1.
Uma carga elétrica puntiforme de 200 ues CGSq está no
vácuo a 50 cm de outra carga elétrica puntiforme de
500 ues CGSq. Calcular a intensidade da força de repulsão.
Pela
fórmula de Coulomb,
Q1
= 200 ues CGSq
Q2 =
500 ues CGSq
d
= 50 cm
= 1
(vácuo)
2. Duas cargas
elétricas puntiformes, de statcoulombs e coulombs respectivamente,
são colocadas a 10 cm uma da outra, em um meio cuja constante
dielétrica vale 4 no sistema CGSES. Calcular a intensidade
da força de atração no sistema CGSES e no sistema
Giorgi.
Q1
= -5.102
statcoulombs
Q2 =
2.10-6
coulombs = 2.10-6
. 3.109 statcoulombs =
6.103 statcoulombs
= 4
ues CGS
d = 10 cm
F
= - 7500 d
Para
converter essa força para newtons, basta fazer a proporção:
Resposta:F
= - 7500 dines =
- 0,075 newtons.
3. Uma carga elétrica
puntiforme de 200 c é colocada no vácuo à distância
de 50 cm de outra carga elétrica puntiforme de 100 c. Calcular
a intensidade da força de repulsão.
Consideraremos
todas as unidades no sistema MKS.
Q1
= 200 c
Q2 =
100 c
d
= 50
cm = 0,5
m
Resposta:
72.1013 N.
4. Duas cargas
elétricas puntiformes iguais, colocadas no ar à distância
de 5 cm repelem-se com a força de 900 dines. Calcular o valor
dessas cargas, exprimindo o resultado no sistema CGSES e no MKS.
5.
Um ponto material que pesa 2 g* é carregado com carga elétrica
de l000 ues CGSq. Outro ponto material que pesa 5 g* é carregado
com carga elétrica de 2.10-7
c. Calcular a resultante das forças que atuam nesses pontos
quando são colocadas no vácuo à distância
de 0.5 m.
Figura 23
Nota: g* é o símbolo da unidade de força chamada
grama-força. Essa unidade vale 980,665 dines. Podemos aproximar
e considerar
6. Duas cargas elétricas puntiformes colocadas no vácuo
a distância de 5 cm repelem-se com a força de intensidade
8 d. Postas em contato e afastadas à distância de 10
cm, repelem-se com a força de 2,25 d. Calcular os valores dessas
cargas.
Nota: Quando duas cargas elétricas puntiformes são
colocadas em contato, elas se modificam, de maneira que o valor
de cada uma delas fica sendo a média aritmética dos
valores primitivos. Se as cargas tinham os valores Q1
e Q2, depois do contato os valores
passam a
7. Duas cargas
elétricas puntiformes colocadas no vácuo à distância
d repelem-se com a força de 3 dines. Postas em contato e afstadas
à distância d/2 repelem-se com a força de 0,00016
newtons. Calcular a relação dessas duas cargas.
8.
Dois pêndulos elétricos tem mesmo comprimento
e mesmo peso P. São carregados com a mesma carga Q. Repelem-se
e, na posição de equilíbrio formam ângulo
com a vertical. a) Calcular o valor da carga elétrica. b) Calcular
o valor numérico para o caso em que
= 30 cm,
= 45o,
P = 25d.
Parte
a)
Cada
esfera fica sujeita a duas forças: a força
de repulsão e o peso
.
Essas forças dão um resultante
.
Desde que as esferas estão em equilíbrio, a resultante
deve ser anulada. Para ser anulada ela deve ter a mesma direção
que o fio OB. Concluímos que a resultante
faz com o peso P o ângulo
.
Figura 24
Temos:
As
duas cargas sendo iguais, chamemos Q ao valor comum.
Fica:
Do
triângulo retângulo BMN :
Do
triângulo retângulo OBC :
Substituindo
(2) e (3) em (1), teremos:
Parte b)
9.
Três pêndulos elétricos de comprimento
e mesmo peso P são presos a um ponto O, e carregados com a
mesma carga Q. Repelem-se, e na posição de equilíbrio
os centros das esferas ocupam os vértices de triângulo
equilátero ABC de lado a. Calcular Q.
Figura 25
10. A constante dielétrica da água vale 80 no sistema
CGSES. Qual o seu valor no MKS?
11. Como se pode concluir que existe eletricidade positiva e negativa?
12. O que é um corpo condutor? Dê dez exemplos. O que
é um corpo isolante? Dê dez exemplos.
13. Cite alguns processos de eletrização.
14. Que significa um "princípio"? Porque motivo os
dois princípios enunciados no tópico Princípio
da Eletrostática são realmente "princípios"?
15. Como se explica a eletrização dos corpos de acordo
com a estrutura atômica? Um átomo de lítio, por
exemplo, tem 4 nêutrons, 3 prótons e 3 elétrons.
Como se apresentaria eletrizado esse átomo se ele
perdesse um elétron? E se absorvesse um elétron?
16. O que é um "conceito primitivo"? Dê exemplo.
17. No que consiste o critério de igualdade e de multiplicidade
de cargas elétricas puntiformes?
18. Como se chega à fórmula de Coulomb? Que significado
têm os sinais e que aparecem nessa fórmula?
19. O que é "constante dielétrica"? Deduza
a relação entre a unidade de constante dielétrica
do sistema CGS e a do MKS.
20. O que é um sistema "coerente" de unidades? O
CGS é coerente? Porque?
21. Porque motivo não se pode construir um sistema de unidades
elétricas tomando-se como fundamentais exclusivamente as três
unidades fundamentais da Mecânica?
22. Construa um pêndulo elétrico suspendendo uma pequena
esfera feita de cortiça (rolha) por um barbante.
23. Construa um eletroscópio de folhas utilizando o seguinte
material: um frasco de vidro, uma rolha furada, uma haste metálica
e duas pequenas lâminas de papel-alumínio (esse
papel com que são embrulhados chocolates).
24. Atrite uma haste de vidro ou um pente com um pedaço de
fazenda. Depois verifique com o pêndulo elétrico e com
o eletroscópio de folhas se o vidro, ou o pente, está
eletrizado. Verifique também se o vidro, ou pente, atritado
atrai pequenos pedaços de papel.
25. Atritando-se dois pedaços de vidro eles se eletrizam?
Justifique a resposta.
26. Porque, quando se atrita vidro com seda, o vidro se eletriza negativamente
e a seda positivamente?
27. As experiências de eletrostática são mais
fáceis de se realizar em um ambiente seco, ou em um ambiente
úmido? Justifique a resposta, e procure relacioná-la
com as observações que você deve ter realizado
com a máquina eletrostática da figura abaixo, eletroscópio,
pêndulo elétrico, etc..
28. Muitas vezes, ao se subir em um ônibus, quando se coloca
a mão no balaustre leva-se um pequeno choque elétrico.
Explique como aparece a carga elétrica no balaustre do ônibus.
Autor:
Roberto A. Salmeron
