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Lei de Gauss - Exercícios resolvidos de Eletromagnetismo, Ondas e Comportamento da Luz / Física 3
1. A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo 35º com a normal. Calcule o fluxo elétrico através desta superfície.
2. O cubo da figura tem 1,4 m de aresta e está orientado da forma mostrada na figura em uma região onde existe um campo elétrico uniforme. Determine o fluxo elétrico através da face direita do cubo se o campo elétrico, em newtons por coulomb, é dado por:
a) 6,0 i b) – 2,0 j c) – 3,0 i + 4 k d) Qual é o fluxo total através do cubo nos três casos?
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3. Na figura abaixo, uma rede de pegar borboletas está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 3,0 mN/C. O plano do aro da rede, uma circunferência de raio a = 11 cm,é mantido perpendicular ‘a direção do campo. A rede é eletricamente neutra . determine o fluxo elétrico através da rede.
4) Na figura abaixo um próton se encontra a uma distancia vertical d/2 do centro de um quadrado de aresta d. qual é o módulo do fluxo elétrico através do quadrado? (sugestão: pense no quadrado como uma das faces de um cubo de aresta d.
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5) Uma carga pontual de 1,8 µC está no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55 cm de aresta. Qual é o fluxo elétrico através da superfície?
6) A figura mostra uma superfície gaussiana em forma de um cubo de 1,4 m de aresta. Determine:
a) o fluxo através da superfície e;b) a carga q envolvida pela superfície se o E = (3 y )j (N/C), com y em metros
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7) A figura abaixo mostra duas cascas esféricas não condutoras mantidas fixas no lugar. A casca 1 possui densidade superficial de cargas igual a +6,0 µC/m2
na superfície externa e um raio de 3,0 cm; a casca 2 possui uma densidade superficial de +4,0 µC/m2 na superfície externa e raio de 2,0 cm; os centros das cascas estão separados por uma distância L = 10 cm. Em termos de vetores unitários, qual é o campo elétrico o ponto x = 2 cm?
8) Observa-se experimentalmente que o campo elétrico em uma região da atmosfera terrestre aponta verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m , o campo tem módulo de 60 N/C; a uma altitude de 200 m , o módulo é 100 N/C. determine a carga em excesso contida em um cubo com 100 m de aresta e faces horizontais a 200 m e 300 m de altitude.
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[Força elétrica, Carga elétrica, Lei de Coulomb] Exercícios resolvidos de Eletromagnetismo, ondas e comportamento da luz
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EXERCÍCIOS
01) Da carga Q que uma pequena esfera contém inicialmente, uma parte q é transferida para uma segunda esfera situada nas proximidades. As duas esferas podem ser consideradas pontuais para que valores de q/Q a força eletrostática entre eles é máxima?
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02) Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 µC e a carga pontual q2 = - 47 µC para que a força eletrostática entre elas seja 5,70 N?
03) Uma partícula com uma carga de +3,00 . 10-6C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de – 1,50 . 10-6C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas.
4)Na figura abaixo três partículas carregadas estão em um eixo x. As partículas 1 e 2 são mantidas fixas. A partícula 3 está livre para se mover, mas está em equilíbrio. Se L23 = L12, qual é o valor da razão q1/q2?
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05) Duas esferas condutoras iguais, mantidas fixas, se atraem mutualmente com uma força eletrostática de 0,108 N quando a distância entre elas é 50,0 cm. As esferas são ligadas por um fio condutor de diâmetro desprezível. Quando o fio é removido, as esferas se repelem com uma força de 0,0360 N. Supondo que a carga total das esferas fosse inicialmente positiva, determine:
a) A carga negativa de uma das esferas; b) A carga positiva da outra esfera
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06) A intensidade da força elétrica entre duas cargas de mesmo módulo q está representada no gráfico abaixo em função da distância d entre elas. O valor de q em µC (1 µC = 10–6 C) é:
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a. 0,50b. 0,25c. 0,75
d. 1,00
Campo elétrico - Exercícios resolvidos de Eletromagnetismo
1.Na figura abaixo, as três partículas são mantidas fixas no lugar e têm cargas q1=q2=+e e q3=+2e. A distância a=6,0μm. Determine:a) o módulo;b) a direção e o sentido do campo elétrico em P.
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2.A figura abaixo mostra dois anéis concêntricos, de raios R e R’=3,00R que estão no mesmo plano. O ponto P está no eixo central z, a uma distância D= 2,00 R do centro do anéis. O anel menor possui uma carga uniformemente distribuída +Q. Em termos de Q, qual deve ser a carga Q’ uniformemente distribuída no anel maior para que o campo elétrico no ponto P seja nulo?
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3.A figura mostra uma barra não-condutora com uma carga Q = −8,0 μC distribuída uniformemente. A barra é dobrada na forma de uma semicircunferência de raio R=15 cm.
a) calcule o módulo e a direção do campo elétrico E em Q, centro da semicircunferência;
b) se a barra for substituída por uma carga puntiforme situada no ponto P, qual é a razão entre o novo valor de E e o antigo?
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Corrente elética - Exercícios resolvidos de Física 3 / Eletromagnestismo
01) Sabe-se que a carga do elétron tem módulo 1,6 · 10–19 C. Determine a ordem de
grandeza do número de elétrons que passam por segundo pela secção transversal constante de um condutor que transporta corrente de 0,15 A.
02) A figura seguinte ilustra uma lâmpada fluorescente que contém em seu interior um gás ionizado.
Íons negativos se deslocam de B para A com uma taxa de 1,0 · 1018 íons/segundo e os íons positivos se deslocam de A para B com a mesma taxa. Sabendo-se que a carga elétrica de cada íon é 1,6 · 10–19 C, a intensidade de corrente elétrica na lâmpada é?
03).Um raio ocorre quando existe fluxo de cargas elétricas (principalmente elé-trons) entre o solo e uma nuvem de tempestade. A taxa máxima do fluxo de cargas
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elétricas em um raio é aproximadamente igual a 20.000 A ; essa descarga dura cerca de 100 µs (1µs = 10–6 s). Qual é a quantidade de carga elétrica que flui entre a terra e a nuvem nesse intervalo de tempo? Quantos elétrons fluíram durante esse intervalo de tempo?
04) Quantos elétrons atravessam a secção reta de um fio durante 4 min, sendo o mesmo percorrido por uma corrente continua de intensidade constante de 5A?
05) Uma correia de 50 cm de largura está se movendo a 30 m/s entre uma fonte de cargas e uma esfera. A correia transporta as cargas para a esfera a uma taxa que corresponde a 100 µA. Determine a densidade superficial de cargas da correia