Lista De Estudos

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. m2/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