lista de exercicios de fisica 2

Curso: Engenharia Ambiental
Disciplina: Física Geral e Experimental C
Docente: Norma Reggiani

Lista 2: Lei de Gauss

Fonte: Keller (capítulo 21)

Questão 1. Uma superfície gaussiana esférica de raio 1,0 m está centrada em uma partícula com carga de 1,0 nC. (a) Qual é a área da esfera? (b) Quando é E em cada ponto da esfera gaussiana? (c) Determine o fluxo para a esfera gaussiana, com base em suas respostas das partes (a) e (b). (d) Refaça as partes (a), (b) e (c) para uma esfera gaussiana de raio 2,0 m.
Resposta: (a) 13m²; (b( 9,0 N/C; (c) 110N. m²/C; (d) 50m², 2,2N/C, 110N. n²/C

Questão 2. Uma haste delgada retilínea tem uma carga de -230 nC distribuída uniformemente ao longo do seu comprimento de 6,3 m. (a) Determine a densidade de carga linear. (b) Estime E próximo ao meio da haste a uma distância perpendicular de 25 mm.
Resposta: (a) -21nC/m; (b)26 x 10³ N/C para a haste.

Questão 3. Considere uma placa plana, quadrada, delgada, de densidade uniforme de carga, com Q = +79 nC e área de 1,2 m². (a) Determine a densidade de superfície de carga. (b) Estimule E próximo do eio da placa a distâncias perpendiculares de 10 e 20 mm.
Resposta: (a) 6,6 nC/m²; (b) 3,7 x 10³ N/C em cada caso.

Questão 4. Uma casa esférica delgada, uniformemente carregada, tem Q = -87 nC e r0 = 55mm. (a) Qual é a densidade σ de superfície de carga da casca? (b) Determine E em r = 25, 50, 75 e 100 mm do centro da casca.
Resposta: -2,3 µC/m²; (b) 0, 0, 140 kN/C, 78kN/C.

Questão 5. Considere uma carga de volume ρ esférica, uniforme, com Q = 61 nC e r0 = 48 mm. (a) Determine ρ. (b) Determine E em r = 24, 48 e 96 mm do centro da esfera.
Resposta: 130 µC/m³; (b) 120 kN/C, 240 kN/C, 60 kN/C.

Questão 6. Suponha um campo elétrico de 284 kN/C, dirigido radicalmente para fora, a uma distância r = 15 mm do centro de uma distribuição uniforme esférica de carga de volume. (a) Com base apenas nesta informação, determine as grandezas que puder: a carga Q, o raio r0, a