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Capítulo 24 – Campo Elétrico Questionário 1. Uma bola carregada positivamente está suspensa por um longo fio de seda. Deseja- se determinar E em um ponto situado no mesmo plano horizontal da bola. Para isso, coloca-se uma carga de prova q0 neste ponto e mede-se F/q0. A razão F/q0 será me- nor, igual ou maior do que E no ponto em questão? 2. As linhas de força de um campo elétrico nunca se cruzam. Por que? 3. Duas cargas puntuais, de módulos e sinais desconhecidos, estão separadas por uma distância d. O campo elétrico é zero em um ponto do segmento que as une. O que po- demos concluir sobre estas cargas? 4. Duas cargas com sinais e módulos desconhecidos estão fixas e separadas por uma distância L. Pode-se ter E = 0 para pontos fora da reta que contém estas cargas (ex- cluindo )? Explique. 5. Duas cargas de mesmo módulo, uma positiva e outra negativa, estão situadas sobre uma linha reta. Determine a direção e o sentido do campo elétrico para pontos sobre a reta que une as cargas e: a) entre elas; b) fora do segmento de reta entre elas e próxi- mo da carga positiva; c) fora do segmento de reta entre elas e próximo da carga nega- tiva e d) fora do segmento de reta entre elas, mas no plano mediano das cargas. 6. Três esferas pequenas, 1, 2 e 3, possuem cargas de mesmo módulo e os sinais indicados na Fig. 1. Elas estão localizadas nos vértices de um triângulo isósceles, sendo a distância entre 1 e 2 igual à distância entre 1 e 3. As esferas 2 e 3 estão presas, mas a esfera 1 está livre, po- dendo mover-se sobre uma superfície sem atri- to. Qual será o caminho que a esfera 1 tomará quando liberada? Problemas 1. Duas cargas puntuais de módulos 2,0x10 -7 C e 8,0x10 -8 C estão 10 cm distantes uma da outra. Determine: a) o campo elétrico que cada carga produz no local da ou- tra; b) a força elétrica que atua sobre cada uma delas. R: a) E1 = 18x10 4 C N ; E2 = 7,2x10 4 C N b) 1,44 x 10 –2 N. 2. Na Fig. 2, localize o ponto (ou pontos) onde E é nulo. R: 1,72a à direita da carga + 2q. Fig. 2 Fig. 1 3. Duas cargas + q e – 2q estão fixas e separadas por uma distância d (Fig. 3). Determine E nos pontos A, B e C. R: 28 1 d q o AE , 2 3 d q o BE , 216 7 d q o CE 4. Calcule E (módulo, direção e sentido) no ponto P da Fig. 4. 2 :R a q E o 5. Determine E no centro do quadrado da Fig. 5. R: o2 1 2 2 a q 6. Uma carga +q está distribuída uniformemen- te ao longo da metade superior de uma barra de vidro fino encurvada formando um quarto de círculo de raio r e uma carga –q ao longo da metade inferior, como mostra a Fig. 6. Deter- mine o campo elétrico E no ponto P que está no centro do semicírculo. R: 22 r q o 7. Uma barra fina, não condutora, de compri- mento finito L, tem carga total +q, distribuída uniformemente ao longo desta. Mostre que E , no ponto P da sua mediatriz (Fig. 7), é dado por: E = 22 42 yly q o 8. Uma barra isolante de comprimento L tem uma carga –q distribuída uniformemente ao longo de sua extensão (Fig. 8). Determine: a) a densidade linear de carga da barra; b) o campo elétrico no ponto P a uma distância a da ex- tremidade da barra. Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig.8 Fig. 3 Fig. 4 R: a) L q b) E= o4 1 )( Laa q 9. Uma barra isolante semi-infinita (Fig. 9) possui uma carga por unidade de comprimento de valor constante . Mostre que o campo elé- trico no ponto P forma um ângulo de 45º com a barra e que este resultado é independente da distância R. Ex = Ey = R o 4 10. Calcule E no ponto P. (a) (b) (c) R a) oo a q 22 2 sen o R b) 28 2 a q o c) Ey = 224 RLR L o Ex = )1( 4 22 RL R R o Fig. 9