P1 Fisica 2 Sabrina

4D)(0,4pt) Três superfícies Gaussianas interseccionam uma superfície portadora de uma carga uniformemente distribuída. Os cilindros A e B e a esfera C têm o mesmo raio R. A altura de A é 2R e a de B R. A ordem das três superfícies de acordo com o fluxo elétrico crescente através delas é: (A) A > B > C (B) A = B > C (C) A = C > B (D) C > A = B (E)Nenhum. Justifique sua resposta: Como q é campo eletrostático terno, todos eles terão o mesmo fluxo elétrico 4E)(0,4pt)A figura mostra quatro esferas maciças, todas com uma carga Q, distribuída uniformemente/ A figura mostra também um ponto P para cada esfera, todos colocados à mesma distância do centro da esfera. Coloque as esferas em ordem de acordo com o módulo do campo elétrico no ponto P, começando pelo/menor. (A) (b), (c), (b) = (a). (B) (a), (c), (d) = (b) (C) (c) = (d), (b) = (a). (D) (b) = (a) , (d), (c) (E) (b), (a), (c) = (d). Justifique sua resposta: 1E1 = k. \frac{Q}{R^2} \Rightarrow IE | = k. \frac{q}{r^2} \text{, c.d: depende do raio da esfera} —— ponto fora da camada: considera-se como o ponto como concentrada no centro da esfera 4F)(1,0pt) A interação elétrica tem como gerador a carga elétrica. Enumere e discuta (sucintamente) três características das cargas elétricas. 1. A carga elétrica é uma propriedade intrínseca da materia: Assim como todos os corpos têm massa, todos têm carga elétrica 2. A carga é quantizada: pode assumir apenas certo valores inteiros (q = n.e) 3. A carga é conservada: transformações não alteram o valor da carga líquida. Instituto de Física - UFRGS Física Geral - Eletromagnetismo - 2018/2 - Área 1 Nome: Tito Silva Criterios de avaliação: A) A apresentação das fórmulas usadas para a resolução do problema: 10%. B) A apresentação do desenvolvimento dos cálculos de forma ordenada e legível: 40%. C) A apresentação do resultado com as unidades e com valor dentro da imprecisão numérica ou notação vetorial correta quando o caso: 50%. As respostas devem ser justificadas através de cálculos e/ou comentários claros e precisos. Q1 Q2 Q3 Q4 NOTA FINAL 1,4 9,4 1,2 9,9 3,9 1) (1,6pt) A figura ao lado mostra um arranjo de quatro cargas elétricas puntiformes. Calcule a intensidade do campo elétrico resultante, ou seja, devido às quatro cargas, no ponto P? Ei = E1 + E2 |E| = qk - 3qk * j/d2 d = - = k0 * (-12q/4d2 - 3q/d2)^½ C/m =? 4A) (0,4pt) Três esferas condutoras estão suspensas por fios finos. As esferas são tocadas cada uma por distintos objetos eletricamente carregados. Depois do contato verifica-se que as esferas 1 e 2 se repelem e que as esferas 2 e 3 também se repelem. Podemos então concluir que (A) as esferas 1 e 3 possuem cargas de sinais contrários. x (B) as esferas 1 e 3 possuem cargas positivas. x (C) todas as esferas possuem cargas de mesmo sinal. ✓ (D) uma das esferas não ficou carregada. x (E) precisamos mais experimentos para determinar os sinais das cargas. Justifique sua resposta: Se todas as esferas se repelem, todas possuem o mesmo sinal. 4B) (0,4pt) A figura ao lado representa quatro orientações de um dipolo elétrico em um campo elétrico externo. A opção que ordena corretamente os dipolos, de acordo com a energia potencial armazenada, da maior para a menor, é: (A) 3, 4, 1, 2. (B) 4, 1, 3, 2. (C) 1, 2, 3, 4. (D) 2, 1, 4, 3. (E) 1, 3, 2, 4. ✓ Justifique sua resposta: 4C) (0,4pt) A figura ao lado representa a trajetória da partícula 1, carregada negativamente através de uma região retangular do campo elétrico uniforme; a partícula é defletida na direção do topo da página. Três outras partículas, 2, 3 e 4, são mostradas se aproximando da região do campo elétrico. Escolha a opção que indica corretamente a direção seguida por cada uma dessas partículas, respectivamente. (A) Para baixo, para cima e para cima. (B) Para cima, para baixo e para baixo. (C) Para cima, para cima e para baixo. (D) Para baixo, para baixo e para cima. (E) Para baixo, para cima e para cima. Justifique sua resposta: Partículas negativas são atraídas para cima (placa positiva) e partículas positivas são atraídas para baixo (placa negativa). 2)(2,0pt) 1) Na figura ao lado, determine (a) o módulo e (b) a direção da força eletrostática total a que está submetida a partícula 4. Todas as partículas são mantidas fixas no plano xy; q1 = 3,2 x 10-8C; q2 = 3,2 x 10-8C; q3 = 6,4 x 10-8C; q4 = 3,2 x 10-8C; β = 35°; d1 = 3,0 cm; d2 = d3 = 2,0 cm. F1: F1 = K |q1| |q4| d2 = K 3,2.10-8 . 3,2.10-8 (2,0.10-2)² F1 = 10,2 . 10-24 N FIxy: F1.senθ = 5,95 . 10-24 N F2: F2 = K |q2| |q4| d2 = K 3,2.10-8 . 3,2.10-8 (2,0.10-2)² = 2,30 . 10-24 N F3: F3 = K |q3| |q4| d2 = K 6,4.10-8 . 3,2.10-8 (2,0.10-2)² = 6,41.10-24 N F1': F1 = 8,30 . 10-25 ex F1 = 8,30 . 10-25 ex F2 = 2,30 . 10-24 ex d1: F3 = 9,61 . 10-24 ey F21: F21 = F1 + F3 = (-5,45.10-24 ex + 2,89.10-24 ey) N |F21| = V(-5,45 . 10-24)² + (2,89.10-24)² = 6,17.10-24 N (a) |F21| = 6,17.10-24 N C (b) F21 = (-5,45.10-24 ex + 2,89.10-24 ey) N C 3E)(0,4pt) Uma bola carregada positivamente é trazida para perto de um condutor isolado neutro (sem o 1 - O condutor fica carregado positivamente se primeiramente a bola é afastada e depois o aterramento é retirado. II - O condutor continua neutro se primeiramente a bola é afastada e depois o aterramento é retirado. III - O condutor fica carregado negativamente se primeiramente o aterramento é retirado e depois a bola é afastada. Estão corretas: (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas II e III. (E) Apenas I e II. Justifique sua resposta: X 3F)(0,4pt) Na figura, um elétron e atravessa um pequeno orifício da placa A e se dirige para a placa B. Um campo elétrico uniforme na região entre as placas desacelera o elétron sem mudar sua trajetória. Esse campo elétrico aponta para o . Esquerda – diminui, aumenta, permanece a mesma. (B) direita – aumenta, diminui, aumenta, permanece a mesma. (C) esquerda – aumenta, diminui, aumenta. (D) Direita – diminui, aumenta, aumenta, permanece a mesma. (E) direita – diminui, aumenta, aumenta, diminui. Justifique sua resposta: 3G)(0,6pt) A interação elétrica tem como gerador a carga elétrica. Enumere e discuta (sucintamente) três características das cargas elétricas. 1 - a carga elétrica é quantizada (q=n e) 2 - a carga elétrica é uma propriedade intrínseca da matéria 3 - a carga elétrica é conservada num sistema isolado. PS? 2) (2,5pt) Na Figura ao lado uma esfera maciça não condutora de raio a é concêntrica com uma casca esférica condutora de raio interno b = 2a e raio externo c = 3a. A esfera possui uma carga uniforme +qE e a casca possui uma carga q1=3qE. Determine (a) o módulo do campo elétrico: (a) r < a (b) a < r < b (c) b < r < c (d) r > c (e) Determine a carga na superfície interna e externa da casca. (a) r < a |E| = K.q r² a < r < b |E| = K.qR² r |E| = K.q.r (a) (b) |E| = 9/3 |E| = K.q.r c (a b r < b Considera-se a carga da esfera maciça como uma carga pontual |E| = K.q/r q r c |E| = K.q/r k d) r>c |E| = e Carga condutora |E| = 0 |E| = K.q9/3 (a) b < r < c Superfície interna: -3qE Carga pela parte externa da esfera maciça|