01 - Lista de campo elétrico

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1. Duas esferinhas idênticas de massa estão carregadas com carga e 
suspensas por fios isolantes de comprimento . O ângulo de abertura 
resultante é (fig.). a) Mostre que 
 
 
b) Se , qual é o valor de ? 
 
2. Uma carga Q é distribuída uniformemente sobre um fio semicircular de 
raio . Calcule a força com que atua sobre uma carga de sinal oposto 
colocada no centro (fig.). 
 
3. Um fio retilíneo de comprimento está uniformemente carregado com 
densidade linear de carga . A) Calcule o campo elétrico num ponto 
situado sobre o prolongamento do fio, a uma distância de sua 
extremidade. b) Calcule a magnitude do campo, se e a 
carga total do fio é de . 
4. Um fio quadrado de lado está uniformemente carregado com 
densidade linear de carga . Calcule o campo elétrico num ponto P 
situado sobre a perpendicular ao centro do quadrado, à distância D do 
seu plano (fig.). 
 
5. Uma carga puntiforme é colocada numa caixa cúbica de aresta . 
Calcule o fluxo do campo elétrico sobre cada uma das faces (a) se a 
carga ocupa o centro do cubo; (b) se é colocada num dos vértices. 
6. Uma casca esfperica de raio interno e raio externo , uniformemente 
carregada com densidade de carga volumétrica , envolve uma esfera 
concêntrica de raio , também carregada uniformemente com a mesma 
densidade (fig.). Calcule o campo elétrico nas quatro regiões diferentes 
do espaço: . 
 
7. Uma esfera uniformemente carregada com densidade volumétrica 
contém em seu interior uma cavidade esférica. Mostre que o campo no 
interior da cavidade é uniforme e é dado por 
 
 
⁄ , onde d é o 
vetor que liga os centros das duas esferas (fig.). 
 
8. Uma casca hemisférica de raio R está uniformemente carregada com 
carga positiva de densidade superficial . Ache o potencial V(O) no 
ponto central O [tomando ( ) ]. 
 
9. Mostre que é possivel substituir o sistema de capacitores da figura por 
um único capacitor equivalente entre os pontos e e calcule a 
capacitância deste capacitor. 
 
10. Uma bateria de fem e resistência interna r fornece corrente a um 
aparelho de resistência R. a) Para que valor de R a potência fornecida é 
máxima? b) Para esse valor de R, qual e a relação entre a potência 
fornecida e aquela dissipada na própria bateria? 
11. Um aquecedor elétrico de imersão ligado a uma fonte de corrente 
contínua de 110V demora 6 min para levar até a fervura 0,5l de água, 
partindo da temperatura ambiente de . A intensidade de corrente é 
de 5 A. Qual é a eficiência do aquecedor? (A eficiência é a porcentagem 
da energia gerada que é utilizada no aquecimento da água).