Lista Halliday

1. Uma partícula alfa (núcleo de um átomo de hélio) tem uma massa de 6,64 x 10-27kg e uma carga de +2e. Determine (a) o módulo e ; (b) a direção de um campo elétrico capaz de equilibrar o peso da partícula.

R: 2,03.10-7N/C; para cima

Solução:

Aponta para cima, ver figura abaixo.

2. (Halliday, p.69, problema 3) Um cubo com 1,4m de aresta, orientado como na figura abaixo, está imerso em uma região de campo elétrico uniforme E. Calcular o fluxo do campo elétrico que atravessa sua face direita quando E for (em N/C): (a) 6i; (b) –2j e (c) –3i + 4k. (d) Qual é o valor total do fluxo através do cubo para cada um destes campos?

R: a) 0; b)-3,92N.m2/C; c)0; d)0

Solução:

d) O fluxo de um campo uniforme através de uma superfície fechada é zero.

3. (Halliday, p.63, problema 5) Uma carga pontual de 1,8C está no centro de uma superfície gaussiana cúbica de 55cm de aresta. Qual é o fluxo elétrico através da superfície?

R: =2.105N.m2/C

Solução:

Da lei de Gauss

4. Uma esfera condutora de 1,2m de diâmetro está uniformemente carregada com densidade superficial de carga 8,1C/m2. (a) Qual é a carga total da esfera? (b) Qual é o fluxo total que deixa a superfície da esfera?

R: a) 3,66.10-5C; b) 4,14.106N.m2/C

Solução:

5. (Halliday, p.69, problema 10) Quando um chuveiro é aberto em um banheiro fechado, os respingos de água no piso e do boxe podem encher o ar de íons negativos e produzir um campo elétrico no ar de até 1000N/C. Considere um banheiro de dimensões 2,5m x 3m x 2m. Suponha que no teto, no piso e nas quatro paredes o campo elétrico no ar é perpendicular à superfície gaussiana que envolve o ar do banheiro. Determine (a) a densidade volumétrica de cargas  e (b) o número de cargas elementares e em excesso por metro cúbico de ar.

R: a) =2,183.10-8C/m3; b) n=1,36.1011 elétrons

Solução:

Lembrando que as cargas são negativas, a densidade de cargas vale:

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