FATECSP - 2012
Campo Elétrico
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cap 24
Fundamentos de Física
Halliday- Resnick, vol3, 4ed, 1996
Lista 2
Resp
5
3,02 x 10 N/C para direita
6. Calcule o campo elétrico resultante P(0,0,5) devido às
cargas elétricas
q1 = 0,35µC e q 2 = −0,55 µC
localizadas nos pontos (0,4,0) e (3,0,0), respectivamente.
1.
Calcule o módulo de uma carga pontual tal que o
campo elétrico, a uma distância de 50 cm, tenha módulo
igual a 2,0 N/C.
−11
C
Resp 5,6 x 10
r
Resp E
2. Duas cargas iguais e opostas de módulo 2,0 x 10−7 C
= 74,9iˆ − 48 ˆj − 64,9kˆ
estão 15 cm distantes uma da outra.
r
a) Quais são o módulo de E no ponto localizado a
meia distância entre as cargas ?
b) Qual o módulo da força agiria sobre um elétron ali
localizado ?
5
−13
Resp a) 6,4 x10 N/C , b) 1,0 x 10
N
3. Duas cargas +q e −2q estão fixas e separadas por uma
distância d, como na figura abaixo.
a) Determine E nos pontos A, B e C.
b) Esboce as linhas de força.
7.
Perto da superfície terrestre, em um campo elétrico
uniforme, uma partícula com carga −2,0 x 10
C está sob
−6
efeito de uma força elétrica descendente de 3,0 x 10 N.
a) Qual o módulo do campo elétrico ?
b) Quais são o módulo, a direção e o sentido da força
elétrica exercida sobre um próton colocado nesse campo
?
c) Qual a força gravitacional que atua sobre o próton ?
d) Qual a razão da força elétrica para a força
gravitacional nesse caso ?
3
Resp
a) 1,5 x 10 N/C ascendente
−16
b) 2,4 x 10
N ascendente
c) 1,6 x 10
N , d) 1,5 x 10
−26
Resp A → E /2 para esq ,
B → 12E para dir ,
C → 7E/4 para esq , onde
−9
10
8. Um elétron, que se move a uma velocidade de 5,0 x
8
1
q
E=
4πεo d 2
4. Duas cargas, q1 = 2,1 x 10−8 C e q2 = −4q1, estão fixas
e distantes 50 cm uma da outra. Determine o ponto ao
longo da linha reta que passa através das duas cargas, no
qual o campo elétrico é zero.
Resp 50 cm à esquerda de q1
r
5. Quais são o módulo, a direção e o sentido de E
no
centro do quadrado da figura abaixo ? Considere q = 1,0 x
−8
10 C e a = 5 cm.
10 cm/s, é projetado paralelamente a um campo elétrico
3
de intensidade igual a 1,0 x 10 N/C, que está disposto de
forma a retardar seu movimento.
a) Qual é a distância que o elétron viaja no campo,
antes de alcançar, momentaneamente, o repouso ?
b) Quanto tempo ele leva para isso ?
Nota : me = 9,11×10−31 kg
e = 1,6 × 10−19 C
−8
Resp 71 mm , 2,8 x 10
s
9. Na
experiência de Millikan, uma gota de raio igual a
1,64 µm e densidade igual a 0,851 g/cm3 está em
equilíbrio quando aplicamos um campo elétrico de módulo
5
igual a 1,92 x 10 N/C. Calcule a carga da gota em termos
de e.
−19
= 5e
Resp 8,03 x 10
10. Calcular o campo elétrico gerado por um fio infinito,
−7
carregado com densidade de carga λ = 1,27 x10 C/m,
numa distância perpendicular d = 5cm, do fio.
Comparar com o resultado de um campo
elétrico de um fio finito de ℓ = 4 m , de mesma densidade
linear λ = 1,27 x10
−7
C/m e a mesma distância d = 5cm.
4
Resp E = 8,4 x 10 N/C
13.Um elétron é acelerado de 1,8 x 109 m/s2, na direção
leste, por um campo elétrico. Determine o módulo, a
direção e o sentido do campo elétrico.
Resp
0,0102 N/C para oeste
14. Um feixe de elétrons é projetado, na horizontal, com
9
Resp E = 45720 N/C ( infinito )
E = 45705 N/C ( finito )
11.
Calcular o campo elétrico gerado por um anel
condutor de raio R = 5cm, carregado com carga q = 4,0 x
−8
10 C, numa distância perpendicular d = 5cm, a partir do
seu centro.
uma velocidade de 1,0 x 10 cm/s, na região entre duas
2
placas horizontais de 2,0 cm , cuja distância entre elas é
de 2 cm, no interior de uma válvula. A voltagem entre as
placas é de 120 Volts. Determine :
a) o tempo necessário para os elétrons passarem entre
as placas ;
b) o deslocamento vertical do feixe entre as placas
c) a velocidade do feixe, assim que sai da região entre
as placas
9
−9
Resp 1,4 x10 s , 1mm , 1,02 x10 cm/s
15.
Uma placa grande não condutora possui uma
densidade de carga σ uniforme. Um pequeno furo circular
de raio R está situado bem no meio da placa como é
mostrado na figura. Despreze a distorção das linhas de
força ao redor das bordas e calcule o campo elétrico no
ponto P, a uma distância z do centro do furo, ao longo de
seu eixo.
(Sugestão : use o Princípio da Superposição.)
Resp E = 50793 N/C
12.
Calcular o campo elétrico gerado por um disco de
−8
raio R = 5cm, carregado com carga q = 4,0 x 10 C,
uniformemente distribuida, numa distância perpendicular d
= 5cm, a partir do seu centro.
Resp
E=
σ
2ε o
d
d + R2
2