Engenharia civil

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Diretoria de Exatas – 2011/ 1º Semestre Engenharias Física Geral e Experimental IV Professora: Daniela Teixeira Data de disponibilização da lista: 22/ 01/ 11

PRA

1. Uma moeda de cobre (Z= 29 prótons; A= 63,5 g/mol) possui uma massa de 3g. Qual é a carga elétrica total de todos os elétrons da moeda? Resposta: −1,32. 10! 2. Em um átomo de hidrogênio, o elétron é separado do próton por umadistância média de aproximadamente 5,3. 10!!! . Calcule o módulo da força eletrostática de atração exercida pelo próton sobre o elétron. Resposta: 8,2. 10!! 3. Três cargas, cada uma com intensidade de 3nC, estão localizadas nos vértices de um quadrado cujo lado é igual a 5cm. As duas cargas nos vértices opostos são positivas e a outra carga é negativa. Determine a força exercida por essas cargassobre uma quarta carga q= +3nC localizada no vértice remanescente. Resposta: −2. 10!! − 2. 10!!  () ou 3. 10!! 4. Uma carga de 5µC é posicionada sobre o eixo y em y= 3cm e uma segunda carga de -5µC é posicionada também sobre o eixo y em y= -3cm. Determine a força sobre uma carga de 2µC localizada sobre o eixo x em x= 8cm. Resposta: −9  () ou 9 5. Uma carga de 4,0µC é posicionada na origem. Qual éa intensidade e o sentido do campo elétrico no eixo x em: ! a) x= 6m. Resposta: 1. 10!   b) x= -10m. Resposta: −3,6. 10!  
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6. Duas cargas, cada uma com +4µC, são posicionadas sobre o eixo x, uma na origem e outra em x= 8m. Determine o campo elétrico no eixo x em: ! a) x= -2m. Resposta: −9. 10!   b) x= 2m. Resposta: 8. 10  
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c) x= 6m. Resposta: −8. 10!  

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d) x=10m. Resposta: 9. 10!   ! e) Em que ponto do eixo x o campo elétrico é nulo? Resposta: x= 4m. 7. Quando uma carga de prova q0= 2nC é colocada na origem ela fica sob a ação de uma força de 8,0.10-4N no sentido positivo do eixo y. ! a) Qual é o valor do campo elétrico na origem? Resposta: 4. 10!   ! b) Qual seria a força atuante em uma carga de -4nC colocada na origem? Resposta: −2. 10!!   c) Seessa força é devida a uma carga colocada sobre o eixo y na posição y= 3cm, qual é o valor daquela carga? Resposta: −4. 10!! 8. Duas cargas positivas iguais com intensidades q1=q2= 6,0nC são posicionadas sobre o eixo y em y1= +3cm e y2= -3cm. ! a) Quais são a intensidade e a orientação do campo elétrico no eixo x em x= 4cm? :  3. 10!   ! b) Qual é a força exercida sobre uma terceira carga q0= 2nCquando é colocada sobre o eixo x em x= 4cm? Resposta: 7. 10!!   9. Uma carga puntiforme de +5,0µC é localizada em x= -3cm, e uma segunda carga puntiforme de -8,0µC é localizada em x= +4,0cm. Qual deve ser a localização de uma terceira carga de +6,0µC de modo que o campo elétrico em x=0 seja nulo? Resposta: 0,0238m

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10. (17, cap. 22) Um segmento de reta carregado comdensidade de carga linear λ= 3,5nC/m é posicionado de x= 0 até x= 5m. a) Qual é o valor da carga total? R: 1,75.10-8C Determine o campo elétrico sobre o eixo x em: ! b) x= 6m. R: 26,2   c) x= 9m. R: 4,37  
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d) x= 250m. R: 2,57. 10!!   ! e) Determine o campo em x= 250m considerando que a carga seja puntiforme e posicionada na origem, e compare o resultado com o obtido pelo cálculo exatoutilizado no item d. Para comparar o resultado, utilize !"!"#  !"ó!"#$!!"#$%  !"#!$%&!'()* ! a equação do erro percentual: % = . 100. R: 2,52. 10!!   , E%= 1,95%
!"#$%  !"ó!"#$ !

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11. (18, cap. 22) Dois planos verticais infinitos carregados são paralelos entre si e separados de uma distância d= 4m. Determine o campo elétrico à esquerda dos planos, à direita dos planos e entre os planos quandocada plano possui uma densidade de carga superficial uniforme = 3µC/m2. Desenhe as linhas de campo para cada ! ! ! situação. R: −3,39. 10!   ; 0   ; 3,39. 10!  
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12. (19, cap. 22) Uma carga de 2,75µC é uniformemente distribuída sobre um anel cujo raio é de 8,5cm. Determine o campo elétrico sobre o eixo do anel a: ! a) 1,2 cm de seu centro. R: 4,69. 10!   b) 3,6 cm de seu centro. R:...
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