fisica

terça-feira, 10 de julho de 2012
Portfolio I Capítulo 22 - Física Geral II

Capítulo 22 - Campo elétrico
1. Na figura, as linhas do campo elétrico do lado esquerdo têm uma separação duas vezes maior que as linhas do lado direito.
a) Se o módulo do campo elétrico no ponto A é 40N/C, qual é o módulo da força a que é submetido um próton no ponto A?
b) Qual é o módulo do campo elétrico no ponto B?

Esse exercício deve ser o único realmente fácil do capítulo 22, junto com o 5. Inclusive, esse érealmente fácil. Só precisamos saber de duas informações para resolver a A:
F=Eqqp=1.6∗10−19C

No caso, que a força é igual ao campo elétrico vezes a carga inserida e que a carga de um próton é de 1.6 vezes 10 a -19 Coulombs positivo. Se temos o módulo do campo elétrico e temos a carga, resolver a força é bem fácil:
F=(40N/C)∗1.6∗10−19C=64∗10−19N

Para a B, é só saber que, no campo elétrico, quanto maior a distância entre as linhas de campo, menor é seu módulo. Como a distância entre as linhas de campo no ponto B é o dobro da distância de no ponto A:
Eb=Ea2=40N/C2=20N/C

Resolvido.

5. O núcleo de um átomo de plutônio-239 contém 94 prótons. Suponha que o núcleo é uma esfera com 6.64fm de raio e que a carga dos prótons está distribuída uniformemente nessa esfera. Determine:
a) o módulo;
b) o sentido (para dentro ou para fora) do campo elétrico produzido pelos prótons na superfície do núcleo.
Primeiro, vamos analisar as informações que temos: q=94∗1.6∗10−19C=150.4∗10−19Cr=6.64∗10−15m No caso, a carga do plutônio é a carga contida em 94 prótons, e o raio da esfera é igual a 6.64 vezes 10 a -15 metros.

Para determinar o módulo do campo elétrico, temos a seguinte equação:
E=14πε0∗qd2=8.99∗109Nm2/C2∗150.4∗10−19C6.64∗10−15m2=1352.096∗10−10Nm2/C44.0896∗10−30m2 ≈30.667∗1020N/C

Bem-respondida está a letra A.

Quanto a letra B, não tem o que equacionar. A carga do próton é positiva, então o campo elétrico produzido pelos prótons é divergente, ou seja,