EXERC_CAMP_ELET

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EXERCÍCIOS - CAMPO ELÉTRICO
(FÍSICA TEÓRICA III)
Vitor Dias
1. Uma partícula A, eletrizada com carga Q = −4.0µC, está fixa num certo ponto do
espaço. Um ponto P encontra-se à distância d = 1.0cm de A. (a) Indique a direção e o
sentido do vetor campo elétrico em P . (b) Determine a intensidade do campo elétrico
em P . A constante eletrostática do meio é K0 = 9.0×109Nm2/C2. (R.: (a) na direção
e sentido da carga negativa; (b) E = 3.6 · 108N/C.)
2. A 1.0m de uma carga puntiforme o campo elétrico apresenta-se com intensidade de
9.0× 103N/C. Determine os possíveis valores da carga geradora do campo, supondo-a
solitária no vácuo. É dado K0 = 9.0× 109Nm2/C2. (R.: Q = ±1µC.)
3. Uma partícula de massa M e carga q negativa está em equilíbrio, sob a ação de uma
campo elétrico vertical e do campo de gravidade. Sendo g o módulo da aceleração da
gravidade, determine: (a) o sentido do vetor campo elétrico; (b) a intensidade do vetor
campo elétrico no ponto onde a partícula está em equilíbrio. (R.: E = (M · g)/q.)
4. Uma carga Q = 2.0× 10−6 gera no espaço que a envolve um campo elétrico ~E. Deter-
mine sua intensidade num ponto P a 0.50m de Q. Dada a constante eletrostática do
meio ambiente: K0 = 9.0× 109Nm2/C2. (R.: E = 7.2 · 104N/C.)
5. O campo elétrico gerado em P , por uma carga pontual positiva de valor +Q a uma
distância d, tem valor absoluto E. Determinar o valor absoluto do campo gerado em
P por outra carga pontual positiva de valor +2Q a uma distância 3d, em função de
(R.: E
′
= (2/3)E.)
6. A Figura mostra duas partículas carregadas mantidas fixas sobre um eixo. (a) Em que
ponto do eixo (além do infinito) o campo elétrico é zero; à esquerda das cargas, entre
as cargas ou à direita das cargas? (b) Existe algum ponto (além do infinito) fora do
eixo em que o campo elétrico seja zero?
7. Na figura abaixo as quatro partículas formam um quadrado de lado a = 5.00cm e têm
cargas q1 = +10nC, q2 = −20.0nC, q3 = +20.0nC e q4 = −10.0nC. Qual é o campo
elétrico no centro do quadrado? (R.: ER =
K0
√
2
d2
· 10nC = 50.91N/C.)
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8. A Figura acima mostra uma barra de plástico com uma carga −Q uniformemente
distribuída. A barra tem a forma de um arco de circunferência de 120o de extensão e
raio r. Os eixos de coordenadas são escolhidos de tal forma que o eixo de simetria da
barra é o eixo x e a origem P está no centro de curvatura do arco. Em termos de Q e r,
qual é o campo elétrico
~E produzido pela barra no ponto P? (R.: ~E = 0.83q/4piε0R
2iˆ;
E = 1.73λ/4piε0R.)
9. Na Figura abaixo a partícula 1, de carga q1 = −5.00q, e a partícula 2, de carga
q2 = +2.00q, são mantidas fixas sobre o eixo x. (a) Em que ponto do eixo, em termos
da distância L, o campo elétrico total é nulo? (b) Faça um esboço dos vetores do
campo elétrico. (R.: (a) 1.67L.)
10. A Figura abaixo mostra duas partículas carregadas mantidas fixas sobre o eixo x: −q =
−3.20 × 10−19C, no ponto x = −3.00m, e q = 3.20 × 10−19C, no ponto x = +3.00m.
Determine (a) o módulo e (b) a orientação (em relação ao semi-eixo x positivo) do
campo elétrico no ponto P , para o qual y = 4.00m. (R.: ER = 1, 38 · 10−10N/C.)
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11. Uma partícula alfa (núcleo de um átomo de hélio) tem uma massa de 6.64 × 10−27kg
e uma carga de +2e. Determine (a) o módulo e (b) a direção de um campo elétrico
capaz de equilibrar o peso da partícula. (R.: (a) 2.03 · 10−7N/C; (b) para cima.)
12. Na Figura abaixo, um campo elétrico uniforme vertical
~E de módulo 2.00×103N/C foi
estabelecido entre duas placas horizontais carregando positivamente a placa de baixo
e negativamente a placa de cima. As placas têm um comprimento L = 10.0cm e estão
separadas por uma distância d = 2.00cm. Um elétron é lançado no espaço entre as
placas a partir da extremidade esquerda da placa de baixo. A velocidade inicial ~v0 faz
um ângulo θ = 450 com a placa de baixo e tem um módulo de 6.00 × 106m/s. (a)
O elétron irá se chocar com uma das placas? (b) Se a resposta for afirmativa, com
qual das placas o elétron irá se chocar e a que distância horizontal da extremidade
esquerda das placas? (R.: (a) Como 2.72cm<10cm, concluimos que o elétron atinge a
placa superior, e, (b) num ponto situado a 2.72cm da extremidade esquerda da placa
superior.)
13. Uma barra infinita não-condutora, com uma distribuição uniforme de carga positiva
Q, tem a forma de um círculo de raio R de acordo com a Figura abaixo. O eixo central
do anel é o eixo z, com a origem no centro do anel. (a) Em termos de R, para que
valor positivo de z o módulo do campo elétrico é máximo? (b) Se R = 2, 0cm, qual
será o valor de z?
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