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?

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.

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

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.

[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?

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?

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

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:

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.

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?

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?

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

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