Lista AF

Lista AF

1. Medidas cuidadosas do campo elétrico na superfície de certa “caixa preta” mostram que o fluxo líquido

para fora através da superfície da caixa, é de 6,0 KN. m

2

/C. Qual a carga líquida no interior da caixa?

2. Os veículos espaciais que atravessam os cinturões de radiação da Terra podem interceptar um número

significativo de elétrons. O acúmulo de cargas resultante pode danificar componentes eletrônicos e

prejudicar o funcionamento de alguns circuitos. Suponha que um satélite esférico feito de metal, com

1,3 m de diâmetro, acumule 2,4 µC de carga. A) determine a densidade superficial de cargas no satélite.

B) calcule o módulo do campo elétrico nas vizinhanças do satélite devido à carga superficial.

3. Qual o valor do potencial elétrico a distancia r = 0,529x10-10m de um próton?

4. Dois capacitores têm as capacitâncias de 20 µF e 30 µF. Calcular a capacitância equivalente se os dois

forem ligados (a) em paralelo e (b) em série.

5. Um capacitor de 3,0 µF e outro de 6,0 µF ligam-se em série e a combinação liga-se em paralelo a um

terceiro capacitor de 8 µF. Qual a capacitância equivalente desta ligação? Faça um esquema desta

associação.

6. As cargas elétricas Q1 = -2µC e Q2= +4 µC estão fixas nos pontos A e B, respectivamente. O ponto C é

o ponto médio do segmento de reta AB. A constante eletrostática k0 é igual a 9.109Nm2/C2. Calcule o

potencial elétrico resultante no ponto C.

7. Dois fios, um de cobre e outro de ferro têm a mesma resistência. O diâmetro do fio de cobre é de 1,2

mm. Qual deve ser o diâmetro do fio de ferro, se ambos os fios têm o mesmo comprimento?

Dados: Resistividade do ferro = 9,68 x 10-8 Ω.m

Resistividade do cobre = 1,69 x 10-8 Ω.m

8. Na figura abaixo, qual é a resistência equivalente do circuito elétrico mostrado? Quais os valores de

corrente, tensão e potência em cada resistor? Faça R1 = 100Ω, R2 = R3 = 50Ω, R4 = 75Ω e V = 6,0V;

suponha que a bateria é ideal.

9. Uma casca esférica com 6 cm de raio apresenta uma densidade superficial de carga uniforme de

9nC/m2

.

a) Qual a carga total sobre a casca?

b) Determine o campo elétrico a 10cm da casca.

10. Duas cargas elétricas - Q e + q são mantidas nos pontos A e B, que distam 82 cm um do outro (ver

figura). Ao se medir o potencial elétrico no ponto C, à direta de B e situado sobre a reta que une as

cargas, encontra-se um valor nulo. Se |Q| = 3|q|, qual o valor em centímetros da distância BC?41 cm.

11. A 40 cm de um corpúsculo eletrizado, coloca-se uma carga puntiforme de 2,0µC. Nessa posição, a

carga adquire energia potencial elétrica igual a 0,54 J. Determine a carga elétrica do corpúsculo

eletrizado.

12µC

12. A durabilidade dos alimentos é aumentada por meio de tratamentos térmicos, como no caso do leite

longa vida. Esses processos térmicos matam os microorganismos, mas provocam efeitos colaterais

indesejáveis. Um dos métodos alternativos é o que utiliza campos elétricos pulsados, provocando a

variação de potencial através da célula, como ilustrado na figura a seguir. A membrana da célula de um

microorganismo é destruída se uma diferença de potencial de Vm = 1 V é estabelecida no interior da

membrana, conforme a figura a seguir:

a) Sabendo-se que o diâmetro de uma célula é de 1µm, qual é a intensidade do campo elétrico que

precisa ser aplicado para destruir a membrana?

b) Qual é o ganho de energia em eV de um elétron que atravessa a célula sob a tensão aplicada?

a) 2 × 106 V/m

b) 2eV

13. Medidas cuidadosas do campo elétrico na superfície de certa “caixa preta” mostram que o fluxo líquido

para fora através da superfície da caixa, é de 6,0 KN. m2/C. Qual a carga líquida no interior da caixa?

14. A figura a seguir mostra duas cargas iguais q = 1,0 × 10-6 C, colocadas em dois vértices de um triângulo

equilátero de lado igual a 1 cm. Qual o valor, em Volts, do potencial elétrico no terceiro vértice do

triângulo (ponto P)? 15. A figura a seguir mostra duas cargas elétricas puntiformes Q1 = + 3 x 10-6 C e Q2 = -2 x 10-6C

localizadas nos vértices de um triângulo equilátero de lado d=0,3 m. O meio é o vácuo. Calcule o

potencial elétrico resultante no ponto P.

a) 0V; 105V/m

16. Qual é o potencial no ponto P, localizado no centro do quadrado de cargas puntiformes mostrado na

figura? Suponha que d= 1,3m e que as cargas são:

Q1 = + 12 nC, Q2 = - 24 nC, Q3 = + 31 nC e Q4 = +17 nC

17. Considere o esquema representando uma célula animal, onde (1) é o líquido interno, (2) é a membrana

da célula e (3) o meio exterior à célula. Considere, ainda, o eixo X de abcissa x, ao longo do qual pode

ser observada a intensidade do potencial elétrico. Um valor admitido para o potencial elétrico V, ao longo do eixo X, está representado no gráfico a seguir, fora de escala, porque a espessura da

membrana é muito menor que as demais dimensões. De acordo com as indicações do gráfico e

admitindo 1,0 . 10-8m para a espessura da membrana, calcule o módulo do campo elétrico no interior da

membrana, em N/C.

18. O gráfico mostra o potencial elétrico em função da distância ao centro de uma esfera condutora

carregada de 1,0 cm de raio, no vácuo. Calcule o potencial elétrico a 3,0 cm do centro da esfera, em

volts.

19. A ddp que acelera os elétrons entre o filamento e o alvo de um tubo de raios X é de 40 000 V. Qual a

energia, em J, ganha por um elétron?

20. Os corpos ficam eletrizados quando perdem ou ganham elétrons. Imagine um corpo que tivesse um mol

de átomos e que cada átomo perdesse um elétron. Esse corpo ficaria eletrizado com uma carga, com

coulombs, igual a?

21. Três esferas A , B e C atraem-se mutuamente (todas ao mesmo tempo) entre si. Se a carga de A é

negativa o que podemos afirmar em relação as possíveis cargas de B e C?

22. Suponha uma esfera metálica de raio 0,10 m com uma carga Q uniformemente distribuída em sua

superfície. Uma partícula com a carga q = + 4,0 × 10-7C, ao ser colocada num ponto P a uma distância

de 0,30 m do centro da esfera, experimenta uma força atrativa de módulo 2,0 × 10-2 N.

a) Determine, no ponto P, o campo elétrico (módulo, direção e sentido) produzido pela esfera.

b) Determine Q.

c) Calcule o potencial elétrico na superfície da esfera.

d) Qual a intensidade do campo elétrico no interior da esfera? Justifique.

a) 5.104 N/C.b) 5.10-7 C.

c) 4,5.104 V.

d) zero.

23. Dois resistores, um de 20 e outro de resistência R desconhecida, estão ligados em série com uma

bateria de 6 V. Se a corrente do circuito é de 0,1A, calcule o valor de resistência R.

24. No circuito da figura 2 calcule a corrente da bateria e a queda de tensão no resistor R7. Dados: E =

120V, R1 = 1 Ω, R2 = R7 = R9 = R10 = 10 Ω, R3 = 2 Ω, R4 = 16 Ω, R5 = 6 Ω, R6 = R8 = 20Ω

25. Calcule a capacitância equivalente entre os pontos 1 e 2 do circuito abaixo:

26. A area da seção transversal do trilho de a aço de um bonde eletrico é de 56,0 cm2

. Qual é a resistencia

de 10 km de trilho? A resistividade do aço é 3,00 x 10-7 Ω.m

27. Um determinado tubo de raios X opera na corrente de 7,0 mA e na diferença de potencial de 80 kV. Que

potencia em watts é dissipada?

28. Deseja-se produzir uma resistencia total de 3,00Ω ligando-se uma resistencia desconhecida a uma

resitencia de 12,0 Ω. Qual deve ser o valor da resistencia desconhecida e como deve ser ela ligada?

29. No circuito abaixo R1 = 2000 , R2 = 1500  e R3 = 1000 . As fontes de tensão 1 e 2 debitam 5,0 V e

6,0 V, respectivamente. Quais os valores das correntes I1, I2 e I3, por R1, R2 e R3?

1

2

C2

910pF

C3

1.2nF

C1

750pF

C4

3.3nF

R1 R2

1 R3 2