1º Lista de Exercicios

FACULDADE SANTO AGOSTINHO – FSADISCIPLINA FISICA GERAL E EXPERIMENTAL IIPROFESSOR RODRIGO

1ª LISTA DE EXERCÍCIOS

1. A atmosfera da Terra é constantemente bombardeada por raios cósmicos provenientes do espaço sideral, constituídos principalmente por prótons. Se a Terra não possuísse atmosfera, cada metro quadrado da superfície terrestre receberia em média 1500 prótons por segundo. Qual seria a corrente elétrica recebida pela superfície de nosso planeta?

2. Duas esferas idênticas de massa m estão carregadas com carga q e suspensas por fios isolantes de comprimento L. O ângulo de abertura resultante é 2θ .

a) mostre que q2cosθ=16πε0 L2mg sen3θ

b) se m=1g , L=20cm e θ=30º , qual é o valor de q?

3. Responda:a) explique o que acontece com as esferas do problema anterior se uma delas é descarregada (ligando, por exemplo, momentaneamente a esfera à Terra). b) determine a nova distância de equilíbrio x, usando os valores dados de l, m e a carga q encontrada.

4. Uma carga Q é distribuída uniformemente sobre um fio semicircular de raio a . Calcule a força com que atua sobre uma carga de sinal oposto −q colocada no centro.

5. Dois fios retilíneos de mesmo comprimento a separados por uma distância b , estão uniformemente carregados com densidade linear de carga λ e −λ . Calcule o campo elétrico no ponto P do retângulo de lados a e b .

6. No modelo de J. J. Thompson para o átomo de hidrogênio, a carga +e do núcleo era imaginada como estando

uniformemente distribuída no interior de uma esfera de raio a da ordem de 10−8 cm (raio atômico) e o elétron era tratado como uma carga puntiforme −e movendo-se no interior dessa distribuição.a) calcule o campo elétrico que atua sobre o elétron num ponto à distância r<a do centro da esfera;b) mostre que o elétron poderia mover-se radialmente com um movimento harmônico simples;

c) calcule a frequência de oscilação e compare com a frequência típica da luz visível (considere 4⋅1014 hz a8⋅1014 hz ).

7. Um elétron é liberado a partir do repouso a uma distância perpendicular de 9,0 cm de uma barra não condutora retilínea muito longa com uma densidade de cargas uniforme de 6,0 OμC por metro. Qual é o módulo da aceleração inicial do elétron?

8. Na figura abaixo uma pequena esfera não-condutora de massa m=1,0 mg e carga q=2,0 x 10-8 C (distribuída uniformemente em todo o volume) está pendurada em um fio não-condutor que faz um ângulo θ=30º com uma placa vertical, não-condutora, uniformemente carregada (vista de perfil). Considerando a força gravitacional a que a esfera está submetida e supondo que a placa possui uma grande extensão, calcule a densidade superficial de cargas σ da placa.