1. carga elétrica exercícios

8/17/2019 1. Carga Elétrica Exercícios

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FÍSICA III- EXERCÍCIOS -

Prof. Jarbas André da Rosa, M.Eng.

Novo Hamburgo

2014


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_______________________________________________________Física III Exercícios 1

1. CARGA ELÉTRICA

1) Qual deve ser a distância entre a carga pontual 1q 26,0 C e a carga pontual 2q 47,0C para que a força eletrostática entre elas tenha uma intensidade de 5,70 N?

Resposta: 1,39 m

2) Duas partículas carregadas exercem, uma sobre a outra, uma força elétrica de módulo 4,00 N, à distância de 0,100 m. Construa uma tabela relacionando r e F para valores de r entre 0,100e 0,500 m a intervalos de 0,100 m.

Resposta:r (m) 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500

F ( N) 4,00 1,00 0,444 0,250 0,160

3) Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3,20 × 103 m, são soltasa partir do repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira partícula é de 7,00 m/s2 eque a da segunda é de 9,00 m/s2. Se a massa da primeira partícula for de 6,30 × 107 kg, quaisserão (a) a massa da segunda partícula e (b) a intensidade da carga de cada partícula?

Resposta: a) 4,90 × 107 kg b) 7,09 × 1011 C

4) Três partículas com cargas aq 14,0 nC, bq 26,0 nC e cq 21,0 nC estão dispostas em

linha reta como mostra a figura abaixo. A partícula b está entre a e c, a 120 mm de a e 160 mmde c. (a) Determine

ba F , bc F e o módulo da forças resultante sobre b. A força resultante sobre b é

dirigida para a ou para c? (b) Determineca F , cb F e o módulo da força resultante sobre c. Esta

força é dirigida para b ou a partir de b?

Resposta: a) ba F 2,27 × 104 N , bc F 1,92 × 10

4 N , Rb

F 3,50 × 105 N para a

b)ca

F 3,37 × 105 N ,cb

F 1,92 × 104 N , Rc

F 1,58 × 104 N para b

5) Na figura abaixo, (a) qual a componente horizontal e (b) qual a componente vertical da forçaeletrostática resultante sobre a partícula carregada no canto inferior esquerdo do quadrado se q 1,00 × 107 C e a 5,00 cm?


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Resposta: a) 0,169 N b) 0,0464 N

6) A figura abaixo mostra duas partículas fixas: uma partícula de carga1

q 8q na origem e

uma partícula de carga2

q 2q em x L. Em que ponto (que não seja infinitamente distante)um próton pode ser colocado de modo que ele esteja em equilíbrio (significando que a forçaresultante sobre ele seja nula)?

Resposta: x 2 L

7) (a) A figura 1 abaixo mostra duas partículas carregadas positivamente fixadas sobre um eixo

x. As cargas são 1q 1,60 × 1019

C e 2q 3,20 × 1019

C, e a separação entre as partículas é R 0,0200 m. Quais são a intensidade, a direção e o sentido da força eletrostática

12 F

da partícula 2 sobre a partícula 1? (b) A figura 2 é idêntica a figura 1, exceto pelo fato de uma partícula 3 estar agora situada sobre o eixo x entre as partículas 1 e 2. A partícula 3 possui umacarga

3q 3,20 × 1019 C e está a uma distância de ¾ R da partícula 1. Qual a força eletrostática

resultante1 R F

sobre a partícula 1 devida as partículas 2 e 3? (c) A figura 3 é idêntica a figura 1,exceto pelo fato de uma partícula 4 estar agora situada fora do eixo x, como mostrado. A

partícula 4 possui uma carga4

q 3,20 × 1019 C, está a uma distância ¾ R da partícula 1 e está

situada sobre uma reta que forma um ângulo 60º com o eixo x. Qual a força eletrostática

resultante 1 R F

sobre a partícula 1 devida as partículas 2 e 4?

Resposta: a) intensidade: 1,15 × 1024 N , direção e sentido: 180º (em relação ao sentido positivo do eixo x) ou

12 F

(1,15 × 1024 N) i

b) intensidade: 9,00 × 1025 N , direção e sentido: 0º (em relação ao sentido positivo

do eixo x) ou 1 R F

(9,00 × 1025 N) i

c) intensidade: 1,78 × 1024 N , direção e sentido: 94,0º (em relação ao sentido

positivo do eixo x) ou 1 R F

(1,25 × 1025 N) i

(1,78 × 1024 N) j

8) Duas partículas a e b têm igual massa de 2,60 g e cargas de mesmo módulo q, porém de sinaisopostos. A partícula a está suspensa do teto por um fio de 0,350 m de comprimento e massadesprezível, como mostrado na figura abaixo. Quando a e b estão separadas por uma distânciahorizontal de 0,250 m , a está em equilíbrio estático, com o fio a um ângulo de 45º com avertical. Determine q.


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Resposta: 4,21 × 107 C

9) Admita duas bolas de beisebol idênticas com cargas positivas iguais. Quando as bolas estãodistantes 4,00 m uma da outra, a força que uma exerce sobre a outra tem a intensidade de 9,00 N. Determine (a) a carga elétrica e (b) o número de elétrons que faltam em cada uma das bolas.

Resposta: a) 1,27 × 107 C b) 7,94 × 1011 elétrons

10) (a) Se um objeto tem uma carga de 1,00 nC, quantos de seus elétrons estão faltando? (b) Seum objeto tem carga de 3,00 nC, quantos elétrons extras ele contém?

Resposta: a) 6,25 × 109 elétrons b) 1,88 × 1010 elétrons

11) Um bastão de plástico, esfregado com tecido de algodão, adquire uma carga de 8,00 C.Quantos elétrons foram transferidos do tecido para o bastão?

Resposta: 5,00 × 1013 elétrons

12) A intensidade da força eletrostática entre dois íons idênticos que estão separados por uma

distância de 5,00 × 1010 m é 3,70 × 109 N. (a) Qual a carga de cada íon? (b) Quantos elétronsestão “faltando” em cada íon (causando assim o desequilíbrio de carga do íon)?

Resposta: a) 3,21 × 1019 C b) 2 elétrons

OBS: Os exercícios acima foram retirados dos seguintes livros:

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. v. 3

KELLER, Frederick J.; GETTYS, W. Edward; SKOVE, Malcolm J. Física. São Paulo: MakronBooks, 1999. v. 2.

TIPLER, Paul A. Física: Eletricidade e Magnetismo, Ótica. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000. v.2.

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