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Primeira Lista de Exercícios de Física III – Prof. Ezequiel Burkarter
Os exercícios marcados com * deverão ser entregues na data combinada com o Professor
1- *A figura a seguir mostra a imagem de microscopia eletrônica de partículas de toner. As partículas de toner, carregadas negativamente, são atraídas do glóbulo portados para um tambor giratório, onde se formou uma imagem carregada positivamente. Uma folha de papel carregada em seguida atrai as partículas de toner do toner para ela mesma, após o que elas são fundidas pelo calor no local e produzem a cópia. Com base nesta descrição do processo de impressão via toner descreva, com base nos conceitos de eletrostática, como ocorre o processo industrial de pintura eletrostática.
Imagem de microscopia eletrônica de partículas de toner.
2- Por que durante uma tempestade com grande intensidade de descargas atmosféricas não se recomenda abrigar-se debaixo de uma ou correr em um campo?
3- Uma película de PVC pode ser usada para cobrir um recipiente com alimentos esticando-se esta película sobre o topo do recipiente e precionando-se a parte excedente sobre as paredes do recipiente. Por que a película adere? Este método funciona em recipientes metálicos? Explique.
4- Por que em nossos estudos utilizamos o fato de carga elétrica ser conservada e quantizada?
5- Explique brevemente como se dão os três principais processos de eletrização de materiais.
6- *O que é uma série triboelétrica e qual é a sua função? Pesquise e represente um exemplo de uma série triboelétrica.
7- *Um Raio ocorre quando existe um fluxo de cargas elétricas entre o solo e uma núvem de tempestade. A taxa máxima de fluxo de cargas é de aproximadamente 20000 C/s. Uma descarga como essa dura cerca de 100 μs. Qual a quantidade cargas que flui entre a Terra e a nuvem nesse intervalo de tempo?
8- *Um bastão de plástico é atritado com um tecido de lã e adquire a carga de – 0, μC. O bastão perdeu ou recebeu elétrons? Quantos elétrons foram transferidos ou retirados do bastão?
9- *Três cargas puntiformes estão sobre o eixo dos x: q 1 = –6μC em x = -3m, q 2 = 4 μC está na origem e q 3 = –6 μC em x = 3m. Qual a força que sobre q (^) 1? Faça uma figura explicando a posição das cargas.
10- Calcule a razão entre a força elétrica e a força gravitacional exercidas por um próton sobre outro. Dado: mp= 1,67 x 10 -27^ Kg.
11- Desafio! Considerando as cargas q 1 = 25nC que está na origem, a carga q 2 = - nC que está em x = 2 m e a carga q 0 = 20nC que está na posição de coordenadas x = 2m e y = 2m. Qual a força sobre q0? Faça uma figura explicando a posição das cargas eo sentido da força que atua sobre q (^) o.
12- De acordo com pesquisa do Physics Word , o experimento com a balança de torção, realizado por Cavendish, é o sexto entre os 10 mais belos experimentos da física. Deve-se a Henry Cavendish (físico e químico inglês) a primeira determinação experimental da constante de gravitação universal (G), com a balança de torção. Possivelmente motivado por uma concepção mecanicista de universo, Coulomb utilizou uma balança de torção semelhante a utilizada por Cavendish (esquematizada a seguir), para medir forças entre corpos carregados eletricamente. Por volta de 1875, Coulomb chegou a medir forças de até 10-8^ N. Suponha que as duas esferas da balança de torção, com cargas de 1 nC cada uma, estejam separadas por uma distância de 1 cm e responda: a) se a experiência for realizada numa atmosfera de vácuo, uma balança como a de Coulomb possui sensibilidade para medir a força de interação elétrica entre essas cargas?
b) qual deve ser a unidade de medida da constante elétrica ( K 0 ) utilizada no cálculo da força elétrica. c) Por que a unidade da constante elétrica ( K 0 ) é escrita em termos de C- (coulomb elevado a dois negativo) enquanto a unidade da constante de gravitação (G) é escrita em termos de Kg -2^?
13- Um corpo carregado eletricamente pode atrair um corpo neutro?
14- Um cristal de cloreto de sódio, ilustrado na figura a seguir, é formado pela ligação iônica de entre íons de Na +^ e Cl-^. A ligação iônica é baseada na atração eletrostática entre íons de materiais com diferentes eletronegatividades. Em média, a distância entre dois íons adjacentes num cristal de cloreto de sódio, é de cerca de 3 x10-10^ m. Sobre a interação eletrostática entre íons responda:
a) O gráfico a seguir pode ser utilizado para representar a relação entre a força e a distância? Explique! b) Supondo que o cristal se encontre no ar ( K F 0B B K 0 ) qual é a força de atração entre os íons?
15- Uma barra isolante P , eletrizada positivamente, é colocada nas proximidades de uma barra metálica B , não eletrizada, como mostra a figura a seguir. A pequena esfera condutora E está também descarregada, suspensa por um fio isolante, próxima de umas das extremidades de B. 15-..i Descreva a distribuição de cargas nos corpos B e E, no momento em que o corpo P é aproximado de B;
15-..ii A esfera E se deslocará?
