Trab física

Lista 1

Quantidade de carga e Processos de Eletrização

1-) Determine o número de elétrons existentes em uma carga de 1 C.

2-) Dispõe-se de três esferas metálicas idênticas e isoladas umas das outras. Duas delas, A e B, estão neutras, enquanto a esfera C está eletrizada com uma carga elétrica Q. Faz-se a esfera C tocar primeiro na esfera A e depois a esfera B. No final do procedimento, qual a carga elétrica das esferas A, B e C, respectivamente?

3-) Uma caneta de plástico, depois de eletrizada por atrito com o cabelo, atrai pequenos pedaços de papel. Explique o fenômeno.

4-) Um bastão de vidro foi atritado em um pedaço de lã. a) Quem perdeu elétrons; b) Quem ganhou elétrons? Justifique.

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Lei de Coulomb

5-) Determinar as intensidades das forças elétrica e gravitacional entre um próton e um elétron no átomo de hidrogênio. Compare-as e dê o significado físico. (Dados: G = 6,67.10-11 N.m2/kg2; k = 9.109 N.m2/C2)

6-) a) Determine a intensidade da força elétrica entre dois prótons presentes no núcleo de um átomo considerando o diâmetro do núcleo 10-14 m. b) Qual seria a aceleração de um próton ao sair desse núcleo? Interprete fisicamente o resultado.

7-) Duas cargas puntiformes Q1 = 2 μC e Q2 = 8 μC estão fixas sobre uma reta e separadas por uma distância de 0,4 m no vácuo. Uma terceira carga Q3 = - 3 μC é colocada a 0,1 m da carga Q1, sobre a reta que une as cargas. Qual é o valor da força resultante que atua sobre a carga Q3?

8-) De uma esfera com carga Q é retirada uma pequena quantidade de carga q. Em seguida, essa quantidade é transferida a uma outra esfera nas proximidades da primeira. As duas esferas podem ser consideradas como cargas puntiformes. Para que valor de q a intensidade da força elétrica entre as esferas é máxima?

9-) De acordo com o modelo atômico de Bohr, o átomo de hidrogênio é formado por um próton, em torno do qual um elétron descreve um MCU de raio aproximadamente igual a 5,3.10-11 m. Determine: a) a intensidade da força de atração entre o próton e o elétron; b) a velocidade do elétron. (Dados: massa do elétron = 9,1.10-31 kg; carga do elétron = -1,6.10-19 C; carga do próton = +1,6.10-19 C; k = 9.109 N.m2/C2)

10-) Três pequenas partículas M, N e P, eletrizadas com cargas iguais, estão fixas nas posições indicadas na figura a seguir. A força de interação elétrica entre as partículas M e P tem intensidade 4.10­4 N. Nessas condições, qual a força elétrica resultante sobre a partícula N, em newtons?

[pic 1]

11-) Três partículas carregadas encontram-se ao longo do eixo x. A partícula com carga q1 = + 15 μC está em x = 2 m, enquanto a partícula com carga q2 = + 6 μC está na origem do eixo x. Onde deve ser colocada no eixo x uma terceira partícula com carga negativa q3 de forma que a intensidade da força resultante sobre ela seja nula?

12-) (Anel de cargas) Uma carga Q está distribuída uniformemente sobre um anel circular vertical de raio R e de espessura desprezível. a) Determine a força total (F) que esse anel exerce sobre uma carga puntiforme q situada sobre o eixo horizontal e a uma distância r que passa pelo centro do anel; b) Analise o que acontece com a força total (F) quando r >> R. Justifique sua resposta; c) O que ocorreria se a carga q estivesse no centro do anel de cargas, ou seja, qual seria a força total sobre essa carga? Justifique sua resposta.

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Campo Elétrico

13-) Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6.105 N/C, na direção horizontal e sentido da esquerda para direita. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que age sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P, quando: a) q = 2 µC; b) q = -3 µC.

14-) Duas cargas puntiformes de valores 4 µC e -5 µC estão fixas e separadas entre si, no vácuo, pela distância de 6 cm.              a) Determine o módulo do vetor campo elétrico no ponto médio M do segmento que une as cargas; b) Qual seria o módulo do vetor campo elétrico no ponto médio M caso as cargas fossem positivas?

15-) Duas cargas elétricas, Q1 = 1 µC e Q2 = 2 µC, estão fixas e separadas entre si pela distância de 30 cm. Determine o módulo do vetor campo elétrico resultante no ponto médio M entre as cargas.

16-) (Anel de cargas) Um condutor em forma de anel com raio R possui uma carga Q distribuída uniformemente ao longo dele. Considere desprezível sua espessura. Determine: a) o campo elétrico em um ponto P situado sobre o eixo do anel a uma distância x do seu centro; b) avalie o que aconteceria com o campo elétrico quando x >> a; c) o campo elétrico no centro do anel (x = 0).

17-) (Dipolo elétrico) Denomina-se dipolo elétrico um conjunto de duas cargas iguais, porém de sinais contrários. a) Determine o campo elétrico produzido por um dipolo elétrico em um ponto P situado sobre a mediatriz do segmento de reta que une as cargas do dipolo. b) Particularize a solução para pontos muito afastados do centro do dipolo.

18-) (Dipolo elétrico) A distância entre duas cargas puntiformes q1 = +12 nC e q2 = - 12 nC é igual a 0,10 m, conforme a figura. Determine o campo elétrico resultante: a) no ponto a; b) no ponto b; c) no ponto c.