4 Lista - Eletrostática - Parte 02

 

Física Geral e Experimental III 4ª Lista  – Atividades de eletrostática 

Campo Elétrico com Distribuição Discreta de Cargas Elétricas 01 – Qual é o módulo de uma carga elétrica puntiforme cujo campo elétrico, a uma distância de 50cm , tem módulo igual a  E  = 2 ,0 N  / C ? (Considere k  = 8  ,99 × 10 9   N .m 2 / C 2 )     − 11 RESPOSTA: [(a) q ≅ 5,6 × 10 C ] RESPOSTA:

02 – Duas cargas puntiformes de módulos q1

=

2 ,0  ×   10 − 7 C   e q 2

=

8 ,5  ×   10 − 8 C   

9 2 2 estão separadas por uma distância de 12cm . (Considere k  = 8  ,99 × 10    N .m / C  )

a) Qual o módulo do campo elétrico que cada uma das cargas cria no local

onde está a outra? b) Qual o m módul ódulo o da forç força a que at atua ua sob sobre re cad cada a uma de delas? las? RESPOSTA: RESPOSTA: [a)  E 1

≅ 1   ,2 × 

 

10 5 N  / C  ;  E 2

≅  5,3 × 

 

10 4 N  / C  e b)  F  ≅ 1,1 ×   10 − 2 N  ]

03 – Duas cargas positivas iguais e com intensidades q1 =  q 2  = 6,0η  C   são posicionadas sobre o eixo  y  em  y1 =   + 3cm e em  y 2 =   − 3cm . (Considere k  = 8  ,99 × 10 9   N .m 2 / C 2 ) a) Qual a intensidade e a orientação do vetor campo elétrico no eixo  x  em  x

= 

4cm ?

b) Qual a intensidade e orientação do vetor força elétrica sobre uma

terceira carga de prova q 0   =   2,0η  C   quando é colocada sobre o eixo  x   em  x   4cm ? =



RESPOSTA RESPOSTA:: [a)  E  R



≅

3,5 ×   10 4 N  / C  iˆ  e b)  F  = 7,0 ×   10 − 5 N  iˆ ]

 

Movimento de Cargas Elétricas Puntiformes



04 – Um elétron possui velocidade inicial v 0

= (  2,0 ×  10  

6

m / s)iˆ . Ele entra em um



campo elétrico uniforme definido pelo vetor  E  = (400  N  / C ) jˆ . (Lembrando que a massa do elétron m

e

=

 

×

9,11 10

−

31

 =

kg  ;  g 

2

9,81m   /s ; e

= −

 

− 19

 

×

1,60 10

C  )

a) Determine a aceleração do elétron. b) Quanto tempo é necessário para o elétron mover-se 10cm  na direção  x  

na presença desse campo elétrico? c) Qual é o valor do desvio do elétron na direção do eixo  y ?

RESPOSTA: [a) a RESPOSTA:



≅ −

   13 m / s 2  jˆ ; b) 7,0 × 10

∆

t  = 5,0  ×   10 − 8 s ; c)  y

≅ −

8,8  ×   10 − 2 m ]

 

5 – Um próton, partindo do repouso, é acelerado por um campo elétrico   6  / C  que se estende por uma distância de 2,5cm . uniforme de 3,0 × 10  N  /

Determine a velocidade do elétron após deixar a região r egião do campo elétrico uniforme. (Lembrando que a massa do elétron m P  q P 

= +

=

1,67 ×  10 − 27 kg ;

1,60 ×  10 − 19 C  )  

6

RESPOSTA:: [ v ≅ 3,8 ×   10 m / s ] RESPOSTA

  9 m / s 2  por um campo 06 – Um elétron é acelerado no sentido leste a 1,84 × 10

elétrico uniforme. Determine a intensidade, a direção e o sentido do campo elétrico. (Lembrando que a massa do elétron me e=

−

=

9,11 ×  10 − 31 kg  ;

    − 19 1,60 × 10 C  )



RESPOSTA RESPOSTA:: [ E  ≅

−

1,05 ×    10 − 2 N  / C  iˆ ]

Momento do Dipolo Elétrico

07 – Duas cargas puntiformes, q1   =  2,0 pC  e q 2

=   −

2,0 pC , são separadas por

uma distância de 4,0 µ  m . a) Qual é o mom momento ento d de e dipo dipolo lo de desse sse pa parr de ca cargas? rgas? b) Esqu Esquematiz ematize e o par de carg cargas as e mostre mostre a orient orientação ação do mo moment mento o do dipolo.  

RESPOSTA: [  p RESPOSTA:

=

− 18

8,0 ×   10

C .m ]

08 – Uma carga puntiforme de valor q1   =   12η  C  está localizada no eixo  y  em  y

= +  3,0 µ  m ,

uma segunda carga puntiforme de valor q 2 =   − 12η  C   está localizada no eixo  x  em  x = +  4,0 µ  m . Determine o módulo do momento do dipolo desse par de cargas. RESPOSTA:  RESPOSTA:  [  p

=

6,0 ×    10 − 14 C .m ]

 

Potencial Elétrico

09 – Uma carga positiva cujo módulo é 2,0 µ  C  posicionada na origem dos espaços. Determine o valor do potencial elétrico V   em um ponto à 4m  da 9 2 2 origem considerando que V  = 0  no infinito. (Considere k  = 8 ,99 × 10    N .m / C  )

  3 RESPOSTA:  RESPOSTA:  [ V  ≅ 4, 5  × 10 V  ]

10 – Uma carga elétrica puntiforme de valor q =  15 pC   está localizada no eixo  x   em  x =

+  7,0 µ  m .

9 2 2 (Considere k  = 8  ,99 × 10    N .m / C  )

a) Calcule o potencial elétrico em  x =  11µ  m  considerando que o potencial

elétrico V  = 0  no infinito. b) Determine o módulo do campo elétrico produzido pela carga em

 x

= +

 

13µ  m

  4   9 RESPOSTA:  [a) V  ≅ 3,4  × 10 V  ; b)  E  ≅ 3,7 ×  10  N  / C  ] RESPOSTA: