Lista 01 – Cargas elétricas

1) Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a uma distância de 3,2 x 10-3 m uma da outra, são largadas a partir do repouso. O módulo da aceleração inicial da primeira partícula é de 7,0 m/s2 e o da segunda é de 9,0 m/s2. Sabendo-se que a massa da primeira partícula vale 6,3 x 10-7 Kg, quais são (a) a massa da segunda partícula e (b) o módulo da carga comum?

2) A figura a mostra duas cargas, q1 e q2, mantidas a uma distância fixa d uma da outra. (a) Qual é o módulo da Força eletrostática que atua sobre q1? Suponha q1 = q2 = 20,0 C e d = 1,50 m. (b) Uma terceira carga q3 = 20,0 C é trazida e colocada na posição mostrada na figura b. Qual é agora o módulo da força eletrostática que atua sobre q1?

3) Duas esferas condutoras idênticas e isoladas, 1 e 2, possuem quantidades iguais de carga e estão separadas por uma distância grande comparada com seus diâmetros (Fig. 23-13a). A força eletrostática que atua sobre a esfera 2 devida à esfera 1 é F. Suponha agora que uma terceira esfera idêntica 3, dotada de um suporte isolante e inicialmente descarregada, toque primeiro a esfera 1 (fig. 23-13b), depois a esfera 2 (Fig. 23-13c) e, em seguida, seja afastada (Fig. 23-13d). Em termos de F que atua agora sobre a esfera 2?

4) Três partículas carregadas, localizadas sobre uma linha reta, estão separadas pela distância d, como mostra a Fig. 23-14. As cargas q1 e q2 são mantidas fixas. A carga q3,

que é livre para mover-se, encontra-se em equilíbrio (nenhuma força eletrostática líquida atua sobre ela). Determine q1 em termos de q2.

5) As cargas q1 e q2 se encontram sobre o eixo dos x, nos pontos x = -a e x =+a, respectivamente. (a) qual deve ser a relação entre q1 e q2 para que a força eletrostática líquida sobre a carga + Q, colocada no ponto x = +a/2, seja nula? (b) Repita o item (a) com a carga +Q colocada no ponto x =+3a/2.

6) Na figura, quais são os componentes horizontal e vertical da força eletrostática

resultante que atua sobre a carga no vértice inferior esquerdo do quadrado, sendo q = 1,0 x 10-7 C e a = 5,0 cm?

7) Duas pequenas bolas condutoras idênticas, de massa m e carga q, estão suspensas por fios não- Condutores de comprimento L como mostra a Fig.02. Suponha tão pequeno que tan possa ser substituída por sem com erro desprezível. (a) Mostre que, que equilíbrio,

Onde x é a separação entre as bodas. (b) Sendo L = 120 cm, m = 10 g, e x = 5,0 cm. Qual é o valor de q?

8) Um nêutron consiste em um quark “up” de carga +2e/3 e dois quarks “down” cada um tendo carga de –e/3. Se os quarks down estiverem a uma distância de 2,6 x 10-15 m um do outro, dentro do nêutron, qual será o módulo da força eletrostática entre eles?

9) (a) Quantos elétrons teriam de ser removidos de uma moeda pra deixa-la com uma carga de +1,0 x 10-7 C? (b) A que fração do total de elétron s da moeda corresponde o valor encontrado?

10) Qual deve ser a distância entre dois prótons pra que o módulo da força eletrostática atuando sobre qualquer um deles seja igual ao seu peso na superfície da Terra?

Resolução

1)

2)

b) como a distância e as cargas não foram alteradas, apenas a sua posição, temos que a força individual de carga partícula continua a mesma, no entanto o força resultante será

3)

4)

5)

6)

Temos que decompor a força 2 em suas componentes x e y.

Como temos agora quatro forças, somamos as forças nas mesmas direções e depois usamos o teorema de Pitágoras para achar a resultante, com isso, temos

7)

8)

9)

10)