FÍSICA GERAL III (FIS.403) - 2023
Lista de Exercícios I
Profa Sandra Nakamatsu
1. A Figura 1 mostra três pares de esferas iguais que
são colocadas em contato e depois separadas. As cargas
presentes inicialmente nas esferas estão indicadas.
Coloque os pares, em ordem decrescente, de acordo (a)
com o módulo da carga transferida quando as esferas são
postas em contato e (b) com o módulo da carga presente
na esfera positivamente carregada depois que as esferas
são separadas.
R.(a) (3), (1), (2); (b) todas ficam com cargas positivas
iguais 1e.
2. (a) Compare a repulsão elétrica de dois elétrons
separados pela distância r, com a força de atração
gravitacional entre eles. (b) Qual deveria ser a massa do
elétron para que essas forças se anulassem? Dados: e =
1,60 x 10-19 C; me = 9,11 x 10-31 kg; G = 6,67 x 10-11 m3/s2kg;
0 = 8,85 x 10-12 F/m.
R. (a) Fe/Fg = 4,15 x 10 42; (b) me’/me = 2 x 1021.
3. Duas esferas condutoras idênticas, 1 e 2, possuem
quantidades iguais de carga, e são fixadas separadas entre
si a uma distância grande em comparação com seus
diâmetros. Elas se repelem com a força elétrica de 88 mN.
Suponha agora que uma terceira esfera idêntica, 3, tendo
um cabo isolante e inicialmente descarregada, toque
primeiro a esfera 1, depois a 2, e seja finalmente
removida; veja a Figura 2. Encontre a nova força entre as
esferas 1 e 2.
Figura 2. Esferas condutoras idênticas sofrendo processos de
eletrização por contato.
R. 33mN.
4. Qual é a força elétrica resultante sobre uma carga q
positiva, colocada no centro de um quadrado de lado b
que tem cargas q, 2q, -4q e 2q colocadas, nesta ordem,
nos quatro vértices? (Utilize k = 1/40)
R. F = 10kq2/b2 apontado para o vértice onde se encontra
a carga -4q.
5. Cargas q, 2q, e 3q são colocadas nos vértices de um
triângulo equilátero de lado a, como indicado na Figura 3
ao lado. Uma carga Q, de mesmo sinal que as outras três,
é colocada no centro do triângulo. Obtenha a força
resultante sobre Q (em módulo, direção e sentido).
Figura 3. Triângulo equilátero de lado a, com cargas em seus
vértices.
R. 𝐹
=3√3𝑄𝑞
4
0𝑎2𝑖
6. Duas partículas a e b têm massa de 2,6 g e cargas de
mesmo módulo q, porém de sinais opostos. A partícula a
está suspensa do teto por um fio de 0,35 m de
comprimento e massa desprezível (Figura 4). Quando a e
b estão separadas por uma distância horizontal de 0,25
m, a está em equilíbrio estático, com o fio a um ângulo de
45 com a vertical. Determine q. (Utilize g = 9,8 m/s2.)
Figura 4. Referente ao exercício 3.
R. q = 420 nC
7. Determine a força elétrica entre a carga pontual q0 >
0, a uma distância d do eixo x, e do fio retilíneo de
comprimento L, com densidade linear uniforme, , de
carga positiva da Figura 5. (Dê sua resposta em função dos
versores 𝑖 e 𝑗.
Figura 1. Referente à questão 1.
+6e -4e
0 +2e
-12e +14e
(1)
(2)
(3)
