lista2_eletrostática (2)

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO (MEC)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA (UNIPAMPA)
CAMPUS DE URUGUAIANA
CURSO CIÊNCIAS DA NATUREZA – LICENCIATURA
COMPONENTE CURRICULAR: Eletromagnetismo
CRÉDITOS: 04 Cr (02 T e 02 P) 
PROFESSORA: Drª Carla Beatriz Spohr
TURMA: 8° SEMESTRE – PERÍODO: 2/2020
LISTA 2 - LEI DE GAUSS E POTENCIAL ELÉTRICO
1) Uma partícula eletrizada com carga elétrica q = 3 μC é abandonada no interior de um campo elétrico de intensidade 100N/C. Determine:
a) a intensidade da força elétrica que age sobre a partícula; (3.10-4N) 
b) o trabalho realizado pela força elétrica enquanto a partícula sofre um deslocamento de 5cm. (15μJ)
2) Um elétron penetra numa região de campo elétrico uniforme de intensidade 90N/C, com velocidade inicial de 3,0.106m/s na mesma direção e sentido do campo. Sabendo-se que a massa do elétron é igual a 9.10-31kg e a carga do elétron é igual a –1,6.10-19C, determine:
a) a energia potencial elétrica no instante em que a velocidade do elétron, no interior desse campo, é nula; (40,5.10-19J) 
b) a aceleração do elétron. (1,6.1013m/s²) 
(Considere que a energia potencial elétrica inicial é nula)
3) Uma massa de 5.10-3kg move-se do ponto A ao ponto B. Suponha que a massa sofra a ação de uma força elétrica constante de 2.10-4N para a esquerda, ao longo de todo o deslocamento.
a) Que trabalho é realizado pela força elétrica para mover a massa de A para B? 
(-3.10-4J) 
b) Considerando a massa com uma carga elétrica de 3,3.10-10C, sua energia potencial elétrica aumentou, diminuiu ou permaneceu inalterada? (aumentou, pois o deslocamento ocorre no sentido oposto)
4) Qual o trabalho realizado por uma força de interação elétrica ao transportar uma carga de 25C, de um ponto cujo potencial é 120V até outro ponto de 110V? (250J)
5) Uma partícula com carga elétrica q = 2 μC é deslocada num campo elétrico entre os pontos A e B, tais que VA = 500V e VB = 200V. Determine:
a) a energia potencial da partícula nos pontos A e B; (10.10-4J e 4.10-4J) 
b) o trabalho realizado pela força elétrica que age nessa partícula durante o deslocamento de A para B; (6.10-4J) 
c) a energia cinética da partícula no ponto B, sabendo que em A a partícula encontrava-se em repouso. (6.10-4J)
6) Uma carga elétrica q = 4 μC é levada de A para B sob a ação de um campo elétrico e de uma força externa. Se o trabalho que a força externa realiza sobre a carga é de 2,1J e se a sua energia cinética aumenta de 3,7J, determine a ddp entre os pontos A e B. (4.105V)
7) Num campo elétrico tem-se um ponto P cujo potencial elétrico vale 3000V. Calcule a energia potencial elétrica adquirida por uma carga puntiforme q = 1.10-7C ao ser colocada nesse ponto P. (3.10-4J)
8) Tem-se dois pontos, A e B, de um campo elétrico cujos potenciais elétricos valem, respectivamente, 100V e – 100V. Determine o trabalho da força elétrica que age sobre uma carga q = 2μC ao ser deslocada:
a) do ponto A para o ponto B; (4.10-4J)
b) do ponto B para o ponto A. (-4.10-4J)
9) Uma carga de prova q = 2 μC ao ser colocada em um ponto A de um campo elétrico adquire uma energia potencial elétrica 40 μJ. Essa mesma carga quando colocada em um outro ponto, B, adquire energia potencial elétrica - 120 μJ. Determine:
a) os potenciais elétricos dos pontos A e B; (20V e – 60V)
b) o trabalho da força elétrica quando uma carga q’= -5 μC é levada de A para B. 
(- 400μJ)
10) Considere o campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q = 3.10-5C colocada no vácuo. Determine:
a) o potencial elétrico em um ponto A situado a 30cm de Q; (9.105V) 
b) o potencial elétrico em um outro ponto, B, situado a 90cm de Q; (3.105V) 
c) o trabalho da força elétrica que age sobre uma carga de prova q = 2.10-8C ao ser transportada de A para B. (12.10-3J) 
11) Uma partícula eletrizada com carga + 5,0 μC é responsável pelo campo elétrico existente numa determinada região do espaço. Uma carga de prova de 2,0 μC e massa 0,25g é abandonada a 10cm da carga fonte, recebendo desta uma força de repulsão. Determine a velocidade da carga de prova quando estiver a 50cm da carga fonte. Considere o meio o vácuo. (76m/s) 
12) No campo elétrico de uma carga puntiforme Q tem-se um ponto P cujo potencial elétrico vale 500V. Determine a energia potencial elétrica adquirida por uma carga puntiforme 1μC ao ser colocada neste ponto P. (5.10-4J)
13) Um raio ocorre quando existe fluxo de cargas elétricas (principalmente elétrons) entre o solo e uma nuvem de tempestade. A taxa máxima do fluxo de cargas elétricas em um raio é aproximadamente igual a 20000 C/s; essa descarga dura cerca de 100µs. Qual é a quantidade de carga que flui entre a terra e a nuvem nesse intervalo de tempo? Quantos elétrons fluíram durante esse intervalo? (R: 1,25.1019 elétrons)
14) Um ser humano médio pesa cerca de 650 N. Se dois seres assim carregassem, cada qual, 1,0 Coulomb de excesso de carga, um positivo e outro negativo, qual deve ser a distancia entre eles para que a atração elétrica seja igual aos seus pesos de 650 N? (R: 3,71.103m)
15) Duas pequenas esferas separadas por uma distancia igual a 20,0 cm possuem cargas iguais. Quantos elétrons em excesso devem estar presentes em cada esfera para que o módulo da força de repulsão entre elas seja igual a 4,57x10-21 N?
16) Uma carga negativa de -0,550µC exerce uma força de baixo pra cima de 0,200 N sobre uma carga desconhecida, situada a 0,300m diretamente abaixo da primeira. (a) Qual é a carga desconhecida (módulo e sinal)? (b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força que a carga desconhecida exerce sobre a carga de -0,550µC.
17) (a) 18) Uma pequena partícula possui carga -5,0µC e massa 2,0x10-4kg. Ela se move do ponto A,em que a potência elétrica é VA= +200V, para o ponto B, em que a potência elétrica é VB= +800V. A força elétrica é a única força que atua sobre a partícula. A partícula A força elétrica é a única força que atua sobre a partícula. A partícula possui velocidade escalar de 5,0 m/s no ponto A. Qual é a velocidade n Qual deve ser a carga (sinal e módulo) de uma partícula com 1,45g para que ela permaneça em repouso quando colocada em um campo elétrico orientado de cima para baixo cujo módulo é igual a 650 N/C? (b) Qual deve ser o módulo de um campo elétrico para que a força elétrica exercida sobre um próton seja igual ao módulo do seu peso? 
o ponto B? Ela se move mais rapidamente no ponto B ou no ponto A? Explique. (m/s)
19) (a) Um elétron deve ser acelerado de 3,0x106 m/s para 8,0x106m/s. Por qual diferença de potencial o elétron deve passar para realizar isso? (b) Por qual diferença de potencial o elétron deve passar, caso ele seja desacelerado de 8,0x106m/s até parar
DESAFIO:
1) A carga puntiforme q1= -5,0 nC está na origem e a carga puntiforme q2= +3,0 nC está no eixo x em x= 3,0 cm. O ponto P está no eixo y em y =4,0 cm.(a) Calcule os campos elétricos 1 e 2 no ponto P produzidos pelas cargas q1 e q2. Expresse os resultados em termos das unidades de vetores. (b) Use os resultados do item (a) para obter o campo resultante em P, expresso em unidade de vetor. 
2) Uma carga puntiforme q1= +2,40µC é mantida em repouso na origem. Uma segunda carga puntiforme q2= -4,30 µC se desloca do ponto x= 0,150m, y=0 até o ponto x= 0,250m, y= 0,250m. Qual é o trabalho realizado pela força elétrica sobre carga q2?