10^-10 C = Q

9 Qual seria a força eletrostática entre duas cargas de 1,5 mC separadas por uma distância de:

a) 1 mm b) 1 m se é que esta configuração fosse possível?

F = força = ? Q1 = carga 1 = Q2 = carga 2 = 1,5 mC = 1,5.10-³ C d1 = 1 mm = 0,001 m = 1.10-3 m d2 = 1 m k = 9.10^9 N.m²/C²

a) F = k.Q1.Q2/(d1)² F = k.Q²/(d1)² F = 9.10^9.(1,5.10-³)²/(1.10-³)² F = 9.10^9.2,25.10^-6/1.10^-6 F = 20,25.10^9.10^-6.10^6 F = 20,25.10^9 C F = 2,025 .10^10C

B) F = k.Q1.Q2/(d2)² F = k.Q²/(d2)² F = 9.10^9.(1,5.10-³)²/1² F = 9.10^9.2,25.10^-6/1

F = 20,25.10³