Fisica III Exercícios

Índice

Índice 5

Introdução 6

Exercícios 7

Conclusão 12

 

Introdução

O trabalho consiste na resolução de uma lista com 10 exercícios da matéria de Física III.

Os exercícios têm o propósito de desenvolver a capacidade do aluno em resolver os problemas habituais de engenharia, tornar o aluno apto ao trabalho.

 

Exercícios

Exercício 1: Qual deve ser a distância entre a carga pontual q_1=26,0 μC e a carga pontual q_2=-47,0 μC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha um módulo de 5,70 N?

Resposta:

〖 q〗_1=26,0 μC

q_2=-47,0 μC

Q = 5,70 N

K = 9 X 10-9 Nm² / C²

F = k. (q_1.q_2)/d²

d² = 9 x 10-9 . 26,0 . 10-6. -47 . 10-6

5,7

d² = 1,39 x 10-9 m

Exercício 2: Uma partícula com uma carga de +3,00×〖10〗^(-6) C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de -1,5×〖10〗^(-6) C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas.

Resposta:

〖 q〗_1=3 X 〖10〗^(-6) C

q_2=-1,5×〖10〗^(-6) C

d = 12,0 cm

F = k. (q_1.q_2)/d²

F = 9 x 10-9 x (3 x 10-6 . 1,5 x 10-6) = 9 x 10-9 . 4,5 x 1012

0,12² 0,0144

F= 2,81 x 10-13 N

Exercício 3: Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de distância tem um módulo de 2,0 N/C?

Resposta:

Є = 2,0 N/C

d = 50 cm

Є = k . Q/d²

∴

2,0 = 9 x 10-9 . Q

0,5²

Q = 5,6 X 107 C

Exercício 4: Duas partículas são mantidas fixas sobre o eixo x: a partícula 1, de carga q_1=2,1×〖10〗^(-8) C, no ponto x=20 cm, e a partícula 2 de carga q_2=-4,00 q_1, no ponto x=70 cm. Em qual ponto do eixo x o campo elétrico total é nulo?

Resposta:

q_1=2,1 X 〖10〗^(-8) C em X = 20 cm

q_2=-4,00 q_1 em X = 70 cm

Є = k . Q/d²

Є1 + Є2 = 0

Є1 = - Є2

k . q_1/d² = k . q_2/((d+50)²) => q_1/d = 〖-4,00q〗_1/(d+50)²

q_1 (d+50)^2=( 〖-4,00q〗_1 ).d => (d+50)^2= -4,00.d

d² + 50d + 50d + 2500 = + 4,00d

-3d² + 100d + 2500 = 0

3d² -100d – 2500=0

Δ = b² - 4ac

Δ = 10000 – 4,3 . -2500

Δ = 4000

Δ = 200²

X = - b ± 200

2.3

X1 = 50

X2 = (-100)/6 => descartada por ser negativa

d = 50

O ponto X é 20 – d = 20 – 50 = -30 no eixo X

Exercício 5: Uma carga pontual de 1,8 μC está no centro de uma superfície gaussiana de 55 cm de aresta. Qual é o fluxo elétrico através da superfície?

Resposta:

Q = 1,8 μC

Aresta = 55 cm

Є0 = Permissividade elétrica no vácuo

Є0 = 8,85 x 10-12

ФE = ∮▒E . d A = q = 1,8 X 10-6

ЄE 8,85 X 10-12

ФE = 2,0 X 10-5 Nm²/C

Exercício 6: O campo elétrico nas vizinhanças do tambor carregado de uma fotocopiadora tem um módulo E de 2,3×(〖10〗^5 N)/C. Qual é a densidade superficial de cargas, supondo que o tambor é feito de material condutor?

Resposta:

Є