Fisica iii

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1 Centro de Ciências Tecnológicas - CCT

Disciplina: Física III

Lista de exercícios

1Uma esfera condutora deve ser carregada colocando sobre ela em cada instante uma pequena quantidade de carga até que a carga total seja igual a Q. Afirma-se que o trabalho total realizado nesse processo é proporcional a Q2. Isso é correto? Por quê?

2Um condutor em forma deanel com raio a = 2,50cm possui uma carga positiva Q = +0,125 nC uniformemente distribuída ao longo do anel . 0 centro do anel está na origem 0 do sistema de coordenadas. a) Qual é o campo elétrico (módulo, direção e sentido) no ponto P situado em x = 40,0cm? b) Uma carga puntiforme q = -2,50 μC está no ponto P descrito na parte (a). Determine o módulo, a direção e o sentido da força exercida pelacarga q sobre o anel.

3Suponha que as duas placas de um capacítor possuam áreas diferentes. Quando o capacitor é carregado por meio da conexão a uma bateria, as cargas acumuladas nas placas possuem o mesmo módulo ou elas podem possuir módulos diferentes? Explique seu raciocínio.

4Uma esfera metálica sólida sem buracos com raio igual a 0,450 m possui uma carga líquida de 0,250 nC. Encontreo módulo do campo elétrico a) em um ponto situado fora da esfera a uma distância de 0, 100 m de sua superfície; b) em um ponto interno a uma distância de 0, 100 m abaixo da superfície.

5Caso o potencial elétrico seja conhecido somente em um único ponto, o campo elétrico E desse ponto pode ser determinado? Em caso positivo, como? Em caso negativo, por quê?

6Um pequeno objeto com uma cargaigual a -55,0 mC sofre a ação de uma força de 6,20 x 10-9 N orientada de cima para baixo quando colocado em um certo ponto de um campo elétrico. a) Calcule o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico nesse ponto. b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força que atua sobre um núcleo de cobre (número atômico = 29, massa atômica = 63,5 g/mol) colocado nesse mesmo ponto do campoelétrico.

7Considere um resistor com seção reta uniforme de área A, comprimento L e resistividade uniforme ρ conduzindo uma corrente elétrica com densidade uniforme J. Use a seguinte equação: P = VabI = I2 R = Vab2/R , para calcular a potência elétrica p dissipada por unidade de volume. Expresse o resultado em termos a) de J e de E; b) de J e de ρ; c) de ρ e de E.

8Duas pequenas esferas dealumínio, cada qual com massa igual a 0,0250 g, estão separadas por uma distância de 80,0 cm. a) Quantos elétrons estão presentes em cada esfera? (0 número atômico do alumínio é 13 e sua massa atômica é 26,982 g/mol.) b) Quantos elétrons devem ser removidos de uma esfera e adicionados na outra para que o módulo da força de atração entre elas seja igual a 1,00 x 104 N (aproximadamente igual ao peso de umatonelada)? Suponha que as esferas possam ser tratadas como cargas puntiformes. c) A que fração da carga total de cada esfera essa quantidade corresponde?

9Duas cargas puntiformes q são colocadas sobre o eixo Ox, uma no ponto x = a e outra no ponto x = -a. a) Determine o módulo, a direção e o sentido do campo elétrico no ponto x = 0. b) Deduza uma expressão para o campo elétrico em qualquerponto sobre o eixo Ox. Use seu resultado para fazer um gráfico do campo elétrico em função de x para valores de x compreendidos entre -4a e +4a.

10Qual é a resistência a)de um fio de nicromo para 0,0o C, se sua resistência é igual a 100,00Ω para 11,5o C? b) Qual é a resistência de uma barra de carbono a 25,8o C, se sua resistência é igual a 0,0160Ω para 0,0 o C?

11Um capacitor decapacitância C é carregado até uma diferença de potencial Vo . Os terminais do capacitor carregado são a seguir conectados aos terminais de outro capacitor descarregado com capacitância igual a C/2. Calcule a) a carga original do sistema; b) a diferença de potencial final através de cada capacitor; c) a energia final do sistema; d) a diminuição da energia quando os capacitores são conectados. e) Para...
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