Ficha 1 - Campo Eléctrico.
1.1 Um bastão de plástico é friccionado com um pano de lã e adquire a carga de -0.8µC. Quantos electrões
foram transferidos do tecido de lã para o bastão de plástico?
(5x1012)
1.2. Considere uma moeda de cobre, com uma massa de 3.1 g, electricamente neutra, sabendo que o número
atómico do cobre é 29 e a massa atómica 64, determine:
a) o valor das cargas positivas e negativas na moeda.
b) a distância a que se encontrariam as suas cargas negativas das positivas para que a força de atracção
fosse de 4.5 N.
(1.35392x105 C, 6.0549x109 m )
1.3. Aproximamos uma carga pontual positiva, Q, de um objecto neutro com a forma de um cubo. Enquanto
o objecto cúbico está sob a influência da carga Q, este é cortado a meio e separam-se as duas metades do
objecto. Posteriormente, remove-se a carga Q. Indique, justificando, qual a carga induzida em cada uma das
metades do objecto se este for constituído por um material:
a) condutor.
b) Isolador.
1.4. Uma gota de óleo tem a massa de 4x10-14 kg e uma carga total de 4,8 x10-19 C. Uma força eléctrica,
vertical, dirigida para cima, equilibra a força da gravidade, e a gota de óleo está em equilíbrio. Qual é a
direcção, o sentido e o módulo do campo eléctrico?
(5/6x106 êy N/C)
1.5. O campo eléctrico nas vizinhanças da superfície da terra, aponta para baixo e tem módulo de 150 N/C.
a) Calcule a força eléctrica exercida num electrão. Compare-a com a força gravítica.
b) Qual a carga que deveria ter uma moeda de 3g, para que a moeda “levitasse” à superfície da terra?
(2.4x10-17 N,2x10-4 C)
1.6. Uma carga q1 = 7 µC está localizada na origem e uma segunda carga q2 = -5 µC situa-se no eixo dos x,
a 0.3 m da origem. Determinar o campo eléctrico no ponto P com as coordenadas (0, 0.4) m.
( -6.25x105 j + 3x105 i (N/C) )
1.7. Considerem-se três cargas pontuais colocadas nos
vértices de um triângulo (Fig. 1), com q1 = q3 = 5 µC,
q2 = -2 µC e a = 0.1 m. Achar a força resultante sobre
q3.
(11.25 j + -1.045 i (N))
Y
–
q2
a
+ q
3
Fig.1
a
+
q1
X
1.8. Um dipolo eléctrico é constituído por uma carga
Y P
positiva q e por uma carga negativa –q separadas da
distancia 2a, como mostra a Fig. 2. Achar o campo
y
eléctrico, E, dessas cargas, sobre o eixo dos yy, no
Fig.2
ponto P, que está à distância y da origem. Admitir que
a a
y >> a.
X
+q
–q
ilustrado na Fig. 3. A carga positiva q1 = 15 µC está
+
–
+
em x = 2 m, e a carga positiva q2 = 6 µC está na
q2
q3
q1
()
1.9. Três cargas estão sobre o eixo dos xx, como
X
origem. Onde deverá ser colocada uma carga negativa
q3, a fim de que a força resultante sobre essa carga
Fig.3
seja nula?
(0.7749 m de q2)
1.10. Um electrão com velocidade V0=(2x106 m/s) î entra numa região onde existe um campo eléctrico
uniforme E=(1000 N/C) î .
a) Calcule a aceleração a que fica sujeito.
b) Que distância percorre o electrão até ao instante em que a sua velocidade se anule? O que acontece após
esse instante?
(1.76x1014 ms-2, 1.1375x10-2 m )
1.11. Um electrão entra numa região onde há um campo eléctrico uniforme (Fig. 4), com v0 = 3 × 106 m/s e
E = 200 N/C. A largura das placas é l = 0.1 m.
(a) Achar a aceleração do electrão enquanto estiver no campo eléctrico.
(b) Achar o tempo que o electrão gasta para atravessar a região do campo eléctrico.
(c) Qual é o deslocamento vertical y, do electrão, no campo eléctrico?
Y
v0
––––––––––––––––––
–
q
X
Fig.4
++++++++++++++++++++++++
()
1.12. Um anel de raio a tem una carga positiva uniforme, por unidade de comprimento, e carga total Q.
Calcular o campo eléctrico sobre o eixo do anel, num ponto P que está à distância x do centro do anel.
()
1.13. Um segmento de recta uniformemente carregado, com a densidade linear de carga λ=3.5nC/m,
estende-se de x=0 até x=5m.
a) Qual é a carga total do filamento?
b) Calcule o campo eléctrico sobre o eixo dos xx em x=6m.
c) Calcule o campo eléctrico sobre o eixo dos xx em x=250m.
d) Refaça o cálculo da alínea anterior, fazendo a aproximação “da carga pontual”. Compare com
o resultado obtido sem a aproximação.
()
1.14. Um fio infinito tem uma carga positiva uniforme λ por unidade de comprimento. Determine o campo
eléctrico num ponto P a uma distância d do fio.
()