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1 Curso de Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental III Professor: Marcelo Martins Lista 2 1) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela, o campo tem intensidade E = 7,2 . 106N/C. Sendo o meio vácuo onde K0 = 9 . 109 unidades S. I., determine Q. A) 2,0 . 10-4C B) 4,0 . 10-4C C) 2,0 . 10-6C D) 4,0 . 10-6C E) 2,0 . 10-2C 2) Em um ponto do espaço: I. Uma carga elétrica não sofre ação da força elétrica se o campo nesse local for nulo. II. Pode existir campo elétrico sem que aí exista força elétrica. III. Sempre que houver uma carga elétrica, esta sofrerá ação da força elétrica. Use: C (certo) ou E (errado). A) CCC B) CEE C) ECE D) CCE E) EEE 3) Considere as três figuras a seguir. Nelas temos: Q = carga elétrica puntiforme geradora do campo elétrico. q = carga elétrica de prova F = força elétrica sobre a carga de prova E = vetor campo elétrico gerado pela “carga fonte” Q Analise cada figura e descubra o sinal das cargas elétricas q e Q. Pode-se dizer que: I. Na figura 1: Q > 0 e q >0 II. Na figura 2: Q < 0 e q > 0 III. Na figura 3: Q < 0 e q < 0 IV. Em todas as figuras: q > 0 Use, para a resposta, o código abaixo: A) Se todas forem verdadeiras. B) Se apenas I, II e IV forem verdadeiras. C) Se apenas I e III forem verdadeiras. D) Se apenas II for verdadeira. E) Se nenhuma for verdadeira. 4) Considere as duas cargas positivas Q1 e Q2, fixas sobre a reta x da figura abaixo. Sabemos que Q1 > Q2 e que A, M B, F e G são apenas cinco pontos geométricos escolhidos na reta x. Em um dos cinco pontos, o campo elétrico resultante é NULO. Este ponto é: A) A B) B C) M D) F E) G 5) Considere a figura abaixo: As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 estão fixas, no vácuo onde K0 = 9,0 . 109 N.m2/C2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no P tem intensidade: A) zero B) 4,0 . 105 N/C C) 5,0 . 105 N/C D) 9,0 . 105 N/C E) 1,8 . 106 N/C 6) Uma fonte F emite partículas (elétrons, prótons e nêutrons) que são lançadas no interior de uma região onde existe um campo elétrico uniforme. As partículas penetram perpendicularmente às linhas de força do campo. Três partículas emitidas atingem o anteparo A nos pontos P, Q e R. Podemos afirmar que essas partículas eram, respectivamente: A) elétron, nêutron, próton B) próton, nêutron, elétron C) elétron, próton, próton D) nêutron, elétron, elétron E) nêutron, próton, próton 7) Uma carga Q = -4 μC, fixa, encontra-se no vácuo, conforme indica a figura abaixo: Determinar, num ponto P a 20 cm da carga: A) a intensidade, direção e o sentido do campo elétrico. B) a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua numa carga q = 5 μC, colocada no ponto P. 8) Duas cargas puntiformes de 4 μC e -5 μC estão fixas e separadas entre si, no vácuo pela distância de 6cm. Determinar a intensidade do vetor campo elétrico no ponto médio M do segmento que une as cargas. 9) Em dois dos vértices de um triângulo eqüilátero de lado 0,3 m se encontram duas cargas positivas Q = 4μC. Determinar as características do vetor campo elétrico resultante no vértice. 10) Determine a intensidade do campo elétrico resultante no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusivamente pelas duas cargas elétricas da figura. 2 Temos ainda: Q1 = +9,0nC; Q2 = +4,0nC; K0 = 9,0 . 109 unid. SI; o meio é vácuo. 11) Considere três cargas elétricas dispostas nos vértices de um triângulo eqüilátero de lado L, conforme ilustra a figura. Determine o campo elétrico resultante na carga -Q, indicando o sentido e a direção do campo. 12) Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como indicado na figura abaixo. a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta. b) Qual é o valor do ângulo no equilíbrio? 13) Uma carga positiva Q é distribuída uniformemente sobre o eixo Ox de x=0 até x=a. Uma carga puntiforme positiva q está sobre a parte positiva do eixo Ox, no ponto x=a+r, a uma distância r à direita da extremidade de Q. a) Determine os componentes x e y do campo elétrico produzido pela distribuição de carga Q nos pontos da parte positiva do eixo Ox para x > a b) Obtenha a força (módulo, direção e sentido) que a distribuição de carga Q exerce sobre a carga q. c) Mostre que para os pontos r>>a, o módulo da força calculada no item (b) é aproximadamente igual a Qq/4 r2. Explique a razão desse resultado. 14) Uma carga elétrica positiva Q está distribuída uniformemente ao longo de um fio infinito. Determine o campo elétrico em um ponto P situado sobre o eixo Ox a uma distância x da origem. 15) Um condutor em forma de anel com raio a possui uma carga Q distribuída uniformemente ao longo dele. Determine o campo elétrico em um ponto P situado sobre o eixo do anel a uma distância x de seu centro. 16) Uma carga elétrica positiva Q é distribuída uniformemente ao longo de uma semicircunferência de raio a. Obtenha o campo elétrico (módulo, direção e sentido) no centro de curvatura P. 17) Determine o campo elétrico produzido por um disco com raio R, que possui uma densidade superficial de carga positiva uniforme em um ponto situado sobre o eixo do disco a um a distância x de seu centro. Suponha x positivo.