atividades presenciais caderno do aluno aula 1 · · 2015-10-05microsoft word -...
TRANSCRIPT
Licenciatura em Ciências • USP/Univesp • Módulo 2
1
ATIVIDADES PRESENCIAIS CADERNO DO ALUNO
AULA 1
ELETROMAGNETISMO NO NOSSO MUNDO E NO UNIVERSO
A CARGA ELÉTRICA E O SPIN TIPO DE INTEGRAÇÃO: Individual CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO: Qualidade da produção e da participação em aula. AVISO: Imprima e resolva a lista de exercícios e leve-‐a ao encontro presencial de sábado dia 10/10.
Atividade 1 Quantos elétrons devem ser removidos ou adicionados para que:
a. Uma esfera metálica isolada seja eletrizada com carga Q = 240 nC (nanocoulomb)? b. Uma região de um canudinho tenha carga elétrica Q = -‐ 80 𝜇C (microcoulomb)?
Atividade 2 A lei que descreve o comportamento das forças de atração e/ou repulsão entre cargas elétricas foi estabelecida por Charles-‐Augustin de Coulomb em 1777. Ele usou uma balança de torção para medir a intensidade de força elétrica entre duas cargas Q1 e Q2 eletrizadas. A Lei de Coulomb que descreve a intensidade da força elétrica entre duas cargas elétricas é assim escrita: F = k !!!!
!! ( Ela é semelhante à Lei
da Gravitação de Newton). I. As forças elétricas podem ser de atração ou de repulsão.
II. Partículas com cargas elétricas iguais se repelem. III. A intensidade da força elétrica é inversamente proporcional às cargas elétricas dos objetos.
IV. A intensidade da força elétrica entre dois objetos varia com o inverso da distância entre eles.
V. A intensidade da força elétrica pode ser assim expressa: F = !!!!!!!
Indique com F as afirmações falsas e com V, as verdadeiras. Justificar.
Atividade 3
Cinco pequenas esferas condutoras leves são suspensas por fios leves e flexíveis. Algumas delas estão eletrizadas. Experimentalmente verificou-‐se que: I. I. A repele E, mas atrai D.
II. II. C repele D, mas atrai E.
III. III. B atrai todas as outras esferas.
Se a esfera A for repelida por uma régua de acrílico atritada com papel, qual o sinal das cargas em cada esfera?
Atividade 4 Considere um sistema de coordenadas no plano de modo que o eixo 0x seja horizontal com o versor 𝚤 para a direita e o eixo 0y vertical, com versor 𝚥 para cima. Uma carga elétrica pontual 𝑞! = 20 nC encontra-‐se fixa o ponto de abscissa x1 = 5x10-‐2 m e outra com carga q2 = -‐80 𝜇C encontra-‐se fixa na origem.
a) Determine a força de interação eletromagnética sobre cada carga. b) Uma carga q = 5,12 𝜇C é posicionada num ponto P do eixo 0x; determine a abscissa x de P de
modo que a força resultante na carga q2 seja nula?
Atividade 5 Duas pequeninas esferas metálicas funcionam como massas pendulares. Devido às cargas elétricas Q e q de cada uma, elas se repelem, e se mantêm equilibradas a uma distância d, conforme ilustra a figura a seguir.
Sendo Q = 8 x 10-‐6 C ; q = 4,8 x 10-‐6 C e d = 0,20 m, calcule a força elétrica sobre cada esfera.
Atividade 6 Três pequenas esferas metálicas, A, B e C, encontram fixas nos vértices de um triângulo retângulo conforme ilustra a figura a seguir.
Considere 𝑄 = 40x10-‐6 C
Licenciatura em Ciências • USP/Univesp • Módulo 2
1
a. a) Desenhe as forças elétricas sobre cada esfera. b. b) determine a força elétrica resultante sobre a esfera C.
Atividade 7 Nos vértices A e B de um triângulo equilátero têm-‐se cargas elétricas iguais a 20×10-‐6 C.
Determine a carga Q que se deve colocar no centro de simetria (encontro das medianas) desse triângulo para que qualquer carga q colocada no terceiro vértice C fique em equilíbrio.
RESPOSTAS DAS ATIVIDADES:
ATIVIDADE 1
a) Remoção de 1,5 trilhão elétrons; b) Adição de 500 trilhão de elétrons.
ATIVIDADE 3
a) (+); b) (neutra); c) (-‐); d) (-‐); e) (+).
ATIVIDADE 4
a) F = 5,76 newtons; b) x = -‐0,80 m.
ATIVIDADE 5
F = 8,64 N
ATIVIDADE 6
b) R ≅ 183,6 N
ATIVIDADE 7
Q = !"×!"!! !!
≅ -‐ 11,55 𝜇 C