Efisica

Exercícios Propostos

 

 

1. Uma carga elétrica puntiforme de 200 ues CGSq está no vácuo a 50 cm de outra carga elétrica puntiforme de 500 ues CGSq. Calcular a intensidade da força de repulsão.


Solução

 

Pela fórmula de Coulomb,

Q1 = 200 ues CGSq

Q2 = 500 ues CGSq

d = 50 cm

= 1 (vácuo)


2. Duas cargas elétricas puntiformes, de statcoulombs e coulombs respectivamente, são colocadas a 10 cm uma da outra, em um meio cuja constante dielétrica vale 4 no sistema CGSES. Calcular a intensidade da força de atração no sistema CGSES e no sistema Giorgi.


Solução

 

Q1 = -5.102 statcoulombs

Q2 = 2.10-6 coulombs = 2.10-6 . 3.109 statcoulombs = 6.103 statcoulombs

= 4 ues CGS

d = 10 cm

F = - 7500 d

Para converter essa força para newtons, basta fazer a proporção:

Resposta:F = - 7500 dines = - 0,075 newtons.


3. Uma carga elétrica puntiforme de 200 c é colocada no vácuo à distância de 50 cm de outra carga elétrica puntiforme de 100 c. Calcular a intensidade da força de repulsão.


Solução

 

Consideraremos todas as unidades no sistema MKS.

Q1 = 200 c

Q2 = 100 c

d = 50 cm = 0,5 m

Resposta: 72.1013 N.


4. Duas cargas elétricas puntiformes iguais, colocadas no ar à distância de 5 cm repelem-se com a força de 900 dines. Calcular o valor dessas cargas, exprimindo o resultado no sistema CGSES e no MKS.

5. Um ponto material que pesa 2 g* é carregado com carga elétrica de l000 ues CGSq. Outro ponto material que pesa 5 g* é carregado com carga elétrica de 2.10-7 c. Calcular a resultante das forças que atuam nesses pontos quando são colocadas no vácuo à distância de 0.5 m.



Figura 23

Nota: g* é o símbolo da unidade de força chamada grama-força. Essa unidade vale 980,665 dines. Podemos aproximar e considerar


6. Duas cargas elétricas puntiformes colocadas no vácuo a distância de 5 cm repelem-se com a força de intensidade 8 d. Postas em contato e afastadas à distância de 10 cm, repelem-se com a força de 2,25 d. Calcular os valores dessas cargas.

Nota: Quando duas cargas elétricas puntiformes são colocadas em contato, elas se modificam, de maneira que o valor de cada uma delas fica sendo a média aritmética dos valores primitivos. Se as cargas tinham os valores Q1 e Q2, depois do contato os valores passam a


7. Duas cargas elétricas puntiformes colocadas no vácuo à distância d repelem-se com a força de 3 dines. Postas em contato e afstadas à distância d/2 repelem-se com a força de 0,00016 newtons. Calcular a relação dessas duas cargas.

8. Dois pêndulos elétricos tem mesmo comprimento e mesmo peso P. São carregados com a mesma carga Q. Repelem-se e, na posição de equilíbrio formam ângulo com a vertical. a) Calcular o valor da carga elétrica. b) Calcular o valor numérico para o caso em que = 30 cm, = 45o, P = 25d.


Solução

 

Parte a)

Cada esfera fica sujeita a duas forças: a força de repulsão e o peso . Essas forças dão um resultante . Desde que as esferas estão em equilíbrio, a resultante deve ser anulada. Para ser anulada ela deve ter a mesma direção que o fio OB. Concluímos que a resultante faz com o peso P o ângulo .



Figura 24

Temos:

As duas cargas sendo iguais, chamemos Q ao valor comum.

Fica:

(1)

Do triângulo retângulo BMN :

(2)

Do triângulo retângulo OBC :

(3)

Substituindo (2) e (3) em (1), teremos:


Parte b)

 

9. Três pêndulos elétricos de comprimento e mesmo peso P são presos a um ponto O, e carregados com a mesma carga Q. Repelem-se, e na posição de equilíbrio os centros das esferas ocupam os vértices de triângulo equilátero ABC de lado a. Calcular Q.



Figura 25


10. A constante dielétrica da água vale 80 no sistema CGSES. Qual o seu valor no MKS?

11. Como se pode concluir que existe eletricidade positiva e negativa?

12. O que é um corpo condutor? Dê dez exemplos. O que é um corpo isolante? Dê dez exemplos.

13. Cite alguns processos de eletrização.

14. Que significa um "princípio"? Porque motivo os dois princípios enunciados no tópico Princípio da Eletrostática são realmente "princípios"?

15. Como se explica a eletrização dos corpos de acordo com a estrutura atômica? Um átomo de lítio, por exemplo, tem 4 nêutrons, 3 prótons e 3 elétrons. Como se apresentaria eletrizado esse átomo se ele perdesse um elétron? E se absorvesse um elétron?

16. O que é um "conceito primitivo"? Dê exemplo.

17. No que consiste o critério de igualdade e de multiplicidade de cargas elétricas puntiformes?

18. Como se chega à fórmula de Coulomb? Que significado têm os sinais e que aparecem nessa fórmula?

19. O que é "constante dielétrica"? Deduza a relação entre a unidade de constante dielétrica do sistema CGS e a do MKS.

20. O que é um sistema "coerente" de unidades? O CGS é coerente? Porque?

21. Porque motivo não se pode construir um sistema de unidades elétricas tomando-se como fundamentais exclusivamente as três unidades fundamentais da Mecânica?

22. Construa um pêndulo elétrico suspendendo uma pequena esfera feita de cortiça (rolha) por um barbante.

23. Construa um eletroscópio de folhas utilizando o seguinte material: um frasco de vidro, uma rolha furada, uma haste metálica e duas pequenas lâminas de papel-alumínio (esse papel com que são embrulhados chocolates).

24. Atrite uma haste de vidro ou um pente com um pedaço de fazenda. Depois verifique com o pêndulo elétrico e com o eletroscópio de folhas se o vidro, ou o pente, está eletrizado. Verifique também se o vidro, ou pente, atritado atrai pequenos pedaços de papel.

25. Atritando-se dois pedaços de vidro eles se eletrizam? Justifique a resposta.

26. Porque, quando se atrita vidro com seda, o vidro se eletriza negativamente e a seda positivamente?

27. As experiências de eletrostática são mais fáceis de se realizar em um ambiente seco, ou em um ambiente úmido? Justifique a resposta, e procure relacioná-la com as observações que você deve ter realizado com a máquina eletrostática da figura abaixo, eletroscópio, pêndulo elétrico, etc..



28. Muitas vezes, ao se subir em um ônibus, quando se coloca a mão no balaustre leva-se um pequeno choque elétrico. Explique como aparece a carga elétrica no balaustre do ônibus.


 

 

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