Exercícios sobre carga elétrica e lei de coulomb

Exercícios sobre carga elétrica e lei de coulomb

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Prof. Anderson Coser Gaudio Departamento de Física – Centro de Ciências Exatas – Universidade Federal do Espírito Santo http://www.cce.ufes.br/anderson anderson@npd.ufes.br Última atualização: 28/1/2006 14:18 H

16 - Carga Elétrica e Lei de Coulomb

Fundamentos de Física 2 Halliday, Resnick, Walker 4ª Edição, LTC, 1996

Física 2

Resnick, Halliday, Krane 4ª Edição, LTC, 1996

Física 2

Resnick, Halliday, Krane 5ª Edição, LTC, 2003

Cap. 23 - Carga ElétricaCap. 27 - Carga Elétrica e Lei de Coulomb

Cap. 25 - A Carga Elétrica e a Lei de Coulomb

Prof. Anderson (Itacaré, BA - Fev/2006)

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.

FUNDAMENTOS DE FÍSICA 3 CAPÍTULO 23 - CARGA ELÉTRICA

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Halliday, Resnick, Walker - Física 3 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 23 – Carga Elétrica 2

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.

FÍSICA 3 CAPÍTULO 27 - CARGA ELÉTRICA E LEI DE COULOMB

3132 3 34 35 36

01 0203 0405 06 0708 09 10 1 1213 1415 1617 18 1920 212223 24 25 26 27 28 29 30 [Início documento]

02. Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,3 μC e a q2 = -47,1 μC para que a força elétrica atrativa entre elas tenha uma intensidade de 5,6 N?

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Solução.

Considere o seguinte esquema da situação, em que F12 é a força sobre a carga q1 devido à carga q2 e r12 é o vetor posição da carga q1 em relação à carga q2:

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04. Duas partículas igualmente carregadas, mantidas a 3,20 m de distância uma da outra, são liberadas a partir do repouso. Observa-se que a aceleração inicial da primeira partícula é de 7,2

(Pág. 9)

m/s2 e que a da segunda é de 9,16 m/s2. A massa da primeira partícula é de 6,31 × 10-7 kg. Encontre (a) a massa da segunda partícula e (b) o módulo da carga comum às duas.

Solução. Considere o seguinte esquema da situação:

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Neste problema vamos ignorar o efeito da força peso, que é desprezível em comparação com a força elétrica.

(a) Cálculo de m2:

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07. Três partículas carregadas estão sobre uma linha reta, separadas pela distância d, como mostra a

Fig. 12. As cargas q1 e q2 são mantidas fixas. Descobre-se que a carga q3, que é livre para se deslocar, está em equilíbrio sob a ação das forças elétricas. Encontre q1 em termos de q2.

(Pág. 10)

Solução.

Para que a carga q3 permaneça em equilíbrio, as forças elétricas que agem sobre a mesma, devido às cargas q1 e q2, devem anular-se.

Em quaisquer dos casos esquematizados acima, vale a seguinte relação: 31 32=−F

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES q q rπεπε=−i

124qq=− [Início seção] [Início documento]

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12. Duas cargas fixas, +1,07 μC e -3,28 μC, estão a 61,8 cm de distância entre si. Onde se pode localizar uma terceira carga de modo que nenhuma força resultante aja sobre ela?

Solução.

Para ficar em equilíbrio, uma terceira carga, positiva ou negativa, somente poderá estar localizada em algum ponto da reta que passa por q1 e q2. Podemos dividir essa reta em três regiões: A, B e C.

Uma análise rápida mostra que as regiões B e C estão descartadas, pois as forças elétricas sobre a terceira carga não seria nula. O esquema abaixo ilustra a situação das forças sobre q3 (primeiro sendo positiva e depois negativa) na região B.

F32 O esquema abaixo ilustra a situação das forças sobre q3 na região C.

F32 Veja que somente na região A as forças F31 e F32 podem anular-se.

F31 Considere o seguinte esquema:

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q q rπεπε=

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