dq ds dq da Disciplina: Física III Prof.: Paulo Roberto Innocente Universitário (a):... Avaliação

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1 Disciplina: Física III Prof.: Paulo Roberto Innocente Universitário (a):... Avaliação A questão vale,6 pontos, as demais valem,4 pontos cada. Resolver cada questão no espaço indicado e para rascunho usar o verso. Principais Equações: q ne ; E F rˆ r 4 N qi r i 4 r i i q q ; p mg Principais onstantes: e,6 9 4 F 3 4 ; F F F... 8,99 9 dq ds Nm dq dq ; da ds m -7 próton,67 x kg ; dq da F q E ; E q 4 o r 8,85 c N. m m -3 elétron 9,x kg. Assinale com (V) a alternativa verdadeira e (F) se a alternativa for falsa. Justificar caso seja necessário no espaço indicado. ( ) Em uma repetição das experiências de Millikan, foi usada uma pequena gota de óleo, eletrizada negativamente, cuja massa era de,4x -4 kg. Verificou-se que, para equilibrar o peso desta gota, era necessário aplicar a ela um campo elétrico vertical de 5,x 4 N/. Podemos afirmar que haviam 3 elétrons em excesso, nesta gota de óleo. (considere g= m/s ). Espaço para justificativa cálculo: ( ) Durante as tempestades violentas as nuvens se carregam intensamente de eletricidade. Saltam então faíscas gigantescas dessas nuvens para a Terra, ou entre duas nuvens próximas que tenham cargas de sinais opostos. Essas faíscas são os raios. Essa descarga elétrica arranca elétrons das moléculas dos constituintes do ar, isto é, ioniza essas moléculas. Quando se dá a ionização, que nesse caso é muito violenta, se produz luz. Essa luz é o relâmpago. A descarga aquece muito o ar por onde passa, e provoca uma dilatação rápida desse ar. Essa dilatação rápida produz um som forte, que é o trovão. Para que ocorra o raio, o campo elétrico entre Terra e nuvem deve ter um valor mínimo chamado de rigidez dielétrica, no caso 3,X 6 N/. Nessa condição, a força elétrica sobre um elétron dessa descarga será de,8x -3 N. Espaço para justificativa cálculo: ( ) Segundo a teoria da quantização da carga elétrica, a menor carga é,6x -9, onde o elétron possui essa carga com valor negativo e o próton com valor positivo. O elétron é classificado no mundo das

2 partículas elementares como um férmiun, que é indivisível, enquanto que o próton é um bóson, uma partícula que pode ser dividida em seus formadores que são os quarks. O quark possui carga fracionário, por exemplo e/3. Esse fato altera o princípio da quantização da carga, logo podemos encontrar na natureza elementos ou partículas com carga de,45x -9 po exemplo. ( ) Na eletrização por contato ocorre transferência de carga no momento do contato. Independente da forma e tamanho dos dois objetos envolvidos, ambos ficarão sempre com a mesma quantidade de carga. ( ) Uma pessoa sente o choque quando está necessariamente cheio de cargas, quanto mais cargas elétricas no corpo da pessoa, maior é o choque elétrico. ( ) Uma carga negativa é abandonada a partir do repouso num campo elétrico E. A previsão quanto ao comportamento desta carga se somente um campo elétrico agir sobre ela é que será acelerada numa direção com sentido oposto ao do campo elétrico. ( ) Por volta de 75 Benjamim Franklin, propôs a teoria em que um objeto com excesso de elétron é considerado negativo e positivo o que tem falta de elétron, por isso Oersted em 8, observou que uma corrente elétrica desorientava uma agulha imantada. Oersted pode na época enunciar que os elétrons se movimentando produzem o campo magnético. ( ) Por volta de 8 Faraday propôs que a variação do fluxo do campo magnético gera uma corrente elétrica induzida. A movimentação de um rotor diante de um estator produz corrente elétrica. Esse princípio é usado na geração de energia na Usina Hidrelétrica de Itá visitada pela turma na semana passada.. Determine o campo elétrico no centro do quadrado de lado a, onde as cargas estão distribuídas em seus vértices conforme a figura a seguir. q -q a q -q E 4 4 qi a 3. A figura abaixo mostra uma haste de plástico que tem uma carga Q uniformemente distribuída. A haste está encurvada na forma de uma arco de círculo, de raio r, subtendendo um ângulo de º. Fazendo uma

3 análise inicial do problema é possível concluir que o campo no ponto P é dado por de cos onde os limites podem ser dados pelo estudantes. A partir dessa equação determine o campo elétrico no ponto P em,83q termos de Q e r? R : 4 r 4. Uma carga Q de 6, n produz um campo elétrico ao redor dela. álcule o campo nas posições, 3, 4 e 5 m da carga e na posição a uma distância infinita da carga. (a) represente esse valores na tabela abaixo. (b) Represente esse valores no gráfico. Nessa questão considere 9 Nm 9, 4 e para representar o gráfico. r E(N/) 3 4 5

4 5. Na fissão nuclear, um núcleo de urânio 35 captura um nêutron e se divide em dois núcleos mais leves. Em algumas fissões, os produtos são núcleo de bário (carga 56e) e um outro de criptônio (carga 36e). Imaginemos que estes núcleos sejam cargas puntiformes positivas. (a) Se o núcleo de bário (carga 56e) atravessar uma região de campo elétrico vertical para cima, como será a força elétrica? Para responder represente a força elétrica e o campo elétrico com vetores. (b) Determine o módulo da força elétrica somente sobre o núcleo de bário (carga 56e) se o campo elétrico for igual a 6N/. R (a) força e campo para cima (b) 5,376x -5 N 6. Medidas afirmam que o campo elétrico próximo a superfície da Terra é em torno de 5 N/. Determine a densidade superficial da carga. Você poderá usar a equação para o campo devido a um disco carregado,655x -9 /m z E z R. R: primeiro deduzir a fórmula (,75) e após calcular (,75):

5 7. Determine a força resultante sobre a carga A (do canto esquerdo) devido as forças elétricas exercida pelas cargas B e sobre A. R 3 3 i 4 : j