BC0302 – Fenomenos EletromagneticosTerceiro trimestre letivo de 2009

Professor: Maximiliano Ujevic Tonino

Lista de Exercıcios 1

1. Suponha que 1,00 g de hidrogenio seja separadoem eletrons e em protons. Suponha tambem que osprotons sejam colocados no Polo Norte da Terra eque os eletrons sejam colocados no Polo Sul. Quale a forca de compressao resultante sobre a Terra?

2. Na teoria de Bohr do atomo de hidrogenio, umeletron descreve uma orbita circular ao redor de umproton, sendo o raio da orbita de 5, 29 × 10−11 m.(a) Encontre a forca eletrica entre os dois. (b) Seesta forca causa a aceleracao centrıpeta do eletron,qual e a velocidade do eletron?

3. Duas pequenas esferas condutoras identicas sao co-locadas com seus centros separados por 0,300 m.A uma e dada uma carga de 12,0 nC, e a outra,uma carga de -18,0 nC. (a) Encontre a forca eletricaexercida entre elas. (b) As esferas sao conectadaspor um fio condutor. Encontre a forca eletrica entreas duas depois que elas atingirem o equilibrio.

4. Tres cargas pontuais sao colocadas nos vertices deum triangulo equilatero, como mostrado na figura.Calcule a forca eletrica resultante sobre a carga de7,00 µC.

Problema 4

5. Dois blocos metalicos identicos que repousam sobreuma superfıcie horizontal sem atrito sao conecta-dos por uma mola metalica leve que tem constanteelastica de 100 N/m e um comprimento quando naoesticada de 0,300 m, como mostra a figura em (a).Uma carga total Q e colocada lentamente no sis-tema, fazendo a mola esticar ate um comprimentode equilibrio de 0,400 m, como e mostrado em (b).Determine o valor de Q, supondo que toda a cargareside nos blocos e que os blocos sao como cargaspontuais.

Problema 5

6. Tres pequenas bolas identicas de isopor (m=2,00 g)sao suspensas de um ponto fixo por tres linhas naocondutoras, cada uma com um comprimento de50,0 cm e com massa insignificante. No equilibrio,as tres bolas formam um triangulo equilatero comlados de 30,0 cm. Qual e a carga comum q em cadabola?

7. Duas esferas pequenas de massa m estao suspensaspor fios de comprimento l, que sao conectados emum ponto comum. Uma esfera tem carga Q e ou-tra tem carga 2Q. Suponha que sao pequenos osangulos θ1 e θ2 que os fios fazem com a vertical.(a) Como se relacionam θ1 e θ2? (b) Mostre que adistancia r entre as esferas e dada por

r ≈(

4keQ2l

mg

)1/3

.

8. A figura mostra uma haste nao condutora de com-primento L de massa desprezıvel, que pode giraratraves de um rolamento localizado no seu cen-tro. Na borda esquerda e na borda direita da hasteencontram-se duas pequenas esferas com cargas po-sitivas de magnitude +q e +2q respectivamente. Auma distancia h diretamente abaixo de cada umadas cargas temos outras esferas fixas de carga po-sitiva +Q. O sistema encontra-se em equilibrio de-vido a presenca de um peso W colocado a umadistancia x da borda esquerda da haste. (a) En-contre a distancia x para que a haste se encontreem equilıbrio e horizontal. (b) Qual deve ser o va-lor de h para que a forca vertical no rolamento sejaigual a zero quando a haste se encontra em equili-brio e horizontal.

9. Na figura as partıculas 1 e 2 de cargas q1 = q2 =

2

Problema 8

+3, 20 × 10−19 C encontram-se no eixo y a umadistancia d = 17, 0 cm da origem. A partıcula 3 decarga q3 = +6, 40×10−19 C e movimentada gradu-almente no eixo x desde x = 0 ate x = +5, 0 m. Emque valor de x a magnitude da forca eletrostatica na

partıcula 3 tem o valor (a) mınimo e (b) maximo?Quais sao os valores (c) mınimo e (d) maximo daforca eletrostatica nestes pontos.

Problema 9