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[email protected] FÍSICA II Lista de problemas cap. 21 A LEI DE COULOMB - Halliday VOLUME 3 10ª EDIÇÃO PROBLEMAS: 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 15, 24, 25, 26, 27, 38, 39, 42, 61. FAZER TAMBÉM TODOS OS EXEMPLOS RESOLVIDOS DO LIVRO.

Lista Complementar Cargas Elétricas 1) Uma carga Q1 = 1,0  10–6 C está fixa no ponto x = 0. No instante t = 0 s, em x = 1,0 m se encontra uma carga Q2 = 2 Q1, em repouso, porém livre para se mover. Considere que o eixo x é a linha que une as duas cargas. Indique a força em Newtons na direção x que a carga Q2 faz sobre a carga Q1. RESPOSTA: - 1,8 X 10-2 N 2) No vácuo, duas partículas, 1 e 2, de cargas respectivamente iguais a Q1 e Q2, estão fixas e separadas por uma distância de 0,50 m, como indica o esquema. Uma terceira partícula, de carga Q3, é colocada entre as partículas 1 e 2, na mesma reta. Considerando 2  1,4 , sabendo que as três cargas têm sinais iguais e que a carga Q1 = 2Q2, qual a distância de Q1 em que deverá ser colocada a carga Q3 para que ela permaneça em equilíbrio eletrostático?

RESPOSTA: 0,29 m 3) Duas cargas elétricas de valores Q A  4C e QB  2 C e são mantidas no vácuo, separadas por uma distância de 0,2m. Determine a intensidade da força elétrica que uma carga exerce sobre a outra. RESPOSTA: 1,798 N 4) Três pequenas esferas idênticas e de raios desprezíveis, carregadas positivamente com carga Q, cada uma, encontram-se em equilíbrio no vácuo, de acordo com o arranjo da figura. As esferas B e C estão fixas a uma distância de 10 cm da esfera A. Sobre a esfera A, atuam apenas a sua força peso, de módulo 0,9 N, e as forças eletrostáticas. Qual o valor de Q, em Coulomb?

RESPOSTA: 1X10-6 C 5) Duas esferas carregadas, afastadas de 1m, se atraem com uma força de 720 N. Se uma esfera tem o dobro da carga da segunda, qual é a carga das duas esferas? RESPOSTA: 2X10-4 C 6) Duas cargas elétricas puntiformes estão separadas por uma distância d. Esta distância é alterada até que a força entre as cargas fique quatro vezes maior. A nova separação entre as cargas é de: a) 4d b) 2d c) 0,5d

d) 0,25d e) 3d 7) Duas pequenas esferas metálicas iguais, eletricamente carregadas com cargas 4q e - 2q estão inicialmente separadas por uma distância d e se atraem eletrostaticamente. Colocando-as em contato e, em seguida afastando-as de 2d, a razão entre as intensidades das forças de interação nas situações final e inicial é de: a) 1/16 b) 1/32 c) 1/12 d) 1/6 e) 1/8 8) Colocou-se no vácuo duas pequenas esferas idênticas eletrizadas positivamente e com cargas Q e 3Q, dispostas a uma distância d. Sabe-se que se originou entre elas uma força de intensidade F, porém, após colocar as duas esferas em contato e em seguida afastá-las a uma distância 2d, deseja-se saber qual a nova intensidade da força de repulsão em função de F. a) F’ = 3F b) F’ = 2F c) F’ = F/2 d) F’ = F/3 e) n.d.a. 9) Sabemos que eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. A história nos conta que grandes cientistas como Tales de Mileto conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Analise as afirmações abaixo acerca do assunto. I. Um corpo é chamado neutro quando é desprovido de cargas elétricas. II. A eletrostática é descrita pela conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante. III. A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza IV. No processo de eletrização por atrito, a eletrização não depende da natureza do material. É CORRETO apenas o que se afirma em: a) I e II b) III e IV c) I e IV d) II e III e) II e IV 10) A eletricidade estática gerada por atrito é fenômeno comum no cotidiano. Pode ser observada ao pentearmos o cabelo em um dia seco, ao retirarmos um casaco de lã ou até mesmo ao caminharmos sobre um tapete. Ela ocorre porque o atrito entre materiais gera desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons de cada material, tornando-os carregados positivamente ou negativamente. Uma maneira de identificar qual tipo de carga um material adquire quando atritado com outro é consultando uma lista elaborada experimentalmente, chamada série triboelétrica, como a mostrada abaixo. A lista está ordenada de tal forma que qualquer material adquire carga positiva quando atritado com os materiais que o seguem. 1 2 3 4 5 6 7 8

Materiais Pele humana seca Couro Pele de coelho Vidro Cabelo humano Náilon Chumbo Pele de gato

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Seda Papel Madeira Latão Poliéster Isopor Filme de PVC Poliuretano Polietileno Teflon

Com base na lista triboelétrica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A pele de coelho atritada com teflon ficará carregada positivamente, pois receberá prótons do teflon. 02) Uma vez eletrizados por atrito, vidro e seda quando aproximados irão se atrair. 04) Em processo de eletrização por atrito entre vidro e papel, o vidro adquire carga de +5 unidades de carga, então o papel adquire carga de –5 unidades de carga. 08) Atritar couro e teflon irá produzir mais eletricidade estática do que atritar couro e pele de coelho. 16) Dois bastões de vidro aproximados depois de atritados com pele de gato irão se atrair. 32) Um bastão de madeira atritado com outro bastão de madeira ficará eletrizado. RESPOSTA: 02+04+08 = 14

11) Duas esferas metálicas iguais, A e B, estão carregadas com cargas Q A  76μC e QB  98μC, respectivamente. Inicialmente, a esfera A é conectada momentaneamente ao solo através de um fio metálico. Em seguida, as esferas são postas em contato momentaneamente. Calcule a carga final da esfera B, em μC. RESPOSTA: 49x10-6 C...